[发明专利]一种交变电流磁光调制下调制器磁场分析方法

摘要

本发明涉及一种交变电流磁光调制下调制器磁场分析方法，通过分析调制器结构特点，结合麦克斯韦方程组分别建立调制器内部电磁场的基本模型、空心调制器内部磁场模型、无松弛极化磁光材料内部磁场模型，最终构建交变电流磁光调制下含无松弛极化磁光材料的调制器内部磁场分布模型。通过所设置的基本仿真参数，由交变电流磁光调制下调制器内部电磁场的基本模型，求解空心螺线管的磁场构建无松弛极化磁光材料内部磁场模型，最终构建的磁场分布模型反映了介质内外磁场幅值的频率特性，本发明同现有技术比较的最大优越性在于：通过对磁光调制过程中含无松弛介质的调制器内部磁场分布计算，为详细研究磁光调制过程提供了磁场分析方法。

主权项

1.一种交变电流磁光调制下调制器磁场分析方法，其特征在于：通过分析调制器结构特点，结合麦克斯韦方程组分别建立交变电流磁光调制下调制器内部电磁场的基本模型、空心调制器内部磁场模型、无松弛极化磁光材料内部磁场模型，最终构建交变电流磁光调制下含无松弛极化磁光材料的调制器内部磁场分布模型，具体包括以下步骤：步骤1：根据调制器结构特点，结合麦克斯韦方程组构建交变电流磁光调制下调制器内部电磁场的基本模型式中，B_z为磁场的轴向分量，为电场的圆周方向分量，r代表距中轴线的距离，为真空中的波矢，ε₀为真空介电常数，μ₀为真空磁导率，ω为加载的正弦交变电流信号的频率；步骤2：由交变电流磁光调制下调制器内部电磁场的基本模型求解空心螺线管的磁场为B_z(r,t)＝B₀J₀(k₀r)·e^‑iωt               (7)式中，J₀(k₀r)是第一类零阶贝塞尔函数，B₀为直流电信号激励时螺线管内部磁场幅值大小，即：式中，且和分别为第一类和第三类全椭圆积分；步骤3：构建无松弛极化磁光材料内部磁场模型对于无松弛极化的介质，在外电场作用下，其内部极化强度P和电位移矢量D以及电场强度E的关系为D＝ε₀E+P＝(1+α_e)ε₀E＝ε_rε₀E＝εE                 (10)式中，ε为介质的介电常数，ε_r为介质的相对介电常数，α_e为介质的极化率。将式(10)代入到麦克斯韦方程组中，重复步骤1、2得到介质中的磁场表达式为B_z(r,t)＝B₀J₀(k₀r)·e^‑iωt                         (7)式中，为光在介质中的波矢；步骤4：构建交变电流磁光调制下调制器内部电磁场的最终模型式中，R为介质的半径。