[实用新型]法拉第效应实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理实验设备技术领域，尤其涉及一种法拉第效应实验装置。

背景技术

法拉第在探索电磁现象和光学现象之间的联系时，发现了一种现象：当一束线偏振光穿过介质时，如果在介质中，沿光的传播方向加上一个磁场，就会观察到光经过样品后偏振面转过一个角度，亦即磁场使介质具有了旋光性，这种现象后来就称为法拉第效应。

法拉第效应有许多方面的应用，它可以作为物质结构研究的手段，如在半导体物理的研究中，它可以用来测量载池子的有效质量和提供能带结构的知识；特别是在激光技术中，利用法拉第效应的特性，制成了光波隔离器或单通器。此外，在激光通讯、激光雷达等技术中，也应用了基于法拉第效应的光频环行器、调制器等。

当磁场不是非常强时，法拉第效应中偏振面转过的角度θ，与沿介质厚度方向所加磁场的磁感应强度B及介质厚度L成正比，即

                                                     

其中叫做费尔德常数。  

在实验的过程中，保持光通路中光束直径在法拉第晶体内大小不变，和法拉第晶体处的磁场强度的均匀和稳定是非常重要的。

现有的实验装置，大多用的都是连续光谱光源加单色仪产生单色光，其准直性较差，在晶体内，其光束大小不一致。大多是晶体的通光方向两端用两个通电线圈产生磁场，由于晶体在线圈外，晶体内部的磁场强度不均匀；在晶体位置发生移动时，晶体内部磁场产生变化；由于磁场的不均匀，测量磁场时，探头和晶体所处位置不同时，测量的结果有所偏差。起偏器和检偏器的角度获取，是通过刻度盘上的刻度，人眼来进行读数，误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种法拉第效应实验装置，能够保持光通路中光束直径在法拉第晶体内大小不变，使法拉第晶体处于均匀和稳定的磁场中，从而降低最终结果的误差。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：一种法拉第效应实验装置，包括依次安装在平台上的光源、起偏器、检偏器以及光电探测器，所述起偏器和检偏器之间设有法拉第电磁感应机构，所述法拉第电磁感应机构主要由线圈架、法拉第晶体、线圈导线以及导磁电工纯铁架构成，所述线圈导线缠绕在所述线圈架上，所述线圈架中间开有圆柱孔，所述法拉第晶体安装在所述圆柱孔内，所述线圈架设置在所述导磁电工纯铁架中间的左右卡具中间，所述导磁电工纯铁架上设有通光孔，所述通光孔与法拉第晶体的中心在同一轴线上。

所述光源为激光光源，所述激光光源为氦氖激光器，功率1.5mW。

所述起偏器、检偏器为偏振片或格兰棱镜，其由带细分器的步进电机驱动。

所述光电探测器连接一个数显装置，实时显示当前光强值。

本实用新型的有益效果是: 本实用新型采用激光光源，准直性好，光通路中光束直径在法拉第晶体内大小不变；本实用新型采用带细分器的步进电机驱动起偏器、检偏器，其精度可达到0.0375°，且重复性好；本实用新型将晶体放置在线圈架的内部，线圈架上缠绕线圈，从而使得线圈产生的磁场强度均匀稳定，在晶体位置发生移动的情况下，晶体内部磁场也不会发生变化，提高了测量的精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中法拉第电磁感应机构的结构示意图；

图中：1、激光光源；2、起偏器；3、法拉第电磁感应机构；4、检偏器；5、光电探测器；6、带细分器的步进电机；7、线圈架； 8、法拉第晶体；9、线圈导线；10、导磁电工纯铁架；11、通光孔。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。如图所示，一种法拉第效应实验装置，包括依次安装在平台上的激光光源1、起偏器2、检偏器4以及光电探测器5，所述起偏器和检偏器由带细分器的步进电机6驱动，所述起偏器和检偏器之间设有法拉第电磁感应机构3。

在本实用新型中，所述法拉第电磁感应机构主要由线圈架7、法拉第晶体8、线圈导线9以及导磁电工纯铁架10构成，所述线圈导线缠绕在所述线圈架上，所述线圈架中间开有圆柱孔，所述法拉第晶体安装在所述圆柱孔内，所述线圈架设置在所述导磁电工纯铁架中间的左右卡具中间，所述导磁电工纯铁架上设有通光孔11，所述通光孔与法拉第晶体的中心在同一轴线上，单色光穿过通光孔照射在法拉第晶体上。