[發(fā)明專利]利用可調(diào)波長激光器進(jìn)行磁光橢偏測試的裝置及測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310264473.8
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103364349A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 連潔;王曉;張福軍;孫兆宗;趙明琳;張文賦;高尚
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

1.一種利用可調(diào)波長激光器進(jìn)行磁光橢偏測試的裝置，包括激光電源、可調(diào)波長激光器、光路系統(tǒng)、電磁鐵、鎖相放大器和PC機(jī)，其特征在于光路系統(tǒng)包括起偏器、兩個光闌、斬波器、檢偏器、聚光鏡、濾光片和光電探測器，激光電源和可調(diào)波長激光器相連接，通過調(diào)節(jié)激光電源的電流可以使激光器出射不同頻率的激光；斬波器和鎖相放大器相連接；可調(diào)波長激光器位于起偏器之前，由起偏器開始延光路順序排列為兩個光闌、斬波器、檢偏器、聚光鏡、濾光片和光電探測器；兩個光闌之間放置樣品臺，樣品臺位于電磁鐵中間；光電探測器的輸出端連接到鎖相放大器的輸入端，鎖相放大器的輸出端連接到PC機(jī)，以觀察記錄并計算測量結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的一種利用可調(diào)波長激光器進(jìn)行磁光橢偏測試的裝置，其特征在于所述的光電探測器是硅光電池探測器，通過壓圈裝卡的方式連接前置的濾光片。

3.如權(quán)利要求1所述的一種利用可調(diào)波長激光器進(jìn)行磁光橢偏測試的裝置，其特征在于所述的可調(diào)波長激光器是輸出波長范圍為300nm-800nm的半導(dǎo)體激光器。

4.一種利用權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行磁光橢偏測量的方法，步驟如下：

①將測量裝置接通電源，給斬波器、鎖相放大器供電，打開電磁鐵電源、可調(diào)波長激光器及PC機(jī)的電源；

②可調(diào)波長激光器的輸出波長為300nm-800nm,調(diào)節(jié)激光電源在其輸出波長范圍內(nèi)設(shè)定一個初始輸出波長的激光信號；

③將具有鐵磁性質(zhì)的薄膜樣品材料固定在樣品臺上，調(diào)整樣品使其在水平方向上轉(zhuǎn)動，使得樣品表面與磁場方向平行；

④調(diào)整斬波器的頻率，該頻率作為基準(zhǔn)信號頻率輸入鎖相放大器，將光電探測器的輸出端連接鎖相放大器的信號輸入端；

⑤調(diào)節(jié)可調(diào)波長激光器后面放置的光闌、起偏器的位置，然后調(diào)節(jié)檢偏器、聚光鏡、光電探測器的位置，使得激光正入射并通過上述光學(xué)元件能匯聚到光電探測器上；

⑥打開PC機(jī)，觀察PC機(jī)能否采集與存儲信號數(shù)據(jù)；

⑦將與輸入激光波長對應(yīng)的濾光片裝到探測器輸入端，從而防止雜散光進(jìn)入光電探測器；

⑧選定起偏器起偏角度為θ₁，檢偏器檢偏角度為θ₂，鎖相放大器與光電探測器相連，此時鎖相放大器輸出的是光電探測器接受到的光電流強(qiáng)度，PC機(jī)記錄不加磁場時鎖相放大器測量的光電流的強(qiáng)度I₀；正向調(diào)節(jié)電磁鐵電流I_m，PC機(jī)記錄此時的鎖相放大器示數(shù)I₊；反向調(diào)節(jié)電磁鐵電流至-I_m，PC機(jī)記錄此時的鎖相放大器示數(shù)I_-，從而得到

ΔI/I₀＝(I₊-I_-)/I₀，其中：ΔI＝I₊-I_-，同時記錄起偏器起偏角θ₁和檢偏器檢偏角θ₂；

⑨保持起偏器的起偏角度θ₁不變，旋轉(zhuǎn)檢偏器，增加檢偏角度θ₂，重復(fù)步驟⑧，其中檢偏角度增加步長為5°，直至增加到180°為止，從而得到多組ΔI/I₀和θ₁,θ₂；

⑩將激光的入射角起偏角θ₁、檢偏角θ₂和測得的ΔI/I₀輸入PC機(jī)中,由PC機(jī)計算得到樣品的磁光耦合系數(shù)Q與折射率N；

調(diào)節(jié)激光電源，在可調(diào)波長激光器的輸出波長范圍內(nèi)設(shè)定一個新的輸出波長，重復(fù)過程⑦-⑩，直至測完整個光譜范圍；得到磁光耦合系數(shù)Q與折射率N的光譜曲線。