磁光克尔效应应用

磁光克尔效应研究

摘要:当光电子技术日益在新兴高科技领域获得广泛应用的同时，以磁光效应原理为背

景的磁光器件显示了其独特的性能和广阔的应用前景，引起了人们的浓厚兴趣。表面磁光克尔效应，作为测量材料磁光特性特别是薄膜材料的物性的一种有效方法，已被广泛应用于磁有序、磁各向异性、多层膜中的层间耦合以及磁性超薄膜的相变行为等问题的研究。本文简单介绍了什么是磁光克尔效应、磁光克尔效应的发展、以及表面磁光克尔效应作为一种测量方法的原理、实验装置和发展。

关键词:磁光克尔效应;磁光特性;表面磁光克尔效应

1.引言

1845年，Michael Faraday发现当给玻璃样品加一磁场时，透射光的偏振面将发生旋转，首次发现磁光效应。随后他在处于外加磁场中的金属表面做反射实验，但由于他所谓的表面不够平整，因而实验结果不能使人信服。1877年John Kerr在观察偏振光从抛光过的电磁铁磁极反射出来时，发现了磁光克尔效应(magneto-optic Kerr effect)。1985年Moog和Bader两位学者对铁超薄膜磊晶成长在金单晶(100)面上的磁光克尔效应做了大量实验，成功得到一原子层厚度磁性物质的磁滞回线

光声效应

光声效应是在1880年由A.G.贝尔发现的。

机理：当物质受到光照射时,物质因吸收光能而受激发，然后通过非辐射消除激发的过程使吸收的光能（全部或部分）转变为热。如果照射的光束经过周期性的强度调制，则在物质内产生周期性的温度变化，使这部分物质及其邻近媒质热胀冷缩而产生应力（或压力）的周期性变化，因而产生声信号，此种信号称光声信号。光声信号的频率与光调制频率相同，其强度和相位则决定于物质的光学、热学、弹性和几何的特性。

光声光谱技术。由于光声效应中产生的声能直接正比于物质吸收的光能，而不同成分的物质在不同光波波长处出现吸收峰值，因此当具有多谱线（或连续光谱）的光源以不同波长的光束相继照射样品时，样品内不同成分的物质将在与各自的吸收峰相对应的光波波长处产生光声信号极大值，由此得到光声信号随光波波长改变的曲线称为光声谱。

光声光谱实际上代表物质的光吸收谱，因此利用光声效应可以检测物质的组分。由此研制成功一种新的光谱分析的工具──光声光谱仪，它广泛用于气体及各种凝聚态物质的微量甚至痕量分析。由于它的检测灵敏度高，特别是由于它对样品材料没有限制，不论透明或不透明、固体或半固体（包括粉末、污迹、乳胶或生物样品等）都可以进行分析，从而成为传统光

纳米材料的磁光性能

磁光效应

磁光效应就是指极化光与磁性物质交互作用后所产生的一种效应。它分为Faraday效应和Kerr效应。1846年，Faraday发现在玻璃样品上加上磁场时，透射光的极化面发生旋转，这就是Faraday效应。如图1(a)所示，红色表示加在物质上的磁场或磁化作用，黄线表示极化光，极化光通过被磁化的物质后产生Faraday效应。注意，所加磁场的方向与光束行进的方向平行。1877年Kerr在观察极化光束从磁性物质反射后，光束的极化以及强度有了改变，这就是磁光科尔效应(magneto-ptical Kerr effect, MOKE)。如图1(b)所示。

图 1

随着铁磁物质磁化强度矢量M的方向相对于材料的表面和人射光束的人射平面的取向，MOKE实际上分为3种效应:纵向MOKE、极性MOKE(Polar MOKE)和横向MOKE。可以用图形清晰地分别表示如下。

纵向MOKE是由于磁化强度矢量处于材料的表面内并平行于入射平面，如图2(a)所示。通常用s极化和P极化分别表示垂直和平行于入射平面光的极化。纵向MOKE简单，其人射光束或者只在s平面或者只在P平面极化， 因此其反射光就转变为椭圆极化光。椭圆的主轴常常围绕着主平面有些微的

光伏逆变器防孤岛效应实验

光伏并网逆变器防孤岛效应实验

周璇

根据2009年8月3日北京鉴衡认证中心公布的CGC/GF001︰2009《并网光伏发电专用逆变器技术要求和实验方法》。IECG2006《光伏并网系统用逆变器防孤岛测试方法》的相关要求，并网逆变器产品必须严格进行出厂试验和型式试验。根据IEEE1547和UL1741的相关规定。光伏并网逆变器必须具有防孤岛效应自动保护功能。

原理：

在电容器串联的电路里,只有与外电路相连接的两个极板（注意：不是同一电容器的极板）有电流流动（电荷交换），其他极板的电荷总量是不变的，所以称为孤岛。 孤岛是一种电气现象，发生在一部分的电网和主电网断开，而这部分电网完全由光伏系统来供电。在国际光伏并网标准化的课题上这仍是一个争论点，因为孤岛会损害公众和电力公司维修人员的安全和供电的质量，在自动或手动重新闭合供电开关向孤岛电网重新供电时有可能损坏设备。所以，逆变器通常会带有防止孤岛效应装置。被动技术（探测电网的电压和频率的变化）对于平衡负载很好条件下通电和重新通电两种情况下的孤岛防止还不够充分，所以必须结合主动技术，主动技术是基于样本频率的移位、流过电流的阻抗监测、相位跳跃和谐波的监控、正反馈方法、或对不稳定电流和相位的

附件

纳米磁珠及其应用

刘俊波

纳米世界或者纳米科技之所以如此吸引大家的眼球，就是因为物质在处于纳米级大小的时候，呈现出许多既与宏观物质又与分子水平都不相同的物理化学性质，比如，银块是可以导电的，但是当它的大小小到只有纳米级的时候，却不能导电。铜做成纳米级大小的时候，变成不能导热。由于纳米材料的这些新的特点，为人们在科学研究与改造世界中提供了许多新的机遇，因此迅速成为科技界普遍重视的焦点。纳米磁珠就是纳米技术在生物领域众多运用中的一项。

一、什么是纳米磁珠

所谓纳米磁珠是指大小适合用纳米来衡量的小磁性微粒，一般是指1—100纳米，这类磁珠具有一种很特别的磁性叫超顺磁，即在外加磁场中有较强的磁响应性, 而撤去磁场后, 磁性微粒的磁性马上消失，也就是没有剩磁，重新均匀分散于溶液中。科学家所青睐的便是这一特性，可以用来吸附液体中的某种成分，然后通过磁性分离磁珠来达到分离成份的目的。当然为了能够吸附所要的物质，在颗粒的外面必须包裹有特异性的基团，如氨基、 羟基、 羧基、 巯基等功能基团，通过这些集团和目的分子进行特异性的结合，然

附件

后通过磁力收集磁珠，就可以把所需要的物质分离出来。

磁珠本身多数是无机材料，最常见的材料是四氧化三铁，外面包被的基本是

光弹性效应实验报告

实验原理：

1. 光弹性效应：有些光学介质在自然状态下没有双折射性质，但当

受到机械力作用时，出现双折射现象，应力解除后现象随之消失， 这种现象称为光弹性效应。

把具有明显光弹性效应的物质称为光敏物质，其他称为非光敏物质。

在实际应用中，可以用光敏物质做成与待分析部件相似的模型，按部件实际受力情况施加相应的应力。模型的各受力点产生相应的双折射，即o光与e光折射率no与ne不同，各点折射率差与改点内应力成正比，即

no-ne=k

K为常数。利用此原理制成的仪器称为光弹仪。

2.全息光弹法

全息光弹法是利用全息干涉原理研究光弹性效应的技术。光路图如图

4-1-1

在一个全息照相用的防震台上，让激光束经分束镜分为两束。一束经扩束镜，准光镜成为平行光，再通过偏振片和四分之一波片成为圆偏振光，经毛玻璃散射后照射待测模型，透过模型投射于全息干板上，这束光称为物光；另一束光经另一套扩束镜，准光镜，偏振片和四分之一波片，成为一束圆偏振光的平行光束，直接投射于全息干板上。物光与参考光须同时左旋或右旋的圆偏振光。在模型未加外力时，让物光和参考光同时投射于全息干板上做第一次

曝光，记录一次全息条纹；然后给模型加上适当应力，在做第二次曝光。经两次曝光记录了两套干涉条纹

第22卷第12期2010年12月

钢铁研究学报

Vol.22,No.12December2010

JournalofIronandSteelResearch

铁磁试件应力磁化过程中的磁化反转效应

任尚坤, 周 莉, 付任珍

(南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室,江西南昌330063)

摘 要:在反复加载-卸载条件下,测量了35号冷轧钢试件在不同的最大拉应力作用下试件表面某确定点漏磁场随拉应力的对应关系,并进行了讨论和分析。建立了两种应力磁效应的数学模型,即应力磁化反转效应的应力等效磁场模型和应力磁化反转效应的磁导率模型。理论模型都能很好地反映应力磁化耦合的反转现象,和试验数据基本一致。理论模型的建立进一步证明了金属磁记忆定量检测的可能性。关键词:金属磁记忆检测;无损检测;力 磁效应

中图分类号:TG115 28 文献标志码:A 文章编号:1001 0963(2010)12 0048 05

MagnetizingReversionEffectofFerromagneticSpecimensin

ProcessofStress Magnetizing

RENShang kun, ZHOULi, FURen

第一节 苯的结构和休克尔规则

一．苯的分子结构

苯是芳香族化合物的代表，在苯系芳烃中都含有苯环。熟悉苯的分子结构，是研究芳香 性的基础。

1865年凯库勒从苯的分子式C6H6出发，根据苯的一元取代物只有一种，提出了苯的环状结构。这就是我们至今仍在使用的苯的凯库勒式。

这个式子虽然可以说明苯分子的组成和原子间的连接次序，但仍存在着问题：凯库勒式既然含有三个双键，为什么苯不起类似烯烃的加成反应；按照凯库勒式，苯的邻二取代物应当有（1）和（2）两种，但实际上只有一种。

（1） （2）

由于上述矛盾问题的存在，引起了化学家对苯结构的极大兴趣，对苯的结构的研究作了大量的工作，提出了不同的结构来表示苯的结构。凯库勒本人曾用两个凯库勒式之间的摆动来表示苯分子的真实结构。

还有化学家分别提出了对位键结构式、双环结构式、棱型结构式、向心结构式等来表示苯的结构。

对位键结构式双环结构式 棱型结构式 向心结构式

但这些结构式都不能反映苯的实际情况，因而陆续被淘汰了，而且其中的双环结构式（Dewar苯）和棱型结构式（棱烷）所代表的化合物已被合成，它们是苯的价键异构体。

上一世纪的三十年代，鲍林在凯库勒苯的结构式基础上，提出了苯的共振结构。共

振论能广泛的用于说明和解

实验一 麦克尔逊干涉仪原理和应用

一、实验目的

1、了解麦克尔逊干涉仪的结构和基本原理。 2、掌握麦克尔逊干涉仪的调节和使用方法。

二、实验内容

1、用氦氖激光器的632.8nm谱线校正干涉仪的刻度尺。 2、用麦克尔逊干涉仪测量氦氖激光或纳光的波长。 3、用麦克尔逊干涉仪测定纳光D双线的波长差。

三、实验仪器

1、麦克尔逊干涉仪 2、氦氖激光器 3、纳光灯及电源变压器 4、扩束透镜 5、细针或叉丝 6、毛玻璃屏 7、读数小灯

四、实验原理

干涉仪是凭借光的干涉原理以测量长度或长度变化的精密光学仪器。干涉仪有多种构造形式，实验室中常用的是麦克尔逊干涉仪，其构造简图如图一所示。M1和M2是在相互垂直的两臂上放置的两个平面反射镜，其背面各有三个调节螺丝，用来调节镜面的方位。M2是固定的，M1由精密丝杆控制可沿臂前后移动，其移动距离由转盘读出。在两臂相交处，有一与两臂轴各成45的平行平面玻璃板P1，且在P1的第二平面上涂以半透（半反射）膜，以便将入射光分成振幅近乎相等的反射光1和投射光2，故P1又称为分光板。P2也是一平行平面玻璃板，与P厚度和折射率均与P由于它补偿了光束1平行放置，1相同。1和光束2之间附加的光程差，故称为

迈克尔逊干涉仪的原理与应用

在大学物理实验中，使用的是传统迈克尔逊干涉仪，其常见的实验内容是：观察等倾干涉条纹，观察等厚干涉条纹，测量 激光或钠光的波长，测量钠光的双线波长差，测量玻璃的厚度或折射率等。 由于迈克尔逊干涉仪的调节具有一定的难度，人工计数又比较枯燥，所以为了激发学生的实验兴趣，增加学生的科学知识，开阔其思路，建议在课时允许的条件下，向学生多介绍一些迈克尔逊干涉仪的应用知识。这也是绝大多数学生的要求。下面就向大家介绍一些利用迈克尔逊干涉仪及其原理进行的测量。

一、传统迈克尔逊干涉仪的测量应用

1. 微小位移量和微振动的测量[11-14]；采用迈克尔逊干涉技术,通过测量ＫＤＰ晶体生长的法向速率和台阶斜率来研究其台阶生长的动力学系数、台阶自由能、溶质在边界层内的扩散特征以及激发晶体生长台阶的位错活性。He-Ne激光器的激光通过扩束和准直后射向分束镜,参考光和物光分别由反射镜和晶体表面反射,两束光在重叠区的干涉条纹通过物镜成像,该像用摄像机和录像机进行观察和记录.滤膜用于平衡参考光和物光的强度.

纳米量级位移的测量：将迈克尔逊型激光干涉测量技术应用于环规的测量中。采用633nm稳频的

He-Ne激光波长作为测量基准，采用干涉条纹计