[发明专利]一种复现强脉冲磁场标准场的计量标准系统

说明书

本发明提出一种利用旋光效应光强比的方法复现强脉冲磁场标准场的计量标准系统，本标准系统解决了电子加速器及其他领域缺少用来检定和校准脉冲磁场的计量标准器具的难题，实现对脉冲磁场强度定值及量值溯源。它主要包括光发射模块、光路控制模块、旋光模块、第二反射模块、分光模块与平衡光电探测模块，本发明设计的脉冲磁场标准装置用于产生高准确度大量值的脉冲磁场，适用于强脉冲磁场下磁特性测量，作为标准计量器具复现标准脉冲磁场，实现对以强脉冲磁场参数为核心的仪器设备的检定和校准。

技术领域

本发明提出一种复现强脉冲磁场标准场的计量标准系统，属于磁场标定与溯源技术领域。

背景技术

在现代计量测试需求不断发展的背景下，对高矫顽力材料磁铁的脉冲磁场参量的检定和校准需求十分迫切，急需研发用于计量考核和周期检定的计量标准装置。当前国内缺少强脉冲磁场发生装置，以及无法对脉冲磁场进行定值与量值溯源，因此有必要建立对强脉冲磁场进行整体计量考核的计量标准装置。现已公开的测量强脉冲磁场方法，主要有两种：微分环法和法拉第旋光效应法。微分环法采用同轴电缆把微分环感应信号引至示波器等记录设备，由于强脉冲磁场上升的时间很短，属于毫秒量级，会在微分环中感应很高的电压，从而可能危及人员和设备。强脉冲磁场一般具有上升陡峭，脉冲持续时间短，幅值大等特点，这类电磁信号通常以传导、辐射等方式对周围环境中的仪器设备产生强烈的作用，会对测量设备中与探头相连的导线造成干扰，也有可能将高电压传至记录设备。传统强脉冲磁场测量装置通过磁光介质参数、测量变换器等方式进行定值，操作过程复杂、测量量程小、影响因素多、重复性差、准确度低。而采用以激光为光源的旋光效应光强比方法进行脉冲磁场的测量，不需要接触探头(磁光介质)，并可与强脉冲磁场发生装置保持一定距离，是测量强脉冲磁场幅值的最佳选择。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种复现强脉冲磁场标准场的计量标准系统，通过经检定的磁场线圈产生的标准磁场强度与脉冲磁场标准装置产生的脉冲磁场幅值进行比对，可以在保证不确定度满足要求的情况下，对脉冲磁场标准装置进行标定和溯源。

实现本发明的技术方案如下：

一种复现强脉冲磁场标准场的计量标准系统，包括：光发射模块、光路控制模块、旋光模块、反射模块、分光模块与平衡光电探测模块；其中，所述各部件按照光发射模块发射的激光光路进行排列，激光在经过上述模块后能被平衡光电探测模块接收；

光发射模块，发射连续激光束；

光路控制模块，用于将激光束从自由空间光转为线偏振光；

旋光模块，用于旋转线偏振光的偏振面，包括：第一旋光晶体、第二旋光晶体、恒定磁场线圈、第二偏振片和第一反射镜，第一旋光晶体安装在恒定磁场线圈中，所述第二旋光晶体用于设置在待测的脉冲磁体内，所述第二偏振片安装在第一旋光晶体与第二旋光晶体之间，第一反射镜安装在第二旋光晶体的出射光路上；

其中，所述第二偏振片将通过第一旋光晶体出射的线偏振光分为第一线偏振光和第二线偏振光，第一线偏振光射向分光模块，第二线偏振光射向第二旋光晶体；

反射模块，用于偏转从所述第二线偏振光的传播方向使其入射至分光模块；

分光模块，用于将两束偏振光转变为两束平行的线偏振光；

平衡光电探测模块，基于分光模块出射的线偏振光计算待测脉冲磁体的强度。

进一步地，所述光路控制模块，包括：第一偏振片、第一反射镜和格林泰勒棱镜；

第一偏振片，用于将激光束从自由空间光变为线偏振光；

第一反射镜，用于偏转线偏振光的传播方向；

格林泰勒棱镜，用于纯化线偏振光的偏振度。

进一步地，所述第一反射镜，为反射角度为1°的反射镜。