新型磁光调制器3.PDF

第 20 卷　第 1 期 光　 学 　学 　报 V o l. 20, N o. 1 2000 年 1 月 A CTA O P T ICA S IN ICA J anu ary, 2000 新型磁光调制器 郭继华　朱兆明　邓为民 (清华大学现代应用物理系, 北京 100084) 摘　要　介绍一种新型结构的磁光调制器。这种磁光调制器的显著优点是减小了磁光材料的温 升, 从而减小了因温度效应引起的测量偏移。偏振角测量的实验表明, 其分辨力可达 3. 3 ×10- 7 rad, 长期稳定性偏差为 1. 7 ×10- 6 rad。 关键词　磁光调制器, 　偏振角测量, 　温度效应。 1　引　　言 法拉第磁致旋光效应已经广泛应用于电学量和几何的精密测量[ 1～ 3 ] 。通常的单频干涉仪 的分辨力难于突破 3 ×10- 3 ; 外差干涉仪用分辨力为 0. 0 1 度的相位计, 其分辨力难于突破 3 ×10- 5 ; 而用磁光调制器的偏振干涉仪, 其分辨力可以突破 1 ×10- 6 。所以当分辨率要求特 别高时, 偏振干涉仪成了首选设计。 磁光调制器常用结构如图 1 所示, 磁光介质放置于线圈内。这个结构虽然有磁场均匀而 且比较强的优点, 但一个致命的缺点是由于温度 变化引起应力双折射及费尔德系数的变化, 产生 很大的偏移, 影响测量的精度。磁光调制器本身 就是一个热源, 温度的变化是难以避免的。采用 费尔德系数大的磁光物质可以减小功耗, 从而减 [4 ] 小温升 。但是所有的费尔德系数大的材料应力 双折射都大, 而且费尔德系数随温度的变化也 大。目前难以打到更合适的材料。对磁光调制器 . 1 进行热分析, 改善设计, 增加其向外热传导性能 F ig Sch em at ic o f th e t rad it iona l m agn eto op t ic m odu lato r 有一定作用, 但不能从根本上解决问题[ 5, 6 ] 。最 近谢广平等人[3, 7 ] 采用 自动反馈控制的方法收到了较好的效果。这种反馈补偿的效率可达 97. 2% , 即补偿后的残差仅为未补偿时的2. 8% , 补偿后的均方差为 1. 75 ×10- 6 rad。但这种 反馈补偿的一个缺点是系统复杂。 我们最近设计了一个新型结构的磁光调制器, 这种磁光调制器结构是开放式的。实验表 　　 国家自然科学基金资助项 目。 　　　 收稿 日期: 1998060 1; 收到修改稿 日期: 　1 期 郭继华等: 　　新型磁光调制器