[发明专利]一种增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统

权利要求书

1.一种增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，该系统包括：

用于提供入射光的光源；

用于将光源发出的光变成单色光的单色仪；

用于将单色仪出射的光聚焦到渥拉斯顿棱镜上的第一凸透镜；

用于将第一凸透镜聚焦的光分成偏振方向相互垂直的线偏振光O光和E光的渥拉斯顿棱镜；

用于调制渥拉斯顿棱镜分成的O光和E光，产生左旋和右旋圆偏振光强度相等的光弹调制器；

用于控制光弹调制器，并向锁相放大器输出参考信号的光弹调制器控制器；

用于将光弹调制器出射的左旋和右旋圆偏振光强度相等的O光和E光聚焦到固定在变温磁体系统中心的样品上的第二凸透镜；

用于固定样品，实现样品的温度和磁场在较大范围内连续可变，进而研究材料磁圆偏振二向色性的温度和磁场强度依赖关系的变温磁体系统；

用于分别探测从样品透射O光和E光的光强信号，并将探测的O光和E光的光强信号差分输入给锁相放大器的两个探测器；

用于根据接收自两个探测器的光强信号和接收自光弹调制器控制器的参考信号，得到样品的磁圆偏振二向色性信号、光波长、温度和磁场强度的锁相放大器。

2.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述第一凸透镜为具有很强聚焦能力和很大焦距的凸透镜，以确保透射的光发散很小和会聚的光斑很小。

3.根据权利要求2所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述第一凸透镜的焦距为20cm。

4.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述O光的偏振方向平行于主平面，E光的偏振方向垂直于主平面。

5.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述渥拉斯顿棱镜作为起偏器，采用分束角为5°的渥拉斯顿棱镜，得到两束偏振方向相互垂直的线偏振光，经过所述光弹调制器后两束光都变成左旋和右旋交替变化的圆偏振光，所述两束光在同一时刻所处的偏振态相反，经样品吸收后照射到两个探测器上通过所述锁相放大器做差分测量实现信号增大一倍，信噪比提高1至2个数量级。

6.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述光弹调制器的光轴与O光和E光的偏振方向成45°夹角，确保产生的左旋和右旋圆偏振光的强度相等。

7.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述第二凸透镜的焦距为15cm，第二凸透镜的物距大于其二倍焦距。

8.根据权利要求7所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述第二凸透镜将两束光的交点成像在样品上，同时由于光被第一凸透镜聚焦在渥拉斯顿棱镜上，光斑也被成像在样品上，这样既使照射到样品上的两束光会聚到一点，也使大束斑光聚焦成很小一点。

9.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述从样品透射O光和E光分开照射到所述两个探测器上，所述两个探测器探测到的信号被分别送到锁相放大器的A和B输入端，把锁相放大器调到A-B差分工作模式下，锁相放大器的参考信号由光弹调制器的控制器提供，这样得到的信号强度是单路测量的2倍，信噪比也比单路测量高。

10.根据权利要求1所述的增强磁圆偏振二向色性信号和提高信噪比的测量系统，其特征在于，所述光源发出的光是部分偏振光，在单色仪与渥拉斯顿棱镜之间进一步放置一只旋光镜，以调整光的偏振方向，调节透过渥拉斯顿棱镜后两束光的强度分布，使到达探测器的两路光的光强相等，消除直流背景和噪音，提高信噪比。