一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁性液体浓度测量领域，具体提供了一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，包括：基底和磁性材料层，磁性材料层置于基底上，磁性材料层的上表面设有凹部，凹部周期性排列；应用时，在凹部内设置磁性液体，应用线偏振光倾斜照射磁性材料层，在平行于入射面方向施加外磁场，通过探测反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角和椭圆偏振光的长轴与短轴的比值确定待测磁性液体的浓度。本发明专利技术具有探测灵敏度高和探测准确度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置
本专利技术涉及磁性液体浓度探测领域，具体涉及一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置。
技术介绍
磁性液体一般是由直径为纳米量级的磁性固体颗粒、基载液和界面活性剂混合而成的胶状液体。磁性液体既有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。在流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域具有广泛的应用。磁性液体浓度测量是磁性液体应用的重要环节。传统磁性液体浓度测量的灵敏度低。研发基于新原理的磁性液体浓度测量装置对磁性液体应用具有重要的意义。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，包括：基底和磁性材料层，磁性材料层置于基底上，磁性材料层的上表面设有凹部，凹部周期性排列；应用时，在凹部内设置磁性液体，应用线偏振光倾斜照射磁性材料层，在平行于入射面方向施加外磁场，通过探测反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角和椭圆偏振光的长轴与短轴的比值确定待测磁性液体的浓度。更进一步地，凹部为圆柱形。更进一步地，凹部贯穿磁性材料层。更进一步地，凹部方形周期排列。更进一步地，凹部为槽。更进一步地，槽的截面为楔形。更进一步地，槽贯穿磁性材料层。更进一步地，基底的材料为非磁性材料。更进一步地，基底的材料为二氧化硅。更进一步地，磁性材料层的材料为钴、铋铁石榴石。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，包括：基底和磁性材料层，磁性材料层置于基底上，磁性材料层的上表面设有凹部，凹部周期性排列；应用时，在凹部内设置磁性液体，应用线偏振光倾斜照射磁性材料层，在平行于入射面方向施加外磁场，通过探测反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角和椭圆偏振光的长轴与短轴的比值确定待测磁性液体的浓度。本专利技术中，在外磁场的作用下，磁性液体产生磁性，改变磁性材料层所处位置的磁场，从而改变磁性材料层的克尔效应。因为克尔效应对磁性材料层处的磁场非常敏感，所以本专利技术具有探测灵敏度高的优点。另外，本专利技术从反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角、反射椭圆偏振光的长轴与短轴的比值两方面确定待测磁性液体对克尔效应的改变，具有探测准确度高的优点。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置的示意图。图2是又一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置的示意图。图中：1、基底；2、磁性材料层；3、凹部。具体实施方式为进一步阐述本专利技术达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本专利技术的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。实施例1本专利技术提供了一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置。如图1所示，该基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置包括基底1和磁性材料层2，磁性材料层2置于基底1上。基底1的材料为非磁性材料。更进一步地，基底1的材料为二氧化硅。磁性材料层2的材料为磁性材料。优选地，磁性材料层2的材料为钴、铋铁石榴石。磁性材料层2的上表面设有凹部3，凹部3为圆柱形。也就是说，在磁性材料层2的上表面设有凹坑，用以设置待测的磁性液体。凹部3周期性排列。具体地，凹部3方形周期排列。在应用中，凹部3还可以为矩形周期。应用时，在凹部3内设置待测磁性液体；在平行于入射面方向施加外磁场，也就是说外磁场的方向沿图1中的水平方向；应用线偏振光倾斜照射磁性材料层2。优选地，入射角大于45度，以产生更强的克尔效应。应用探测器探测反射光。由于装置产生了克尔效应，反射光为椭圆偏振光。待测磁性液体浓度不同时，椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的方向不同、椭圆偏振光的长轴与短轴的比值不同。通过探测反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角和椭圆偏振光的长轴与短轴的比值确定待测磁性液体的浓度。本专利技术中，在外磁场的作用下，磁性液体产生磁性，改变磁性材料层2所处位置的磁场，从而改变磁性材料层2的克尔效应。不同浓度的磁性液体对磁性材料层2位置处的磁场产生不同的改变，从而产生不同强度的克尔效应。因为克尔效应对磁性材料层2处的磁场非常敏感，所以本专利技术具有探测灵敏度高的优点。另外，本专利技术从反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角、反射椭圆偏振光的长轴与短轴的比值两方面确定待测磁性液体对克尔效应的改变，具有探测准确度高的优点。更进一步地，凹部3贯穿所述磁性材料层2。这样一来，能够设置更多的磁性液体，对磁性材料层2处的磁场产生更多的影响，提高磁性液体浓度探测的灵敏度。另外，由于凹部3的阻断作用，磁性液体浓度的变化对磁性材料层2处磁场的改变更多，从而更进一步地提高磁性液体浓度探测的灵敏度。实施例2在实施例1的基础上，如图2所示，凹部3为槽，槽的截面为楔形，槽贯穿磁性材料层。在应用时，入射光沿垂直于槽的方向入射。对于该结构，也就是说，在磁性材料层2的底部，槽两侧的磁性材料距离近，形成窄缝。这样一来，在楔形槽的底部，窄缝中磁性液体的浓度更剧烈地改变两侧磁性材料中的磁场，从而更剧烈地改变磁性材料层的克尔效应，从而提高磁性液体浓度探测的灵敏度。此外，楔形的槽有利于在应用时，在其中设置待测的磁性液体。另外，该结构能够将入射光聚集在楔形的槽内，在楔形槽内聚集更多的能量，增强入射光与磁性材料层2的作用，从而提高装置克尔效应的强度，最终提高磁性液体浓度探测的灵敏度。更进一步地，在基底1上设有贵金属层，磁性材料层2设置在贵金属层上。贵金属层的材料为金、银或铂。优选地，贵金属层的材料为金。贵金属层具有很好的发射系数和良好的表面等离激元共振特性，因此，一方面，贵金属层能够在楔形槽内聚集更强的电场，增强入射光与磁性材料层2的作用；另一方面，在入射光的激发下，在贵金属层上形成表面等离极化激元，从而在磁性材料层2的下表面形成强电场。这两方面的效果均增强了装置的克尔效应，当磁性液体的浓度变化时，克尔效应的改变更多，从而实现灵敏度更高的磁性液体浓度探测。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，其特征在于，包括：基底和磁性材料层，所述磁性材料层置于所述基底上，所述磁性材料层的上表面设有凹部，所述凹部周期性排列；应用时，在所述凹部内设置磁性液体，应用线偏振光倾斜照射所述磁性材料层，在平行于入射面方向施加外磁场，通过探测反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角和椭圆偏振光的长轴与短轴的比值确定待测磁性液体的浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，其特征在于，包括：基底和磁性材料层，所述磁性材料层置于所述基底上，所述磁性材料层的上表面设有凹部，所述凹部周期性排列；应用时，在所述凹部内设置磁性液体，应用线偏振光倾斜照射所述磁性材料层，在平行于入射面方向施加外磁场，通过探测反射的椭圆偏振光的长轴与入射线偏振光的夹角和椭圆偏振光的长轴与短轴的比值确定待测磁性液体的浓度。


2.如权利要求1所述的基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，其特征在于：所述凹部为圆柱形。


3.如权利要求2所述的基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，其特征在于：所述凹部贯穿所述磁性材料层。


4.如权利要求3所述的基于纵向克尔效应的磁性液体浓度探测装置，其特征在于：所述凹部方形周期排列。
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【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：中山科立特光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44