稀土磁光材料课件.ppt

《稀土磁光材料课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.9稀土磁光材料RareEarthmagneto-opticalmaterial磁光效应和磁光材料稀土磁光材料的来源及性能特点稀土铁石榴石磁光材料钆镓石榴石磁光材料一、稀土磁光材料磁光材料：在紫外到红外波段，具有磁光效应的光信息功能材料。稀土磁光材料是一种新型的光信息功能材料，利用这类材料的磁光特性以及光，电，磁的相互作用和转换，可制成具有各种功能的光学器件。主要应用：调制器、隔离器、环形器、磁光开光、偏转器、相移器、光信息处理机、显示器、存贮器、激光陀螺偏频磁镜、磁强计，磁光传感器，印刷机，录像机，模式识别机，光数头，

2、光盘，光波导等。磁光效应：在外加磁场的作用下，物质的电磁特性（如磁导率，介电常数，磁化强度，磁畴结构，磁化方向等）会发生变化，因而使通向该物质的光的传输性（如偏振状态，光强，相位，频率，传输方向等）也会随着发生变化。光通向磁场或磁矩作用下的物质时，其传输特性发生的变化称为磁光效应。1、磁光效应及表征1.光的偏振性振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显的标志，只有横波才有偏振现象。光波是电磁波，因此，光波的传播方向就是电磁波的传播方向。光波中的电振动矢量E和磁振动矢量H都与传播速度v垂直，因此光

3、波是横波，它具有偏振性。插入内容（1）自然光在垂直于光传播方向的平面上，光矢量在各个可能方向上的取向是均匀的，光矢量的大小、方向具有无规律性变化，这种光称为自然光，也称为非偏振光。  自然光可以沿着与光传播方向垂直的任意方向上分解成两束振动方向相互垂直、振幅相等、无固定相位差的非相干光。插入内容插入内容（2）完全偏振光插入内容（a）线偏振光  光矢量端点的轨迹为直线，即光矢量只沿着一个确定的方向振动，其大小、方向不变，称为线偏振光。 （b）椭圆偏振光  光矢量端点的轨迹为一椭圆，即光矢量不断旋转，其大小、方向随时间有规律

4、的变化。 （c）圆偏振光  光矢量端点的轨迹为一园，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化。插入内容（3）部分偏振光在垂直于光传播方向的平面上，含有各种振动方向的光矢量，但光振动在某一方向更显著，不难看出，部分偏振光是自然光和完全偏振光的叠加。插入内容2.磁光效应及表征1）磁光法拉第(Farady)效应2）科顿-穆顿效应3）磁圆振、磁线振二向色性4）塞曼效应(Zeeman)5）磁激发光散射6）磁光克尔效应7）霍尔效应1）磁光法拉第效应当线偏振光沿着磁场方向或磁化强度矢量方向传播时，由于左、右圆偏振光在铁磁体中

5、的折射率不同，使偏振面发生偏转角度，此现象称为法拉第效应。（1）磁旋光效应及其非互易性法拉第效应又称磁旋光效应。当偏振光通过一个处于磁场大小为H的顺磁性或逆磁性材料后，透射光偏振方向的旋转角θ正比于磁场大小H和材料的厚度L，费尔德常数实验证明：振动面旋转的角度与材料的厚度l、浓度C以及入射光的波长有关。对于固体：定义为旋光系数，它是入射光波长的函数对于液体：式中C为溶液的浓度。把磁性物质的样品，放在两个正交的偏振片之间，沿光传播方向加磁场H，则发现线偏光通过样品后，振动面旋转过一个角度，实验表明：V叫做费尔德(Verde

6、t)系数。称为磁致旋光现象。磁光物质一束线偏振光沿光轴通过石英时，其偏振面会旋转一个角度，但当这束光反响通过石英时，其偏振面再次旋转并与入射偏振光的偏振面重合，即正、反两个偏振面的旋转互相抵消，这事一种互易性旋光特性，一般旋光物质都具有这种特性。当一束偏振态为A的线偏振光沿磁化强度M方向传播，即争相通过磁旋光材料时，将产生一法拉第旋转θ使光的偏振态变为B。当偏振态为B的偏振光反响通过该磁旋光材料时，其偏振态将不再变为A，而继续旋转θ角变为偏振态C。这样C的偏振方向为A的2θ角。这就是磁光效应的非互易性。（2）磁光旋转的测量-消光

7、法在不同波长下测量磁光旋转的简单示意如图。其中，L为白光源，M为单色仪，P1为起偏器,S为待测样品,P2为带有测角仪的检偏器,D为光电检测器.由白光源发出的光,经单色仪后变为单色光,通过起偏器后成单色线偏振光。待测样品置于绕有励磁线圈的电磁铁中，光顺着或逆着磁场方向透过样品。当励磁线圈中没有电流时，调节检偏器的方向与起偏器的偏振方向正交，此时发生消光现象，光电检测器不到光信号。通入励磁电流产生磁场后，由于磁光旋转，一部分光将透过检偏器进入光电检测，再次调节检偏器的方向直至消光，测得检偏器转过的角度θ即为待测样品的磁光旋转角。这种

8、以消光作为测量参考点的方法叫消光法，这是磁光旋转的最基本测量方法。2）磁光克尔效应当线偏振光被磁化了的铁磁体表面反射时，发射光将是椭圆偏振的，并且椭圆长轴为标志的偏振光相对于入射偏振光的偏振面旋转了一个角度，即磁光克尔效应。磁光克尔效应分为三种组态：1.极向磁