本發明屬(shu)于偏振檢(jian)測(ce)技術領域，更具體地，涉及一(yi)種偏振態時(shi)間(jian)分辨(bian)譜的檢(jian)測(ce)系(xi)統。

背景技術：

近年來，磁(ci)(ci)光(guang)理(li)論獲得了相當(dang)大的(de)發展(zhan)，磁(ci)(ci)光(guang)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)在光(guang)電子學(xue)和光(guang)子學(xue)方(fang)面(mian)、計(ji)算機和信息處理(li)方(fang)面(mian)、科(ke)學(xue)研究(jiu)方(fang)面(mian)以及(ji)磁(ci)(ci)性(xing)測量等(deng)(deng)方(fang)面(mian)都應(ying)(ying)用(yong)廣泛(fan)。目前已發現的(de)磁(ci)(ci)光(guang)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)包括塞曼效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)、磁(ci)(ci)光(guang)法拉第效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)、科(ke)頓(dun)-穆頓(dun)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)和磁(ci)(ci)光(guang)克爾效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)等(deng)(deng)。這些(xie)效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)均起源于(yu)物質的(de)磁(ci)(ci)化，反映了光(guang)與物質磁(ci)(ci)性(xing)間的(de)聯系。

對(dui)這些效應(ying)的檢測主要是(shi)從入射光(guang)以及出射光(guang)的偏振態來(lai)進行研(yan)究。對(dui)于(yu)法拉第效應(ying)，當磁(ci)(ci)場不是(shi)非常強時(shi)，偏振面旋(xuan)轉(zhuan)的角度α與(yu)光(guang)波(bo)在介質(zhi)中的路(lu)程(cheng)L及介質(zhi)中磁(ci)(ci)感應(ying)強度在光(guang)的傳播(bo)方向的分量(liang)B成(cheng)正(zheng)比(bi)(bi)，即：α＝VBL。比(bi)(bi)例系數V由物質(zhi)和工作(zuo)波(bo)長決定，表征物質(zhi)的磁(ci)(ci)光(guang)特(te)性，這個系數稱為維(wei)爾(er)德(de)常數。根據這一關系，對(dui)于(yu)變(bian)化的磁(ci)(ci)場B，測得(de)其偏轉(zhuan)角度α，即可得(de)到磁(ci)(ci)場調制作(zuo)用下(xia)的維(wei)爾(er)德(de)系數。

目(mu)前對(dui)偏(pian)振(zhen)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量方法(fa)(fa)(fa)中，主要(yao)有兩種：一種是傳(chuan)統的(de)(de)(de)偏(pian)振(zhen)片正交(jiao)式(shi)測(ce)(ce)量方法(fa)(fa)(fa)，首先需(xu)(xu)要(yao)對(dui)起始(shi)偏(pian)振(zhen)態(tai)(tai)進行記錄(lu)，即將(jiang)(jiang)偏(pian)振(zhen)片正交(jiao)放置，這(zhe)樣剛(gang)好達(da)到消(xiao)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)，在加(jia)入磁(ci)光(guang)(guang)(guang)(guang)介(jie)質(zhi)后，轉動檢偏(pian)器(qi)，使得(de)(de)輸出光(guang)(guang)(guang)(guang)再(zai)次達(da)到消(xiao)光(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)效果，記錄(lu)此(ci)(ci)時(shi)轉動的(de)(de)(de)角度(du)即為該介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)法(fa)(fa)(fa)拉第旋轉角，這(zhe)種方法(fa)(fa)(fa)光(guang)(guang)(guang)(guang)路比(bi)較簡單且不需(xu)(xu)要(yao)復雜的(de)(de)(de)計(ji)算(suan)處(chu)理(li)，但是由于(yu)需(xu)(xu)要(yao)人為旋轉偏(pian)振(zhen)片，因此(ci)(ci)實時(shi)性(xing)不好，無(wu)法(fa)(fa)(fa)滿足偏(pian)振(zhen)連續變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)系統；另一種方法(fa)(fa)(fa)則是根據斯(si)托克斯(si)四個(ge)分(fen)量將(jiang)(jiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)路分(fen)為四路分(fen)別(bie)經過偏(pian)振(zhen)片和波片的(de)(de)(de)作用，由光(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)探測(ce)(ce)器(qi)測(ce)(ce)得(de)(de)四條光(guang)(guang)(guang)(guang)路上的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)強，再(zai)經過數學計(ji)算(suan)即可得(de)(de)到偏(pian)振(zhen)態(tai)(tai)信(xin)息，并(bing)可將(jiang)(jiang)其直(zhi)接反映(ying)到邦(bang)加(jia)球上，這(zhe)種方法(fa)(fa)(fa)更加(jia)精(jing)準，且光(guang)(guang)(guang)(guang)強的(de)(de)(de)數學計(ji)算(suan)可交(jiao)給計(ji)算(suan)機處(chu)理(li)，因此(ci)(ci)更具實時(shi)性(xing)，但缺點就是光(guang)(guang)(guang)(guang)路相對(dui)比(bi)較復雜，對(dui)光(guang)(guang)(guang)(guang)路的(de)(de)(de)準直(zhi)性(xing)要(yao)求較高。

然而，對于材料(liao)的(de)(de)磁光(guang)效應(ying)(ying)在(zai)實時動態情況(kuang)下(xia)的(de)(de)檢(jian)測(ce)還缺乏相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)方法。而隨著光(guang)子技術的(de)(de)迅速(su)發展(zhan)，這種基(ji)于時間(jian)統計的(de)(de)測(ce)量技術已經不能滿足器件(jian)設計的(de)(de)需要(yao)。

技術實現要素：

針(zhen)對現有技(ji)術的(de)以上缺陷或改進需求，本發(fa)明提供了(le)一(yi)種針(zhen)對偏(pian)振(zhen)光束(shu)與磁光材料作(zuo)用下偏(pian)振(zhen)態時(shi)間分辨譜的(de)檢測(ce)系統，能夠(gou)對法拉第(di)磁光效應的(de)時(shi)間微分進行真實地測(ce)量(liang)。

為實現上述目的(de)，按(an)照本發明，提(ti)供了一種(zhong)針對(dui)偏(pian)振光(guang)(guang)束與磁光(guang)(guang)材料作用(yong)下偏(pian)振態時間(jian)分辨譜(pu)的(de)檢測(ce)系統，其特征在(zai)于，包括高壓脈沖發生器(qi)(qi)、火花隙、電(dian)光(guang)(guang)Q開(kai)關、連續激光(guang)(guang)器(qi)(qi)、飛秒(miao)激光(guang)(guang)器(qi)(qi)、聚光(guang)(guang)透鏡、第一偏(pian)振棱(leng)鏡、第二偏(pian)振棱(leng)鏡和(he)偏(pian)振測(ce)量儀(yi)，其中，

所(suo)述高(gao)壓脈沖發生器分別與所(suo)述火花隙(xi)和所(suo)述電光Q開關連(lian)接；

所(suo)述(shu)連(lian)(lian)續激光器(qi)用于產生連(lian)(lian)續激光并且使所(suo)述(shu)連(lian)(lian)續激光以(yi)布魯斯特角入射到第一偏振(zhen)棱鏡上；

所述(shu)第一偏(pian)振棱鏡(jing)用于使所述(shu)連續激光的P偏(pian)振光通過，通過的所述(shu)P偏(pian)振光作為測量光束(shu)；

所(suo)(suo)述(shu)(shu)飛(fei)秒激(ji)光(guang)器(qi)用于產(chan)生(sheng)脈沖激(ji)光(guang)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)脈沖激(ji)光(guang)通(tong)(tong)過(guo)透鏡聚(ju)焦到(dao)火花(hua)隙(xi)中，火花(hua)隙(xi)擊穿后由高壓脈沖發生(sheng)器(qi)產(chan)生(sheng)一個1/4波長的電壓，使得電光(guang)Q開(kai)關被打開(kai)，從而讓所(suo)(suo)述(shu)(shu)測(ce)(ce)量光(guang)束(shu)依次穿過(guo)電光(guang)Q開(kai)關、第二偏(pian)振(zhen)棱鏡后和環繞有線圈并且線圈內通(tong)(tong)有電流的磁光(guang)晶(jing)(jing)體(ti)后，再進入所(suo)(suo)述(shu)(shu)偏(pian)振(zhen)測(ce)(ce)量儀，進而通(tong)(tong)過(guo)所(suo)(suo)述(shu)(shu)偏(pian)振(zhen)測(ce)(ce)量儀獲得所(suo)(suo)述(shu)(shu)磁光(guang)晶(jing)(jing)體(ti)的時間譜(pu)。

優選地，所述電光Q開(kai)關(guan)和第二(er)偏振棱(leng)鏡之間設置有(you)反(fan)射鏡組，以使測量光束經反(fan)射后進入第二(er)偏振棱(leng)鏡。

優選(xuan)地(di)，所述(shu)飛秒激光器(qi)與所述(shu)聚焦(jiao)透(tou)鏡(jing)之間設置有(you)反射鏡(jing)。

優選地，所(suo)述偏振(zhen)(zhen)測量儀包括光(guang)(guang)線(xian)分(fen)束(shu)(shu)器(qi)(qi)、四個1/4波片(pian)(pian)、四個偏振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)、四個光(guang)(guang)電(dian)(dian)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)、CCD相機(ji)(ji)(ji)和(he)上(shang)位機(ji)(ji)(ji)，所(suo)述光(guang)(guang)線(xian)分(fen)束(shu)(shu)器(qi)(qi)分(fen)別與一(yi)(yi)個1/4波片(pian)(pian)連接(jie)，每(mei)個所(suo)述1/4波片(pian)(pian)依次連接(jie)一(yi)(yi)個偏振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)和(he)一(yi)(yi)個光(guang)(guang)電(dian)(dian)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)，所(suo)述上(shang)位機(ji)(ji)(ji)分(fen)別與一(yi)(yi)個光(guang)(guang)電(dian)(dian)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)連接(jie)，所(suo)述CCD相機(ji)(ji)(ji)與所(suo)述光(guang)(guang)線(xian)分(fen)束(shu)(shu)器(qi)(qi)連接(jie)，所(suo)述光(guang)(guang)線(xian)分(fen)束(shu)(shu)器(qi)(qi)用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)將入射(she)光(guang)(guang)分(fen)為強度相同的(de)五路(lu)(lu)光(guang)(guang)束(shu)(shu)，其中(zhong)四路(lu)(lu)光(guang)(guang)束(shu)(shu)對應于(yu)(yu)(yu)斯托克斯偏振(zhen)(zhen)測量方法中(zhong)的(de)四個分(fen)量并且這四路(lu)(lu)光(guang)(guang)束(shu)(shu)經過不同角度的(de)1/4波片(pian)(pian)和(he)偏振(zhen)(zhen)片(pian)(pian)后由光(guang)(guang)電(dian)(dian)探(tan)(tan)(tan)測器(qi)(qi)采集并傳到(dao)上(shang)位機(ji)(ji)(ji)，以獲(huo)得磁光(guang)(guang)晶體的(de)時(shi)間譜(pu)，另外一(yi)(yi)路(lu)(lu)光(guang)(guang)束(shu)(shu)由CCD相機(ji)(ji)(ji)接(jie)收，以用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)觀察脈沖激光(guang)(guang)處于(yu)(yu)(yu)不同偏振(zhen)(zhen)態時(shi)的(de)光(guang)(guang)子(zi)分(fen)布。

優選地，所述磁光晶體(ti)采用磁光材料(liao)制(zhi)成。

優選地(di)，所述磁光晶(jing)體優選采用稀土鐵石榴石制成(cheng)。

優選地，所述飛秒激光器(qi)產(chan)生的脈沖激光中，一(yi)個脈沖包含一(yi)個或多個周期(qi)的光波，以(yi)獲得(de)磁光晶體(ti)的法(fa)拉第效應的時間微分響應機理。

總體而言，通(tong)過本(ben)發明所(suo)構思的(de)以上技術方案與(yu)現有(you)(you)技術相比，能夠取(qu)得下列有(you)(you)益效(xiao)果(guo)：

1)本發明采用飛(fei)秒(miao)激光(guang)器(qi)和連續激光(guang)器(qi)共同發射激光(guang)，飛(fei)秒(miao)激光(guang)器(qi)發出的脈(mo)沖激光(guang)通過由偏(pian)振(zhen)(zhen)棱鏡和電(dian)光(guang)Q開關(guan)等器(qi)件組成的光(guang)路裝置(zhi)對連續激光(guang)進行調制，輸(shu)(shu)出單(dan)一脈(mo)沖入射到待測的磁光(guang)材料中，由光(guang)電(dian)探測器(qi)對其輸(shu)(shu)出光(guang)譜(pu)進行采集(ji)，經過偏(pian)振(zhen)(zhen)測量儀處理分析后得到偏(pian)振(zhen)(zhen)態信息；

2)磁光材(cai)料上環(huan)繞(rao)的(de)線圈中(zhong)的(de)電(dian)流作(zuo)為可(ke)調變量(liang)，多次采集后即可(ke)得到(dao)電(dian)流與(yu)材(cai)料偏振特性的(de)關(guan)系曲線，并且通(tong)過多次連續采集，可(ke)獲得不(bu)同磁場條件(jian)下偏振相(xiang)關(guan)的(de)磁光光譜(pu)；

3)本發明建立(li)一套基于(yu)脈(mo)沖(chong)(chong)激(ji)光(guang)的(de)脈(mo)沖(chong)(chong)開關調制(zhi)的(de)與磁(ci)(ci)光(guang)材料(liao)作用(yong)后(hou)光(guang)束偏(pian)振(zhen)態的(de)時(shi)間(jian)(jian)譜的(de)測量系統，能(neng)得到不同(tong)時(shi)間(jian)(jian)量級的(de)脈(mo)沖(chong)(chong)以及不同(tong)磁(ci)(ci)場水平調制(zhi)下的(de)時(shi)間(jian)(jian)片段及時(shi)間(jian)(jian)連(lian)續(xu)(xu)磁(ci)(ci)光(guang)光(guang)譜，通(tong)過用(yong)飛秒(miao)光(guang)脈(mo)沖(chong)(chong)對連(lian)續(xu)(xu)傳輸激(ji)光(guang)進行控制(zhi)，用(yong)時(shi)間(jian)(jian)分辨率在納秒(miao)量級的(de)光(guang)電探測器完成了飛秒(miao)量級時(shi)間(jian)(jian)分辨率的(de)偏(pian)振(zhen)態測量。

附圖說明

圖1是(shi)本發明的(de)結構示(shi)意圖；

圖(tu)2是本發(fa)明中偏振測量儀的結構(gou)示意(yi)圖(tu)。

具體實施方式

為了(le)使本(ben)發(fa)明的(de)目的(de)、技術方(fang)案及優(you)點(dian)更加清楚明白(bai)，以下結合附圖及實施例(li)，對本(ben)發(fa)明進行進一步詳細說明。應(ying)當理解，此(ci)處所(suo)描(miao)述(shu)的(de)具(ju)體實施例(li)僅僅用以解釋本(ben)發(fa)明，并不用于限定本(ben)發(fa)明。此(ci)外，下面所(suo)描(miao)述(shu)的(de)本(ben)發(fa)明各(ge)個實施方(fang)式中所(suo)涉及到的(de)技術特征只(zhi)要彼此(ci)之(zhi)間未構成沖突就可以相互組合。

參照圖1(圖1中的(de)虛線表(biao)示(shi)光(guang)(guang)線路徑)，一種針對偏(pian)振光(guang)(guang)束與(yu)磁光(guang)(guang)材料作用下偏(pian)振態時間(jian)分辨譜的(de)檢測(ce)系(xi)統，包括高壓脈沖(chong)發(fa)生器1、火(huo)花隙2、電(dian)光(guang)(guang)Q開關(guan)3、連續激光(guang)(guang)器4、飛秒激光(guang)(guang)器5、聚(ju)光(guang)(guang)透鏡6、第(di)一偏(pian)振棱鏡7、第(di)二(er)偏(pian)振棱鏡8和偏(pian)振測(ce)量(liang)儀9，其中，

所(suo)述(shu)(shu)(shu)高壓脈沖(chong)發生器1分別(bie)與所(suo)述(shu)(shu)(shu)火花隙(xi)2和所(suo)述(shu)(shu)(shu)電光Q開關(guan)3連接；

所述連(lian)續(xu)激光器(qi)4用于產生(sheng)連(lian)續(xu)激光并且使所述連(lian)續(xu)激光以布魯斯(si)特角入射到第一偏(pian)振棱鏡7上；

所(suo)(suo)(suo)述(shu)第一偏(pian)振(zhen)棱鏡7用于使所(suo)(suo)(suo)述(shu)連(lian)續激光(guang)(guang)的P偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)通(tong)過，通(tong)過的所(suo)(suo)(suo)述(shu)P偏(pian)振(zhen)光(guang)(guang)作(zuo)為測量光(guang)(guang)束；

所述飛秒(miao)激(ji)(ji)光(guang)(guang)器5用于產(chan)生(sheng)(sheng)脈(mo)沖激(ji)(ji)光(guang)(guang)，所述脈(mo)沖激(ji)(ji)光(guang)(guang)通過聚(ju)光(guang)(guang)透(tou)鏡(jing)6聚(ju)焦到火花(hua)隙2中，火花(hua)隙2擊穿后由高(gao)壓脈(mo)沖發生(sheng)(sheng)器1產(chan)生(sheng)(sheng)一(yi)個1/4波(bo)長(chang)的電壓，使得(de)電光(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關3被打開(kai)(kai)，從而讓所述測(ce)量(liang)(liang)光(guang)(guang)束依次(ci)穿過電光(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關3、第(di)二偏(pian)振棱鏡(jing)8后和(he)環繞有線圈(quan)11并且線圈(quan)11內通有電流的磁(ci)光(guang)(guang)晶體10后，再進入所述偏(pian)振測(ce)量(liang)(liang)儀(yi)9，進而通過所述偏(pian)振測(ce)量(liang)(liang)儀(yi)9獲得(de)所述磁(ci)光(guang)(guang)晶體10的時間(jian)譜，其中，磁(ci)光(guang)(guang)晶體10采用磁(ci)光(guang)(guang)材料(liao)制成。

進一步，所述(shu)電光Q開關3和第二(er)偏振棱鏡8之(zhi)間設置有(you)反射(she)鏡組12，以使(shi)測量光束經反射(she)后進入第二(er)偏振棱鏡8，此處使(shi)用(yong)反射(she)鏡組12可以節省(sheng)檢測設備(bei)的長度空間。

進一步，所(suo)述飛秒激光器5與所(suo)述聚焦聚光透鏡(jing)(jing)6之間(jian)(jian)設(she)置有反射(she)鏡(jing)(jing)13，此處(chu)使用反射(she)鏡(jing)(jing)13可以(yi)有效節省(sheng)檢測設(she)備的長度空(kong)間(jian)(jian)。

進一(yi)步，參(can)照(zhao)圖2，所(suo)述(shu)(shu)(shu)偏(pian)振測(ce)(ce)量(liang)儀9包括(kuo)光(guang)(guang)(guang)(guang)線分(fen)束(shu)(shu)器(qi)91、四個(ge)1/4波(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)92、四個(ge)偏(pian)振片(pian)(pian)(pian)93、四個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)電探(tan)測(ce)(ce)器(qi)94、CCD相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)95和(he)上(shang)位(wei)機(ji)(ji)96，所(suo)述(shu)(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)線分(fen)束(shu)(shu)器(qi)91分(fen)別與(yu)一(yi)個(ge)1/4波(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)92連(lian)接(jie)(jie)，每(mei)個(ge)所(suo)述(shu)(shu)(shu)1/4波(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)92依次(ci)連(lian)接(jie)(jie)一(yi)個(ge)偏(pian)振片(pian)(pian)(pian)93和(he)一(yi)個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)電探(tan)測(ce)(ce)器(qi)94，所(suo)述(shu)(shu)(shu)上(shang)位(wei)機(ji)(ji)96分(fen)別與(yu)一(yi)個(ge)光(guang)(guang)(guang)(guang)電探(tan)測(ce)(ce)器(qi)94連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)CCD相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)95與(yu)所(suo)述(shu)(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)線分(fen)束(shu)(shu)器(qi)91連(lian)接(jie)(jie)，所(suo)述(shu)(shu)(shu)光(guang)(guang)(guang)(guang)線分(fen)束(shu)(shu)器(qi)91用于(yu)(yu)將入射光(guang)(guang)(guang)(guang)分(fen)為強度相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)五路(lu)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)，其中四路(lu)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)對應于(yu)(yu)斯托克斯偏(pian)振測(ce)(ce)量(liang)方(fang)法中的(de)(de)四個(ge)分(fen)量(liang)并且這(zhe)四路(lu)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)經過不同(tong)角度的(de)(de)1/4波(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)92和(he)偏(pian)振片(pian)(pian)(pian)93后由光(guang)(guang)(guang)(guang)電探(tan)測(ce)(ce)器(qi)94采集(ji)并傳到(dao)上(shang)位(wei)機(ji)(ji)96，以獲得磁光(guang)(guang)(guang)(guang)晶體10的(de)(de)時(shi)間譜，另外一(yi)路(lu)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)由CCD相(xiang)(xiang)機(ji)(ji)95接(jie)(jie)收，以用于(yu)(yu)觀察脈(mo)沖激光(guang)(guang)(guang)(guang)處于(yu)(yu)不同(tong)偏(pian)振態(tai)時(shi)的(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)子分(fen)布。

進一步，所述磁(ci)光晶體10采用磁(ci)光材料制成，譬如(ru)稀土鐵石(shi)榴石(shi)。

進(jin)一(yi)(yi)步，所述飛秒(miao)激光器5產生(sheng)的(de)脈(mo)沖激光中，一(yi)(yi)個脈(mo)沖包含(han)一(yi)(yi)個或(huo)多個周期的(de)光波(bo)，以獲得磁光晶體10的(de)法(fa)拉第(di)效應(ying)的(de)時間微分響應(ying)。

工(gong)作(zuo)時(shi)(shi)，首先由連(lian)續(xu)(xu)(xu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)4出(chu)射(she)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)(xu)(xu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)穿(chuan)過第(di)一偏(pian)振棱(leng)(leng)鏡7，此時(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3上(shang)未(wei)加電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)，因此沒有(you)光(guang)(guang)(guang)波透(tou)過，而當飛(fei)(fei)秒(miao)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)5產生短(duan)脈沖(chong)，通(tong)過聚(ju)焦(jiao)(jiao)聚(ju)光(guang)(guang)(guang)透(tou)鏡6聚(ju)焦(jiao)(jiao)到火花隙2中(zhong)，火花隙2被(bei)擊穿(chuan)后(hou)由高(gao)壓(ya)脈沖(chong)發(fa)生器(qi)(qi)(qi)(qi)1產生一個1/4波長(chang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)，使得電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3被(bei)打開(kai)(kai)，電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3可以使穿(chuan)過第(di)一偏(pian)振棱(leng)(leng)鏡7后(hou)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)偏(pian)振面(mian)旋轉(zhuan)90°，測(ce)量(liang)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)經過反射(she)鏡組12后(hou)，再穿(chuan)過第(di)二偏(pian)振棱(leng)(leng)鏡8，第(di)二偏(pian)振棱(leng)(leng)鏡8的(de)(de)(de)(de)擺放(fang)位置(zhi)應該(gai)能讓經過電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3后(hou)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)能透(tou)過該(gai)第(di)二偏(pian)振棱(leng)(leng)鏡8，由于電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3打開(kai)(kai)的(de)(de)(de)(de)持(chi)續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)間就是飛(fei)(fei)秒(miao)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)5發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)持(chi)續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)間，通(tong)過飛(fei)(fei)秒(miao)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)5的(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3不(bu)斷地打開(kai)(kai)和關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)閉，連(lian)續(xu)(xu)(xu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)4發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)(xu)(xu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)就能穿(chuan)過或不(bu)能穿(chuan)過電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3，這樣就完成了飛(fei)(fei)秒(miao)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)5對連(lian)續(xu)(xu)(xu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)4發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)(xu)(xu)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)調(diao)制，穿(chuan)過電(dian)(dian)(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)Q開(kai)(kai)關(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)3和第(di)二偏(pian)振棱(leng)(leng)鏡8的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)然后(hou)入射(she)到磁光(guang)(guang)(guang)晶體(ti)10中(zhong)，由偏(pian)振測(ce)量(liang)儀9對其進(jin)行采集，并在(zai)偏(pian)振測(ce)量(liang)儀9的(de)(de)(de)(de)上(shang)位機96中(zhong)進(jin)行分(fen)析及在(zai)CCD相(xiang)機95中(zhong)進(jin)行觀察。通(tong)過此套設備，不(bu)僅可以得到磁光(guang)(guang)(guang)晶體(ti)10在(zai)不(bu)同外部(bu)磁場作(zuo)用下的(de)(de)(de)(de)偏(pian)振光(guang)(guang)(guang)譜，還(huan)能測(ce)量(liang)在(zai)飛(fei)(fei)秒(miao)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)(qi)(qi)5的(de)(de)(de)(de)多種時(shi)(shi)間長(chang)度下連(lian)續(xu)(xu)(xu)多幀的(de)(de)(de)(de)脈沖(chong)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)與磁光(guang)(guang)(guang)晶體(ti)10作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)磁光(guang)(guang)(guang)效應時(shi)(shi)分(fen)譜。

本檢測(ce)設(she)備可以(yi)用(yong)(yong)于(yu)分(fen)析磁光(guang)(guang)材(cai)料(liao)做成的磁光(guang)(guang)晶體10受磁場調(diao)制的維爾德系數(shu)，為高(gao)(gao)速光(guang)(guang)學(xue)下測(ce)量磁光(guang)(guang)材(cai)料(liao)的特性以(yi)及微觀偏振測(ce)量提供(gong)參考方案，測(ce)量精度高(gao)(gao)，采用(yong)(yong)脈(mo)沖(chong)(chong)激(ji)光(guang)(guang)來調(diao)制連(lian)續激(ji)光(guang)(guang)器4的輸出，脈(mo)沖(chong)(chong)穩(wen)定，且利(li)用(yong)(yong)脈(mo)沖(chong)(chong)激(ji)光(guang)(guang)的脈(mo)沖(chong)(chong)寬度可調(diao)的性質，可分(fen)別對納(na)秒、皮秒以(yi)及飛秒量級(ji)的脈(mo)沖(chong)(chong)進行采集測(ce)量。

使(shi)用(yong)光(guang)(guang)電探測(ce)器94可(ke)以對飛秒激光(guang)(guang)器5發(fa)出(chu)的(de)超(chao)短脈(mo)(mo)沖(chong)進行(xing)采集，光(guang)(guang)電探測(ce)器94的(de)時間分(fen)辨(bian)率通常在(zai)(zai)納秒級，更好的(de)可(ke)以在(zai)(zai)皮秒級，如果用(yong)探測(ce)器直接對激光(guang)(guang)器輸出(chu)的(de)連續脈(mo)(mo)沖(chong)進行(xing)測(ce)量，則測(ce)得的(de)依然(ran)是宏(hong)觀的(de)統計平均結果，在(zai)(zai)控制單(dan)一(yi)脈(mo)(mo)沖(chong)后(hou)，一(yi)個(ge)脈(mo)(mo)沖(chong)內只包含(han)一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)周期的(de)光(guang)(guang)波，這樣就能測(ce)得法拉第效應(ying)的(de)時間微觀響應(ying)。

利用(yong)脈沖(chong)激光(guang)的超短脈沖(chong)的性質(zhi)，將時域(yu)上的偏(pian)振(zhen)問題(ti)變換(huan)到(dao)更加(jia)直觀的空域(yu)問題(ti)上，更具(ju)有實時性，利用(yong)的是斯(si)(si)托(tuo)克斯(si)(si)參量(liang)法求(qiu)取偏(pian)振(zhen)態，利用(yong)光(guang)線分(fen)(fen)束(shu)器91將光(guang)分(fen)(fen)為四路強度相等(deng)的光(guang)束(shu)，依據(ju)(ju)1/4波(bo)片92和(he)偏(pian)振(zhen)片93的選(xuan)擇，由光(guang)電探(tan)測器94分(fen)(fen)別求(qiu)出(chu)斯(si)(si)托(tuo)克斯(si)(si)四個分(fen)(fen)量(liang)，數據(ju)(ju)傳至上位機96進(jin)行計(ji)算(suan)而(er)且光(guang)路簡單易(yi)實現，且時間精度和(he)計(ji)算(suan)精度高。

采用(yong)(yong)飛秒(miao)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)5的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)來調制連(lian)續(xu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)4的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)，通過(guo)聚焦(jiao)聚光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)透鏡6打(da)到火(huo)花(hua)隙2中，火(huo)花(hua)隙2被擊穿(chuan)后產生(sheng)高(gao)壓(ya)，由(you)高(gao)壓(ya)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)發生(sheng)器(qi)1產生(sheng)一(yi)個1/4波長的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)，作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)Q開(kai)關(guan)3的(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)端(duan)，在(zai)(zai)(zai)沒有電(dian)(dian)壓(ya)時(shi)，連(lian)續(xu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)可(ke)(ke)直接穿(chuan)過(guo)電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)Q開(kai)關(guan)3，連(lian)續(xu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)(zai)(zai)外加(jia)有電(dian)(dian)壓(ya)時(shi)便(bian)可(ke)(ke)通過(guo)第一(yi)偏(pian)振(zhen)棱(leng)鏡7和第二偏(pian)振(zhen)棱(leng)鏡8，且其通過(guo)時(shi)間(jian)由(you)電(dian)(dian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)Q開(kai)關(guan)3兩(liang)(liang)端(duan)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)時(shi)間(jian)決(jue)定，也即是(shi)由(you)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)持續(xu)時(shi)間(jian)來決(jue)定。因為(wei)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)寬度(du)可(ke)(ke)調(即是(shi)調節(jie)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)在(zai)(zai)(zai)一(yi)個周期內的(de)(de)(de)(de)占空比)，所以可(ke)(ke)分(fen)別對納秒(miao)、皮秒(miao)以及飛秒(miao)量(liang)級(ji)長度(du)的(de)(de)(de)(de)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)進行(xing)采集(ji)測量(liang)，以此來觀察在(zai)(zai)(zai)不(bu)同微觀調節(jie)其偏(pian)振(zhen)變化的(de)(de)(de)(de)具體(ti)情(qing)況。之所以使用(yong)(yong)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)通過(guo)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)開(kai)關(guan)來調制連(lian)續(xu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，一(yi)是(shi)利用(yong)(yong)飛秒(miao)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)5超短脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)且脈(mo)(mo)(mo)寬可(ke)(ke)調的(de)(de)(de)(de)性質，二是(shi)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)輸出(chu)(chu)(chu)強(qiang)(qiang)度(du)太(tai)大，與(yu)磁(ci)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物質作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)會有其他的(de)(de)(de)(de)非線性效應(ying)來影響測量(liang)，而連(lian)續(xu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)4輸出(chu)(chu)(chu)強(qiang)(qiang)度(du)有限，且相比脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)激(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)來說(shuo)，輸出(chu)(chu)(chu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)要穩定的(de)(de)(de)(de)多。

使用(yong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)探測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)94對超短脈沖光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波進行測(ce)(ce)(ce)(ce)量，且每(mei)次測(ce)(ce)(ce)(ce)量對單一(yi)脈沖進行接收(shou)，由于(yu)(yu)目(mu)前(qian)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)探測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)94采(cai)集信號的(de)時間(jian)分辨率一(yi)般(ban)都(dou)還是納秒級，那么(me)在其采(cai)集一(yi)次信號的(de)過程中，會有很多個(ge)脈沖進入到光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)探測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)94中，這樣(yang)的(de)話其輸出(chu)圖像依(yi)然(ran)是大(da)量光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子在長時間(jian)內共同作用(yong)的(de)統(tong)計結果，因(yin)此需要脈沖激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)脈沖周期要大(da)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)電(dian)探測(ce)(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)94的(de)最(zui)小采(cai)集間(jian)隔時間(jian)，這樣(yang)的(de)話就能(neng)保證每(mei)次采(cai)集到的(de)只有一(yi)個(ge)脈沖，而對于(yu)(yu)飛秒激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器(qi)(qi)5，一(yi)個(ge)脈沖內僅包含一(yi)個(ge)或多個(ge)周期的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)波，這樣(yang)用(yong)少數光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子在某一(yi)時刻的(de)響應(ying)代替大(da)量光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)子長時間(jian)內統(tong)計平均的(de)結果，就能(neng)測(ce)(ce)(ce)(ce)得法拉第效應(ying)的(de)微觀作用(yong)。

利(li)用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)輸出(chu)脈(mo)(mo)沖極短的(de)(de)特(te)性(xing)，將(jiang)(jiang)時域上的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振問(wen)題轉換(huan)到(dao)更加直觀(guan)(guan)的(de)(de)空域上來(lai)觀(guan)(guan)測(ce)，通(tong)(tong)常的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振測(ce)量方法中(zhong)測(ce)得(de)的(de)(de)都是連(lian)續(xu)光(guang)(guang)波所表現出(chu)的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振態，而本(ben)發明中(zhong)采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)飛秒激(ji)光(guang)(guang)器(qi)5發出(chu)的(de)(de)是超短脈(mo)(mo)沖，脈(mo)(mo)沖持(chi)續(xu)時間(jian)僅在(zai)一個到(dao)幾個周期以內，由(you)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振測(ce)量儀9得(de)到(dao)的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)振信息是少量光(guang)(guang)子(zi)(zi)在(zai)超短響應(ying)(ying)時間(jian)內與磁(ci)光(guang)(guang)物質作用(yong)(yong)的(de)(de)結果，因為光(guang)(guang)子(zi)(zi)分布具有隨機性(xing)，經(jing)過(guo)(guo)連(lian)續(xu)多(duo)幀的(de)(de)采(cai)集，理論上其響應(ying)(ying)應(ying)(ying)該各不相同，通(tong)(tong)過(guo)(guo)對多(duo)幀磁(ci)光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜進(jin)行分析，可以知(zhi)道(dao)微觀(guan)(guan)條件(jian)下磁(ci)光(guang)(guang)效(xiao)應(ying)(ying)粗略的(de)(de)作用(yong)(yong)過(guo)(guo)程(cheng)，這種(zhong)方法將(jiang)(jiang)時域偏(pian)(pian)(pian)(pian)振問(wen)題轉換(huan)到(dao)了空域上來(lai)分析。

本檢測(ce)(ce)設備檢測(ce)(ce)具(ju)有實時(shi)性，而本發明(ming)采用的斯托克斯法(fa)表征偏(pian)振(zhen)態(tai)，無需人(ren)(ren)為對光路進行調整，只需要記錄每次在(zai)改變外加(jia)磁場(chang)時(shi)由(you)光電探測(ce)(ce)器(qi)94測(ce)(ce)量得到的光強信(xin)息即可，不僅實時(shi)性高，而且不再(zai)是人(ren)(ren)為去辨別光強的強弱(ruo)，精(jing)度也相較之前的方法(fa)高了很多。

本檢(jian)測(ce)設備簡(jian)單易(yi)實(shi)現，且時(shi)(shi)間精(jing)度(du)(du)和計(ji)算精(jing)度(du)(du)高，其(qi)采用斯托克斯法來進(jin)行(xing)(xing)偏(pian)振特性的(de)(de)測(ce)量(liang)，但只是用到(dao)了1/4波(bo)片(pian)92和偏(pian)振片(pian)93進(jin)行(xing)(xing)組合來實(shi)現的(de)(de)。同(tong)時(shi)(shi)由于(yu)光(guang)(guang)電探測(ce)器94是對光(guang)(guang)子數量(liang)直接(jie)進(jin)行(xing)(xing)響應(ying)(ying)的(de)(de)，因此在控制了激光(guang)(guang)脈沖的(de)(de)周期和數量(liang)后，盡管光(guang)(guang)電探測(ce)器94自身的(de)(de)響應(ying)(ying)度(du)(du)不夠，但其(qi)采集(ji)到(dao)的(de)(de)也(ye)只有(you)一個(ge)時(shi)(shi)間脈沖內的(de)(de)光(guang)(guang)子數，這樣(yang)也(ye)就(jiu)保證了它的(de)(de)采集(ji)的(de)(de)時(shi)(shi)間分辨度(du)(du)可(ke)以在飛秒量(liang)級。

本發(fa)明磁(ci)(ci)光(guang)(guang)(guang)晶體10優選由維爾德(de)系數較高的(de)(de)(de)稀土鐵石榴石(或者其他(ta)磁(ci)(ci)光(guang)(guang)(guang)材料)制成，由于其自(zi)身的(de)(de)(de)法(fa)拉第效應，光(guang)(guang)(guang)波(bo)的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)振(zhen)態會發(fa)生偏(pian)(pian)轉，從(cong)(cong)光(guang)(guang)(guang)的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)特性(xing)上(shang)看，其偏(pian)(pian)振(zhen)態可(ke)以表(biao)征為大量(liang)自(zi)旋光(guang)(guang)(guang)子(zi)的(de)(de)(de)統計平(ping)均結(jie)果，而(er)振(zhen)幅則是反映了大量(liang)光(guang)(guang)(guang)子(zi)的(de)(de)(de)密度信息，因此(ci)在脈沖持續時間(jian)極短的(de)(de)(de)情況下(xia)，光(guang)(guang)(guang)子(zi)的(de)(de)(de)分(fen)布不會再(zai)呈現(xian)統計平(ping)均后的(de)(de)(de)結(jie)果，而(er)是直(zhi)接表(biao)現(xian)出單(dan)光(guang)(guang)(guang)子(zi)與磁(ci)(ci)光(guang)(guang)(guang)介質作用后的(de)(de)(de)結(jie)果，其偏(pian)(pian)振(zhen)信息也(ye)就能(neng)直(zhi)接的(de)(de)(de)從(cong)(cong)CCD相(xiang)機(ji)95采集到的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)子(zi)分(fen)布圖像以及斯托克斯法(fa)測(ce)量(liang)的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)振(zhen)態得到。

本領(ling)域(yu)的技術(shu)人(ren)員容易理解，以上(shang)所(suo)述(shu)僅(jin)為本發明的較佳實施例(li)而已，并不用(yong)以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所(suo)作的任何修改、等同替換(huan)和改進等，均應包含在本發明的保護(hu)范圍(wei)之內。