Optical system for imaging magnetic fields of materials

Magnetometry optyczne umożliwiają pomiar pola magnetycznego z dokładnością nieosiągalną przy wykorzystaniu większości innych metod. Wyróżniają się również na tle innych technik prostotą budowy i działania oraz często niewielkimi rozmiarami.Celem niniejszej pracy jest skonstruowanie układu do magnetometrii optycznej zdolnego do szybkiego i dokładnego zobrazowania pola badanego materiału, czyli zbadania jego rozkładu przestrzennego. Wykorzystano w tym celu kamerę pozwalającą na dokonanie detekcji fazoczułej w krótkim czasie na pewnym obszarze.Pracę podzielono na cztery części. W pierwszej omówiono oddziaływanie światła z materią w polu magnetycznym i teoretyczne podstawy działania magnetometrów optycznych. W drugiej zawarto opis budowanego układu i przedstawiono kluczowe jego elementy, łącznie z omówieniem zasad ich działania. Następną część stanowi prezentacja programu służącego do sterowania przebiegu eksperymentu. Ostatnia natomiast zawiera rezultaty pracy nad układem.

Optical magnetrometers allow to measure magnetic fields with accuracy unachievable while applying majority of other methods. What also distinguishes optical magnetometry from other techniques is the simplicity and, in many cases, small size of devices.The aim of the work described in this thesis is to construct an experimental setup for optical magnetometry which would allow to fast create an accurate image of magnetic field of examined material. To achieve this goal, a camera with ability to conduct lock-in detection was used.This thesis is composed of four parts. The topics of the first one are interaction of light and matter in presence of magnetic field and principles of optical magnetometry. The second part contains a description of the system under construction as whole and its main elements. The next section is devoted to software part of the system. Finally, the last part contains the results of presented work.