CN103439673B - 一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法，包括：对稀土发光材料施加连续变化的已知磁场，得到其发光强度发生突变时对应的磁场强度值；用待测磁体对稀土发光材料施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度呈线性关系的可观测量，得到其发光强度发生突变时对应的可观测量的值，将发生突变时待测磁体的磁场强度对应已知磁场作用下发生突变时的磁场强度；根据突变点的可观测量大小和磁场强度值，计算得到待测磁体磁场强度与可观测量的关系，完成对待测磁体磁场强度的标定。本方法对材料温度无特殊要求，且稀土发光材料发光强度在磁场作用下产生的突变易于观测，能有效降低磁场强度标定的成本，磁场标定精度可控，实用性强。

Description

一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法

技术领域

本发明属于磁场强度标定技术领域，更具体地，涉及一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法。

背景技术

稀土发光材料是指在外加能量(光源)激发下能够发光的稀土离子掺杂的化合物材料，广泛应用于发光、显示、特种材料(如激光晶体)，以及荧光标记、传感等领域。其发光原理是，稀土发光材料在外激发作用下，低能级的电子获得能量被激发到高能级，经过弛豫后再经过辐射跃迁回到低能级，同时发出一个或多个光子。概括地讲，其应用包括两个方面：一是直接利用其发光特性进行照明或产生新的光源，二是利用其发光随外界环境的变化规律进行传感和标定。

近年来，随着强磁场下的科学研究的不断发展，人们对磁场尤其是强磁场传感和标定方法的实用性也提出了越来越高的要求。此外，磁场传感和标定还被广泛应用于磁体质量评估、磁场遥感探测等诸多领域。目前常用的标定方法利用的是氟化锰在特定磁场下发生相变的特性。其工作原理是，先将氟化锰样品置于已知磁场中，变化磁场观测样品发生相变的磁场强度并记录下来作为已知标准强度H_c；然后将同一样品置于待测磁场H中，变化磁场观测样品相变特征，将相变处的磁场强度作为已知的磁场强度，即令H＝H_c，其它磁场强度使用外推的方法计算获得。

上述方法利用了氟化锰材料在单个特定磁场强度H_c下产生相变的特性来进行标定。该方法具有如下不足：(1)标定过程中，材料的温度必须稳定在其奈尔温度(68K)以下，以保证样品具有期望的相变特性；(2)此类相变特性的观测需要使用复杂的测量装置；(3)只能利用单个特定磁场强度下产生相变的特性进行单点对准，精度不高。总的来说，该标定方法具有较高的成本和较低的可操作性，在实践中的应用受到限制。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法，该方法对材料温度无特殊要求，且稀土发光材料发光强度在磁场作用下产生的突变易于观测，能有效降低磁场强度标定的成本，磁场标定精度可控，实用性强。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法，包括：对所述稀土发光材料施加连续变化的已知磁场，得到其发光强度发生突变时对应的磁场强度值；用待测磁体对所述稀土发光材料施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度呈线性关系的可观测量，得到其发光强度发生突变时对应的可观测量的值，将发生突变时待测磁体的磁场强度对应已知磁场作用下发生突变时的磁场强度；根据突变点的可观测量大小和磁场强度值，计算得到待测磁体磁场强度与可观测量的关系，完成对待测磁体磁场强度的标定。

优选地，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到已知磁场作用下样品发光强度发生突变时对应的磁场强度值。

优选地，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到待测磁体作用下样品发光强度发生突变时对应的可观测量的值。

优选地，所述可观测量为待测磁体线圈内的电流、霍尔元件感应的霍尔电压或pick-up线圈感应电压。

优选地，待测磁体磁场强度与可观测量的关系通过如下方法计算得到：记可观测量为X，待测磁体磁场强度为Y，则有Y＝aX+b，选取m个突变点表示为(X'₁,H'₁)，…，(X'_m,H'_m)，其中，m≥1且m为整数，当m>1时，a、b分别由下式确定： $a=\frac{{\Σ}_{i=1}^m\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)\left(H_i^{\′}-\stackrel{\‾}{Y}\right)}{{\Σ}_{i=1}^m{\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}=\frac{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′}{H}_i^{\′}-m\stackrel{\‾}{X}\stackrel{\‾}{Y}}{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′2}-m{\stackrel{\‾}{X}}^2},b=\stackrel{\‾}{Y}-a\stackrel{\‾}{X},$ 其中， $\stackrel{\‾}{X}=\frac{1}{m}(X_1^{\′}+...+X_m^{\′}),\stackrel{\‾}{Y}=\frac{1}{m}(H_1^{\′}+...+H_m^{\′}),$ 当m＝1时，将Y随X线性变化的起始点(X₀，H₀)作为“准突变点”，与(X'₁,H'₁)一同带入Y＝aX+b计算a、b的值。

按照本发明的另一方面，提供了一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法，包括以下步骤：S1：选取稀土发光材料样品和激发波长，使具有所述激发波长的光能够激发所述样品发光，且发光强度能在一定磁场强度下发生突变；S2：用S1中选取的激发波长的光激发S1中选取的稀土发光材料样品发光，调节样品温度使其恒定，保持激发光功率稳定，对样品施加连续变化的已知磁场，得到样品发光强度发生突变时对应的磁场强度值H₁，…，H_n，其中，n为突变点的个数，n≥1且n为整数；S3：保持激发波长和样品温度不变，保持激发光功率稳定，用待测磁体对样品施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度呈线性关系的可观测量，得到样品发光强度发生突变时对应的可观测量的值为X₁，…，X_n，相应的待测磁体的磁场强度对应S2中的磁场强度H₁，…，H_n，得到的n个突变点分别表示为(X₁，H₁)，…，(X_n，H_n)；S4：选取m个突变点计算得到待测磁体磁场强度与可观测量的关系，其中，1≤m≤n，且m为整数，完成对待测磁体磁场强度的标定。

优选地，所述步骤S2中，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到样品发光强度发生突变时对应的磁场强度值，所述步骤S3中，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到样品发光强度发生突变时对应的可观测量的值。

优选地，所述步骤S3中，可观测量为待测磁体线圈内的电流、霍尔元件感应的霍尔电压或pick-up线圈感应电压。

优选地，所述步骤S4中，待测磁体磁场强度与可观测量的关系通过如下方法计算得到：记可观测量为X，待测磁体磁场强度为Y，则有Y＝aX+b，将所述m个突变点表示为(X'₁,H'₁)，…，(X'_m,H'_m)，当m>1时，a、b分别由下式确定： $a=\frac{{\Σ}_{i=1}^m\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)\left(H_i^{\′}-\stackrel{\‾}{Y}\right)}{{\Σ}_{i=1}^m{\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}=\frac{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′}{H}_i^{\′}-m\stackrel{\‾}{X}\stackrel{\‾}{Y}}{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′2}-m{\stackrel{\‾}{X}}^2},b=\stackrel{\‾}{Y}-a\stackrel{\‾}{X},$ 其中， $\stackrel{\‾}{X}=\frac{1}{m}(X_1^{\′}+...+X_m^{\′}),\stackrel{\‾}{Y}=\frac{1}{m}(H_1^{\′}+...+H_m^{\′}),$ 当m＝1时，将Y随X线性变化的起始点(X₀，H₀)作为“准突变点”，与(X'₁,H'₁)一同带入Y＝aX+b计算a、b的值。

优选地，所述稀土发光材料的稀土掺杂离子为铒、铕、镝或钐，被掺杂基质为钇钒氧或钆钒氧。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，利用稀土发光材料发光强度在特定磁场强度处发生突变的特性，调节待测磁体磁场强度，通过观测与待测磁体磁场强度呈线性关系的可观测量，得到发光强度发生突变时对应的可观测量的值，将发生突变时的待测磁体的磁场强度对应已知磁场作用下发生突变的磁场强度，根据突变点的可观测量大小和磁场强度值，计算得到待测磁体磁场强度与可观测量的关系，完成对待测磁体磁场强度的标定。当稀土发光材料的发光强度在磁场作用下产生一个突变点时，发生突变时待测磁体的磁场强度等于已知磁场作用下发生突变的磁场强度；当稀土发光材料的发光强度在磁场作用下产生一个以上突变点时，在待测磁体作用下产生的突变点与已知磁场作用下产生的突变点一一对应，发生突变时待测磁体的磁场强度等于已知磁场作用下对应突变点的磁场强度。

本发明的用稀土发光材料标定磁场强度的方法与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、可选用的稀土发光材料样品丰富，样品只需在特定磁场强度下表现出对激发光的共振吸收，发光光强在发生共振吸收的磁场强度下产生突变。

2、对材料温度无特殊要求，且稀土发光材料发光强度在磁场作用下产生的突变易于观测，可有效降低磁场强度标定的成本。

3、稀土发光材料的发光光强在磁场的作用下产生至少一个突变点，可根据需要选用部分或全部突变点控制磁场标定的精度，实用性强。

附图说明

图1是本发明实施例的用稀土发光材料标定磁场强度的方法流程图；

图2是本发明实施例的用稀土发光材料标定磁场强度的装置示意图。

图2中：1-探测杆，2-磁体区，3-入射光纤，4-出射光纤。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明实施例的用稀土发光材料标定磁场强度的方法流程图。如图2所示，本发明实施例的用稀土发光材料标定磁场强度的装置主要包括探测杆1，磁体区2，入射光纤3和出射光纤4。下面结合图2对图1进行详细说明。

本发明实施例的用稀土发光材料标定磁场强度的方法包括如下步骤：

S1：选取稀土发光材料样品和激发波长。使具有该激发波长的光能够激发该稀土发光材料样品发光，且发光强度能在一定磁场强度下发生突变。

具体地，样品吸收光谱会出现一个或多个吸收峰或由多个吸收峰组成的吸收带，这些吸收峰来自样品内电子自低能级到高能级的跃迁吸收，这些能级均有可能是简并的。在连续变化的外加磁场作用下，部分吸收峰将发生移动或劈裂，并与激发波长交叉，在交叉点产生共振光吸收和荧光增强现象(发光强度突变)，该交叉点即所谓的突变点。因此，激发波长应位于随着磁场强度变化吸收峰移动的波长区间内，以保证在一定磁场强度下共振吸收条件能够被满足，从而产生突变。

S2：将样品置于探测杆1内，用S1中选取的激发波长的光通过入射光纤4耦合激发样品发光，调节样品温度使其恒定，保持激发光功率稳定，将已知磁体置于磁体区2，使样品位于已知磁体的中心位置。对样品施加连续变化的已知磁场，用光电器件在出射光纤4的出射端记录样品发光强度随磁场强度的变化，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到发光强度发生突变时对应的磁场强度值H₁，…，H_n，其中，n为突变点的个数，n≥1且n为整数。

具体地，对样品施加强度连续变化的磁场，改变样品能级，使样品吸收光谱中的吸收峰劈裂和移动，当吸收峰与激发波长重合时即发生共振吸收，表现为样品对激发光的吸收效率和荧光强度在一个或多个特定磁场强度下发生突变。

S3：保持激发波长和样品温度不变，保持激发光功率稳定，将待测磁体置于磁体区2，对样品施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度Y呈线性关系的可观测量X，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到样品发光强度发生突变时对应的可观测量X的值为X₁，…，X_n，相应的待测磁体的磁场强度对应S2中的磁场强度H₁，…，H_n，得到的n个突变点分别表示为(X₁，H₁)，…，(X_n，H_n)。

具体地，可观测量X可以是待测磁体线圈内的电流、霍尔元件感应的霍尔电压或pick-up线圈感应电压。其中，磁体线圈内的电流大小直接决定磁场强度大小，而霍尔元件感应的霍尔电压或pick-up线圈感应电压则来自磁场探测装置(霍尔元件或pick-up线圈)，因而若X取霍尔电压或pick-up线圈感应电压，则意味着本方法将通过标定探测器而间接地标定未知磁体磁场强度。

具体地，S2和S3中，激发光功率的稳定度在0.5％以内。

S4：选取m个突变点计算得到待测磁体磁场强度Y与可观测量X的关系，其中，1≤m≤n，且m为整数，得到磁场变化过程中发生突变的磁场强度之外的磁场强度值，完成对待测磁体磁场强度的标定。

具体地，选取的突变点对应增强峰的半高宽越小，对应突变点数据的可靠性越高；选取的突变点对应的磁场强度范围越大，磁场强度标定的精度越高；选取的突变点数量越多，磁场强度标定的精度越高。

具体地，由于X与Y呈线性关系，设Y＝aX+b，将选取的m个突变点表示为(X'₁,H'₁)，…，(X'_m,H'_m)。当m>1时，a、b分别由下式确定： $a=\frac{{\Σ}_{i=1}^m\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)\left(H_i^{\′}-\stackrel{\‾}{Y}\right)}{{\Σ}_{i=1}^m{\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}=\frac{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′}{H}_i^{\′}-m\stackrel{\‾}{X}\stackrel{\‾}{Y}}{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′2}-m{\stackrel{\‾}{X}}^2},b=\stackrel{\‾}{Y}-a\stackrel{\‾}{X},$ 其中， $\stackrel{\‾}{X}=\frac{1}{m}(X_1^{\′}+...+X_m^{\′}),$ $\stackrel{\‾}{Y}=\frac{1}{m}(H_1^{\′}+...+H_m^{\′}).$ 当m＝1时，将Y随X线性变化的起始点(X₀，H₀)作为“准突变点”，与(X'₁,H'₁)一同带入Y＝aX+b计算a、b的值。

需要说明的是，考虑最一般的情况，X₀可以是零，或其他非零常数，Y₀也可以是零，或其他非零常数(如地磁场值)。例如，某设备利用通电螺线管产生磁场H，已知设备内总电流I小于阈值I₀时，螺线管不导通，总电流I大于或等于I₀时，螺线管内部磁场强度是I的一次函数，且H(I₀)＝H₀。那么，(I₀，H₀)即为“准突变点”。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面将结合具体实施例对本发明的用稀土发光材料标定磁场强度的方法进行详细说明。

实施例1

样品为铒掺杂的钇钒氧粉末，置于已知磁体的中心位置，维持样品温度稳定在80K，通过入射光纤耦合功率稳定(稳定度0.5％以内)的488nm激光激发样品发光，连续改变已知磁体的磁场强度，用光电器件在出射光纤的出射端记录样品发光强度随磁场强度的变化，经数据作图和曲线拟合得到发光强度发生突变时对应的磁场强度值H₁＝3.2T，H₂＝4.3T，H₃＝7.3T，H₄＝15.0T，H₅＝21.2T，H₆＝22.6T，H₇＝26.1T，H₈＝28.1T。

将样品置于待测磁体的中心位置，维持样品温度不变，通过入射光纤耦合功率稳定(稳定度0.5％以内)的488nm激光激发样品发光，对样品施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度Y呈线性关系的可观测量X，经数据作图和曲线拟合得到与已知磁场对应的多个突变点(X₁，3.2),(X₂，4.3),(X₃，7.3)，(X₄，15.0)，(X₅，21.2)，(X₆，22.6)，(X₇，26.1)和(X₈，28.1),与各突变点相应增强峰的半高宽依次为0.67T，0.56T，0.89T，0.97T，1.04T，1.40T，1.48T，和1.46T，选取半高宽小于1.40T的突变点(前5个)按上述方法计算得到待测磁体磁场强度Y与可观测变量X的关系，完成待测磁体磁场强度的标定。

实施例2

样品为铒掺杂的钇钒氧单晶，置于已知磁体的中心位置，维持样品温度稳定在80K，通过入射光纤耦合功率稳定(稳定度0.5％以内)的488nm激光激发样品发光，连续改变已知磁体的磁场强度，用光电器件在出射光纤的出射端记录样品发光强度随磁场强度的变化，经数据作图和曲线拟合得到发光强度发生突变时对应的磁场强度值H₁＝7.2T，H₂＝14.9T，H₃＝21.4T，H₄＝25.4T，H₅＝27.3T。

将样品置于待测磁体的中心位置，维持样品温度不变，通过入射光纤耦合功率稳定(稳定度0.5％以内)的488nm激光激发样品发光，对样品施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度Y呈线性关系的可观测量X，经数据作图和曲线拟合得到与已知磁场对应的多个突变点(X₁，7.2),(X₂，14.9),(X₃，21.4)，(X₄，25.4)，和(X₅，27.3),各突变点相应增强峰的半高宽依次为0.85T，0.51T，1.14T，0.75T，和0.79T，选取上述所有突变点(5个)按上述方法计算得到待测磁体磁场强度Y与可观测变量X的关系，完成待测磁体磁场强度的标定。

实施例3

样品为铒掺杂的钆钒氧单晶，置于已知磁体的中心位置，维持样品温度稳定在80K，通过入射光纤耦合功率稳定(稳定度0.5％以内)的488nm激光激发样品发光，连续改变已知磁体的磁场强度，用光电器件在出射光纤的出射端记录样品发光强度随磁场强度的变化，经数据作图发现该样品发光强度随磁场变化规律异常复杂，难以拟合，直接读取极值坐标，得到发光强度发生突变时对应的磁场强度值H₁＝3.8T，H₂＝11.0T，H₃＝15.1T，H₄＝31.0T。

将样品置于待测磁体的中心位置，维持样品温度不变，通过入射光纤耦合功率稳定(稳定度0.5％以内)的488nm激光激发样品发光，对样品施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度Y呈线性关系的可观测量X，经数据作图和读取极值坐标得到与已知磁场对应的多个突变点(X₁，3.8),(X₂，11.0),(X₃，15.1)，和(X₄，31.0),选取上述所有突变点(4个)按上述方法计算得到待测磁体磁场强度Y与可观测变量X的关系，完成待测磁体磁场强度的标定。

本发明的稀土发光材料并不局限于上述铒掺杂的钇钒氧粉末和单晶以及铒掺杂的钆钒氧单晶，也可以是其它形态的铒掺杂的钇钒氧和铒掺杂的钆钒氧(如薄膜)。更一般地，其中的稀土掺杂离子可以是铕,镝，钐等其它稀土元素，被掺杂基质可以是其它化合物。

本发明的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，可选用的稀土发光材料样品丰富，对材料温度无特殊要求，且稀土发光材料发光强度在磁场作用下产生的突变易于观测，能有效降低磁场强度标定的成本。此外，稀土发光材料的发光光强在磁场的作用下产生至少一个突变点，可根据需要选用部分或全部突变点控制磁场标定的精度，实用性强。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法，包括：对所述稀土发光材料施加连续变化的已知磁场，得到其发光强度发生突变时对应的磁场强度值；用待测磁体对所述稀土发光材料施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度呈线性关系的可观测量，得到其发光强度发生突变时对应的可观测量的值，将发生突变时待测磁体的磁场强度对应已知磁场作用下发生突变时的磁场强度；根据突变点的可观测量大小和磁场强度值，计算得到待测磁体磁场强度与可观测量的关系，完成对待测磁体磁场强度的标定；

其中，所述稀土发光材料为铒掺杂的钇钒氧粉末、铒掺杂的钇钒氧单晶或铒掺杂的钆钒氧单晶；在连续变化的外加磁场作用下，稀土发光材料的部分吸收峰将发生移动或劈裂，并与激发波长交叉，在交叉点产生共振光吸收和荧光增强现象，所述突变点为所述交叉点。

2.如权利要求1所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到已知磁场作用下样品发光强度发生突变时对应的磁场强度值。

3.如权利要求1所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到待测磁体作用下样品发光强度发生突变时对应的可观测量的值。

4.如权利要求1所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，所述可观测量为待测磁体线圈内的电流、霍尔元件感应的霍尔电压或pick-up线圈感应电压。

5.如权利要求1至4中任一项所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，待测磁体磁场强度与可观测量的关系通过如下方法计算得到：记可观测量为X，待测磁体磁场强度为Y，则有Y＝aX+b，选取m个突变点表示为(X′₁,H′₁)，…，(X′_m,H′_m)，其中，m≥1且m为整数，X′₁和H′₁分别为选取的第一个突变点对应的可观测量的值和待测磁体磁场强度，X′_m和H′_m分别为选取的第m个突变点对应的可观测量的值和待测磁体磁场强度，当m>1时，a、b分别由下式确定： $a=\frac{{\Σ}_{i=1}^m\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)\left(H_i^{\′}-\stackrel{\‾}{Y}\right)}{{\Σ}_{i=1}^m{\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}=\frac{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′}{H}_i^{\′}-m\stackrel{\‾}{XY}}{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′2}-m{\stackrel{\‾}{X}}^2},$ $b=\stackrel{\‾}{Y}-a\stackrel{\‾}{X},$ 其中， $\stackrel{\‾}{X}=\frac{1}{m}(X_1^{\′}+...+X_m^{\′}),\stackrel{\‾}{Y}=\frac{1}{m}(H_1^{\′}+...+H_m^{\′}),$ 当m＝1时，将Y随X线性变化的起始点(X₀，H₀)作为“准突变点”，与(X′₁,H′₁)一同带入Y＝aX+b计算a、b的值。

6.一种用稀土发光材料标定磁场强度的方法，包括以下步骤：

S1：选取稀土发光材料样品和激发波长，使具有所述激发波长的光能够激发所述样品发光，且发光强度能在一定磁场强度下发生突变；

S2：用S1中选取的激发波长的光激发S1中选取的稀土发光材料样品发光，调节样品温度使其恒定，保持激发光功率稳定，对样品施加连续变化的已知磁场，得到样品发光强度发生突变时对应的磁场强度值H₁，…，H_n，其中，n为突变点的个数，n≥1且n为整数；

S3：保持激发波长和样品温度不变，保持激发光功率稳定，用待测磁体对样品施加强度变化的磁场，通过观测与待测磁体磁场强度呈线性关系的可观测量，得到样品发光强度发生突变时对应的可观测量的值为X₁，…，X_n，相应的待测磁体的磁场强度对应S2中的磁场强度H₁，…，H_n，得到的n个突变点分别表示为(X₁，H₁)，…，(X_n，H_n)；

S4：选取m个突变点计算得到待测磁体磁场强度与可观测量的关系，其中，1≤m≤n，且m为整数，完成对待测磁体磁场强度的标定；

其中，所述稀土发光材料样品为铒掺杂的钇钒氧粉末、铒掺杂的钇钒氧单晶或铒掺杂的钆钒氧单晶；在连续变化的外加磁场作用下，稀土发光材料样品的部分吸收峰将发生移动或劈裂，并与激发波长交叉，在交叉点产生共振光吸收和荧光增强现象，所述突变点为所述交叉点。

7.如权利要求6所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，所述步骤S2中，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到样品发光强度发生突变时对应的磁场强度值，所述步骤S3中，经数据作图，再进行曲线拟合或直接读取极值坐标，得到样品发光强度发生突变时对应的可观测量的值。

8.如权利要求6所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，所述步骤S3中，可观测量为待测磁体线圈内的电流、霍尔元件感应的霍尔电压或pick-up线圈感应电压。

9.如权利要求6至8中任一项所述的用稀土发光材料标定磁场强度的方法，其特征在于，所述步骤S4中，待测磁体磁场强度与可观测量的关系通过如下方法计算得到：记可观测量为X，待测磁体磁场强度为Y，则有Y＝aX+b，将所述m个突变点表示为(X′₁,H′₁)，…，(X′_m,H′_m)，其中，X′₁和H′₁分别为选取的第一个突变点对应的可观测量的值和待测磁体磁场强度，X′_m和H′_m分别为选取的第m个突变点对应的可观测量的值和待测磁体磁场强度，当m>1时，a、b分别由下式确定： $a=\frac{{\Σ}_{i=1}^m\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)\left(H_i^{\′}-\stackrel{\‾}{Y}\right)}{{\Σ}_{i=1}^m{\left(X_i^{\′}-\stackrel{\‾}{X}\right)}^2}=\frac{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′}{H}_i^{\′}-m\stackrel{\‾}{XY}}{{\Σ}_{i=1}^m{X}_i^{\′2}-m{\stackrel{\‾}{X}}^2},$ $b=\stackrel{\‾}{Y}-a\stackrel{\‾}{X},$ 其中， $\stackrel{\‾}{X}=\frac{1}{m}(X_1^{\′}+...+X_m^{\′}),\stackrel{\‾}{Y}=\frac{1}{m}(H_1^{\′}+...+H_m^{\′}),$ 当m＝1时，将Y随X线性变化的起始点(X₀，H₀)作为“准突变点”，与(X′₁,H′₁)一同带入Y＝aX+b计算a、b的值。