專利名稱：雙環(huán)異向輻射場結(jié)構(gòu)永磁光學(xué)旋轉(zhuǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
目前國內(nèi)實驗室中所用的光學(xué)法拉第旋轉(zhuǎn)器全是通電螺線管式的，這類旋轉(zhuǎn)器需要體積很大的通電線圈和大電流的直流供電電源，體積大、笨重、發(fā)熱厲害、使用不便，而且電流的不穩(wěn)定也影響器件的技術(shù)指標(biāo)。國外為獲得大角度旋轉(zhuǎn)所采用的另一種辦法是選用費得爾常數(shù)大的磁光介質(zhì)，然而使用這些材料也受到某些限制，即大尺寸、高光學(xué)質(zhì)量的晶體難以獲得，因此，制作大孔徑的光學(xué)法拉第旋轉(zhuǎn)器仍然較困難。雙環(huán)異向輻射狀場結(jié)構(gòu)永磁光學(xué)旋轉(zhuǎn)器是使光束的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的光學(xué)裝置，它一般用于光束的偏振面控制，光學(xué)隔離、偏振匹配、旋光測試等應(yīng)用中。


圖1為整體結(jié)構(gòu)圖。
圖2為折迭光路圖。
圖3為串聯(lián)光路圖。
圖4為磁鐵的截面圖。
圖1中(11)為環(huán)形輻射狀充磁的永磁磁鐵。圖4是永磁磁鐵的截面圖，每個環(huán)既可使單個均勻輻射狀充磁的磁環(huán)，也可由兩個以上均勻輻射狀充磁的小扇形體拼成，也可以由數(shù)目大于8個的均勻平行充磁的小扇形體拼成。
圖1中的永磁磁鐵(11)被間隔環(huán)(3)分為兩段(即雙環(huán))。其中一段的外園柱表面充磁為N極(或S極)，內(nèi)孔表面則充為S極(或N極)，另一段磁鐵的充磁極性正好相反。間隔環(huán)(3)為非磁性材料。(3)為軛鐵，用軟鐵制作，起導(dǎo)磁和整個器件的支撐作用。其中磁光介質(zhì)用旋光材料如鋱玻璃、鋱鋁石榴石、重火石玻璃或鈰玻璃等制成。
本旋轉(zhuǎn)器有兩種光路，一種為折迭光路，另一種為串聯(lián)光路。在折迭光路如圖2所示，磁光介質(zhì)(10)的兩端為平行平向，端面與母線有一夾角α，兩端各有一部分鍍?nèi)瓷淠ぃ?dāng)平行光束沿軸線方向入射時，光束在磁光介質(zhì)(10)內(nèi)通過2N＋1次(N為整數(shù))增加光束在介質(zhì)內(nèi)同磁場的作用長度，
圖1中磁光介質(zhì)(10)與中心套管(4)緊配合相連接，當(dāng)中心軸套(4)放置于磁鐵(11)的中心孔內(nèi)時，磁光介質(zhì)(10)處于磁場區(qū)域內(nèi)。
在串聯(lián)光路中，磁光介質(zhì)由三塊組成，如圖3中的(13)、(14)、(15)。磁光介質(zhì)(15)與兩端的磁光介質(zhì)(13)、(14)的費得爾常數(shù)符號相反，間距相等。當(dāng)平行光束沿軸向通過，磁光介質(zhì)(13)、(14)、(15)時，由于磁光介質(zhì)(13)、(14)與(15)的費得爾常數(shù)符號相反，而它們所處磁場區(qū)域的極性正好相反，故若磁光介質(zhì)(15)使光束偏振面沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，則磁光介質(zhì)(13)、(14)亦使光束偏振面沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，這樣可增大旋轉(zhuǎn)角度，如若當(dāng)費得爾常數(shù)足夠大時，也可只使用磁光介質(zhì)(15)。
當(dāng)裝有磁光介質(zhì)的中心軸套(4)插入永磁磁鐵(11)的中心孔內(nèi)后，由于有固定在右端蓋(7)上的螺釘(5)與中心套管嚙合，在兼起起止旋轉(zhuǎn)作用的間隔環(huán)(3)和擋環(huán)(6)的限制下，旋轉(zhuǎn)旋鈕(8)時，中心軸套(4)只能沿磁體中心軸線平滑移動，實現(xiàn)磁光介質(zhì)相對場強峰值區(qū)的位置調(diào)節(jié)，改變光束偏振面旋轉(zhuǎn)角度。
旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)部分由中心套管(4)和用螺紋配合的旋鈕(8)及鎖緊壓環(huán)(9)和右端蓋(7)組成。中心軸套(4)的一端開有半園形鍵槽，鍵槽長度約為中心軸套(4)總長的一半，間隔環(huán)(3)的內(nèi)孔上有弧形鍵，與中心軸套(4)上的鍵槽相配合，如圖5，使中心軸套(4)在平行滑動時不轉(zhuǎn)動。
權(quán)利要求1.一種包括磁鐵(11)、旋光介質(zhì)(10)和導(dǎo)磁套(2)及左、右端蓋(1)、(7)的雙環(huán)異向輻射狀場結(jié)構(gòu)光學(xué)旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，磁鐵(11)為輻射狀充磁的永磁磁鐵，磁鐵(11)置放于導(dǎo)磁套(2)內(nèi)，旋光介質(zhì)(10)置放在磁鐵(11)的中心孔內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)器的一端還有用中心套管(4)和用螺紋配合的旋鈕(8)及鎖緊壓環(huán)(9)構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)部分。
2.按權(quán)利要求1所說的旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，磁鐵(11)用間隔環(huán)(3)隔為兩段，間隔環(huán)(3)為非鐵磁材料制成。
3.按權(quán)利要求1、2所說的旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，磁鐵(11)為雙環(huán)異向輻射狀充磁磁環(huán)，每個磁鐵環(huán)由單個輻射狀充磁環(huán)拼成，或兩個以上均勻輻射狀充磁的扇形體構(gòu)成，或數(shù)目大于8個均勻平行充磁的扇形體構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1所說的旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，在串聯(lián)光路中，磁光介質(zhì)為三塊(16)、(14)、(15)，中間塊(15)與兩端的磁光介質(zhì)(16)、(14)的費得爾常數(shù)符號相反，間距相等，當(dāng)磁光介質(zhì)的費得爾常數(shù)較大時，16，15可省去不用。
5.按權(quán)利要求1所說的旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，旋鈕(8)分別受擋環(huán)(6)、右端蓋(7)、鎖緊壓環(huán)(9)的軸向和徑向定位。
專利摘要雙環(huán)異向輻射場結(jié)構(gòu)永磁光學(xué)旋轉(zhuǎn)器屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，它由導(dǎo)磁套、永磁磁鐵、磁光介質(zhì)及手動旋轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)部分組成。本旋轉(zhuǎn)器，一般用于光束的偏振面控制，光學(xué)隔離、偏振匹配、旋光測試等應(yīng)用中，也可做為中學(xué)、大學(xué)物理學(xué)的教具使用。本旋轉(zhuǎn)器解決了目前國內(nèi)外常用的通電螺線管式的旋轉(zhuǎn)器的體積大、笨重、發(fā)熱及不穩(wěn)定的缺點。特殊的磁結(jié)構(gòu)設(shè)計，能獲得均勻的，高強度的，較長作用范圍的軸向磁場，這樣使得該種器件具有使用方便，體積小，造價便宜等優(yōu)點。
文檔編號G02B27/00GK2160921SQ9320865
公開日1994年4月6日 申請日期1993年4月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月12日
發(fā)明者李永貴 申請人:中國科學(xué)院高能物理研究所核技術(shù)應(yīng)用部