自然旋光与法拉第效应的实验研究.pdf

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1、第36卷第3期光学仪器VoL36，NO．32014年6月oPTICALINSTRUMENTSJune，2O14文章编号：1005—563O(2014)03—0224—04自然旋光与法拉第效应的实验研究孙鉴，耿铭阳，姚亚峰，邓伟，楚向楠(东北石油大学电子科学学院，黑龙江大庆163318)摘要：介绍了自然旋光与法拉第效应偏转角的测量方法，讨论了两种效应下偏转角的影响因素，说明了两种效应的应用领域。由分析得到：自然旋光偏转角的大小只与晶体有关，与磁场无关，而旋光方向与光的传播方向有关；法拉第效应偏转角的大小正比于磁感应强度，其偏转角旋光方向只与磁场方向有关，与光的传播

2、方向无关；光往返通过自然旋光晶体时，偏转角相互抵消，磁致旋光晶体偏转角则实现累加。利用晶体的法拉第效应，可将其制成光学隔离器或单通光闸等器件。关键词：自然旋光；法拉第效应；偏转角；旋光方向中图分类号：0436．4文献标志码：Adoi：lO．3969／j．issn．1005—5630．2014．03．008Experimentalstudyonnatural一0pticalrotationandFaradayeffectSUNJian，GENGMingyang，YAOYag，DENGV，CHUXiangnan(CollegeofElectronicScience，

3、NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Thedeflectedanglemeasurementmethodofnatural—opticalrotationandFaradayeffectwasintroduced．TheinfluencingfactorsofdeflectedangleinthetWOeffectswerediscussed．Theapplicationfieldoftwoeffectswasexplained．Theconclusionwasasfollows：th

4、edeflectedangleofnatural—opticalrotationonlyhastodowiththecrystalandhasnothingtodowithmagneticfield，theopticaldirectionhastodowithpropagationdirectionofincidentlight；thedeflectedangleofFaradayeffectwasproportionaltothemagneticinductionintensity，theopticaldirectionhastodowithmagneticf

5、ielddirection，buthasnothingtodowithpropagationdirectionofincidentlight．Thelightpassedthroughnatural—optica1crystalbackandforth，deflectedanglewascounteract，butaccumulatedinthemagneto-opticalrotationcrysta1．Thiseffectwasusedtoproduceopticalisolatorandsingle—laneopticalgate．Keywords：nat

6、ural—opticalrotation；Faradayeffect；deflectedangle；opticaldirection引言自然界中存在一些物质，当线偏振光沿光轴方向通过这些物质后，其偏振面会发生旋转，即发生旋光现象，称之为自然旋光。旋光现象最早由阿拉果在石英晶体中发现，随后毕奥发现一些各向同性的气体和液体也具备该特性；而一些不具备自然旋光本领的晶体在磁场的作用下，偏振面产生偏转的现象称为磁光效应，该现象在1846年由法拉第首次发现，也称为法拉第效应。收稿日期：2013-12—28基金项目：东北石油大学青年科学基金项目(2O13QN131／ky120

7、231)；东北石油大学大学生创新创业计划项目作者简介：孙鉴(1980)，男，讲师，硕士，主要从事光电子学和光子晶体方面的研究。E—mail：4103063@163．corn第3期孙鉴，等：自然旋光与法拉第效应的实验研究·225·1理论分析线偏振光沿光轴方向入射到晶体中，其光强可以分解为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，对应的折射率分别为n和，它们在晶体中传播距离z后产生的相位差可以用角位移表示为10===．三_(一)一÷(L一R)l(1)Z^在外加磁场为零的情况下，晶体本身满足～nR≠0，则该晶体具备自然旋光特性，自然旋光是晶体本身具有的一种旋光本领，不需要外加磁场，

8、可以直接测量该旋光晶体的