[发明专利]一种复杂磁畴中的磁化测量方法

摘要

本发明涉及材料表面磁性测量领域，一种复杂磁畴中的磁化测量方法，包括纵向克尔灵敏度的方法和测量纯极向克尔灵敏度的方法，测量装置主要包括光源、偏振器、二向色镜I、非球面镜I、视场光阑、非球面镜II、半透明反射镜、物镜、样品、样品台、磁铁、补偿器、检偏器、二向色镜II、非球面镜III、光电探测器I、非球面镜IV、光电探测器II，采用双色的LED灯阵列作为光源，无需光阑狭缝来改变样品上的照亮区域，并采用两个成像光路，能够在不改变装置结构的基础上得到不同磁化矢量成分的磁畴图像，能够直接地实时获得磁化矢量的图像，测量时间较短，特别适合用于研究磁性薄膜结构中的复杂磁化转变，无需复杂的校准过程，操作流程简单。

主权项

1.一种复杂磁畴中的磁化测量方法，测量装置主要包括光源、偏振器、二向色镜I、非球面镜I、视场光阑、非球面镜II、半透明反射镜、物镜、样品、样品台、磁铁、补偿器、检偏器、二向色镜II、非球面镜III、光电探测器I、非球面镜IV、光电探测器II，所述光源、偏振器、二向色镜I、非球面镜I、视场光阑、非球面镜II、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、二向色镜II、非球面镜III和非球面镜IV组成成像光路，样品位于样品台上，所述样品、样品台位于物镜下方，所述磁铁由正极和负极组成，样品台具有中心轴，样品台能够绕中心轴在水平面内旋转，所述磁铁的正极和负极相对于样品台中心轴对称，光源发出的光依次经过偏振器、二向色镜I、非球面镜I、视场光阑、非球面镜II，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，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，灯I发出的光为光束I，灯II发出的光为光束II，灯III发出的光为光束III，灯IV发出的光为光束IV，光束I和光束IV波长均为500纳米，光束II和光束III波长均为650纳米，每个LED灯位于光源的输出端，每个LED灯输出功率均为200毫瓦，通过调整二向色镜I、非球面镜I、视场光阑和非球面镜II的位置，能够使得光源的输出端成像于物镜的背聚焦平面；所述偏振器由四个独立的成十字形排列的偏振器I、偏振器II、偏振器III和偏振器IV组成；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、二向色镜II，被所述二向色镜II重新分成波长分别为500纳米和650纳米的两束光，一束通过非球面镜III后进入光电探测器I，另一束通过非球面镜IV后进入光电探测器II，光电探测器I和光电探测器II中均能够探测到光信号，其特征是，所述一种复杂磁畴中的磁化测量方法包括测量纵向克尔灵敏度的方法和测量纯极向克尔灵敏度的方法，所述测量纵向克尔灵敏度的方法如下：一.开启灯I和灯II，调节偏振器，使得光束I为S偏振，光束II为P偏振，光束I与光束II经过二向色镜I后合并成一束光，并依次经过非球面镜I、视场光阑、非球面镜II，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，被样品表面反射的反射光经过物镜汇集后，依次经过半透明反射镜、补偿器，被二向色镜II分成两束，一束通过非球面镜III后进入光电探测器I，另一束通过非球面镜IV后进入光电探测器II，光电探测器I和光电探测器II中均能够探测到光信号；二.开启灯III和灯IV，调节偏振器，使得光束III为S偏振，光束IV为P偏振，光束III与光束IV经过二向色镜I后合并成一束光，并依次经过非球面镜I、视场光阑、非球面镜II，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，被样品表面反射的反射光经过物镜汇集后，依次经过半透明反射镜、补偿器，被二向色镜II分成两束，一束通过非球面镜III后进入光电探测器I，另一束通过非球面镜IV后进入光电探测器II，光电探测器I和光电探测器II中均能够探测到光信号；三.对上述步骤一与步骤二中光电探测器I和光电探测器II中探测到光信号进行平均处理，得到样品表面不同纵向克尔灵敏度的磁畴图像；所述测量纯极向克尔灵敏度的方法如下：一.同时开启灯I、灯II、灯III和灯IV，调节偏振器，使得光束I、光束II、光束III与光束IV均为S偏振，经过二向色镜I后合并成一束光，再依次经过非球面镜I、视场光阑、非球面镜II，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，被样品表面反射的反射光经过物镜汇集后，依次经过半透明反射镜、补偿器，被二向色镜II分成两束，一束通过非球面镜III后进入光电探测器I，另一束通过非球面镜IV后进入光电探测器II，光电探测器I和光电探测器II中均能够探测到光信号；二.对光电探测器I和光电探测器II中探测到光信号进行平均处理，得到样品表面不同极向克尔灵敏度的磁畴图像。