磁场二维光学成像实验研究

• 作 者: 李小牛
• 机 构: 西北大学
• 出 处: 西北大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 磁光效应 磁场测量 二维成像 倍频法

近几十年来，当光电子技术在新兴高科技领域获得日益广泛应用的同时，以磁光效应原理为背景的各种磁光器件也显示了其独特的性能和极为广阔的应用前景。随着磁光效应应用范围的不断扩大更新，目前，磁光效应已经应用到了小到原子、大到天体等多个领域的研究应用中，各种磁光器件相继制成，有关磁光效应的研究和应用竞相开展。然而，截至目前，利用磁光效应对磁场进行成像的研究却十分有限，真正利用磁光效应实现地磁场成像的研究尚未见报道。
本文基于本课题组所建立的磁旋光成像地球磁场测量方法，利用法拉第磁致旋光效应，通过恰当的光路和算法，对人为模拟局部磁场的分布进行二维成像，目的在于对通过光学方法实现磁场成像这一方法进行进一步的探索和验证，为随后的三维层析成像方法奠定基础。
本文首先阐述了这一新的地磁场测量方法的基本原理，随之介绍了本实验的光路，并对光路可行性及存在问题进行了分析，实验部分重点介绍了恢复磁场强度分布图像的流程和算法，详细介绍了实验的具体过程。利用采集的图像数据，处理得出较为清晰的磁场强度二维分布图，通过和用于模拟局部磁场的磁体分布的比较，对实验结果进行了分析，确认所获得的场强分布图像基本反映了实际的磁体场强的分布。设计了利用倍频法实现磁场成像的实验方案，对两种方法进行了分析比较，最终确认倍频法具有较高的测量精度。