基于有限元的磁光材料费尔德常数测试研究 - 激光与红外.PDF

第４２卷　 第１期 　　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１ 　 ２０１２年１月　　 　 　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１２ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１２）０１００５５０４ ·光电技术与系统· 基于有限元的磁光材料费尔德常数测试研究 李宏哲，顾国华 （南京理工大学电光学院，江苏 南京２１００９４） 摘　要：正交消光法是磁光材料法拉第效应测试的一种常用方法。针对磁场测量的难度，采用 有限元方法研究了系统中磁场的影响因素，改进了测试方案。和传统测试方法相比较，结果的 准确度与精密度得到了提高。该测试方法可以应用于磁光材料费尔德常数的测试。 关键词：正交消光法；法拉第效应；有限元方法；费尔德常数 中图分类号：ＴＭ９３７．１　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１２．０１．０１２ Ｖｅｒｄｅｔｃｏｎｓｔａｎｔｍｅａｕｓｒｅｍｅｎｔｏｆｍａｇｎｅｔｏｏｐｔｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂａｓｅｄｏｎｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ ＬＩＨｏｎｇｚｈｅ，ＧＵＧｕｏｈｕａ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃ＆ＯｐｔｉｃＮＵＳＴ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓａｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｗａｙｆｏｒｔｅｓｔｉｎｇＦａｒａｄａｙｅｆｆｅｃｔｏｆｍａｇｎｅｔｏｏｐｔｉｃａｌｍａｔｅｒｉ ａｌｓ．Ａｓａｃｃｕｒａｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔ，ｔｈｅＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ｉｓｕｓｅｄｔｏ ｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｅｓｔｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄ，ｂｏｔｈａｃ ｃｕｒａｃｙａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｒｅｅｎｈａｎｃｅｄ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅＶｅｒｄｅｔｃｏｎｓｔａｎｔｏｆｍａｇｎｅｔｏｏｐｔｉｃａｌｍａ ｔｅｒｉａｌｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ；Ｆａｒａｄｙｅｆｆｅｃｔ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；Ｖｅｒｄｅｔｃｏｎｓｔａｎｔ １　引　言 常数的方法主要有倍频法、双光束差动法、正交消光 磁致旋光效应（法拉第效应）是法拉第于１８４５ 法等，在实际测试中，正交消光法由于方便快捷而得 年发现的，其后人们又不断发现了新的磁光效应 到应用。实验中发现，由于磁场的准确测量很难实 （包括塞曼效应、克尔效应、磁致线双折射效应等） 现，利用传统的测试方法容易出现误差，不利于磁光 和磁光理论。近年来，随着激光、计算机及光纤通信 材料性能的评价。为此，本文利用有限元方法对系 等新技术的快速发展，磁光效应的研究和应用不断 统的磁场进行了研究，在此基础上改进了测试方案。 向深度和广度发展，从而涌现出更多崭新的磁光材 ２　法拉第效应测量原理与装置 料和磁光器件。由磁光材料制成的磁光器件作为光 法拉第效应是指一束线偏振光沿外加磁场方向 ［１］ ［２］ 或磁化强度矢量方向通过置于磁场中的磁光介质时 调制器、光隔离器、磁光开关 、磁光存储 、激光 陀螺、磁光传感器等在光纤通信及光学信息处理等 透射