一种利用信号频谱测量交变法拉第磁偏角的装置及方法

摘要

本发明涉及一种利用信号频谱测量交变法拉第磁偏角的装置及方法，首先理论计算出基频和二倍频处信号幅值之比与法拉第磁偏角的幅值一一对应的关系曲线；利用交变法拉第线圈输出经过一支标准旋光管提供固定的旋光角度，产生固定的角度变化后，变化后的光信号经过光电转换后被采集，并对采集信号进行频谱分析，求得基频和二倍频处的信号幅值之比；根据得到的确定的比值,在确定的关系曲线上寻找对应的法拉第磁偏角的幅值，来精确确定法拉第磁偏角。该方法结构简单，一次定位，不需要机械结构的反复调整。可以实现对交变法拉第磁偏角的实时测量，测量范围大，完全消除了高频谐波对测量结果的影响，为将来新型电流传感器的发展提供了一种可能。

主权项

一种利用信号频谱测量交变法拉第磁偏角的方法，其特征在于，包括利用信号频谱测量交变法拉第磁偏角的装置，装置依次包括光源（1）、起偏器（2）、法拉第线圈（4）、标准旋光管（5）、检偏器（6）、光电探测器（7）、放大器（8）、信号采集和信号处理单元（9）、显示器（10），起偏器（2）和检偏器（6）的光轴调至相互正交的位置，法拉第线圈（4）由频率为ω的交流电（3）驱动；测量方法具体步骤如下：1）理论计算出基频和二倍频处信号幅值之比与法拉第磁偏角的幅值一一对应的关系曲线，建立关系曲线图；2）利用信号频谱测量交变法拉第磁偏角的装置中，经过起偏器（2）后得到的固定振动方向的线偏振光，在法拉第线圈（4）的调制下，线偏振光的振动方向产生摆动，再经过一个标准旋光管（5），经过检偏器（6）后得到一个交变的光信号；3）步骤2）的得到的交变的光信号经过光电探测器（7）将光信号变成交变的电信号，交变的电信号再经过放大器将信号放大后，被信号采集和信号处理单元（9）采集并进行傅立叶变换，得到信号的频率谱，并计算基频和二倍频处的信号幅值之比；4）根据步骤3）所得幅值之比，在步骤1）中所示基频和二倍频的信号幅值之比A和法拉第磁偏角Φ0的关系图中，找到与该幅值之比对应的法拉第磁偏角Φ0，实现法拉第磁偏角的测量。