Сильные импульсные магнитные поля в физическом эксперементе - Лагутин А.С.
ISBN: 5-283-03910-2
Скачать (прямая ссылка):
волной, прошедшей через образец. Результирующий сигнал возникал на
детекторе из InSb, охлаждаемом жидким гелием, и подавался на усилитель, а
затем на запоминающий осциллограф.
Особую трудность в связи с большим ослаблением волн в образце (отношение
мощности прошедшей волны к мощности падающей достигало Ш-8) представляло
устранение паразитного СВЧ-сигнала, просачивающегося в выходные волноводы
интерферометра через места склейки образца и держателя, а также через
стыки секций волноводного тракта. Рядом мер (выбором варианта крепления
образца, установокй на стыках волноводных секций колец из губчатой
резины, хорошо погло-
153
щающей СВЧ-излучение и другими) удается снизить уровень паразитного
сигнала до 10% полезного. При этом просачивание СВЧ-излучения
обусловливается в основном наличием разреза в врлноводе и не приводит к
дополнительной модуляции амплитуды и фазы полезного сигнала при изменении
магнитного поля (разрез в волноводе, используемом в импульсном СМП,
необходим для уменьшения индуцированных полем токов, взаимодействие
которых с внешним полем приводит к выталкиванию волновода из области
поля).
Высокая чувствительность приемной части измерительной аппаратуры (0,45 нВ
¦ Гц-1 /2 ) была достигнута благодаря использованию, наряду с детектором
из InSb, малошумящего предварительного усилителя, который собран на
полевых транзисторах, отобранных по шуму и идентичности характеристик
сток-затвор, а также благодаря модуляции СВЧ-сиг-нала (на частоте 175
кГц). Выбор высокой частоты модуляции [по сравнению с соответствующей
характеристикой импульсного поля v = = (2то0)-1 ] дает ряд преимуществ.
Появляется возможность, во-первых, исключить вклады низкочастотных шумов
детектора и приемной аппаратуры; во-вторых, устранить влияние наводки от
импульсного поля; в-третьих, обойтись без охлаждаемых усилителей и
согласующих трансформаторов, используемых обычно для получения
максимального отношения сигнал-шум.
Магнитное двулучепреломление. Среди классических методов изучения
оптических свойств кристаллов достаточно известен метод коноскопических
фигур, состоящий в исследовании образцов в сходящемся поляризованном
свете [167]. Такой метод измерения дву-лучепреломления уступает другим по
точности, но зато наиболее нагляден и допускает простую интерпретацию
результатов.
В 80-х годах метод коноскопических фигур был применен для исследования
двулучепреломления магнитоупорядоченных кристаллов в импульсных СМП (рис.
4.44) [169]. Линза 2 формирует сходящийся пучок линейно поляризованного
света. Линза 11 собирает все лучи, прошедшие через образец, и фокусирует
их в плоскости объектива. Анализатор сводит все лучи в одну плоскость,
где они интерферируют, и в результате на фотопленке фиксируется
характерная интерференционная картина - коноскопическая фигура.
Четвертьволновые пластины использовались для разделения циркулярного и
линейного двулучепреломления. Вид коноскопической фигуры зависит от
симметрии кристалла, ориентации оптической индикатрисы, толщины образца,
спектрального состава излучения и разности показателей преломления Ди
волн с разной поляризацией, а для магнитоупорядоченных кристаллов еще и
от индукции магнитного поля (рис. 4.45). Измеряя параметры
коноскопических фигур, а именно (/>,01 и в2 (рис. 4.46), можно определить
Ди - 102 • 14 171
154
Ри с. 4.44. Схема измерения двулучепреломления света методом
коноскопических фигур в импульсном поле [168]:
1 - импульсный источник света; 2, 5, 7. 11 - линзы; 3, 10 - поляризаторы;
4, 9 - четвертьволновые пластины; 6 - образец; 8 - соленоид; 12 -
фотоаппарат
В,Тл
Рис. 4.45. Коноскопические фигуры в антиферромагнетке С0СО3 как функции В
при ориентации поля вдоль оси третьего порядка этого кристалла [169]
Рис. 4.46. Определение параметров коио-скопических фигур [169]:
1. 2 - оптические оси кристалла; 3 -образец; 4 - изохроматы
Здесь X - длина волны; к - номер изохроматы; d - толщина пластины.
Для более точных измерений линейного магнитного двулучепрелом-ления в СМП
следует использовать другую методику - с сочетанием циркулярно
поляризованного света и быстро вращающегося линейного анализатора (рис.
4.47) [169]. Интенсивность прошедшего через образец и анализатор света
будет модулирована с частотой 57 вращения анализатора; _______
lj = //о[1 +sin27?cos(2?U)l> sinт? = -sin(6//A), А = у/5* + pf.
155
Рис. 4.47. Схема измерения линейного двулучепреломления в гиротропном
кристалле с помощью циркулярно поляризованного света и вращающегося
анализатора [169]:
1 - пучок света; 2 - четвертьволновая пластина; 3 - образец; 4 -
светодиод; 5 - вращающийся анализатор; 6 - фотодиод. Стрелками на рисунке
показаны изменения поляризации света при прохождении через отдельные
элементы тракта (ни 6- полуоси эллипса)
Здесь IJo - интенсивность падающего на образец света; и р/ - разницы фаз
между нормальными модами, обусловленные симметричными и антисимметричными
компонентами диэлектрического тензора (т.е. соответственно линейное и
