[发明专利]利用磁光材料测量空间磁场的装置及方法

权利要求书

1.一种利用磁光材料测量空间磁场的方法，其特征是，包括如下步骤：

a、将第一磁光材料、第二磁光材料和第三磁光材料放置在待测磁场中，且三个磁光材料的相对位置固定不变；三个磁光材料内通光方向两两之间均保持一个大于0°小于180°的角度，且三个磁光材料内的通光方向不在同一平面上；

b、设置光源；使光源发出的光转变为三束偏振光，分别为第一偏振光、第二偏振光和第三偏振光；使第一偏振光通过第一磁光材料，使第二偏振光通过第二磁光材料，使第三偏振光通光第三磁光材料；

c、测量第一偏振光通过第一磁光材料后光束偏振方向发生偏转的第一偏转角β_a，测量第二偏振光通过第二磁光材料后光束偏振方向发生偏转的第二偏转角β_b，测量第三偏振光通过第三磁光材料后光束偏振方向发生偏转的第三偏转角β_c；

d、根据三个偏转角计算出待测磁场的磁感应强度和方向。

2.根据权利要求1所述的利用磁光材料测量空间磁场的方法，其特征是，步骤d中计算磁感应强度和方向的公式如下：

B=Bx2+By2+Bz2]]>

θB=arccosBzB]]>

上面三个公式中，B为待测磁场的磁感应强度，B_x为磁感应强度B在x-y-z三维直角坐标系中x轴方向的分量，B_y为磁感应强度B在y轴方向的分量，B_z为磁感应强度B在z轴方向的分量；为待测磁场在x-y平面的投影与x轴方向的夹角，θ_B为待测磁场与z轴方向的夹角；

B_x、B_y和B_z的计算公式如下：

Bx=βaVaDa]]>

By=βbVbDb-cosωabβaVaDasinωab]]>

Bz=(sinωab)2βcVcDc+(cosωcacosωab-cosωbc)βbVbDb+(cosωabcosωbc-cosωca)βaVaDa|sinωab|(sinωab)2-(cosωbc)2-(cosωca)2+2cosωabcosωbccosωca]]>

上述B_x、B_y和B_z的计算公式中，V_a为第一磁光材料的维尔德系数，V_b为第二磁光材料的维尔德系数，V_c为第三磁光材料的维尔德系数，D_a为第一磁光材料的长度，D_b为第二磁光材料的长度，D_c为第三磁光材料的长度，ω_ab为第一磁光材料与第二磁光材料之间的夹角，ω_bc为第二磁光材料与第三磁光材料之间的夹角，ω_ca为第三磁光材料与第一磁光材料之间的夹角；且第一磁光材料的摆放方向与x轴方向一致，第二磁光材料位于x-y平面内。