磁光克爾實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、課程編號(hào) 得分教師簽名批改日期深 圳 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱： 近代物理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱： 磁光克爾實(shí)驗(yàn) 學(xué) 院： 物理學(xué)院 指導(dǎo)教師： 報(bào)告人： 組號(hào)： 學(xué)號(hào) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2015 年 11 月 3 日 提交時(shí)間： 2015 年 11 月 10 日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)了解表面磁光克爾效應(yīng)的原理和實(shí)驗(yàn)方法；(2)掌握表面磁光克爾效應(yīng)譜的測量和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理磁光效應(yīng)有兩種：法拉第效應(yīng)和克爾效應(yīng)，1845 年，Michael Faraday 首先發(fā)現(xiàn)介質(zhì)的磁化狀態(tài)會(huì)影響透射光的偏振狀態(tài)，這就是法拉第效應(yīng)。1877 年，John Kerr 發(fā)現(xiàn)鐵磁體對反射光的偏振狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生影響，

2、這就是克爾效應(yīng)?？藸栃?yīng)在表面磁學(xué)中的應(yīng)用，即為表面磁光克爾效應(yīng)（surface magneto-optic Kerr effect）。它是指鐵磁性樣品（如鐵、鈷、鎳及其合金）的磁化狀態(tài)對于從其表面反射的光的偏振狀態(tài)的影響。當(dāng)入射光為線偏振光時(shí)，樣品的磁性會(huì)引起反射光偏振面的旋轉(zhuǎn)和橢偏率的變化。表面磁光克爾效應(yīng)作為一種探測薄膜磁性的技術(shù)始于1985 年。 圖1 表面磁光克爾效應(yīng)原理如圖1 所示，當(dāng)一束線偏振光入射到樣品表面上時(shí)，如果樣品是各向異性的，那么反射光的偏振方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。如果此時(shí)樣品還處于鐵磁狀態(tài)，那么由于鐵磁性，還會(huì)導(dǎo)致反射光的偏振面相對于入射光的偏振面額外再轉(zhuǎn)過了一個(gè)小的角度，這

3、個(gè)小角度稱為克爾旋轉(zhuǎn)角k。同時(shí)，一般而言，由于樣品對p光和s 光的吸收率是不一樣的， 即使樣品處于非磁狀態(tài)，反射光的橢偏率也發(fā)生變化，而鐵磁性會(huì)導(dǎo)致橢偏率有一個(gè)附加的變化，這個(gè)變化稱為克爾橢偏率k由于克爾旋轉(zhuǎn)角k和克爾橢偏率k都是磁化。強(qiáng)度M的函數(shù)。通過探測k或k的變化可以推測出磁化強(qiáng)度M的變化。 按照磁場相對于入射面的配置狀態(tài)不同，磁光克爾效應(yīng)可以分為三種：極向克爾效應(yīng)、縱向克爾效應(yīng)和橫向克爾效應(yīng)。圖2 極向克爾效應(yīng)1極向克爾效應(yīng)：如圖2 所示，磁化方向垂至于樣品表面并且平行于入射面。通常情況下，極向克爾信號(hào)的強(qiáng)度隨光的入射角的減小而增大，在入射角時(shí)（垂直入射）達(dá)到最大。圖3 縱向克爾效應(yīng)2

4、縱向克爾效應(yīng)：如圖3 所示，磁化方向在樣品膜面內(nèi)，并且平行于入射面?？v向克爾信號(hào)的強(qiáng)度一般隨光的入射角的減小而減小，在入射角時(shí)為零。通常情況下， 縱向克爾信號(hào)中無論是克爾旋轉(zhuǎn)角還是克爾橢偏率都要比極向克爾信號(hào)小一個(gè)數(shù)量級。正是這個(gè)原因縱向克爾效應(yīng)的探測遠(yuǎn)比極向克爾效應(yīng)來得困難。但對于很多薄膜樣品來說，易磁軸往往平行于樣品表面，因而只有在縱向克爾效應(yīng)配置下樣品的磁化強(qiáng)度才容易達(dá)到飽和。因此，縱向克爾效應(yīng)對于薄膜樣品的磁性研究來說是十分重要的。圖4 橫向克爾效應(yīng)3橫向克爾效應(yīng)：如圖4 所示，磁化方向在樣品膜面內(nèi)，并且垂至于入射面。橫向克爾效應(yīng)中反射光的偏振狀態(tài)沒有變化。這是因?yàn)樵谶@種配置下光電場與

5、磁化強(qiáng)度矢積的方向永遠(yuǎn)沒有與光傳播方向相垂直的分量。橫向克爾效應(yīng)中，只有在p偏振光（偏振方向平行于入射面）入射條件下，才有一個(gè)很小的反射率的變化。圖5 常見SMOKE 系統(tǒng)的光路圖以下以極向克爾效應(yīng)為例詳細(xì)討論SMOKE 系統(tǒng)，原則上完全適用于縱向克爾效應(yīng)和橫向克爾效應(yīng)。圖5 為常見的SMOKE 系統(tǒng)光路圖，氦氖激光器發(fā)射一激光束通過偏振棱鏡1 后變成線偏振光，然后從樣品表面反射，經(jīng)過偏振棱鏡2 進(jìn)入探測器。偏振棱鏡2 的偏振方向與偏振棱鏡1 設(shè)置成偏離消光位置一個(gè)很小的角度，如圖6 所示。樣品放置在磁場中，當(dāng)外加磁場改變樣品磁化強(qiáng)度時(shí)，反射光的偏振狀態(tài)發(fā)生改變。通過偏振棱鏡2 的光強(qiáng)也發(fā)生變

6、化。在一階近似下光強(qiáng)的變化和磁化強(qiáng)度呈線性關(guān)系，探測器探測到這個(gè)光強(qiáng)的變化就可以推測出樣品的磁化狀態(tài)。圖6 偏振器件配置兩個(gè)偏振棱鏡的設(shè)置狀態(tài)主要是為了區(qū)分正負(fù)克爾旋轉(zhuǎn)角。若兩個(gè)偏振方向設(shè)置在消光位置，無論反射光偏振面是順時(shí)針還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反映在光強(qiáng)的變化上都是強(qiáng)度增大。這樣無法區(qū)分偏振面的正負(fù)旋轉(zhuǎn)方向，也就無法判斷樣品的磁化方向。當(dāng)兩個(gè)偏振方向之間有一個(gè)小角度時(shí)，通過偏振棱鏡2 的光線有一個(gè)本底光強(qiáng)I0。反射光偏振面旋轉(zhuǎn)方向和同向時(shí)光強(qiáng)增大，反向時(shí)光強(qiáng)減小， 這樣樣品的磁化方向可以通過光強(qiáng)的變化來區(qū)分。在圖2 的光路中，假設(shè)取入射光為p 偏振（電場矢量Ep平行于入射面），當(dāng)光線從磁化了的樣

7、品表面反射時(shí)由于克爾效應(yīng)，反射光中含有一個(gè)很小的垂直于Ep的電場分量Es，通常Es<<Ep。在一階近似下有：EsEp=k+k (1)通過棱鏡2 的光強(qiáng)為： (2)將（1）式代入（2）式得到： (3)因?yàn)?很小，所以可以取sin=，cos=1，得到： (4)整理得到： (5)無外加磁場下： (6)所以有： (7)于是在飽和狀態(tài)下的克爾旋轉(zhuǎn)角k為：k=I(+Ms)-I(-Ms) 4I0=I4I0 (8)I(+Ms)和I(-Ms)分別是正負(fù)飽和狀態(tài)下的光強(qiáng)。從式（8）可以看出，光強(qiáng)的變化只與克爾旋轉(zhuǎn)角k有關(guān)，而與k無關(guān)。說明在圖5 這種光路中探測到的克爾信號(hào)只是克爾旋轉(zhuǎn)角。 在超高真空原

8、位測量中，激光在入射到樣品之前，和經(jīng)樣品反射之后都需要經(jīng)過一個(gè)視窗。但是視窗的存在產(chǎn)生了雙折射，這樣就增加了測量系統(tǒng)的本底，降低了測量靈敏度。為了消除視窗的影響，降低本底和提高探測靈敏度，需要在檢偏器之前加一個(gè)1/4 波片。仍然假設(shè)入射光為p 偏振，四分之一波片的主軸平行于入射面，如圖7 所示：此時(shí)在一階近似下有：。通過棱鏡2 的光強(qiáng)為：因?yàn)?很小，所以可以取sin=， cos=1，得到：因?yàn)榻嵌?取值較小，并且，所以： (9)在飽和情況下k為： (10)此時(shí)光強(qiáng)變化對克爾橢偏率敏感而對克爾旋轉(zhuǎn)角不敏感。因此，如果要想在大氣中探測磁性薄膜的克爾橢偏率，則也需要在圖5 的光路中檢偏棱鏡前插入一個(gè)

9、四分之一波片。如圖7 所示。圖7 SMOKE 系統(tǒng)測量橢偏率的光路圖如圖5 所示，整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。根據(jù)設(shè)置的參數(shù)，計(jì)算機(jī)經(jīng)D/A 卡控制磁場電源和繼電器進(jìn)行磁場掃描。光強(qiáng)變化的數(shù)據(jù)由A/D 卡采集，經(jīng)運(yùn)算后作圖顯示，從屏幕上直接看到磁滯回線的掃描過程，如圖7 所示。 表面磁光克爾效應(yīng)具有極高的探測靈敏度。目前表面磁光克爾效應(yīng)的探測靈敏度可以達(dá)到104度的量級。這是一般常規(guī)的磁光克爾效應(yīng)的測量所不能達(dá)到的。因此表面磁光克爾效應(yīng)具有測量單原子層、甚至于亞原子層磁性薄膜的靈敏度，所以表面磁光克爾效應(yīng)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在磁性薄膜的研究中。雖然表面磁光克爾效應(yīng)的測量結(jié)果是克爾旋轉(zhuǎn)角或者克

10、爾橢偏率，并非直接測量磁性樣品的磁化強(qiáng)度。但是在一階近似的情況下，克爾旋轉(zhuǎn)角或者克爾橢偏率均和磁性樣品的磁化強(qiáng)度成正比。所以，只需要用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）等直接測量磁性樣品的磁化強(qiáng)度的儀器對樣品進(jìn)行一次定標(biāo)，即能獲得磁性樣品的磁化強(qiáng)度。另外，表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)際上測量的是磁性樣品的磁滯回線，因此可以獲得矯頑力、磁各向異性等方面的信息。圖8 表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)掃描圖樣三、實(shí)驗(yàn)儀器：（1）光學(xué)減震臺(tái)；（2）光路系統(tǒng),包括入射光路與接收光路；（3）勵(lì)磁電源主機(jī)和可程控電磁鐵；（4）前級放大器和直流電源組合器（a.為激光器提供精密穩(wěn)壓電源；b.將光電檢測裝置接收到的克爾信號(hào)作前級放大，并送入系統(tǒng)

11、控制裝置中的信號(hào)檢測裝置中；c.將霍爾傳感器探測到的信號(hào)送入檢測裝置)；（5）信號(hào)檢測主機(jī)；（6）控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)。測量裝置 如圖9 所示，表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由電磁鐵系統(tǒng)、光路系統(tǒng)、主機(jī)控制系統(tǒng)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及電腦組成。 1）電磁鐵系統(tǒng) 電磁鐵系統(tǒng)主要由CD 型電磁鐵、轉(zhuǎn)臺(tái)、支架、樣品固定座組成。其中CD 型電磁鐵由支架支撐豎直放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)可以每隔90°轉(zhuǎn)動(dòng)定位，同時(shí)支架中間的樣品固定座也可以90°定位轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣可以在極向克爾效應(yīng)和縱向克爾效應(yīng)之間轉(zhuǎn)換測量。2）光路系統(tǒng) 光路系統(tǒng)主要由半導(dǎo)體激光器、可調(diào)光闌（兩個(gè)）、格蘭湯普遜棱鏡（兩個(gè)）、會(huì)聚透鏡、光電接

12、收器、四分之一波片組成，所有光學(xué)元件均有外殼固定，并由不銹鋼立柱與磁性開關(guān)底座相連。 半導(dǎo)體激光器輸出波長650nm，輸出功率2 毫瓦左右，激光器頭部裝有調(diào)焦透鏡， 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該調(diào)節(jié)透鏡，使激光光斑打在實(shí)驗(yàn)樣品上的光點(diǎn)直徑最小?？烧{(diào)光闌采用轉(zhuǎn)盤形式，上面有直徑分別為1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、6mm 共10 個(gè)孔。在光電接收器前同樣裝有可調(diào)光闌，這樣可以減小雜散光對實(shí)驗(yàn)的影響。 格蘭湯普遜棱鏡通光孔徑8mm，轉(zhuǎn)盤刻度分辨率1°，配螺旋測微頭，測微頭量程10mm，測微分辨率0.01mm，轉(zhuǎn)盤將角位移轉(zhuǎn)換為線位移，經(jīng)過測量，外轉(zhuǎn)盤

13、轉(zhuǎn)動(dòng)10°，測微頭直線移動(dòng)3.00mm，所以測微移動(dòng)0.01mm，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)2。實(shí)驗(yàn)中設(shè)置消光位置偏轉(zhuǎn)2°左右，所以側(cè)微移動(dòng)約0.6mm。會(huì)聚透鏡為組合透鏡，焦距為157mm。 光電接收器為硅光電池，前面裝有可調(diào)光闌，后面通過三芯連接線與主機(jī)相連。 四分之一波片光軸方向在外殼上標(biāo)注，外轉(zhuǎn)盤可以360°轉(zhuǎn)動(dòng)，角度測量分辨率1°。3）主機(jī)控制系統(tǒng)表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制主機(jī)主要由光功率計(jì)部分、克爾信號(hào)部分和掃描電源部分組成。 光功率計(jì)部分由光功率計(jì)、光信號(hào)和磁信號(hào)前置放大器、激光器電源組成。儀器前面板如圖9 所示：圖9 SMOKE 光功率計(jì)前面板示意圖面板

14、中左邊方框?yàn)楣夤β视?jì)，分為2W，20W，200W， 2mW四檔切換，表頭采用三位半數(shù)字電壓表。光功率計(jì)用來測量激光器輸出光功率大小，以及通過布儒斯特定律來確定格蘭湯普遜棱鏡的起偏方向。中間增益調(diào)節(jié)方框內(nèi)兩個(gè)電位器分別調(diào)節(jié)光路和磁路信號(hào)的前置放大器放大倍數(shù)。右邊激光器方框?yàn)榘雽?dǎo)體激光器電源直流3V 輸出。圖10 SMOKE 光功率計(jì)后面板示意圖如圖10 所示，為SMOKE 光功率計(jì)后面板示意圖，最左邊方框?yàn)殡娫床遄喜俊按怕份斎搿睂⒎胖迷诖艌鲋械幕魻杺鞲衅鬏敵龅男盘?hào)按照對應(yīng)顏色接入SMOKE 光功率計(jì)控制主機(jī)中，同樣，“光路輸入”將光電接收器中的輸出的光信號(hào)接入SMOKE光功率計(jì)控制主機(jī)進(jìn)行前

15、置放大。下部“磁路輸出”和“光路輸出”分別用五芯航空線接入SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板中的“磁信號(hào)”和“光信號(hào)”。 克爾信號(hào)控制主機(jī)主要將經(jīng)過前置放大的光信號(hào)和磁路信號(hào)進(jìn)行放大處理并顯示出來，另外內(nèi)有采集卡通過串行口將掃描信號(hào)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。 SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)前面板如圖11 所示，圖11 SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)前面板示意圖圖中，左邊方框內(nèi)三位半表顯示克爾信號(hào)（切換時(shí)可以顯示磁路信號(hào)），單位為“伏特” （V），實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該調(diào)節(jié)放大增益使初始信號(hào)顯示約1.25V 左右（具體原因見調(diào)節(jié)步驟）。中間方框上面一排，通過中間“光路磁路”兩波段開關(guān)可以在左邊表中切換顯示光路信號(hào)和磁路

16、信號(hào)，同時(shí)對應(yīng)左右兩邊“光路電平”和“磁路電平”電位器可以調(diào)節(jié)初始光路信號(hào)和磁路信號(hào)的電平大?。▽?shí)驗(yàn)時(shí)要求光路信號(hào)和磁路信號(hào)都顯示在1.25V 左右）。下排中“光路幅度”電位器為光信號(hào)后級放大增益調(diào)節(jié)。右邊“光路輸入”和“磁路輸入”五芯航空插座與SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板“光信號(hào)”和“磁信號(hào)” 五芯航空插座具有同樣作用，平時(shí)只需接入后面板即可。SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板如圖12 所示，圖12 SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板左邊為220V 電源插座，“光信號(hào)”和“磁信號(hào)”五芯航空插座與SMOKE 光功率計(jì)控制主機(jī)后面板“光路輸出”和“磁路輸出”分別用五芯航空線相連?！翱刂戚敵?/p>

17、”和“換向輸出”分別用五芯航空線與SMOKE 磁鐵電源主機(jī)后面板“控制輸入”和“換向輸出”相連。“串口輸出”通過九芯串口線與電腦相連。 磁鐵電源控制主機(jī)主要提供電磁鐵的掃描電源。前面板如圖13 所示，圖13 SMOKE 磁鐵電源控制主機(jī)圖中左邊方框中表頭顯示磁場掃描電流，單位為“安培”（A），右邊方框內(nèi)上排“電流調(diào)節(jié)”電位器可以調(diào)節(jié)磁鐵掃描最大電流，“手動(dòng)自動(dòng)”兩波段開關(guān)可以左右切換選擇手動(dòng)掃描和電腦自動(dòng)掃描?！按艌鰮Q向”開關(guān)選擇初始掃描時(shí)磁場的方向?！拜敵觥?和“輸出”接線柱與后面板“電流輸出”兩個(gè)紅黑接線柱具有同等作用，實(shí)驗(yàn)中只接后面板的即可。如圖14 所示，為SMOKE 磁鐵電源控制主機(jī)

18、后面板示意圖，圖14 SMOKE 磁鐵電源控制主機(jī)后面板示意圖最左邊為220V 交流電源插座，“電流輸出”接線柱與電磁鐵相連?！翱刂戚斎搿焙汀皳Q向輸入”通過五芯航空線與SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板“控制輸出”和”換向輸出“分別相連?！?0V40V”兩波段開關(guān)為掃描電壓上限，撥至“20V”磁鐵電源最大掃描電壓為“20V”，此時(shí)最大掃描電流為“8A”，撥至“40V”磁鐵電源最大掃描電壓為“40V”，此時(shí)最大掃描電流為“12A”。4）光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)部分 FD-SMOKE-A 型表面磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，臺(tái)面采用純鐵為基不銹鋼貼面的光學(xué)平板，中間裝有減震橡膠。光學(xué)元件通過

19、磁性開關(guān)底座與臺(tái)面可以自由固定。臺(tái)面分為兩塊，尺寸為1m×0.5m 的上面放置電磁鐵，尺寸為1m×1m 的上面放置光學(xué)元件。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟：1、儀器連接 1) 將SMOKE 光功率計(jì)控制主機(jī)前面板上激光器“DC3V”輸出通過音頻線與半導(dǎo)體激光器相連，將光電接收器與SMOKE 光功率計(jì)控制主機(jī)后面板的“光路輸入”相連， 注意連接線一端為三通道音頻插頭接光電接收器，另外一端為綠、黃、黑三色標(biāo)志插頭與對應(yīng)顏色的插座相連。將霍爾傳感器探頭一段固定在電磁鐵支撐架上（注意霍爾傳感器的方向），另外一端與SMOKE 光功率計(jì)控制主機(jī)后面板“磁路輸入”相連，注意“磁路輸入”也有四種顏

20、色區(qū)分不同接線柱，對應(yīng)接入即可。將“磁路輸出”和“光路輸出” 分別用五芯航空線與SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板的“磁信號(hào)”和“光信號(hào)”輸入端相連。 2) 將SMOKE 克爾信號(hào)控制主機(jī)后面板上“控制輸出”和“換向輸出”分別與SMOKE 磁鐵電源控制主機(jī)后面板上“控制輸入”和“換向輸入”用五芯航空線相連。用九芯串口線將“串口輸出”與電腦上串口輸入插座相連。 3) 將SMOKE 磁鐵電源控制主機(jī)后面板上的電流輸出與電磁鐵相連，“20V40V”波段開關(guān)撥至“20V”（只有在需要大電流情況下才撥至“40V”）。4) 接通三個(gè)控制主機(jī)的220V 電源，開機(jī)預(yù)熱20 分鐘。 2、樣品放置 本儀器可以測

21、量磁性樣品，如鐵、鈷、鎳及其合金。實(shí)驗(yàn)時(shí)將樣品做成長條狀，即易磁軸與長邊方向一致。將實(shí)驗(yàn)樣品用雙面膠固定在樣品架上，并把樣品架安放在磁鐵固定架中心的孔內(nèi)。這樣可以實(shí)現(xiàn)樣品水平方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及實(shí)現(xiàn)極克爾效應(yīng)和縱向克爾效應(yīng)的轉(zhuǎn)換。在磁鐵固定架的一端有一個(gè)手柄，當(dāng)放置好樣品時(shí)，可以旋緊螺絲。這樣可以固定樣品架，防止加磁場時(shí)，樣品位置有輕微的變化，影響克爾信號(hào)的檢測。 3、光路調(diào)整 1）在入射光光路中，可以依次放置激光器、可調(diào)光闌、起偏棱鏡（格蘭湯普遜棱鏡），調(diào)節(jié)激光器前端的小鏡頭，使打在樣品上的激光斑越小越好，并調(diào)節(jié)起偏棱鏡使其起偏方向與水平方向一致（儀器起偏棱鏡方向出廠前已經(jīng)校準(zhǔn)，參考上面標(biāo)注角度

22、）， 這樣能使入射線偏振光為p 光。另外通過旋轉(zhuǎn)可調(diào)光闌的轉(zhuǎn)盤，使入射激光斑直徑最小2）在反射接收光路中，可以依次放置可調(diào)光闌、檢偏棱鏡、雙凸透鏡和光電檢測裝置。因?yàn)闃悠繁砻嫫秸鹊挠绊?，所以反射光光束發(fā)散角已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于入射光束，調(diào)節(jié)小孔光闌，使反射光能夠順利進(jìn)入檢偏棱鏡。在檢偏棱鏡后，放置一個(gè)長焦距雙凸透鏡， 該透鏡作用是使檢偏棱鏡出來的光匯聚，以利于后面光電轉(zhuǎn)換裝置測量到較強(qiáng)的信號(hào)。光電轉(zhuǎn)換裝置前部是一個(gè)可調(diào)光闌，光闌后裝有一個(gè)波長為650nm 的干涉濾色片。這樣可以減小外界雜散光的影響，從而提高檢測靈敏度。濾色片后有硅光電池，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并通過屏蔽線送入控制主機(jī)中。 3）起偏棱鏡和檢偏棱鏡同為格蘭湯普遜棱鏡，機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)也相同。它由角度粗調(diào)結(jié)構(gòu)和螺旋測角結(jié)構(gòu)組成，并且兩種結(jié)構(gòu)合理結(jié)合，通過轉(zhuǎn)動(dòng)外轉(zhuǎn)盤，可以粗調(diào)棱鏡偏振方向，分辨率為1o，并且外轉(zhuǎn)盤可以360 o轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要微調(diào)時(shí)，可以轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤側(cè)面的螺旋測微頭，這時(shí)整個(gè)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)由測微頭的線位移轉(zhuǎn)變?yōu)槔忡R轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移。因?yàn)闇y微頭精度為0.01mm，這樣通過外轉(zhuǎn)盤的定標(biāo)，就可以實(shí)現(xiàn)角度的精密測量。通過檢測，這種