磁旋光增强效应及在旋光角检测中的应用研究

摘要

光偏振微小旋转角的测量在科学研究、工业和医疗中有广泛的用途，在生物和化学领域以及新兴的生命科学领域中也是重要的测量手段，光偏振的测量技术可以实现物理的在线测量，在磁光物质的研制方面，光偏振旋转角的测量技术也有很重要的应用。目前，测量物质旋光角度的方法很多，测量精度及应用场合也有所不同。微量液体物质的旋光检测是微流控光学技术的重要研究课题之一。对于含有顺磁和抗磁物质的流体介质，可以通过法拉第磁致旋光效应来测量其包含物的浓度。但是微流控系统的问题是样品量微小，光程严重受限，而利用磁旋光增强效应可以在有限的空间距离下成倍增加有效光程，因而在提高检测灵敏度的同时也有利于器件小型化制作。
　　 论文总结了各种常见磁光效应的理论基础及典型应用，讨论了自然旋光与磁致旋光的区别；根据磁旋光增强效应理论模型，进行相应的计算仿真；搭建实验系统，通过实验验证了磁旋光增强效应理论；同时研究了内含交流磁光调制器的旋光反射腔的光强输出特性，并对输出光强信号中的倍频分量进行提取分析，得出利用输出光强信号和倍频信号检测角度灵敏度得到有效提高的结论；最后作为应用分析了旋光物质维尔德常数的分离检测方法以及溶质维尔德常数分离检测方法。前者可以消除自然旋光对磁旋光的影响，后者可以消除溶剂以及容器等背景旋光的影响，有望在相关领域获得应用。