文档介绍：沈阳工业大学
创新性实验报告
实验课题：磁光效应
专业班级： XXXXXX
姓名:XXX
学号： XXXXXX
磁光效应实验
【实验目的】
1、了解法拉第效应产生的原因。
2、会用消光法检测磁光玻璃的费尔德常数。
螺旋关系的称为“右旋”介质，其费尔德常数卩> 0 ；反向旋转的称为“左旋”介质，费尔德常数V < 0。
对于每一种给定的物质，法拉第旋转方向仅由磁场方向决定，而与光的传播方向无关（不管传播方向与磁场同向或者反向），这是法拉第磁光效应与某些物质的固有旋光效应的重要区别。固有旋光效应的旋光方向与光的传播方向有关，即随着顺光线和逆光线的方向观察，线偏振光的偏振面的旋转方向是相反的，因此当光线往返两次穿过固有旋光物质时，线偏振光的偏振面没有旋转。而法拉第效应则不然，在磁场方向不变的情况下，光线往返穿过磁致旋光物质时，法拉第旋转角将加倍。利用这一特性，可以使光线在介质中往返数次，从而使旋转角度加大。这一性质使得磁光晶体在激光技术、光纤通信技术中获得重要应用。
与固有旋光效应类似，法拉第效应也有旋光色散，即费尔德常数随波长而变，一束白色的线偏振光穿过磁致旋光介质，则紫光的偏振面要比红光的偏振面转过的角度大，这就是旋光色散。实验表明，磁致旋光物质的费尔德常数V随波长九的增加而减小，如图2所示，旋光色散曲线又称为法拉第旋转谱。
图2磁致旋光色散曲线
从光波在介质中传播的图象看，法拉第效应可以做如下理解：一束平行于磁场方向传播的线偏振光，可以看作是两束等幅左旋和右旋圆偏振光的迭加。这里左旋和右旋是相对于磁场方向而言的。
(a]
(b)
图3法拉第效应的唯象解释
通过测量偏振面偏转角度与电流的关系，由A0 =kdI知，只要测出流过螺线管的电流和偏振面偏转的角度就可以求出常数k。
【实验过程】
正交消光法测量法拉第效应实验
1）将半导体激光器、起偏器、电磁铁（螺线管）、检偏器、光电接收器依次放置在光学导轨上；
2）将半导体激光器与电源相连，将光电接收器与光功率计的“输入”端相连；
3）将恒流电源与电磁铁（螺线管）、多量程电流表相连；
4）调节激光器，使激光依次穿过起偏器、磁铁中心、检偏器，并能够被光电接收器接收；
5）由于半导体激光器为部分偏振光，可调节起偏器来调节输入光强的大小；调节检偏器，使其与起偏器偏振方向正交，这时检测到的光信号为最小，读取此时检偏器的角度0 1 ；
6）打开恒流电源，加上恒定磁场，可看到光功率计读数增大，转动检偏器，使光功率计读数为最小，读取此时检偏器的角度0 ，得到样品在该磁场下的偏转角0=0 -0；
2 2 1
7）通过改变励磁电流而改变中心磁场的场强，测量不同电流下（即不同场强下）的偏转角，以研究材料的磁光特性。
8）利用最小二乘法求出常数k,得偏转角度6与励磁电流I的关系e=kdIo
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图6正交消光法测量法拉第效应装置连接示意
【实验数据记录】
正交消光法测量法拉第效应实验数据记录螺线管长度d = 20cm