本發(fā)明涉及材料光學參數(shù)的試驗系統(tǒng)裝置及方法，是一種針對磁光材料光學參數(shù)的試驗測量系統(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參數(shù)。

背景技術(shù)：

磁光材料指的是具有磁光效應的光信息功能材料，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)生磁感應現(xiàn)象，導致磁矩的有序排列，從而影響光在其內(nèi)部的傳播特性，稱為磁光效應。磁光效應可以破環(huán)材料的量子力學時間反演不變性，表現(xiàn)為非互易性，基爾霍夫定律不再成立。目前磁光效應通常指法拉第效應、科頓-穆頓效應和磁光克爾效應等。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的進一步研究，有利于推動磁光材料在各領域的應用發(fā)展。

技術(shù)實現(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性能的具體研究的缺乏，提供一種測量磁光材料光學參數(shù)的試驗測量系統(tǒng)裝置及方法，促進磁光材料在各領域的應用發(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參數(shù)的試驗測量系統(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、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向分光光度計、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；

上述試驗測量系統(tǒng)裝置均設置在封閉空間內(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算機。

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，標準極頭磁場范圍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，所述分光光度計為LAMBDA950型分光光度計。

一種采用上述裝置的測量磁光材料光學參數(shù)的試驗方法，包括以下步驟：

1)首先在試樣放置臺上設有試樣的固定裝置，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)在試驗開始前將試驗空間進行封閉，利用空氣調(diào)節(jié)器進行溫度調(diào)節(jié)，將環(huán)境溫度調(diào)至預定試驗溫度，定量分析不同溫度下的磁光材料的光學性能；

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)的配套設備；

4)經(jīng)過試樣的透射光束和反射光束依次導向分光光度計和偏振分析儀，進行光束場強與偏振態(tài)分析，所述分光光度計測量不同波長下的光束強度，分析波長與光強度的關(guān)系，所述偏振分析儀在寬的波長范圍內(nèi)進行高精度的測量光束的偏振態(tài)；分光光度計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)的配套設備；

5)之后兩束光分別通過光束收集器進入傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀進行數(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)輸出至處理計算機進行數(shù)據(jù)計算處理；所述處理計算機具有相應的數(shù)據(jù)處理軟件，在測量設備的測量數(shù)據(jù)輸入后，可進行數(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)系等光學參數(shù)，可定量分析位于不同方向(極向、橫向、縱向)、不同場強的平行磁場作用下，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)對磁光材料光學性能的對應關(guān)系和非互易性能的對應關(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性能的具體研究的缺乏，提供一種測量磁光材料光學參數(shù)的試驗測量系統(tǒng)裝置，促進磁光材料在各領域的應用發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明試驗測量系統(tǒng)裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明試樣放置臺示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1和2所示，一種測量磁光材料光學參數(shù)的試驗測量系統(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向分光光度計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；

上述試驗測量系統(tǒng)裝置均設置在封閉空間內(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算機。

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，標準極頭磁場范圍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5為LAMBDA950型分光光度計。

一種采用上述裝置的測量磁光材料光學參數(shù)的試驗方法，包括以下步驟：

1)首先在試樣放置臺6上設有試樣的固定裝置，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)在試驗開始前將試驗空間進行封閉，利用空氣調(diào)節(jié)器9進行溫度調(diào)節(jié)，將環(huán)境溫度調(diào)至預定試驗溫度，定量分析不同溫度下的磁光材料的光學性能；

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)的配套設備；

4)經(jīng)過試樣的透射光束和反射光束依次導向分光光度計5和偏振分析儀4，進行光束場強與偏振態(tài)分析，所述分光光度計5測量不同波長下的光束強度，分析波長與光強度的關(guān)系，所述偏振分析儀4在寬的波長范圍內(nèi)進行高精度的測量光束的偏振態(tài)；分光光度計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)的配套設備；

5)之后兩束光分別通過光束收集器3進入傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀2進行數(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)輸出至處理計算機進行數(shù)據(jù)計算處理；所述處理計算機在測量設備的測量數(shù)據(jù)輸入后，帶入(包括并不僅限于)Drude模型進行數(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)系等光學參數(shù)，可定量分析位于不同方向(極向、橫向、縱向)、不同場強的平行磁場作用下，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)對磁光材料光學性能的對應關(guān)系和非互易性能的對應關(guān)系。

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