CN111928781B - 一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法 - Google Patents

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CN111928781B CN202010571517.1A CN202010571517A CN111928781B CN 111928781 B CN111928781 B CN 111928781B CN 202010571517 A CN202010571517 A CN 202010571517A CN 111928781 B CN111928781 B CN 111928781B
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Abstract

本发明公开了一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法，第一透镜与第二透镜均为聚焦透镜，且第一透镜与第二透镜共焦设置；第一透镜、第二透镜以及第一偏振镜沿激光器出射光源方向依次设置，且光源经过第一偏振镜之后进入棱镜；四分之一波片、半波片以及第二偏振镜沿棱镜反射之后的光源方向依次设置，且光源经过第二偏振镜之后进入所述图像传感器；电磁铁设置在所述棱镜上方和/或下方，且磁感应方向与棱镜的竖轴垂直；棱镜斜面贴合设置一维光子晶体；所述棱镜上方设有加热板；本发明的有益效果为实现了在磁场强度的环境下，利用弱测量放大的古斯汉森位移值来确定其温度；实现了在一定温度下通过放大后的古斯汉森位移来确定磁场强度。

Description

一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法
技术领域
本发明涉及光学位移测量领域，尤其涉及一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法。
背景技术
古斯－汉森位移(GH)是指在两种介质的界面处，反射光束中心相对于入射光束中心的平行于入射面的横向偏移。这种偏移是由于组成光束的每个平面波所产生的相位变化所导致，并且古斯－汉森于1947年在实验中所发现。通常情况下，GH位移约为波长量级，这阻碍了在单次反射中的直接观察，且不可以对古斯汉森位移直接实现调控的目的。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法，通过在一维光子晶体结构中发生古斯汉森位移反射之后，能够对古斯汉森位移进行放大的同时，对其可以产生灵敏的调控作用。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于古斯汉森位移的调控装置，包括激光器、第一透镜、第二透镜、第一偏振镜、棱镜、四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器，所述激光器用于生成不同波长的激光光源；所述第一透镜与所述第二透镜均为聚焦透镜，且第一透镜与第二透镜共焦设置；所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第一偏振镜沿激光器出射光源方向依次设置，且光源经过第一偏振镜之后进入棱镜；所述四分之一波片、所述半波片以及所述第二偏振镜沿棱镜反射之后的光源方向依次设置，且光源经过第二偏振镜之后进入所述图像传感器；所述电磁铁设置在所述棱镜上方和/或下方，且磁感应方向与棱镜的竖轴垂直；所述棱镜斜面贴合设置一维光子晶体；所述棱镜上方设有加热板。
传统的古斯汉森位移的测量方法，只能够单独对温度进行改变或者单独在只有磁场的情况下对磁场强度进行改变进行调控；本发明提供一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法，通过采用在一维光子晶体表面发生质心横向位移，实现了在古斯汉森位移装置在复杂环境下对温度或磁场进行调控，提升了复杂环境下的测量的精准度。
更进一步的，所述一维光子晶体包括石墨烯层与二氧化钒层，所述石墨烯层与所述二氧化钒层交替成周期设置，经过计算发现当周期数为20时，能达到最佳效果。
更进一步的，所述第一偏振镜与所述第二偏振镜均为格兰激光偏振镜。
格兰激光偏振镜具有带宽覆盖紫外光、可见光以及中红外光、偏振角接近布儒斯特切割角、高偏振度、空气隙等优点，使出射的偏振光的偏振度更好。
更进一步的，所述激光器出射激光光源的频率为5THz。
更进一步的，所述棱镜为BK7棱镜。
采用BK7棱镜，其可见谱的透过性良好，气泡或杂质较少，对光学系统有不良影响的条纹和折射率的不均匀性也降低到几乎不产生影响的水平。
更进一步的，所述第一透镜的焦距为125mm；所述第二透镜的焦距为250mm。
第一透镜主要用于聚焦，将入射到样品上的光斑聚焦至合适的大小；第二透镜主要用于准直。
本发明还公开了一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，所述基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法步骤包括：
A.沿激光器出射光源的方向，依次搭建第一透镜、第二透镜、第一偏振镜以及棱镜，沿棱镜发射光源方向依次搭建四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器；
B.调节第一偏振镜与第二偏振镜，直到从棱镜反射的光强呈现出左右分裂的光斑；
C.缓慢转动棱镜同时微调四分之一波片与半波片，直到图像传感器上呈现出大小相等且强度相同，相互对称的光斑；
D.采用控制变量的方法，控制磁场强度不变，改变加热板的温度，使得质心位移在图像传感器上的范围变化为0－800波长；所述图像传感器上的质心位移为古斯汉森位移。
更进一步的，所述加热板的温度变化范围为298k－358k。
本发明还公开了一种基于古斯汉森位移的调控装置，所述基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法步骤包括：
A.沿激光器出射光源的方向，依次搭建第一透镜、第二透镜、第一偏振镜以及棱镜，沿棱镜发射光源方向依次搭建四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器；
B.调节第一偏振镜与第二偏振镜，直到从棱镜反射的光强呈现出左右分裂的光斑；
C.缓慢转动棱镜同时微调四分之一波片与半波片，直到图像传感器上呈现出大小相等且强度相同，相互对称的光斑；
D.采用控制变量的方法，控制温度大小不变，改变磁场强度的大小，使得质心位移在图像传感器上的变化范围为0－800波长；所述图像传感器上的质心位移为古斯汉森位移。
更进一步的，所述磁场强度变化范围为0－10T。
发明原理：太赫兹波段二氧化钒介电常数与电导率的关系可由Drude模型描述：
Figure BDA0002549797800000031
公式中，ε∞＝12，等离子频率ωp＝1.40×1015S-1，ωd＝5.75×1013S-1，σ0＝300000S/m，σ是不同温度时的电导率。二氧化钒绝缘态(298K)和金属态(358K)时电导率分别为σ＝200S/m(绝缘态)和σ＝200000S/m(金属态)。随着温度的变化，电导率也会随着发生改变。
由Drude模型可以看出，二氧化钒电导率和介电常数有着直接的线性关系，通过电导率的变化，我们可以计算出GH位移的值的变化。并且二氧化钒电导率和温度有着一一对应的关系。
众所周知，太赫兹波段石墨烯是太赫兹材料，也就是说在太赫兹波段，石墨烯的介电常数会受到磁场的影响而发生改变。太赫兹波段的石墨烯满足Drude模型，可视为金属材料，且与其他金属相比石墨烯中的表面等离子体激元在原子尺度上表现出更强的等离激元激发效应。这意味着可利用石墨烯增强表面等离子体激元中光与物质的相互作用，达到激发SPR增强GH的目的。磁场对石墨烯有效介电常数的影响主要体现在改变其非零对角元的大小。介电常数主对角元大小为εgxx＝εgyy＝εgzz，非零对角元为εgxy和εgyx。我们沿着y轴方向施加了磁场，以达到研究该磁场条件下GH位移的目的。
Tmoke磁场下石墨烯介电常数公式可表示为
Figure BDA0002549797800000041
以及
Figure BDA0002549797800000042
公式中，EF是费米能级，tg是单层石墨烯有效厚度(tg＝0.5nm)，ωc(ωc＝eB(vF)2/|EF|)是回旋频率，τ是弛豫时间(τ＝1ps)，vF为费米速度(vF＝1×106m/s)，e是单位电荷(e＝1.9×10-19C)。
为了更为高效的实现对磁场和温度的调控。我们引入了弱测量方法对GH位移进行放大。根据波动光学，弱测量放大后GH位移值的计算公式为
Figure BDA0002549797800000051
其中的
ξ＝cos(±2Δ)[Zr(τ+χ)-(ρ+σ)]-sin(2Δ)[Zr(σ-ρ)+Z(τ-χ)] (6)
ζ＝2|rH||rV|[cos(±2Δ)(2K0Zr+ρσ+χτ)+sin(±2Δ)(ρτ-χσ)] (7)
Figure BDA0002549797800000052
Figure BDA0002549797800000053
Figure BDA0002549797800000054
Figure BDA0002549797800000055
SGH为放大后GH位移值。Δ为放大角，rH为水平偏振的反射系数，rV为垂直偏振的反射系数。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、采用本发明提供的一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法，实现了在磁场强度的环境下，利用弱测量放大的古斯汉森位移值来确定其温度；
2、采用本发明提供的一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法，实现了在一定温度下通过放大后的古斯汉森位移来确定磁场强度。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是古斯汉森位移的调控装置结构示意图
图2是棱镜以及一维光子晶体的示意图
图3是古斯汉森位移与电导率的曲线示意图
图4是磁场变化与古斯汉森位移的曲线示意图
图5是磁场强度不编的情况下，不同温度下的古斯汉森位移曲线图
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施列一
本实施列公开了一种基于古斯汉森位移的调控装置，如图1所示，包括激光器、第一透镜、第二透镜、第一偏振镜、棱镜、四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器，所述激光器用于生成不同波长的激光光源；所述激光器出射激光光源的频率为5THz；所述第一透镜与所述第二透镜均为聚焦透镜，且第一透镜与第二透镜共焦设置；所述第一透镜的焦距为125mm；所述第二透镜的焦距为250mm，且第一偏振镜的位置在第二透镜的焦距处，第一透镜为聚焦光束，第二透镜主要用于准直光束；所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第一偏振镜沿激光器出射光源方向依次设置，且光源经过第一偏振镜之后进入棱镜；所述四分之一波片、所述半波片以及所述第二偏振镜沿棱镜反射之后的光源方向依次设置，且光源经过第二偏振镜之后进入所述图像传感器，设置四分之一波片主要是用于抵消全反射过程中s偏振分量与p偏振分量的相位差，半波片主要是用于调节激光光强看，避免超过图像传感器所能承受的最大的光强的范围，且可以使得偏振光的偏振态旋转90°；所述第一偏振镜与所述第二偏振镜均为格兰激光偏振镜；所述电磁铁设置在所述棱镜上方和/或下方，且磁感应方向与棱镜的竖轴垂直，电磁铁的磁场强度的大小可以通过通电强度的大小来进行磁场强度大小的变化，改变磁场强度到一个固定的值，同时也可以控制磁场强度的方向；所述棱镜斜面贴合设置一维光子晶体；所述一维光子晶体包括石墨烯层与二氧化钒层，所述石墨烯层与所述二氧化钒层交替成周期设置，经过计算发现当周期数为20时，能达到最佳效果；所述棱镜上方设有加热板；所述棱镜为BK7棱镜。
实施列二
本实施列是基于实施列一的基础上，公开了一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，所述基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法步骤包括：
A.沿激光器出射光源的方向，依次搭建第一透镜、第二透镜、第一偏振镜以及棱镜，沿棱镜发射光源方向依次搭建四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器，搭建的所有的光学元器件都是等高共轴的光学元器件，保证光学元器件在同一条光路的轴上，第二透镜可以用于准直光束，光束经过第一透镜以及第二透镜经过第一偏振镜进入BK7棱镜的时候，入射光会在光子晶体表面发生反射并形成P偏振光与s偏振光；
在这个过程中，我们利用光学平台上的转换台设置不同的入射角。由上文公式(1)可知，我们必须得到入射光在该角度下的反射系数，该角度下的反射系数计算方法为：
考虑线性磁光效应，磁化强度矢量如图2－2所示，则任意方向磁化的磁性介质的介电张量可表示为
Figure BDA0002549797800000081
相对磁导率μ为1。
在第n层介质中传播的平面波可表示为E(n)＝E0 (n)exp[i(ωt-k·r)]，波动方程形式为
Figure BDA0002549797800000082
其中E0 (n)为第n层介质中的电场复振幅，k(n)表示复波矢，t，ω，c和r分别表示时间，角频率，真空相速度以及位置矢量，而介电张量
Figure BDA0002549797800000083
取方程(2－1)中的形式，各层磁导率均取μ＝1。不失一般性，各层波矢可写作
Figure BDA0002549797800000084
其中
Figure BDA0002549797800000085
Figure BDA0002549797800000086
分别为正y和正z方向的单位矢量。根据斯涅耳定律，各介质层波矢y分量
Figure BDA0002549797800000087
相等。求解方程(2－2)便可得到各层波矢z分量
Figure BDA0002549797800000088
包含四个解，即
Figure BDA0002549797800000089
各向同性介质中
Figure BDA00025497978000000810
在各层中均有
Figure BDA00025497978000000811
Figure BDA00025497978000000812
根据各层界面边界的连续性条件，我们可以得到联系着结构中各层电场振幅的4阶方阵Q，即有
Figure BDA00025497978000000813
其中E0 (0)和E0 (4)代表结构两侧空气中的电场振幅，上标“i”，“r”，“t”分别代表入射，反射和透射波，下标“s”，“p”代表偏振态。而矩阵Q由下式得到
Figure BDA00025497978000000814
其中矩阵D(n)(n＝1,2,3)和P(n)(n＝1,2,3)分别为各层的动态矩阵(Dynamicmatrix)和传输(Propagation matrix)矩阵。在磁性介质中，动态矩阵各元素Dij(i,j＝1,2,3,4)为
Figure BDA0002549797800000091
Figure BDA0002549797800000092
Figure BDA0002549797800000093
Figure BDA0002549797800000094
特别地，各向同性层中动态矩阵D(n)(n＝1,2,3)为
Figure BDA0002549797800000095
各介质层中的传输矩阵P(n)(n＝1,2,3)为
Figure BDA0002549797800000096
其中d(n)为第n层介质的厚度。于是计算可得水平偏振(p偏振)的反射系数
Figure BDA0002549797800000097
其中Qij表示矩阵Q的各对应元素。
B.调节第一偏振镜与第二偏振镜，直到从棱镜反射的光强呈现出左右分裂的光斑；当调整出左右分裂的光斑出来的时候，此时实现了第一偏振镜的P偏振态与布儒斯特角，第二偏振镜的调节也是如此；
C.缓慢转动棱镜同时微调四分之一波片与半波片，直到图像传感器上呈现出大小相等且强度相同，相互对称的光斑，此时的入射发生了全反射；
D.采用控制变量的方法，控制磁场强度不变，改变加热板的温度，使得质心位移在图像传感器上的范围变化为0－800波长；所述图像传感器上的质心位移为古斯汉森位移；所述加热板的温度变化范围为298k－358k；
在这一过程中，半波片可用于光场强度的调节，四分之一波片可用于相位补偿。由上文已知，利用弱测量方法主要是水平偏振p与垂直偏振s的差值，经历全反射后的s和p偏振分量可以表示为
Figure BDA0002549797800000101
其中δ＝δp-δs为s和p偏振分量相位差。使用半波片和四分之一波片补偿相位，其琼斯矩阵可写为
Figure BDA0002549797800000102
补偿相位之后光束可写为
Figure BDA0002549797800000103
实施列三
本实施列是基于实施列一和实施列二的一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，所述基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法步骤包括：
A.沿激光器出射光源的方向，依次搭建第一透镜、第二透镜、第一偏振镜以及棱镜，沿棱镜发射光源方向依次搭建四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器，搭建的所有的光学元器件都是等高共轴的光学元器件，保证光学元器件在同一条光路的轴上，第二透镜可以用于准直光束，光束经过第一透镜以及第二透镜经过第一偏振镜进入BK7棱镜的时候，入射光会在光子晶体表面发生反射并形成P偏振光与s偏振光；
在这个过程中，我们利用光学平台上的转换台设置不同的入射角。由上文公式(1)可知，我们必须得到入射光在该角度下的反射系数，该角度下的反射系数计算方法为：
考虑线性磁光效应，磁化强度矢量如图2－2所示，则任意方向磁化的磁性介质的介电张量可表示为
Figure BDA0002549797800000111
相对磁导率μ为1。
在第n层介质中传播的平面波可表示为E(n)＝E0 (n)exp[i(ωt-k·r)]，波动方程形式为
Figure BDA0002549797800000112
其中E0 (n)为第n层介质中的电场复振幅，k(n)表示复波矢，t，ω，c和r分别表示时间，角频率，真空相速度以及位置矢量，而介电张量
Figure BDA0002549797800000113
取方程(2－1)中的形式，各层磁导率均取μ＝1。不失一般性，各层波矢可写作
Figure BDA0002549797800000114
其中
Figure BDA0002549797800000115
Figure BDA0002549797800000116
分别为正y和正z方向的单位矢量。根据斯涅耳定律，各介质层波矢y分量
Figure BDA0002549797800000117
相等。求解方程(2－2)便可得到各层波矢z分量
Figure BDA0002549797800000118
包含四个解，即
Figure BDA0002549797800000119
各向同性介质中
Figure BDA00025497978000001110
在各层中均有
Figure BDA00025497978000001111
Figure BDA00025497978000001112
根据各层界面边界的连续性条件，我们可以得到联系着结构中各层电场振幅的4阶方阵Q，即有
Figure BDA0002549797800000121
其中E0 (0)和E0 (4)代表结构两侧空气中的电场振幅，上标“i”，“r”，“t”分别代表入射，反射和透射波，下标“s”，“p”代表偏振态。而矩阵Q由下式得到
Figure BDA0002549797800000122
其中矩阵D(n)(n＝1,2,3)和P(n)(n＝1,2,3)分别为各层的动态矩阵(Dynamicmatrix)和传输(Propagation matrix)矩阵。在磁性介质中，动态矩阵各元素Dij(i,j＝1,2,3,4)为
Figure BDA0002549797800000123
Figure BDA0002549797800000124
Figure BDA0002549797800000125
Figure BDA0002549797800000126
特别地，各向同性层中动态矩阵D(n)(n＝1,2,3)为
Figure BDA0002549797800000127
各介质层中的传输矩阵P(n)(n＝1,2,3)为
Figure BDA0002549797800000131
其中d(n)为第n层介质的厚度。于是计算可得水平偏振(p偏振)的反射系数
Figure BDA0002549797800000132
B.调节第一偏振镜与第二偏振镜，直到从棱镜反射的光强呈现出左右分裂的光斑；当调整出左右分裂的光斑出来的时候，此时实现了第一偏振镜的P偏振态与布儒斯特角，第二偏振镜的调节也是如此；
C.缓慢转动棱镜同时微调四分之一波片与半波片，直到图像传感器上呈现出大小相等且强度相同，相互对称的光斑，此时的入射发生了全反射；
在这一过程中，半波片可用于光场强度的调节，四分之一波片可用于相位补偿。由上文已知，利用弱测量方法主要是水平偏振p与垂直偏振s的差值，经历全反射后的s和p偏振分量可以表示为
Figure BDA0002549797800000133
其中δ＝δp-δs为s和p偏振分量相位差。使用半波片和四分之一波片补偿相位，其琼斯矩阵可写为
Figure BDA0002549797800000134
补偿相位之后光束可写为
Figure BDA0002549797800000135
D.采用控制变量的方法，控制温度大小不变，改变磁场强度的大小，使得质心位移在图像传感器上的变化范围为0－800波长；所述图像传感器上的质心位移为古斯汉森位移；所述磁场强度变化范围为0－10T。
实施例四
本实施列是基于实施列二和实施列三的基础上，公开了一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，如图3和图4所示，图3是在磁场大小B＝10T，入射频率为5THz、费米能级EF为0.4eV、弛豫时间τ为1ps的实验情况下，通过实验可以测出的电导率的变化和SGH呈现出近似线性的关系。随着电导率的增大，SGH近似线性减小，如图4所示，是在入射角为41.2度，入射频率为5THz、费米能级EF为0.4eV、弛豫时间τ为1ps，放大角
Figure BDA0002549797800000141
的条件下，绝缘态和金属态电导率分别为σ＝200S/m和σ＝200000S/m的情况下，通过实验可以得出古斯汉森位移与磁场强度的关系，SGH都随着磁场的增强而增强。如图5所示，是基于磁场强度一定的情况下，不同温度下，古斯汉森位移随入射角的改变而改变的曲线图。
综上所述，本发明提供了一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法，通过采用二氧化钒和石墨烯组成的一维光子晶体，采用频率为5THz激光光源所发出的光速在一维光子晶体表面法神横向位移，实现了在磁场环境下可以调控温度的目的，以及在温度的环境下调控磁场强度的目的，且增强了弱测量技术的可行性。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种基于古斯汉森位移的调控装置，其特征在于：包括激光器、第一透镜、第二透镜、第一偏振镜、棱镜、四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器，所述激光器用于生成不同波长的激光光源；所述第一透镜与所述第二透镜均为聚焦透镜，且第一透镜与第二透镜共焦设置；所述第一透镜、所述第二透镜以及所述第一偏振镜沿激光器出射光源方向依次设置，且光源经过第一偏振镜之后进入棱镜；所述四分之一波片、所述半波片以及所述第二偏振镜沿棱镜反射之后的光源方向依次设置，且光源经过第二偏振镜之后进入所述图像传感器；电磁铁设置在所述棱镜上方和/或下方，且磁感应方向与棱镜的竖轴垂直；所述棱镜斜面贴合设置一维光子晶体；所述棱镜上方设有加热板；所述一维光子晶体包括石墨烯层与二氧化钒层，所述石墨烯层与所述二氧化钒层交替成周期设置，周期数设置为20。
2.根据权利要求1所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置，其特征在于：所述第一偏振镜与所述第二偏振镜均为格兰激光偏振镜。
3.根据权利要求2所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置，其特征在于：所述激光器出射激光光源的频率为5THz。
4.根据权利要求3所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置，其特征在于：所述棱镜为BK7棱镜。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置，其特征在于：所述第一透镜的焦距为125mm；所述第二透镜的焦距为250mm。
6.根据权利要求5所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，其特征在于：所述基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法步骤包括：
沿激光器出射光源的方向，依次搭建第一透镜、第二透镜、第一偏振镜以及棱镜，沿棱镜发射光源方向依次搭建四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器；
调节第一偏振镜与第二偏振镜，直到从棱镜反射的光强呈现出左右分裂的光斑；
缓慢转动棱镜同时微调四分之一波片与半波片，直到图像传感器上呈现出大小相等且强度相同，相互对称的光斑；
采用控制变量的方法，控制磁场强度不变，改变加热板的温度，使得质心位移在图像传感器上的范围变化为0-800倍波长；所述图像传感器上的质心位移为放大后古斯汉森位移。
7.根据权利要求6所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，其特征在于：所述加热板的温度变化范围为298k-358k。
8.根据权利要求6所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，其特征在于：所述基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法步骤包括：
沿激光器出射光源的方向，依次搭建第一透镜、第二透镜、第一偏振镜以及棱镜，沿棱镜发射光源方向依次搭建四分之一波片、半波片、第二偏振镜以及图像传感器；
调节第一偏振镜与第二偏振镜，直到从棱镜反射的光强呈现出左右分裂的光斑；
缓慢转动棱镜同时微调四分之一波片与半波片，直到图像传感器上呈现出大小相等且强度相同，相互对称的光斑；
采用控制变量的方法，控制温度大小不变，改变磁场强度的大小，使得质心位移在图像传感器上的变化范围为0-800波长；所述图像传感器上的质心位移为古斯汉森位移。
9.根据权利要求8所述的一种基于古斯汉森位移的调控装置的调控方法，其特征在于：所述磁场强度变化范围为0-10T。
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