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

1、納米磁流體是一種具有磁性的納米材料,它具有液體的流動性和光學性質(zhì)可調(diào)諧的特點,是一種新型的光學功能材料。本論文主要研究納米磁流體的相關(guān)磁光學性質(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、主要類型和研究進展等方面對納米磁流體的背景知識做了綜述。繼而引出其主要的光學性質(zhì)及其在各種光學器件上的應(yīng)用。磁流體之所以擁有這些性質(zhì)及應(yīng)用的一個非常重要的原因是因為其在外加勻強磁場的作用下,其中的磁性顆粒四氧化三鐵Fe3O4會產(chǎn)

2、生團聚現(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磁場的方向平行,所以我們對磁性顆粒團簇形成磁鏈的現(xiàn)象進行了實驗研究。此外,二向色性也是磁流體重要的磁光性質(zhì)之一,對其研究表明,磁流體在外加磁場下對不同偏轉(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器件,由于磁流體的光學透射率對這些光子學器件的性能會產(chǎn)生很大的影響,所以研究不同情況下的磁流體光學透射率是很有意義的。我們就透射率隨溫度的變化進行了研究,

3、實驗發(fā)現(xiàn),當外加磁場強度保持不變時,隨著溫度的升高,磁性顆粒的熱運動效應(yīng)增強,這樣就抑制了磁鏈形成。因此,光學透射率增加。通過理論分析,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。這個實驗結(jié)果有助于我們設(shè)計一種基于納米磁流體的溫度傳感器。通過對靈敏度的研究,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)相對較大,當激光束照射到磁流體上時,它會吸收一部分激光能量,這對其本身的光學性質(zhì)會有影響。為