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法拉第效应与光强的磁光调制器的研究
(物理科学学院应用物理系白灵)
(学号:2002145030)
【摘要】本文分析了法拉第效应与磁光调制器光强调制功能的相关性,以及从大量实验
数据中得到的测量结果,指出磁场强度与法拉第旋转角、透射光偏振态及磁光介质对光的吸
收率等诸因子的关系曲线在磁场强度达到某一数值,或磁场反向时将出现非线性特征,以及
这种非线性特征在光强磁光调制器设计和品质评价中的重要意义。
【关键词】法拉第效应、磁光调制器、磁化、磁光材料、椭圆偏振光
【教师点评】本文以法拉第磁光效应与磁光调制器光强调制功能的相关性为研究主题,
在大量采样的基础上,运用充分的实验数据,分别从法拉第旋转角、透射光偏振态、磁光介
质对光吸收率与磁场强度的关系以及磁化方向对透射光强度和偏振态的影响等四个方面分
析并指出了磁光调制器设计与评价中值得注意和有待解决的若干问题。论文思路清晰、理论
分析中肯,数据具有说服力,是一篇很好的毕业设计论文。(点评教师:赵志超)
(指导教师:赵志超)
Research on the Interrelation between Faraday Effect
and o-optic Modulator
【 Abstract 】 The interrelation between Faraday effect and modulation fuction of
o-optic modulator of optical intensity and testing results from the large experiment data are
described in the paper. The inlinear characteristics of the relation curve between ic density
and Faraday ic declination, polarization direction of transmitted light and absorptivity of
o-optic material will be produced when ic density gets to a critical value or the
ic direction changes over and its important meaning in the design and evaluation of
o-optic modulator of optical intensity are pointed out.
【Key Words】Faraday effect, o-optic modulator, ization, o-optic
material, elliptically polarized light
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研究背景
磁光器件是指利用材料的磁光效应制作成具有各种光信息功能的器件。虽然早在 1845
年法拉第就发现了磁光效应,但在相当长的一段时期内并未获得应用,只是不断发现了新磁
光效应和初步建立了磁光理论。直到一百多年后,人们才开始应用磁光效应来观察、研究磁
性材料的磁畴结构。随着激光和光电子学领域的开拓,才使磁光效应的研究向应用领域发展,
出现了新型的光信息功能器件----磁光器件。
在激光应用中,除探索各种新型激光器和接收器外,激光的参数,例如强度、方向、频
率、偏振态等的快速控制是很重要的问题。利用磁光效应就可制成各种控制激光束的器件。
因光通信和光学信息处理的需要,发展了磁光调制器、磁光开关、磁光隔离器、磁光环形器、
磁光旋转器、磁光相移器、法拉第反射镜和磁光传感器等磁光器件。由于光纤技术和继承光
学的发展,又诞生了波导型的集成光学磁光器件。因计算机存储技术的发展,刺激人们把磁
畴结构和热磁效应与磁光效应相结合,发展了磁光存储技术。因而,每一种新型磁光器件的
开发和完善都是在研究磁光效应的基础上,根据新技术的需要发展的。
研究对象
本文选择了在光通信和光学信息处理等领域中发挥了极为重要作用的磁光调制器作为
研究对象。玻璃磁光调制器是众多磁光调制器的一种,其优点是,玻璃磁光不会磁饱和,并
且入射光波在 ~ µ 区间时,光吸收系数较小,因此在可见光谱区有其独到的用处。在
高脉冲场调制(如多路激光聚热装置)、工业用磁光仪和糖量计等场合中,大多采用玻璃磁
光调制器。其缺点是,玻璃磁光调制器要达到大的调制深度η必须要有大的法拉第旋转θ,
故所需的外加磁场 H 也必须很大。自然,玻璃磁光调制器的体