表面磁光克尔效应 2

深圳大学实验报告课程名称：近代物理实验

实验名称：表面磁光克尔效应

学院：物理科学与技术学院

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实验地点：实验时间：

实验报告提交时间：

五、数据处理

5.1、纵向克尔效应：

图1、纵向实验图

纵向克尔效应是指磁化方向在样品膜面内，并且平行于入射面。因此信号的强度会随光的入射角的减小而减少。当信号垂直入射时强度为零。当样品被纵向磁化时，当外部磁场增强，原本不带磁的样品上的磁场强度也随着增强，则接受的信号会越强。而当外部磁场消失，样品上的磁场也不会消失，而接受的信号强度会一直保持在最大值。直到外部加上一个反向磁场时，样品上带的磁场才会消失，而此时的信号会减少到初始状态。

由实验中得出，当磁性样品的磁性增大时，会出现克尔旋转角，从而使激光再次打入探测仪。因而出现了能量的变化。图1为测得的信号，虽变化不明显，但是基本上与理论相符。

5.2、极向克尔效应：

图2极向实验图

图3、极向克尔效应理想图

极向克尔效应是指磁化方向垂至于样品表面并且平行于入射面。极向克尔信号的变化与纵向相反，其强度随光的入射角的减小而增大，若信号垂直入射则其强度最大。样品上的磁场大小随外加磁场的变化而变化。当外加磁场增大时，样品被磁化并其磁场强度增大。而外加磁场消失样品上的磁场也消失了。

图3为极向克尔效应的理想图，而图2为实验图。从图2发现接受的信号强度随着外加磁场的增大而减小，与理论相反。极向克尔信号极弱，在调整电路时除了问题，没有找准消光点，而是光强最大点，导致在实验中当磁性样品的磁性增大时，会出现克尔旋转角，信号强度反而减小。

六、实验结论

本次实验的操作较为困难，主要是调节仪器光路，不仅需严格的按照光路调节的步骤进行，并且还要非常的仔细，否则会造成信号的衰减。老师教我们一个小的技巧，就是拿一张白纸来判断激光是否对准各个仪器的中心。一开始我们在调节仪器光路时很粗心，各个仪器之间没有保持平行，而激光没有对准仪器中心，虽然光线有透过仪器，但那个光线是由仪器内部反射出来的，结果接受的信号及其不精确。随后从新调整了仪器光路，效果不错，完成了纵向克尔效应，虽然不明显。而极向克尔效应没有完成，一个是仪器光路没调好，没找到消光点。另一个是机器误差造成的。实验基本上算是顺利完成了。

七、思考题

1、如何判断是哪种克尔效应？

答：通常情况下，极向克尔信号的强度随光的入射角的减小而增大，在0°入射角时（垂直入射）达到最大；纵向克尔信号的强度一般随光的入射角的减小而减小，在0°入射角时为零；横向克尔效应中反射光的偏振状态没有变化。

2、如何判断正负克尔效应？正负克尔效应的产生与什么因素有关？

答：反射光光强直接增大为正克尔效应，反射光光强减小为负克尔效应。正负克尔效应的产生与与样品上所带的磁场有关。

3、实验中所使用的材料是哪种磁性材料？

在极向磁化时，样品上的磁场随外加磁场变化而变化等效，样品表现出顺磁性；在纵向极化时则表现出矩磁性。