CN205484007U

CN205484007U - 一种磁光材料的Verdet常数测量装置

Info

Publication number: CN205484007U
Application number: CN201620069635.1U
Authority: CN
Inventors: 宋明歆; 韦立宏; 孙滨超; 沈涛
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2016-01-25
Filing date: 2016-01-25
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2026-01-25

Abstract

一种磁光材料的Verdet常数测量装置，属于材料光学性质测试技术领域。具体涉及一种磁光材料的Verdet常数测量装置。本实用新型是为了解决在光学电流传感器制作过程中，精确测量光学电流传感器的传感头所使用的磁光材料的Verdet常数的问题。本实用新型包括一号底座、激光器、光阑、起偏器、一号电磁铁、特斯拉计、待测磁光材料、二号底座、二号电磁铁、恒压电源、检偏器、测角仪、光功率计。其中，激光器下带有一号支架，光阑下带有二号支架，起偏器下带有三号支架，二号底座下带有四号支架，检偏器下带有五号支架，光功率计下带有六号支架。

Description

一种磁光材料的Verdet常数测量装置

技术领域

本实用新型属于材料光学性质测试技术领域。具体涉及一种磁光材料的Verdet常数测量装置。

背景技术

在我国随着近二十年来国民经济的大规模快速发展，对电力的需求急剧增加，电力系统传输容量在急剧增大，电力等级已发展到500kv并向着更高的电压水平发展，而目前普遍应用于电力工业中的是油浸式电流互感器，但随着传输电压的提高，这种传感器暴露出许多致命弱点，如：有爆炸引起事故的潜在危险，大故障电流导致铁芯磁饱和，易受电磁干扰影响，滞后效应，输出端开路导致高压危险等。

光学电流传感器是指那些利用光学技术直接或间接的对电流进行测量的装置。随着电网电压的提高以及一次、二次设备的发展，光学电流传感器以其独特的优势：结缘结构简单可靠、动态范围更大、无饱和现象且输出信号可直接微机化计量、保护设备接口等在电力系统中得到了广泛的应用和发展。光学电流传感器的传感头都是使用某种磁光材料制作的，而Verdet常数作为衡量磁光材料性能的一个重要参数，能否对其进行准确测量对光学电流传感器的测量精度有很大的影响。因此，设计出对磁光材料的Verdet常数精确测量的装置十分必要。

发明内容

本实用新型是为了解决在光学电流传感器制作过程中，精确测量光学电流传感器的传感头所使用的磁光材料的Verdet常数的问题。本实用新型提供了一种高灵敏度、成本低廉、操作简单、集成度高、稳定性强的磁光材料的Verdet常数测量装置。

一种磁光材料的Verdet常数测量装置，它包括一号底座（1）、激光器（2）、光阑（3）、起偏器（4）、一号电磁铁（5）、特斯拉计（6）、待测磁光材料（7）、二号底座（8）、二号电磁铁（9）、恒压电源（10）、检偏器（11）、测角仪（12）、光功率计（13）；

激光器（2）下带有一号支架（2-1），光阑（3）下带有二号支架（3-1），起偏器（4）下带有三号支架（4-1），二号底座（8）下带有四号支架（8-1），检偏器（11）下带有五号支架（11-1），光功率计（13）下带有六号支架（13-1）；

测量装置在一号底座（1）上从左到右依次放置激光器（2）、光阑（3）、起偏器（4）、恒压电源（10）、检偏器（11）、光功率计（13），且它们彼此间隔10cm，一号电磁铁（5）与二号电磁铁（9）放于恒压电源（10）的两侧，特斯拉计（6）紧贴于起偏器（4）后方，恒压电源（10）中间位置放置四号支架（8-1），其上放置二号底座（8），二号底座（8）上放置待测磁光材料（7），且要求光信号能够通过所有光学元件的中心部位。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其一号底座（1）上带有能够固定支架的装置。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其激光器（2）的波长为633nm。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其一号电磁铁（5）和二号电磁铁（9）的所产生的磁场强度可达300mT。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其二号底座（8）上带有刻度，且其精度为1/1000cm。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其恒压电源（10）为直流电源且其电流恒定。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其检偏器（11）上带有测角仪（12）。

所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其一号支架（2-1），二号支架（3-1），三号支架（4-1），四号支架（8-1），五号支架（11-1），六号支架（13-1）高度均可调节。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的磁光材料的Verdet常数测量装置，通过将激光器、光功率计、电磁铁等器件固定于一个底座上，形成一种集成度高、稳定性强的磁光材料Verdet常数测量装置。该实验装置可自由组合光源、光功率计等实验仪器，这样可使实验装置的制作成本大大降低，同时提高原有仪器的利用效率。该实验装置底座上带有螺丝，可稳定固定各光学器件，且螺丝位置可变，这样可以增加光学器件摆放的灵活性。该测量装置采用电磁铁提供磁场，这样不仅能够使所提供的磁场足够稳定，同时还能通过改变电磁体上所加电压的大小来控制磁场的大小。该电磁铁可提供足够高的磁场，这样可以有效减少待测磁光材料由于线性双折射所带来的影响，有助于磁光材料Verdet常数的精确测量。测试装置中放置待测材料的底座上带有刻度，方便读取材料的长度信息。检偏器后集成了测角仪，通过配合光功率计，可得到偏振光的偏转角度。该磁光材料的Verdet常数测量装置具有集成度高、灵敏度高、测量结果精度高、制作成本低廉、便于携带和移动、测量结果受周围环境因素影响小、响应速度快等优点。

附图说明

图1为一种磁光材料的Verdet常数测量装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1，本实施方式所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，它包括一号底座（1）、激光器（2）、光阑（3）、起偏器（4）、一号电磁铁（5）、特斯拉计（6）、待测磁光材料（7）、二号底座（8）、二号电磁铁（9）、恒压电源（10）、检偏器（11）、测角仪（12）、光功率计（13）；

一号底座（1）上带有能够固定支架的装置。

激光器（2）的波长为633nm。

一号电磁铁（5）和二号电磁铁（9）的所产生的磁场强度可达300mT。

二号底座（8）上带有刻度，且其精度为1/1000cm。

恒压电源（10）为直流电源且其电流恒定。

检偏器（11）上带有测角仪（12）。

一号支架（2-1），二号支架（3-1），三号支架（4-1），四号支架（8-1），五号支架（11-1），六号支架（13-1）长度均可调节。

在进行磁光材料的Verdet常数测量时，先将待测磁光材料（7）放置在二号底座（8）上，此时应注意待测磁光材料（7）的一侧与二号底座（8）的零刻度对齐，读出待测磁光材料（7）的长度并做记录。再依次将激光器（2）、恒压电源（10）、光功率计（13）连接电源，并打开各器件的开关。等待3分钟，激光器（2）发出的光信号稳定后可以进行测试。测试时，先调整一号支架（2-1），二号支架（3-1），三号支架（4-1），四号支架（8-1），五号支架（11-1），六号支架（13-1）的高度，使光能够顺利通过各光学元件的中心部位，使其能够最终到达光功率计（13）。利用测角仪（12）旋转检偏器（11），使之消光，记录测角仪（12）的读数，通过恒压电源（10）给一号电磁铁（5）和二号电磁铁（9）施加电压，使两个电磁铁产生大于200mT的磁场。利用特斯拉计（6）测量磁感场强度并记录，旋转检偏器（11）至消光，记录此时测角仪的读数，与之差（=-）即为这一磁感应强度作用下的样品的线偏振光偏转角。由于一号电磁铁（5）和二号电磁铁（9）产生的磁场恒定，所以其Verdet常数的表达式为：

（1）

根据等式（1）便可计算出其待测磁光材料（7）的Verdet常数。

工作原理：

磁光材料的Verdet常数测量实验：

如图1所示，将实验光路搭好。

在磁光材料的Verdet常数的测量时，先需要利用二号底座（8）测量出待测磁光材料（7）的长度，再依次打开激光器（2）、光功率计（13）、恒压电源（10）。调整一号支架（2-1），二号支架（3-1），三号支架（4-1），四号支架（8-1），五号支架（11-1），六号支架（13-1）的高度，使光信号能够顺利通过各光学元件。由激光器（2）发出的光信号在经过起偏器（4）后会变成线偏振光，线偏振光从一号电磁铁（5）的一侧穿入，到达待测磁光材料（7），待测磁光材料（7）处于一号点磁铁（5）与二号电磁铁（9）所激发的磁场中，线偏振光经过待测磁光材料（7）时偏振面会发生偏转，经检偏器（11）后到达光功率计（13）。偏振光的偏转角度可通过测角仪（12）得到。待测磁光材料（7）的长度可通过二号底座（8）上的刻度获得。磁场强度可通过特斯拉计（6）直接读出。将所得物理量代入等式（1）即可获得待测磁光材料（7）的Verdet常数。

Claims

1.一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：它包括一号底座（1）、激光器（2）、光阑（3）、起偏器（4）、一号电磁铁（5）、特斯拉计（6）、待测磁光材料（7）、二号底座（8）、二号电磁铁（9）、恒压电源（10）、检偏器（11）、测角仪（12）、光功率计（13）；

测量装置在一号底座（1）上从左到右依次放置激光器（2）、光阑（3）、起偏器（4）、恒压电源（10）、检偏器（11）、光功率计（13），且它们彼此间隔10cm，一号电磁铁（5）与二号电磁铁（9）放于恒压电源（10）的两侧，特斯拉计（6）紧贴于起偏器（4）后方，恒压电源（10）中间位置放置四号支架（8-1），其上放置二号底座（8），二号底座（8）上放置待测磁光材料（7），且要求光信号能够通过所有器件中心部位。

2.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：一号底座（1）上带有能够固定支架的装置。

3.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：激光器（2）的波长为633nm。

4.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：一号电磁铁（5）和二号电磁铁（9）的所产生的磁场强度可达300mT。

5.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：二号底座（8）上带有刻度，且其精度为1/1000cm。

6.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：恒压电源（10）为直流电源且其电流恒定。

7.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：检偏器（11）上带有测角仪（12）。

8.根据权利要求1所述的一种磁光材料的Verdet常数测量装置，其特征在于：一号支架（2-1），二号支架（3-1），三号支架（4-1），二号底座四号支架（8-1），五号支架（11-1），光六号支架（13-1）高度均可调节。