[发明专利]一种线性及非线性磁光克尔测量系统

权利要求书

1.一种线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，该系统包括：

一超短脉冲激光器，其出射激光用于泵浦和探测样品的线性及非线性磁光克尔效应；

一氦气闭循环制冷机，用于控制样品的温度，样品放置于其带光学窗口的制冷头中；

一气隙和磁场大小可调的适用于磁光测量的电磁铁，提供用于磁光克尔效应测量的磁场；

一激光泵浦光路，用于激发样品，使样品处于非平衡态，激光器出射的激光经偏振分光器透射后，经过反射镜，聚焦透镜垂直聚焦在样品表面上；

一激光探测光路，用于探测样品信号，激光器出射的激光经偏振分光器反射后，经过反射镜、平移装置、聚焦透镜聚焦在样品表面上，其入射方向与样品表面法线夹角为30度，探测束光斑与泵浦束光斑中心重合，探测束光斑的面积小于泵浦束光斑的面积；

一光斑监视系统，用于精确控制泵浦束光斑与探测束光斑的重合度以及它们在样品上的位置；

一线性克尔信号收集光路，探测束激光经样品、反射镜反射后，作为基频信号的线性克尔信号被二向色反射镜反射，然后经聚焦透镜聚焦，穿过波片，由沃拉斯顿棱镜分解成偏振相互垂直的两束光，最后被光桥接收；

一非线性克尔信号收集光路，探测束激光经样品、反射镜反射后，作为倍频信号的非线性克尔信号透过二向色反射镜，其中混入的基频信号被带通滤光片进一步过滤，穿过波片，然后经聚焦透镜聚焦，进入单色仪，经单色仪选频后的纯倍频信号，最后由光电倍增管来探测；

一锁相放大器信号采集系统，其中的斩波器为锁相放大器提供参考信号，线性克尔信号和非线性克尔信号接入锁相放大器经滤波放大后，通过GPIB数据采集卡，最后送给计算机处理数据。

2.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述激光器为掺钛蓝宝石飞秒脉冲激光器，脉冲宽度为200fs，脉冲间隔为13ns。

3.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述激光器出射的激光强度由衰减器连续调节，泵浦光和探测光的相对强度用波片调节，控制在10∶1以上。

4.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述制冷机提供的温度在7.5K至350K连续可变。

5.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，通过LabVIEW程序自动控制，使磁场从-1T到+1T范围内连续扫描，磁场的正反方向可自动切换。

6.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述泵浦光的偏振态由波片调为左旋圆偏振光或右旋圆偏振光，或者由波片调为S偏振或P偏振。

7.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述探测光的偏振态由波片调为S偏振或P偏振。

8.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述光斑监视系统包括CCD摄像头和监视器。

9.根据权利要求1所述的线性及非线性磁光克尔测量系统，其特征在于，所述为锁相放大器提供参考信号的斩波器采用光弹调制器来替换。