納米磁流體的磁光性質(zhì)及其在新型光學(xué)材料和器件上的應(yīng)用研究.pdf

1、納米磁流體是一種具有磁性的納米材料,它具有液體的流動(dòng)性和光學(xué)性質(zhì)可調(diào)諧的特點(diǎn),是一種新型的光學(xué)功能材料。本論文主要研究納米磁流體的相關(guān)磁光學(xué)性質(zhì),并探討其在光子器件和材料上的應(yīng)用。本文首先從納米磁流體的發(fā)展歷史、主要類型和研究進(jìn)展等方面對(duì)納米磁流體的背景知識(shí)做了綜述。繼而引出其主要的光學(xué)性質(zhì)及其在各種光學(xué)器件上的應(yīng)用。磁流體之所以擁有這些性質(zhì)及應(yīng)用的一個(gè)非常重要的原因是因?yàn)槠湓谕饧觿驈?qiáng)磁場(chǎng)的作用下,其中的磁性顆粒四氧化三鐵Fe3O4會(huì)產(chǎn)

2、生團(tuán)聚現(xiàn)象,從而生成周期性分布的磁鏈,這些磁鏈的方向與外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向平行,所以我們對(duì)磁性顆粒團(tuán)簇形成磁鏈的現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。此外,二向色性也是磁流體重要的磁光性質(zhì)之一,對(duì)其研究表明,磁流體在外加磁場(chǎng)下對(duì)不同偏轉(zhuǎn)態(tài)的光吸收率存在差異?；谏鲜鲂再|(zhì),人們研究出了許多基于磁流體的光子學(xué)器件,由于磁流體的光學(xué)透射率對(duì)這些光子學(xué)器件的性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響,所以研究不同情況下的磁流體光學(xué)透射率是很有意義的。我們就透射率隨溫度的變化進(jìn)行了研究,

3、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)外加磁場(chǎng)強(qiáng)度保持不變時(shí),隨著溫度的升高,磁性顆粒的熱運(yùn)動(dòng)效應(yīng)增強(qiáng),這樣就抑制了磁鏈形成。因此,光學(xué)透射率增加。通過(guò)理論分析,我們發(fā)現(xiàn)磁流體透射率隨著其所處環(huán)境溫度的變化呈e指數(shù)型變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有助于我們?cè)O(shè)計(jì)一種基于納米磁流體的溫度傳感器。通過(guò)對(duì)靈敏度的研究,發(fā)現(xiàn)該溫度傳感器較適合用于高溫環(huán)境(例如高于60℃)。由于磁流體的吸收系數(shù)相對(duì)較大,當(dāng)激光束照射到磁流體上時(shí),它會(huì)吸收一部分激光能量,這對(duì)其本身的光學(xué)性質(zhì)會(huì)有影響。為