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专利号: 2018104292755
申请人: 金华职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种磁化矢量测量方法,测量装置主要包括光源、非球面镜I、非球面镜II、视场光阑、偏振器、非球面镜III、半透明反射镜、物镜、样品、样品台、磁体、旋转台、补偿器、检偏器、非球面镜IV、光电探测器、锁相放大器、步进电机、计算机,所述光源、非球面镜I、非球面镜II、视场光阑、偏振器、非球面镜III、半透明反射镜、物镜依次组成照明光路,所述物镜、半透明反射镜、补偿器、检偏器、非球面镜IV依次组成成像光路,样品位于样品台上,所述样品、样品台、旋转台依次位于物镜下方,光源发出的光依次经过非球面镜I、非球面镜II、视场光阑、偏振器、非球面镜III,被半透明反射镜转变为线偏振后偏向进入物镜,并汇聚到样品表面,被样品表面反射,样品表面的反射光经物镜汇集后依次经过半透明反射镜、补偿器、检偏器、非球面镜IV后进入光电探测器,所述磁体由正极和负极组成,样品台具有中心轴,样品台能够绕中心轴在水平面内旋转,所述磁体的正极和负极相对于样品台中心轴对称,磁体固定于旋转台上,并能够随旋转台绕样品台中心轴360度旋转,所述光源由四个成十字形排列的长方形LED灯组成,所述四个LED灯为灯I、灯II、灯III和灯IV,每个LED灯均连接有一根光纤,所述光纤的直径为1.5毫米,LED灯发出的光通过光纤引导至光源的输出端,每个LED灯输出功率均为150毫瓦,每个LED灯发出的光的波长均为600纳米,通过调整非球面镜I、非球面镜II、视场光阑和非球面镜III的位置,使得光源的输出端成像于物镜的背聚焦平面,其特征是,测量不同方向克尔灵敏度的方法为:

测量纯极向克尔灵敏度的方法:开启灯I、灯II、灯III和灯IV,处理光电探测器探测到的电流后得到磁畴图像;

测量竖直方向的纵向克尔灵敏度的方法:开启灯I和灯III,处理光电探测器探测到的电流后得到磁畴图像;

测量水平方向的纵向克尔灵敏度的方法:开启灯II和灯IV,处理光电探测器探测到的电流后得到磁畴图像;

抑制极向灵敏度的方法:以脉冲序列模式开启和关闭光源的LED,开启灯I两微秒后关闭,然后开启灯III两微秒后关闭,如此重复,并与光电探测器同步,处理光电探测器探测到的电流后,得到两组连续的具有相反入射角的图像,将两组图像相减,从而得到纯面内灵敏度;

获得多成分的成像的方法:交替地开启和关闭灯I和灯IV,开启灯I两微秒后关闭,然后开启灯IV两微秒后关闭,如此重复,能够在正交灵敏度条件下得到样品中的磁畴图案;

测量二次磁光克尔信号方法的步骤为:

一.初始时,样品易磁轴方向与光入射平面平行,将该易磁轴方向定义为样品角度γ=

0;

二.将磁场方向调至沿光入射平面方向,此时的角度定义为磁场角度x=0;

三.通过计算机控制步进电机以及锁相放大器,在某一个固定的样品角度γ记录光电探测器的电流,将电流作为磁场方向的函数,调节磁场方向,磁场角度x取值范围从0到360度,步进0.1度;

四.重复第三步骤五次,并对结果取平均,得到光电探测器的电流相对于磁场方向的变化;

五.旋转样品台,在样品角度γ范围0到180度,每隔10度都实施以上测量步骤三和步骤四;

六.二次磁光克尔信号分量的抽取,分离光电探测器测得的光强包括的线性和二次克尔信号,如果克尔角θ远小于检偏器的偏移角δ,测得的光强和克尔角之间的关系能够由表示,其中I0为克尔旋转为0时从样品表面反射的光强;

七.将得到的数据按照公式 拟合,从而得到

样品角度γ对应的Q1和Q2的值,进而求得样品的各向异性二次磁光耦合常数ΔG以及各项同性的磁光克尔耦合常数 其中Q1=b+c×cos4γ,Q2=c×sin4γ,a=AK,K是线性磁光耦合常

数, 是入射角,n0为光在入射媒介中的折射率,n为光在磁化晶体中的折射率,G44为二次磁光耦合常数。