法拉第效應(yīng)實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及物理實驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種法拉第效應(yīng)實驗裝置，包括依次安裝在平臺上的激光光源、起偏器、檢偏器以及光電探測器，所述起偏器和檢偏器之間設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)，其特征在于：所述法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)主要由線圈架、法拉第晶體、線圈導(dǎo)線以及導(dǎo)磁電工純鐵架構(gòu)成，所述線圈導(dǎo)線纏繞在所述線圈架上，所述線圈架中間開有圓柱孔，所述法拉第晶體安裝在所述圓柱孔內(nèi)，所述線圈架設(shè)置在所述導(dǎo)磁電工純鐵架中間的左右卡具中間，所述導(dǎo)磁電工純鐵架上設(shè)有通光孔，所述通光孔與法拉第晶體的中心在同一軸線上。
【專利說明】法拉第效應(yīng)實驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及物理實驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種法拉第效應(yīng)實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]法拉第在探索電磁現(xiàn)象和光學(xué)現(xiàn)象之間的聯(lián)系時，發(fā)現(xiàn)了一種現(xiàn)象:當一束線偏振光穿過介質(zhì)時，如果在介質(zhì)中，沿光的傳播方向加上一個磁場，就會觀察到光經(jīng)過樣品后偏振面轉(zhuǎn)過一個角度，亦即磁場使介質(zhì)具有了旋光性，這種現(xiàn)象后來就稱為法拉第效應(yīng)。
[0003]法拉第效應(yīng)有許多方面的應(yīng)用，它可以作為物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究的手段，如在半導(dǎo)體物理的研究中，它可以用來測量載池子的有效質(zhì)量和提供能帶結(jié)構(gòu)的知識；特別是在激光技術(shù)中，利用法拉第效應(yīng)的特性，制成了光波隔離器或單通器。此外，在激光通訊、激光雷達等技術(shù)中，也應(yīng)用了基于法拉第效應(yīng)的光頻環(huán)行器、調(diào)制器等。
[0004]當磁場不是非常強時，法拉第效應(yīng)中偏振面轉(zhuǎn)過的角度e，與沿介質(zhì)厚度方向所加磁場的磁感應(yīng)強度B及介質(zhì)厚度L成正比，即
[0005]Q- VBL
[0006]其中r叫做費爾德常數(shù)。
[0007]在實驗的過程中，保持光通路中光束直徑在法拉第晶體內(nèi)大小不變，和法拉第晶體處的磁場強度的均勻和穩(wěn)定是非常重要的。
[0008]現(xiàn)有的實驗裝置，大多用的都是連續(xù)光譜光源加單色儀產(chǎn)生單色光，其準直性較差，在晶體內(nèi)，其光束大小不一致。大多是晶體的通光方向兩端用兩個通電線圈產(chǎn)生磁場，由于晶體在線圈外，晶體內(nèi)部的磁場強度不均勻；在晶體位置發(fā)生移動時，晶體內(nèi)部磁場產(chǎn)生變化；由于磁場的不均勻，測量磁場時，探頭和晶體所處位置不同時，測量的結(jié)果有所偏差。起偏器和檢偏器的角度獲取，是通過刻度盤上的刻度，人眼來進行讀數(shù)，誤差較大。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種法拉第效應(yīng)實驗裝置，能夠保持光通路中光束直徑在法拉第晶體內(nèi)大小不變，使法拉第晶體處于均勻和穩(wěn)定的磁場中，從而降低最終結(jié)果的誤差。
[0010]本實用新型為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種法拉第效應(yīng)實驗裝置，包括依次安裝在平臺上的光源、起偏器、檢偏器以及光電探測器，所述起偏器和檢偏器之間設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)，所述法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)主要由線圈架、法拉第晶體、線圈導(dǎo)線以及導(dǎo)磁電工純鐵架構(gòu)成，所述線圈導(dǎo)線纏繞在所述線圈架上，所述線圈架中間開有圓柱孔，所述法拉第晶體安裝在所述圓柱孔內(nèi)，所述線圈架設(shè)置在所述導(dǎo)磁電工純鐵架中間的左右卡具中間，所述導(dǎo)磁電工純鐵架上設(shè)有通光孔，所述通光孔與法拉第晶體的中心在同一軸線上。
[0011]所述光源為激光光源，所述激光光源為氦氖激光器，功率1.5mW。[0012]所述起偏器、檢偏器為偏振片或格蘭棱鏡，其由帶細分器的步進電機驅(qū)動。
[0013]所述光電探測器連接一個數(shù)顯裝置，實時顯示當前光強值。
[0014]本實用新型的有益效果是:本實用新型采用激光光源，準直性好，光通路中光束直徑在法拉第晶體內(nèi)大小不變；本實用新型采用帶細分器的步進電機驅(qū)動起偏器、檢偏器，其精度可達到0.0375°，且重復(fù)性好；本實用新型將晶體放置在線圈架的內(nèi)部，線圈架上纏繞線圈，從而使得線圈產(chǎn)生的磁場強度均勻穩(wěn)定，在晶體位置發(fā)生移動的情況下，晶體內(nèi)部磁場也不會發(fā)生變化，提高了測量的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型中法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖中:1、激光光源；2、起偏器；3、法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)；4、檢偏器；5、光電探測器；
6、帶細分器的步進電機；7、線圈架；8、法拉第晶體；9、線圈導(dǎo)線；10、導(dǎo)磁電工純鐵架；
11、通光孔。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及較佳實施例詳細說明本實用新型的【具體實施方式】。如圖所示，一種法拉第效應(yīng)實驗裝置，包括依次安裝在平臺上的激光光源1、起偏器2、檢偏器4以及光電探測器5，所述起偏器和檢偏器由帶細分器的步進電機6驅(qū)動，所述起偏器和檢偏器之間設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)3。
[0019]在本實用新型中，所述法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)主要由線圈架7、法拉第晶體8、線圈導(dǎo)線9以及導(dǎo)磁電工純鐵架10構(gòu)成，所述線圈導(dǎo)線纏繞在所述線圈架上，所述線圈架中間開有圓柱孔，所述法拉第晶體安裝在所述圓柱孔內(nèi)，所述線圈架設(shè)置在所述導(dǎo)磁電工純鐵架中間的左右卡具中間，所述導(dǎo)磁電工純鐵架上設(shè)有通光孔11，所述通光孔與法拉第晶體的中心在同一軸線上，單色光穿過通光孔照射在法拉第晶體上。
[0020]在本實用新型中，所述激光光源為氦氖激光器，功率1.5mW，所述起偏器、檢偏器為偏振片或格蘭棱鏡，其由帶細分器的步進電機驅(qū)動。所述光電探測器連接一個數(shù)顯裝置，實時顯示當前光強值。
[0021]用激光器產(chǎn)生高準直性的激光，再通過起偏器產(chǎn)生線偏振光，線偏振光通過法拉第晶體，再通過檢偏器，打在光電探測器上由光電探測器檢測能量。首先由步進電機驅(qū)動檢偏器使其位置處于光電探測器檢測到能量最小的消光狀態(tài)，然后由通電線圈在晶體上產(chǎn)生磁場，線偏振光在法拉第效應(yīng)的作用下，其偏振方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，這時需要檢偏器再轉(zhuǎn)過一定角度，才能再次使系統(tǒng)處于消光狀態(tài)。此時可以由檢偏器旋轉(zhuǎn)的角度得到法拉第效應(yīng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角。
[0022]使用本實用新型的用法拉第晶體和線圈測量法拉第效應(yīng)特性實驗裝置測量時，接通激光光源1，通過起偏器2產(chǎn)生線偏振光。光透過通光孔11打在法拉給線圈導(dǎo)線加上電流，其產(chǎn)生的磁場作用在法拉第晶體8上。由于法拉第效應(yīng)，線偏振光的偏振方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)的角度可以通過檢偏器和光電探測器檢測出來。進而可以完成測定法拉第晶體的費爾德常數(shù)，模擬磁光通信等實驗。[0023]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種法拉第效應(yīng)實驗裝置，包括依次安裝在平臺上的光源、起偏器、檢偏器以及光電探測器，所述起偏器和檢偏器之間設(shè)有法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)，其特征在于:所述法拉第電磁感應(yīng)機構(gòu)主要由線圈架、法拉第晶體、線圈導(dǎo)線以及導(dǎo)磁電工純鐵架構(gòu)成，所述線圈導(dǎo)線纏繞在所述線圈架上，所述線圈架中間開有圓柱孔，所述法拉第晶體安裝在所述圓柱孔內(nèi)，所述線圈架設(shè)置在所述導(dǎo)磁電工純鐵架中間的左右卡具中間，所述導(dǎo)磁電工純鐵架上設(shè)有通光孔，所述通光孔與法拉第晶體的中心在同一軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的法拉第效應(yīng)實驗裝置，其特征在于:所述光源為激光光源，所述激光光源為氦氖激光器，功率1.5mW。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的法拉第效應(yīng)實驗裝置，其特征在于:所述起偏器、檢偏器為偏振片或格蘭棱鏡，其由帶細分器的步進電機驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的法拉第效應(yīng)實驗裝置，其特征在于:所述光電探測器連接一個數(shù)顯裝置，實時顯示當前光強值。
【文檔編號】G09B23/06GK203520707SQ201320563467
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】張姝 申請人:天津港東科技發(fā)展股份有限公司