[发明专利]一种磁性液体的磁二向色性测量仪

说明书

技术领域

本发明属于材料科学、凝聚态物理实验设备领域。具体涉及磁性液体的磁二向色性的测量。

背景技术

磁性液体是一种液态功能材料。在外加磁场作用下，磁性液体会从光学各向同性变为光学各向异性，以致于出现磁二向色性效应：在磁场作用下，偏振方向垂直于外磁场方向的入射光(o光)，与偏振方向平行于外磁场方向的入射光(e光)，两者吸收不同的现象称之为磁线二向色性，简称为磁二向色性。用于磁二向色性测量的磁性液体样品通常为由两片玻璃夹垫片构成薄盒，磁性液体装入其间形成磁性液体薄膜。因为磁性液体的吸收不同将造成透射不同，所以磁二向色性的表示可用o光和e光的透射系数(透过薄膜样品的光强度与入射光的光强度之比)与磁场的关系的表示。然而玻璃片的清洁度会严重影响绝对的透射光强度。所以磁性液体的磁二向色性采用o光和e光的相对透射率(也称归一化透射率)与磁场的关系来表示。相对透射率T为加场后、前的透射率也称绝对透射率之比，即

T=Ia/I0Ib/I0=IaIb]]>

式中I₀为入射光强，I_a、I_b分别为加场后、前的透射光强度。从上式可知，相对透射率即为加场后、前的透射光强度之比。

通常采用的磁二向色性的表示方法及相应的测量方法有两种：

(1)基于o光(或e光)各在加场后的透射系数测量，通过o光和e光的磁场作用下的透射系数的比较表示磁二向色性。这种方法中的透射系数是绝对透射强度与入射光强之比，从上所述可知玻璃样品盒的清洁度带来的误差可能较大。

(2)分别测量o(或e光)加场前、后的绝对透射率(即I_a/I₀和I_b/I₀)，然后进行计算得到相对透射率。由o光和e光的相对透射率来表示磁二向色性。这种方法中因采用了同一样品在加场后、前的绝对透射率之比，因而消除了玻璃样品盒清洁度造成的绝对透射率误差对磁二向色性表示的影响。但在这种方法中，因

需分别测量加场前、后的绝对透射率所以较为麻烦。

以上两种方法中都不能避免电源波动、温度波动、光线干扰、磁场干扰及光源不稳出现的外界干扰对测量的影响。

发明内容

本发明基于为准确地反映磁性液体的磁二向色性，应可靠测定o光和e光的相对透射率的特点，采用差动测量的原理，设计构成磁性液体的磁二向色性测量仪，用于直接、准确测量磁性液体的o光和e光的相对透射率。

本发明的技术方案如下：

磁性液体的磁二向色性测量仪主要包括光源L、分束镜C、第一偏振器A₁、第二偏振器A₂和第三偏振器A₃、λ/4波片B、亥姆霍兹线圈M、检测样品S₁、参考样品S₂、第一光电探头D₁和第二光电探头D₂、差动放大器H、亥姆霍兹线圈电源E、计算机控制及数据处理系统PC。

所述分束镜C设置于光源L发射光束的前方，将光源L发射的光束分成光强相等的对比光束和检测光束；

所述第一偏振器A₁、λ/4波片B和第三偏振器A₃依次设置于检测光束的前方，第一偏振器A₁的透振方向与λ/4波片B的光轴的夹角为45°，检测光束通过第一偏振器A₁、和λ/4波片B后成为圆偏振光，再通过A₃调整后成为线偏振光；