磁光材料的典型效应及其应用

磁光材料是一类品种繁多、应用广泛的重要的功能材料.近年来,随着激光、计算机、信息、光纤通信等技术的发展,各种磁光材料--磁光玻璃、磁光薄膜、磁性液体、磁性光子晶体和磁光液晶等发展极为迅速.本文简介了磁光效应(包括法拉第效应、克尔效应、塞曼效应和磁致双折射效应等)的基本理论以及各种磁光材料和磁光器件的研究新进展.     

磁光效应

本文将讨论磁光效应。磁光效应虽然发现较早,但是随着激光和光电子学等新的科学技术的出现,使这一效应更加受到重视,在研究的广度和深度上都有了新的进展。在本节中首先概述磁光效应的发展简况和几种磁光效应的意义。其次扼要介绍磁光效应的基本物理原理:宏观的唯象描述和微观的物理机制。然后讨论磁光材料,着重介绍目前研究较多、磁光性能较好的几类材料。最后简略介绍磁光效应在基础研究和新技术方面的若干应用及其前景。     

法拉第磁光效应测量方法及其应用

光是一种电磁现象,并具有波粒二象性。磁性是物质的最基本最普通的属性,磁场是物质的一种特殊存在形态。因此探索光、物质和磁场三者之间相互作用的内在联系,是现代物理学中的一个重要分支之一——磁光学。研究材料的磁光性质是认识基本磁性的有力手段,磁光学就是研究在磁场作用下所引起的各种光学现象。本文介绍了磁光效应当中的一种效应,即法拉第磁光效应以及它的测量方法和应用举例,分二期连载。     

输电线路光差动保护初探

全光纤电流互感器是通过Faraday磁光效应测量载流导体中电流,不存在磁饱和、测量范围广、线性度好。由于载流导体中电流磁场效应可以叠加,可将输电线路差动电流测量转换为利用光学器件在光路层面直接进行Faraday磁光效应偏转角的运算,不需要繁复的对时就可直接获得线路两端电流差值,在此基础上构成光差动保护。在PSCAD中搭建光差动保护模型,仿真结果表明光差动保护测量差流能够反映实际差流变化情况,采用固定门槛值的光差动保护对区内故障具有较高的灵敏度,在区外故障时具有一定的可靠性。     

法拉第磁光效应测量方法及其应用(下)

三、法拉第磁光效应的测量方法在法拉第磁光效应(包括其他磁光效应的测量中,通常得到的数值很小,不是分级而是秒级角度,需要灵敏度较高的仪器。因此,各种磁光效应的测量方法已成为重要的研究课题。概括起来主要有以下几种方法:1、磁光调制法,2、旋转检偏器法,3、光路分离法,4、偏振光分析法。现将上述方法简述如下:     

基于微波磁光效应的射频相关处理研究

根据磁光微扰理论研究了小信号情形下携有信息的静磁前向体波与导波光的作用,分析了基于磁光效应的空间积分相关过程,给出了相关输出结果与磁光衍射效率的定量关系,可为空间积分磁光相关器的优化设计提供理论指导.对单极性归零码的磁光相关过程进行了仿真,计算表明:(1)增加射频信号的峰值功率,可以增加相关检测电流;(2)增加入射光功率,在一定范围内增大偏置磁场或降低射频频率有助于增大接收射频信号的动态范围;(3)减小微带线宽度可以增加磁光器件的处理增益.     

磁畴观测方法现状与展望

磁性材料的宏观磁性能主要是由磁畴结构及其运动变化方式所决定,因此磁畴图像的观测是一个很重要的研究课题。目前,磁畴观测的方法已有很多种,如粉纹法、磁光效应法、电子全息法等。本文主要介绍了各种磁畴观测方法的特点及发展状况,与铁磁学、电子信息、磁性材料及器件等学科的关系,指出磁畴观测方法的发展趋势,磁畴实验技术和装置的发展与完善将为磁畴动力学研究提供基础。     

磁光材料及其在磁光开关中的应用

磁光材料具有种类繁多、应用广泛的特点。随着激光、光纤通信等领域的发展,各类磁光材料如磁光玻璃、磁光薄膜、磁光光子晶体和磁性液体等的发展也极为迅猛,使得应用于全光网络中的磁光开关的实现与应用成为可能。主要介绍各类磁光材料的研究进展及磁光石榴石薄膜在磁光开关中的应用进展。     

磁光记录材料读写老化实验系统

利用热磁记录方法,通过聚焦到微米级的激光束可将亚微米级的磁畴写入磁光记录薄膜中去。而利用极向克尔效应则可读出磁畴信息。其特点是记录介质可擦,重复使用。本文提出一种磁光记录材料读写老化试验系统。在脉冲重复频率约50kHz 范围内为磁光薄膜提供擦写用的高达数万安每米的连读正负极性的脉冲磁场,脉宽τ。约2μs。讨论了在电感负载上获得窄脉冲大电流的方法。利用二阶 RLC 网络其输出电流可获得较佳的效果。     

静态磁光薄膜表面温度场的有限元法分析

建立了磁光薄膜在脉冲激光作用下的传热模型,利用有限元法对磁光薄膜表面的温度场进行了模拟计算,讨论了磁光薄膜在不同环境温度下的升温特性,这些结果可以用于对磁光薄膜宽温化、表面温度特性、磁光记录畴尺寸和表面形貌等的研究。     

新型磁光晶体YFeO3的生长与性能

近年来钙钛矿结构的YFeO3晶体引起了人们的关注,它在近红外波段有很高的磁光优值和低的饱和磁化强度,并且具有高的居里温度.鉴于其在器件应用上具有一系列的优势,它成为倍受青睐的一种新型磁光材料.本文根据国内外YFeO3晶体的研究概况,重点介绍该晶体的生长和磁光性能.     

静磁波器件研究进展

静磁波(MSW)器件具有无源、可方便实现电调、可靠性高及外围电路简单等优点。本文主要对各种MSW器件：延迟线、滤波器．信噪比增强器、振荡器和磁光MSW器件的基本原理和研究现状做系统的介绍．     

微光摄象电视显示磁畴的研究

本文讨论了开展微光摄象电视显示磁畴这项研究工作的意义,简要介绍了微光摄象电视显示磁畴的技术和设备方框图,其中概要提示了磁畴的形成和磁光效应观察磁畴的方法。最后指出“微光摄象电视显示磁畴”的实现,在我们科研工作和示范教学中起了积极作用。对于研究磁畴、磁泡的动力学过程提供了条件。     

Fe:SmCo(Cr)薄膜的结构、磁性能与磁光克尔效应

利用脉冲激光沉积工艺,分别在单晶Si(100)衬底和玻璃(Si O2)衬底上制备Fe:Sm Co/Cu(Cr)薄膜,研究了Fe掺杂对Sm Co薄膜结构、磁性能与磁光效应的影响。实验发现,衬底对Fe掺杂Sm Co薄膜性能有很大影响,Si衬底薄膜的矫顽力和饱和磁化强度均优于玻璃衬底样品;同时退火温度也会影响Fe掺杂Sm Co薄膜形貌及磁性能,高温退火后,Sm Co衍射峰得到了增强,尤其是Sm Co5的(001)、(002)和(003)衍射峰最为明显,这是由于高温退火后Cu(111)衍射峰增强的缘故。同时发现,退火后的Si O2衬底与Si衬底样品的磁性和磁光效应均得到增强,但Si O2衬底的矫顽力Hc变化更明显,这是因为较高的表面应力会导致样品的矫顽力增强。因此可以通过调节Fe含量来控制样品的磁光性能,这就为优化Sm Co薄膜作为磁光存储介质的性能指出了一个研究方向。     

基于MR3-2磁光玻璃的光学电流传感器响应特性研究

磁光玻璃是光学电流传感器重要环节。采用MR3-2磁光玻璃作为光学电流传感器的磁光介质,研究其响应特性,将推动光学电流传感器的发展。通过法拉第磁光效应实验平台,对传感器在交流正弦激励下的响应特性进行了实验研究。响应特性包括:响应波形、幅值特性、频率特性和温度特性。通过实验研究得到:采用此种新型磁光介质的光学电流传感器具有优良的响应波形和幅值特性,而其频率特性不甚理想。在不同温度范围内,响应幅值随温度的变化率基本一致。     

磁场测量讲座

古往今来,磁场测量始终充满魅力。它早就为人们所利用,当今更深入应用于科学技术的各个领域。磁场测量技术旣蕴含着古代的发明,又体现出现代科学技术的成就。本刊服务于电量和磁量的测量,及在此基础上形成的电磁测量技术在各种非电磁量测量中的应用。磁场测量是重要的报道内容。磁场测量近年来不但应用面拓宽很多,而且其自身技术也有很大发展。作者在第一讲中说明磁场测量技术的概况,并在后六讲中分别介绍电磁感应法、磁饱和法、霍尔效应法、核磁共振法、超导效应法和磁光效应法等六类有代表性的磁场测量方法。作者认为分类很难概括各家之见,具体方法介绍也会有疏漏之处。编者认为这些在所难免,欢迎提出宝贵意见。     

磁光器件及其在光通信中的应用

简单介绍了几种主要磁光器件的基本结构与性能,接着概括叙述了它们在光通信系统的应用,展望了市场前景。最后,介绍两种磁光法拉第转子材料的现状与开发。     

磁信息技术的应用及其发展

本文从现代工程磁学的观点出发,综述了磁传感器,磁光和微波毫米波铁氧体器件、磁存储与磁记录,静磁波等磁信息技术的应用及其发展,最后提出了几点建议。     

氦(He4)原子光泵磁传感器的设计及其参数测试

基于光抽运原理使原子极化取向的过程简称为光泵,经光泵的原子在外磁场中发生磁共振,利用该机理测量磁场的磁传感器称为光泵磁传感器.本文简要介绍光泵磁传感器工作原理和结构设计,采用氦气体作为极化样品,利用MOSFET型高频功率晶体管研制C类功率激发器,应用多个独立的电感线圈解决负载的准确匹配问题.通过测量极化原子的纵向磁矩对应的光电信号的变化获得样品的共振线宽和信噪比等关键参数.本项目设计的氦原子光泵磁传感器的分辨力达0.01nT.为进一步研制激光型光泵磁强计奠定基础.     

磁场测量讲座：第七讲 磁光效应法

一、概述光是一种电磁波,它是沿着光轴(垂直于电场振动面)以波动方式向前传播.当光在各向异性物质中传播时,就要产生偏振光.如果电波中的电矢量随着时间改变,其末端描出椭圆形和圆形的轨迹,称为椭圆偏振光和圆偏振光. 当偏振光通过有磁场作用的某些各向异性介质时,由于介质电磁特性的变化,而使光的偏振面(电场振动面)发生旋转,这种现象称为磁光效应.磁光效应法即是利用磁场对光和介质的相互作用而产生的磁光效应来测量磁场的一种方法.