本發(fā)明涉及材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)系統(tǒng)裝置及方法，是一種針對磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置方法，特別能精確定量測量在給定磁場場強(qiáng)大小、給定磁場方向、給定溫度、給定波長(波段)、給定入射角度、給定表面微結(jié)構(gòu)的對磁光材料的光學(xué)參數(shù)。

背景技術(shù)：

磁光材料指的是具有磁光效應(yīng)的光信息功能材料，包括：磁光晶體、磁光玻璃和磁光薄膜。在磁場作用下其原子或離子具有固有磁矩的物質(zhì)將產(chǎn)生磁感應(yīng)現(xiàn)象，導(dǎo)致磁矩的有序排列，從而影響光在其內(nèi)部的傳播特性，稱為磁光效應(yīng)。磁光效應(yīng)可以破環(huán)材料的量子力學(xué)時間反演不變性，表現(xiàn)為非互易性，基爾霍夫定律不再成立。目前磁光效應(yīng)通常指法拉第效應(yīng)、科頓-穆頓效應(yīng)和磁光克爾效應(yīng)等。磁光材料所具有的非互易性能，在一定波段下具有定向全透射，全吸收，全輻射的特性。因此對于磁光材料相應(yīng)的進(jìn)一步研究，有利于推動磁光材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有對研究磁光材料光學(xué)性能的具體研究的缺乏，提供一種測量磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置及方法，促進(jìn)磁光材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種測量磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置，包括兩個電磁鐵、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀、兩個光束收集器、兩個偏振分析儀、兩個分光光度計(jì)、試樣放置臺、全反射棱鏡、光源發(fā)射器和空氣調(diào)節(jié)器；

所述試樣放置臺安裝有可旋轉(zhuǎn)的固定裝置，固定裝置上放置有試樣，試樣兩側(cè)分別設(shè)有電磁鐵，試樣位于電磁鐵所產(chǎn)生的平行磁場中；

所述光源發(fā)射器發(fā)射探測光束，經(jīng)過全反射棱鏡射向試樣，經(jīng)過試樣的透射光束和反射光束分別依次導(dǎo)向分光光度計(jì)、偏振分析儀、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀外接的光束收集器；

上述試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置均設(shè)置在封閉空間內(nèi)，并通過空氣調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，所述傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀的輸出端連接處理計(jì)算機(jī)。

作為優(yōu)選，所述電磁鐵為SB-130型雙軛雙調(diào)諧可變氣隙電磁鐵，標(biāo)準(zhǔn)極頭磁場范圍0T～2.5T。

作為優(yōu)選，所述傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀為Nicolet IS10型傅里葉變換紅外光譜儀。

作為優(yōu)選，所述偏振分析儀為PAX-5710型全波段偏振分析儀。

作為優(yōu)選，所述分光光度計(jì)為LAMBDA950型分光光度計(jì)。

一種采用上述裝置的測量磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

1)首先在試樣放置臺上設(shè)有試樣的固定裝置，將試樣放置在固定裝置后，其位于電磁鐵所產(chǎn)生的平行磁場中，電磁鐵自主調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的平行磁場大小，固定裝置可在試樣放置臺上旋轉(zhuǎn)，選擇磁場方向和被測表面的角度；

2)在試驗(yàn)開始前將試驗(yàn)空間進(jìn)行封閉，利用空氣調(diào)節(jié)器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，將環(huán)境溫度調(diào)至預(yù)定試驗(yàn)溫度，定量分析不同溫度下的磁光材料的光學(xué)性能；

3)光源發(fā)射器首先發(fā)射測量所需波長或波段的探測光束，探測光束經(jīng)過全反射棱鏡射向試樣，探測光束通過全反射棱鏡進(jìn)行相對于被測表面多角度(0.1°～90°)的角度調(diào)整，光源發(fā)射器和全反射棱鏡的位置根據(jù)入射角度的調(diào)整而調(diào)整，并具有固定、調(diào)節(jié)的配套設(shè)備；

4)經(jīng)過試樣的透射光束和反射光束依次導(dǎo)向分光光度計(jì)和偏振分析儀，進(jìn)行光束場強(qiáng)與偏振態(tài)分析，所述分光光度計(jì)測量不同波長下的光束強(qiáng)度，分析波長與光強(qiáng)度的關(guān)系，所述偏振分析儀在寬的波長范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的測量光束的偏振態(tài)；分光光度計(jì)和偏振分析儀的位置根據(jù)入射角度的調(diào)整而調(diào)整，并具有固定、調(diào)節(jié)的配套設(shè)備；

5)之后兩束光分別通過光束收集器進(jìn)入傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，光束收集器用來接收來自被測材料的反射、透射或輻射光束，其位置根據(jù)入射角度的調(diào)整而調(diào)整，并具有固定、調(diào)節(jié)的配套設(shè)備；

6)傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀的數(shù)據(jù)輸出至處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理；所述處理計(jì)算機(jī)具有相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件，在測量設(shè)備的測量數(shù)據(jù)輸入后，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到(包括但并不僅限于)被測材料的介電常數(shù)張量、吸收率、反射率、透射率、偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)角度、色散關(guān)系等光學(xué)參數(shù)，可定量分析位于不同方向(極向、橫向、縱向)、不同場強(qiáng)的平行磁場作用下，磁光材料的不同波長、入射角度、溫度、摻雜濃度、表面微結(jié)構(gòu)對磁光材料光學(xué)性能的對應(yīng)關(guān)系和非互易性能的對應(yīng)關(guān)系。

有益效果：本發(fā)明解決了現(xiàn)有對研究磁光材料光學(xué)性能的具體研究的缺乏，提供一種測量磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置，促進(jìn)磁光材料在各領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明試樣放置臺示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

如圖1和2所示，一種測量磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置，包括兩個電磁鐵1、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2、兩個光束收集器3、兩個偏振分析儀4、兩個分光光度計(jì)5、試樣放置臺6、全反射棱鏡7、光源發(fā)射器8和空氣調(diào)節(jié)器9；

所述試樣放置臺6安裝有可旋轉(zhuǎn)的固定裝置，固定裝置上放置有試樣，試樣兩側(cè)分別設(shè)有電磁鐵1，試樣位于電磁鐵1所產(chǎn)生的平行磁場中；

所述光源發(fā)射器8發(fā)射探測光束，經(jīng)過全反射棱鏡7射向試樣，經(jīng)過試樣的透射光束和反射光束分別依次導(dǎo)向分光光度計(jì)5、偏振分析儀4、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2外接的光束收集器3；

上述試驗(yàn)測量系統(tǒng)裝置均設(shè)置在封閉空間內(nèi)，并通過空氣調(diào)節(jié)器9調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，所述傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2的輸出端連接處理計(jì)算機(jī)。

作為優(yōu)選，所述電磁鐵1為SB-130型雙軛雙調(diào)諧可變氣隙電磁鐵，標(biāo)準(zhǔn)極頭磁場范圍0T～2.5T。

作為優(yōu)選，所述傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2為Nicolet IS10型傅里葉變換紅外光譜儀。

作為優(yōu)選，所述偏振分析儀4為PAX-5710型全波段偏振分析儀。

作為優(yōu)選，所述分光光度計(jì)5為LAMBDA950型分光光度計(jì)。

一種采用上述裝置的測量磁光材料光學(xué)參數(shù)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

1)首先在試樣放置臺6上設(shè)有試樣的固定裝置，將試樣放置在固定裝置后，其位于電磁鐵1所產(chǎn)生的平行磁場中，電磁鐵1自主調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的平行磁場大小，固定裝置可在試樣放置臺6上旋轉(zhuǎn)，選擇磁場方向和被測表面的角度；

2)在試驗(yàn)開始前將試驗(yàn)空間進(jìn)行封閉，利用空氣調(diào)節(jié)器9進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，將環(huán)境溫度調(diào)至預(yù)定試驗(yàn)溫度，定量分析不同溫度下的磁光材料的光學(xué)性能；

3)光源發(fā)射器8首先發(fā)射測量所需波長或波段的探測光束，探測光束經(jīng)過全反射棱鏡7射向試樣，探測光束通過全反射棱鏡7進(jìn)行相對于被測表面多角度(0.1°～90°)的角度調(diào)整，光源發(fā)射器8和全反射棱鏡7的位置根據(jù)入射角度的調(diào)整而調(diào)整，并具有固定、調(diào)節(jié)的配套設(shè)備；

4)經(jīng)過試樣的透射光束和反射光束依次導(dǎo)向分光光度計(jì)5和偏振分析儀4，進(jìn)行光束場強(qiáng)與偏振態(tài)分析，所述分光光度計(jì)5測量不同波長下的光束強(qiáng)度，分析波長與光強(qiáng)度的關(guān)系，所述偏振分析儀4在寬的波長范圍內(nèi)進(jìn)行高精度的測量光束的偏振態(tài)；分光光度計(jì)5和偏振分析儀4的位置根據(jù)入射角度的調(diào)整而調(diào)整，并具有固定、調(diào)節(jié)的配套設(shè)備；

5)之后兩束光分別通過光束收集器3進(jìn)入傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，光束收集器3用來接收來自被測材料的反射、透射或輻射光束，其位置根據(jù)入射角度的調(diào)整而調(diào)整，并具有固定、調(diào)節(jié)的配套設(shè)備；

6)傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2的數(shù)據(jù)輸出至處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理；所述處理計(jì)算機(jī)在測量設(shè)備的測量數(shù)據(jù)輸入后，帶入(包括并不僅限于)Drude模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到(包括但并不僅限于)被測材料的介電常數(shù)張量、吸收率、反射率、透射率、偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)角度、色散關(guān)系等光學(xué)參數(shù)，可定量分析位于不同方向(極向、橫向、縱向)、不同場強(qiáng)的平行磁場作用下，磁光材料的不同波長、入射角度、溫度、摻雜濃度、表面微結(jié)構(gòu)對磁光材料光學(xué)性能的對應(yīng)關(guān)系和非互易性能的對應(yīng)關(guān)系。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。