旋转电场的建立及其产生电流和磁场的初步探索

论文摘要

各种物理能量之间存在相互转化,如：电生磁、光生电等,但在目前的研究中无法实现光、磁之间的直接转化。为了解决这个问题,我们提出了一个观点：利用高功率的脉冲激光器发射出圆偏振光照射在金属中,能够在金属周围几厘米的空间产生一个超强磁场,从而实现光、磁之间的直接转化。根据理论计算,利用这种方法产生的磁场高达百亿特斯拉,在物理学界具有划时代的意义。本文的研究重点是利用旋转电场来模拟圆偏振光旋转的电矢量特性,通过研究在旋转电场中金属可能产生的电流和磁场来估算圆偏振光可能产生的结果。本文包括以下几个方面：(1)介绍了旋转电场产生电流和磁场的机理,对光产生磁作一初步的探索；并阐述了强磁场的研究进展,介绍了强磁场的两种类型及其产生的方法,以及强磁场技术在各个学科领域中的应用。(2)介绍了电光效应的两种基本分类及其理论基础,分析了晶体的线性电光效应和二次电光效应,并研究了利用电光效应法,研究光强透过率与电光材料所加调制电压之间的倍频关系。(3)介绍了旋转电场产生的三种模型,并分析比较三者的优缺点。从微观和宏观两个方面计算在电场中,导体载流子的运动情形以及导体可能产生的电流和磁场。(4)探索了在平行极板法建立的旋转电场中,得出的实验结果,并分析影响实验的因素；提出利用AD9850模块DDS信号发生器来产生多路电信号,利用圆周电极法产生旋转电场,进一步的优化实验装置。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 强磁场的研究现状及其研究意义
• 1.1.1 强磁场的研究现状
• 1.1.2 强磁场的应用
• 1.2 电光效应及其应用
• 1.2.1 电光效应
• 1.2.2 电光调制的应用
• 1.3 本文所做工作
• 1.3.1 本文研究内容
• 1.3.2 本文所做工作意义
• 1.4 本章小结
• 第二章 电光效应的理论基础
• 2.1 电光效应的分类
• 2.1.1 直接电光效应
• 2.1.2 间接电光效应
• 2.2 晶体的电光效应
• 2.2.1 晶体的线性电光效应
• 2.2.2 晶体的电光克尔效应
• 2.3 本章小结
• 第三章 旋转电场的模型建立及其电子的理论计算
• 3.1 旋转电场的模型的建立
• 3.1.1 平行极板法
• 3.1.2 正交极板法
• 3.1.3 圆周电极法
• 3.2 静电场的金属中电子的运动
• 3.2.1 电子的漂移速度
• 3.2.2 金属导体的电导率和电流密度
• 3.3 旋转电场中产生的电流及其磁场的理论分析
• 3.3.1 微观法
• 3.3.2 宏观法
• 3.4 旋转电场中产生电流量级的估算
• 3.5 本章小结
• 第四章 电光效应法测量旋转电场的模拟
• 4.1 电光克尔效应
• 4.1.1 电光材料的电光调制
• 4.1.2 电光材料的基本电光参量
• 4.2 硝基苯在不同的电压下的电光调制
• 4.2.1 直流电压下的电光调制特性
• 4.2.2 正弦波电压下的电光调制特性
• 4.2.3 旋转电场下的电光调制特性
• 4.3 本章小结
• 第五章 旋转电场的建立及其电流效应
• 5.1 平行极板法建立旋转电场的电流效应
• 5.1.1 实验系统的搭建
• 5.1.2 测量实验系统的电阻大小
• 5.1.3 检测系统产生电流的大小
• 5.1.4 影响实验结果的因素分析
• 5.2 圆周电极法产生旋转电场的电路研究
• 5.2.1 8路正弦信号的产生模块
• 5.2.2 8路正弦波信号产生电路
• 5.2.3 PCB电路设计板
• 5.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢