磁光调制偏振测量

摘要

近年来，随着光电子技术的发展，磁光效应在光电子学、光子学、计算机、信息处理、光纤通信、科学研究以及磁场测量等方面的研究和应用不断向深度和广度发展。现今，利用磁光效应建立的各种地磁场测量方法，逐渐显露出一些不可避免的局限性，所以本课题组为了进一步提高现有地磁场测量的效率，提出了一种利用磁光效应原理实现对地球磁场测量的新方法——磁旋光成像地球磁场测量方法，从原理上看，此方法具有成像能力、三维分辨率、测量速度很高、没有测量盲点的特点。
　　 磁旋光成像地球磁场测量方法是一个完整的技术体系，有关的研究工作也在进一步的完善中。本文主要阐述的是这个技术体系中的部分研究和实验工作，因此它的目的就是为地球磁场成像研究提供一些可靠的实验数据和行之有效的实验方案，并对该技术的具体实现进行探索。因此就本文所做的主要工作进行阐述，其中包括以下几个部分：
　　 (1)系统阐述了目前地球磁场测量的发展与应用，并分析了现有测量方法的局限性，提出新的地球磁场测量方法——磁致旋光地球磁场成像方法，以及重点介绍了该方法的基本工作原理及特点。
　　 (2)本文利用三种磁光理论对磁光效应进行了介绍，并且着重介绍了法拉第磁致旋光效应的原理，以及对其他几种磁光效应做了简单的介绍。这些为磁旋光成像地球磁场测量方法提供了理论支持。
　　 (3)基于磁光调制的原理——马吕斯定律并结合利萨如图形方法，分别对正弦波、三角波、锯齿波及方波磁光调制进行了计算机模拟。我们对这几种波形的磁光调制方法的特性进行了分析和总结出了它们的特点。重点对正弦波磁光调制——倍频法进行了实验研究，并对其精度做了一定的分析。
　　 (4)对方波信号磁光调制的计算机模拟与其他几种波形的磁光调制模拟进行了分析比较与总结，且对方波磁光调制进行了实验验证，并对测量精度进行了分析，得出方波信号磁光调制无论用于信号调制或是用于偏振角度检测都具有独特的优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1地球磁场测量的现状及意义

1.1.1 地球磁场测量的现状

1.1.2 地球磁场测量的意义

1.1.3 磁旋光成像地球磁场测量方法的提出

1.2磁光效应及其应用

1.2.1 磁光效应

1.2.2 磁光效应在磁场测量方面的应用

1.2.3 磁畴观测与磁光成像

1.3本文所要做的工作及意义

1.3.1 本文所做工作的内容

1.3.2 本文所做工作的意义

1.4 本章小结

第二章磁光效应

2.1磁光效应理论基础

2.1.1 经典电子动力学理论

2.1.2 宏观理论

2.1.3 量子理论

2.2各种磁光效应

2.2.1 法拉第磁致旋光效应原理

2.2.2 克尔效应

2.2.3 塞曼效应

2.2.4 磁线振双折射和磁线振二向色性

2.3本章小结

第三章磁光调制偏振测量

3.1理论基础及检测方法

3.1.1 马吕斯定律

3.1.2 偏光检测方法

3.2基于正弦波信号的磁光调制方法——倍频法

3.2.1 正弦波调制的理论原理

3.2.2 磁光调制法的模拟

3.3正弦波调制实验

3.3.1 实验光路和装置

3.3.2 正弦波调制实验验证

3.3.3 正弦波调制精度分析

3.4 本章小结

第四章基于方波信号的磁光调制法

4.1方波调制的模拟

4.2方波调制的实验

4.2.1 实验光路和装置

4.2.2 方波调制实验验证

4.2.3 方波调制精度分析

4.3本章小结

参考文献

总结

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢