[发明专利]一种铁磁材料太赫兹介电常数的测量系统

说明书

本发明公开了一种铁磁材料太赫兹介电常数的测量系统，该系统包括：飞秒激光脉冲发生装置、分光装置、太赫兹光发生装置、两激光脉冲延时装置、起偏装置、样品架、磁场发生装置、检偏装置、弱光光电探测器，太赫兹聚焦装置、时序太赫兹光强检测装置以及测试控制装置，本发明在测量铁磁样品在太赫兹波段的反射率的同时测量了样品在太赫兹波段磁化强度，能够计算出铁磁材料在太赫兹波段的准确介电常数。

技术领域

本发明涉及光学测量技术，特别是一种太赫兹波段的铁磁材料介电常数的测量系统，用于测量铁磁在太赫兹波段的介电常数。

背景技术

目前测量材料高频介电常数方法有椭圆偏振法和光谱法，前者通过测量光波与物质相互作用前后偏振状态的改变来测定样品的光学常数，后者通过测量反射和透射率来测量材料的介电常数。这两者都是通过测量折射率来测量介电常数，利用了一个基本假设，即材料的相对磁导率等于1，而铁磁材料在太赫兹频段的磁导率不为1，测量到的折射率中的数据包含了磁导率的影响。

本发明设计一套能够同时测量在太赫兹频段的磁导率和折射率的系统，从而可以测量出铁磁材料在太赫兹波段的介电常数。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足而提供的一种铁磁材料太赫兹介电常数的测量系统，以实现对材料的介电常数变化的测量。本发明采用时序太赫兹反射和时序磁光克尔效应测量的方式，同时测量太赫兹光的相干电场强度以及样品中的瞬时磁化强度，利用麦克斯韦方程组以及在低频时的标准样品的磁化矫正数据，获得铁磁材料在太赫兹波段的介电常数和磁导率。目的是针对现有技术中的不足而提供的一种铁磁材料太赫兹介电常数的测量系统,以实现对材料的介电常数变化的测量。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种铁磁材料太赫兹介电常数的测量系统，该系统包括：

用于提供测试使用的飞秒激光脉冲的飞秒激光脉冲发生装置；

用于将飞秒脉冲光束分成不同光强的三束激光的分光装置，与飞秒激光脉冲发生装置光路连接；

用于将飞秒激光脉冲转换为太赫兹脉冲的飞秒脉冲激光触发的太赫兹光发生装置，与分光装置的其中一束激光光路连接；

用于调节飞秒激光脉冲进行延时处理的激光脉冲延时装置，与分光装置的其中一束激光光路连接；

用于装填铁磁样品并且置于磁场中间的样品架；

用于测试时校正克尔角与磁化作用关系的磁场发生装置；设于样品架外围；

用于对飞秒光学短脉冲进行延时处理的飞秒脉冲延时装置，与分光装置的其中一束激光光路连接；

用于产生线偏振光的激光起偏装置，设于激光脉冲延时装置与样品架之间，该装置包括偏振片以及聚光元件；

用于检测激光偏振状态发生变化的检偏装置，设于样品架与弱光光电探测器之间，该装置包括聚光元件以及高消光比偏振片；聚光元件将光束缩小成大小合适的平行光，通过高消光比偏振片。

用于检测弱光光强的弱光光电探测器，与检偏装置光路连接；

用于将太赫兹光进行聚焦的太赫兹聚焦装置，设于飞秒脉冲延时装置与样品架之间；

用于检测太赫兹光强的时序太赫兹光强检测装置，与太赫兹聚焦装置光路连接；

用于控制测试中各个变量变化的测试控制装置，通过电路连接飞秒脉冲延时装置、激光脉冲延时装置、磁场发生装置、弱光光电探测器以及时序太赫兹光强检测装置。