[发明专利]一种磁性椭偏测量装置

说明书

本发明属于光学测量相关技术领域，其公开了一种磁性椭偏测量装置，装置包括椭偏测量模块、磁场加载模块以及样品台，椭偏测量模块用于对样品进行光学测量，磁场加载模块包括水平磁场加载模块以及竖直磁场加载模块，其中，水平磁场加载模块包括水平移动组件、第一永久磁铁磁极对、旋转台，旋转台用于带动水平移动组件在水平面内旋转，水平移动组件用于使第一永久磁铁磁极对中的两磁铁相向或向背运动；竖直磁场加载模块包括竖直移动组件以及第二永久磁铁磁极对，竖直移动组件使得第二永久磁铁磁极对的两磁铁相对样品台相向或相背运动。本申请可以对不同磁场强度和不同模式磁场下的待测样品开展椭偏参数和穆勒矩阵测量。

技术领域

本发明属于光学测量相关技术领域，更具体地，涉及一种磁性椭偏测量装置。

背景技术

当存在外界磁场加载时，磁性材料的磁化强度、磁化方向、磁化耦合系数与介电张量会发生改变，从而此磁性材料的光学特性会发生改变，这种利用磁控调控材料光学竖向的物理现象通常被称为磁光效应。目前，利用磁性材料的磁光效应特性开发了诸如磁光存储、磁光隔离、磁光开关、磁光调制、自旋电子、磁性感知等磁学器件，并且广泛应用于半导体、能源、医疗和国防科技等领域。而深入认知与透彻理解磁性材料的磁光特性，能够为磁学器件的设计、优化与制造提供必要的理论与实验支撑，因此，准确表征磁性材料的磁光特性具有十分重要的研究意义。

目前，表征磁性材料的磁光特性主要有如下方式：磁光克尔效应磁强计、振动样品磁强计与超导量子干涉器件磁强计。以上装置均是磁学现象研究的重要仪器，然而这些仪器仅能测量出部分磁光特性，如磁矩等，无法获取与磁性样品磁光特性有关的更丰富信息。然而，当椭偏测量方法的基础上集成磁场加载装置，能实现磁光克尔效应与磁光法拉第效应的表征，但这些方法无法实现任意磁场方位下与任意磁场强度下材料磁光特性的测量，并且所获取信息也比较有限。因此，本领域亟需提出一种能够实现不同磁场加载配置下样品椭偏参数与穆勒矩阵测量的装置与方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种磁光椭偏测量装置，可以对不同磁场强度和不同模式磁场下的待测样品开展椭偏参数和穆勒矩阵测量，获得任意磁场方位和强度下待测样品光学常数、磁光耦合系数、磁光克尔角和椭率角等参数的测量。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种磁光椭偏测量装置，所述装置包括椭偏测量模块、磁场加载模块以及样品台，其中：所述椭偏测量模块包括入射起偏光路和反射检偏光路，入射起偏光路上的测量光经所述样品台上的待测样品反射后进入所述反射检偏光路，其中，所述入射起偏光路沿光路方向依次布置有光源、准直透镜以及偏振态发生组件，所述反射检偏光路沿光路方向依次布置有偏振态探测组件、会聚透镜以及光谱仪；所述磁场加载模块包括水平磁场加载模块以及竖直磁场加载模块，其中，所述水平磁场加载模块包括水平移动组件、第一永久磁铁磁极对、旋转台，所述水平移动组件设于平行设于所述样品台两侧，所述旋转台用于带动所述水平移动组件在水平面内旋转，第一永久磁铁磁极对中的两磁铁设于所述样品台的两侧并分别设于所述水平移动组件上，用于相向或向背运动或在水平移动组件的带动下旋转运动；所述竖直磁场加载模块包括竖直移动组件以及第二永久磁铁磁极对，所述竖直移动组件垂直于所述样品台平面，所述第二永久磁铁磁极对的两磁铁设于所述样品台的上下侧并分别设于所述竖直移动组件上，用于使得所述第二永久磁铁磁极对的两磁铁相对所述样品台上的样品相向或相背运动。

优选地，所述第一永久磁铁磁极对中的两磁铁对称设于所述样品台的两侧，且所述样品台上的待测样品位于所述第一永久磁铁磁极对产生的磁场中间。

优选地，所述水平移动组件包括第一双向丝杠和设于所述第一双向丝杠两端的第一基座，所述第一永久磁铁磁极对中的两磁铁分别设于所述第一基座上。

优选地，所述水平移动组件还包括间距控制单元，用于控制所述第一永久磁铁磁极对中的两磁铁与样品之间的距离。

优选地，所述第二永久磁铁磁极对的两磁铁对称设于所述样品台的上下侧，且所述样品台上的待测样品位于所述第二永久磁铁磁极对产生的磁场中间。