设计了一种嵌入磁性材料微腔的可调制的PT对称结构。通过传输矩阵法计算结构的传输谱,研究了磁微腔共振对PT对称结构的调制效应,得到一种可被入射角度方向和大小双重调制的增强的非互易带边模式,调制结果是带边模式在左右带边的转换。磁场大小的增加会导致带边模式向高频移动,磁场方向的变化也会引起带边模式在左右带边的转换。

为进一步阐明基于法拉第效应的磁光调制过程中各因素之间的相互影响机理，引入了多场耦合理论，结合麦克斯韦方程并综合考虑磁场作用下物质结构内部参数的变化，构建了偏振光在磁光耦合条件下的传输模型，得到了法拉第旋转角的最终表达式，并利用基于有限元的多场耦合软件进行耦合模拟和数值求解。仿真结果表明，在10 A电流激励螺线管产生0.0373 T的磁感应强度下，入射波长为1064 nm的偏振光通过长度为3 cm的铽镓石榴石(TGG)磁光玻璃后，发生了2.245°的偏转，在同等条件下，通过MR3-2磁光玻璃时发生的偏转角为2.023°。通过对比仿真结果与理论计算结果，验证了磁光耦合机理模型的正确性。

提出一种基于磁光调制的新型转换方法, 该方法利用磁光效应实现对入射光束偏振方向的调控, 通过调节磁光调制装置的电信号的强弱, 任意控制矢量光束的偏振方向。仿真分析表明, 该方法能实现径向偏振光与角向偏振光之间的灵活转换。

根据法拉第磁光效应和锁相基本原理,研究了经磁光调制后的偏振光通过旋光物质后的偏转情况,分析了透射光信号中的与调制频率相同的基频信号和二倍于调制频率的倍频信号。通过对基频幅值和倍频幅值进行比较,提出了一种测量旋光角度的计算方法,根据旋光角和磁偏角两者之间的关系,提出了一种用标准石英管来标定法拉第磁光效应中磁偏角大小的方法,并对其进行了实验研究,证明了这种测量方法的可行性。

法拉第效应是把光、电、磁等物理量紧密联系的一种磁光效应，基于法拉第效应的磁光调制技术更是因其抗干扰性强、精度高、体积小、重量轻等特点，得到广泛应用。在梳理磁光调制技术文献基础上，介绍了磁光调制技术的基本原理，详细阐述了国内外磁光调制技术在方位基准传递、精密测角、材料性能研究、工业参量测量、生物化学等领域的应用，重点分析了磁光调制中精度优化和可靠性提升的关键技术研究，并探讨了该技术未来的研究热点。

为解决偏振棱镜消光比参量传统检测方法中, 由于光线的非垂直入射和消光位置定位误差等因素的影响, 导致不能精确测量的问题, 以格兰-泰勒棱镜为例, 通过对偏振光进行磁光调制以精确确定待测棱镜消光位置, 并在消光位置附近多次小角度转动待测棱镜, 以减小光线的非垂直入射对出射光强产生的非线性微扰.仿真和实验验证表明, 该方法可以准确地得到消光光强与平行光强, 得出消光比参量,满足测量准确度要求.

在航天、**等领域往往需要传递无机械连接的设备之间的空间方位信息，而传统的方位测量系统测量范围小、测量精度低，难以满足系统高精度大范围传递的要求，为此改变传统方法中的调制方式，将方波磁光调制引入了方位测量系统，建立了基于方波磁光调制的方位测量模型。根据马吕斯定律，建立了方波磁光调制后的输出信号模型，并分析了调制后信号的特点。根据调制后信号的表达式与方位角的关系，推导、建立了调制后信号与方位角之间的关系方程，并利用调制后信号的增减性去除了方程的增根，结合调制前后信号的相位对比扩大了方位角的测量范围，最终得到了基于方波磁光调制的方位测量模型，实现了无机械连接的设备之间方位信息的传递。仿真结果表明，提出的基于方波调制的测量方法与传统方法比较，理论测量精度更高、测量范围更广，这为实现空间方位角高精度大范围测量提供了一种参考。

为了精确测量航天器对接过程中最终逼近段航天器间的滚转角，设计了基于方波磁光调制的滚转角测量系统。利用法拉第磁致旋光效应并结合马吕斯定律，建立了方波磁光调制后输出信号的模型; 通过分析输出信号的特点，推导了输出信号与滚转角之间的关系方程; 利用滚转角变化过程中输出信号的增减性组合去除了方程的增根，最终得到了基于方波磁光调制的滚转角测量模型。仿真结果表明：文中提出的方法理论测量精度高，可测量-90～90°间的滚转角，优于传统方法。此外，利用方波信号调制具有数据采集简单、信号处理难度低等优势，是实现高精度大范围测量航天器间滚转角的一种新方案。

调制偏振光可以作为空间方位信息的载体，实现方位角度信息的测量，在**、航天、生物医药等领域有广泛的应用前景。文章阐述了基于磁光调制偏振光的方位失调角测量原理，针对原理中贝赛尔函数展开带来的失调角测量误差，详细推导了截取不同项数时失调角的计算公式。仿真结果表明：随着贝赛尔函数展开式截取项数的增加，失调角的测量误差越来越小；截取二倍频信号与三倍频信号的测量误差相当，但符号相反；截取项数高于四倍频信号后，误差基本保持不变。因此利用磁光调制偏振光进行方位失调角测量时，贝赛尔函数展开式截取项数不易超过四倍频信号。

针对传统基于正弦波磁光调制的方位失调角测量系统存在测量精度不高的问题，提出了一种新的系统方位失调角测量模型以提高系统测量精度。通过分析传统的基于正弦波磁光调制的方位失调角测量原理发现，由于采用省略高阶项的贝塞尔函数展开式表示磁光调制后的信号，引入了信号截断误差和方法误差，影响了系统测量精度。在分析基础上推导建立了一种基于纯三角函数表示的无理论误差的方位失调角测量新模型并进行了仿真。仿真结果表明，利用推导建立的失调角测量新模型，系统测量精度明显高于传统方法，这对重新理解基于正弦波磁光调制的方位失调角测量系统原理、提高系统测量精度具有一定的参考意义。