内蒙古科技大学 包头师范学院,内蒙古 包头 014030
基于光学琼斯矩阵理论，研究掺杂Sm2O3的向列相液晶TEB30A在弱磁场中的光栅衍射特性。结果表明，自然光通过处在弱磁场中的适量配比的Sm2O3/TEB30A样品后，会在远场产生衍射条纹，且衍射条纹会随外磁场强度的增加而出现动态的变化。产生衍射条纹是由于适量的Sm2O3的掺杂，使得向列相液晶TEB30A的折射率各向异性Δn沿外磁场方向呈现周期分布，形成了液晶光栅；当外磁场强度发生变化时，处在外磁场中的Sm2O3粒子和液晶分子的分布会随之发生变化，导致Δn沿外磁场分布的周期发生变化，从而引起液晶光栅常数发生变化，因此，衍射条纹呈现出动态变化的效应。模拟结果表明，当外磁场强度由0.464 9 T增加到0.518 5 T时，液晶光栅常数由0.5 cm降到0.4 cm。这一技术研究方法将大大降低液晶光栅的成本，同时，弱磁场环境也为使用者提供了一种安全的使用环境。
向列相液晶TEB30A 自然光 弱磁场 光栅 Sm2O3 Sm2O3 nematic liquid crystal TEB30A natural light weak magnetic field grating
内蒙古科技大学 包头师范学院, 内蒙古 包头 014030
采用1.5 mW低功率的He-Ne激光（632.8 nm）正入射向列相液晶TEB30A薄膜, 研究向列相液晶TEB30A薄膜在不同强度的弱磁场（0、0.464 9、0.506 2和0.518 5 T）中的远场衍射特性。实验结果表明, 向列相液晶TEB30A薄膜在4种不同强度的弱磁场（0, 0.464 9, 0.506 2和0.518 5 T）中都能产生远场衍射。衍射图样会随磁场强度的增加而发生明显的变化。衍射环的数目增加, 衍射环宽度变宽, 衍射场向外拓展。当磁场强度为0.506 2 T时, 衍射环上出现了近似相互平行的干涉直条纹。当磁场强度达到0.518 5 T时, 干涉直条纹更加明显的趋于平行。在弱磁场的作用下, 激光束在远场的散度变得明显。基于Kirchhoff-Fraunhofer衍射积分原理的理论模拟结果表明, 当激光通过处在弱磁场中的向列相液晶TEB30A薄膜时, 横向非线性相移会增大。随着弱磁场强度由0 T增加到0.518 5 T, 非线性相移也由4π增加到20π。弱磁场引起样品非线性相移增大, 导致其远场衍射图样发生了变化。远场衍射光强图样的变化也是透射光能量分布的改变, 因此, 可将弱磁场调控向列相液晶这一技术应用于磁控光开关及光限幅等领域。
低功率 正入射 向列相液晶TEB30A薄膜 弱磁场 衍射 low power normal incident the film of nematic liquid crystals TEB30A weak magnetic field diffraction
1 量子光学与光量子器件国家重点实验室
2 山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
相干布居俘获(CPT)磁强计是基于原子系综中相干布居俘获相干叠加暗态使用全光学的方法对磁场进行测量,具有较高的精度。实验中使用注入锁定的方法得到频率差严格等于铯原子基态超精细分裂间距的两束大频差位相锁定的双色激光,观察到了铯原子气室中的CPT透射信号。给铯泡加入沿激光传播方向的纵向磁场,可观察到变宽或分裂的CPT信号,通过对分裂间距的测量便可得到待测磁场值。对于中等强度的磁场,可通过透射峰的裂距直接得到待测磁场值;弱磁场区域则可通过电流与磁场的对应关系得到。目前,实验中可测量nT量级的稳定磁场。
相干布居俘获 原子磁强计 弱磁场测量 铯原子 Coherent population trapping atomic magnetometer weak magnetic field measurement cesium atoms
1 同济大学物理系, 上海 200092
2 黄山学院信息工程学院, 安徽 黄山245021
3 华东师范大学物理系, 上海200062
目的: 探讨弱磁场对提取的骨骼肌肌质网系(SR)Ca2+转运、钙泵(Ca2+-Mg2+-ATPase) 及钙释放通道(RyR)活性的影响, 从分子水平和细胞信号系统的角度来解释生物电磁效应。 方法: 利用动态光谱法检测0.4 mT弱磁场辐照过的SR Ca2+转运、Ca2+-ATPase活性, 还原型辅酶(NADH)的氧化初速率和超氧(O2-·)产率, 以及用同位素标记方法检测［3H］-Ryanodine与RyR的平衡结合度。结果: 弱磁场辐照引起SR的Ca2+摄取功能和Ca2+-ATPase的活性明显下降, Ca2+释放和［3H］-Ryanodine平衡结合度上升, 同时上调了 NADH的氧化初速率和O2-·的产率。 结论: 提示0.4 mT弱磁场辐照30 min对SR Ca2+-ATPase活性有明显抑制, 对RyR有一定的激活效果。
弱磁场 肌质网 钙调控 钙泵 钙释放通道 weak magnetic field sarcoplasmic reticulum calcium modulation Ca2+-ATPase ryanodine receptor
1 沈阳理工大学装备工程学院, 沈阳 110159
2 东北大学 机械工程与自动化学院, 沈阳 110004
为了测量超高速碰撞过程中产生瞬态弱磁场的磁感应强度, 设计了弱磁场测量的线圈系统。阐述了线圈的设计、线圈等效电路的分析、运算放大器的选择及其功能。理论上探讨了自积分电阻对测量频率的影响。通过超高速碰撞实验得到了产生的弱磁场信号, 实验记录的测量信号光滑, 表明该测量系统具有较好的抗干扰性能。该测量系统的建立将为超高速碰撞产生等离子体的性能研究提供新的手段。
超高速碰撞 弱磁场 线圈测量系统 等效电路 等离子体 hypervelocity impact weak magnetic field coil measurement system equivalent circuit plasma
西北工业大学 理学院 光信息科学与技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室，西安 710072
针对磁致伸缩材料在弱磁场传感器领域的应用需要，采用迈克耳逊干涉原理实验测量了零应力条件下Tb-Dy-Fe材料和Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度，以及不同应力下Fe-Ga合金的磁场响应特性和温度响应特性.实验结果表明：在零应力，外加磁场16 mT条件下，Fe-Ga合金的磁场响应灵敏度远高于Tb-Dy-Fe材料，更合适作为弱磁场传感器敏感材料；同时，在1.2 MPa预应力和26 mT偏置磁场下，Fe-Ga合金材料具有较好的磁场响应灵敏度和较大的饱和磁致伸缩系数，因而处在最佳工作状态.所得到的材料的磁场和温度响应曲线可作为弱磁场传感器参量设计的参考依据.
弱磁场传感器 磁致伸缩材料 Fe-Ga合金 Tb-Dy-Fe材料 Weak magnetic sensor Magnetostrictive material Fe-Ga alloy Tb-Dy-Fe material
本文根据实测的数据,采用较严格的分析方法,详细讨论了光纤传感器测弱磁场可达到的最高分辨率问题。
光纤传感器 弱磁场
本文首次报道了环形激光弱磁传感器(RLMS)的原理和实验结果,在采用20mm长的铽玻璃作为法拉第元件时,获得了2.9×10~(-5)Oe/Hz(0.0023Amp/m·Hz)的灵敏度和9.hrs内随机漂移≯2.3Hz的稳定性.
磁测量 磁传感器 弱磁场测量 环形激光 环形激光传感器
