[發(fā)明專利]一種通過(guò)優(yōu)化偏振器方位角提高磁疇成像質(zhì)量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611076545.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107525769B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 連潔;李蒙蒙;楊修倫;王曉;宋浩男;石玉君;劉宇翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/21
• 分類號(hào): G01N21/21
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

本發(fā)明公開(kāi)了一種通過(guò)優(yōu)化偏振器方位角提高磁疇成像質(zhì)量的方法，所述方法通過(guò)建立磁疇成像效果（包括信噪比和對(duì)比度）與偏振器方位角組合之間的數(shù)學(xué)模型，對(duì)磁疇成像效果與偏振器方位角組合之間的關(guān)系進(jìn)行模擬分析，從而找到最佳的偏振期方位角，提高磁疇成像的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)優(yōu)化偏振器方位角提高磁疇成像質(zhì)量的方法，涉及在磁疇成像系統(tǒng)中，通過(guò)建立磁疇成像效果（主要包括信噪比和對(duì)比度兩方面）與偏振器方位角組合之間的數(shù)學(xué)模型，得到磁疇成像效果與偏振器方位角之間的關(guān)系，并通過(guò)計(jì)算分析對(duì)成像效果進(jìn)行模擬，從而找到最佳的偏振器方位角，提高磁疇成像的質(zhì)量。

背景技術(shù)

超薄磁性薄膜目前已被廣泛運(yùn)用在信息存儲(chǔ)領(lǐng)域，特別是高密度磁光存儲(chǔ)設(shè)備和自旋電子器件的設(shè)計(jì)和制造中，因此提高超磁性薄膜材料的性質(zhì)對(duì)這些領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。又由于超磁性材料的宏觀性質(zhì)是對(duì)磁疇結(jié)構(gòu)和行為的反映，因此為了進(jìn)一步了解并提高超磁性薄膜材料的性能需要對(duì)其內(nèi)部磁疇的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行深入的研究。目前對(duì)磁疇結(jié)構(gòu)和行為的研究主要采用的磁疇觀測(cè)技術(shù)有粉末法、磁力顯微鏡法、電子顯微鏡法、磁光克爾效應(yīng)法等。其中磁光克爾效應(yīng)法由于其較高的表面靈敏度和外部磁場(chǎng)兼容性在觀測(cè)外場(chǎng)作用下磁性材料尤其是超薄磁性薄膜材料中的磁疇的結(jié)構(gòu)和行為方面具有廣泛的應(yīng)用。

基于磁光克爾效應(yīng)法的磁疇成像系統(tǒng)主要是通過(guò)檢測(cè)一束線偏振光在材料表面反射后的偏振態(tài)變化引起的光強(qiáng)變化進(jìn)行磁疇觀測(cè)。因此磁疇成像的效果極易受到光學(xué)元件設(shè)置，尤其是偏振器方位角設(shè)置的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)優(yōu)化偏振器方位角提高磁疇成像質(zhì)量的方法，通過(guò)建立磁疇成像效果（包括信噪比和對(duì)比度）與偏振器方位角組合之間的數(shù)學(xué)模型，對(duì)磁疇成像效果與偏振器方位角組合之間的關(guān)系進(jìn)行模擬分析，從而找到最佳的偏振器方位角，提高磁疇成像的質(zhì)量。

為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種通過(guò)優(yōu)化偏振器方位角提高磁疇成像質(zhì)量的方法，包括以下步驟：S01、建立偏振器方位角與磁疇成像效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型，磁疇成像效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括圖像對(duì)比度C和信噪比r，偏振器方位角??1、??2與圖像對(duì)比度C、信噪比r的的關(guān)系表達(dá)式為：

（1）

（2）

其中參數(shù)B_i為磁致反射系數(shù)的實(shí)部與虛部的組合，其數(shù)值可以通過(guò)磁光橢偏實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到，

參數(shù)f_i為偏振器方位角正余弦值的組合，

i為探測(cè)器接收到的光電流，i_D為探測(cè)器的暗噪聲，i_S為散粒噪聲， V_J為熱噪聲；再根據(jù)C、r與偏振器方位角的關(guān)系表達(dá)式，建立磁疇成像效果的評(píng)價(jià)參數(shù)y，y與偏振器方位角的關(guān)系為：(3)，

其中C_max，r_max分別為對(duì)比度和信噪比的最優(yōu)值；

S02、根據(jù)公式 3對(duì)評(píng)價(jià)參數(shù)y與偏振器方位角的組合進(jìn)行模擬分析，結(jié)合由公式1、2得到的對(duì)比度C、信噪比r與偏振器方位角的關(guān)系，得到具有較好成像效果的偏振器方位角的設(shè)置方式。

本發(fā)明所述通過(guò)優(yōu)化偏振器方位角提高磁疇成像質(zhì)量的方法，步驟2具體為：S2.1、根據(jù)公式1對(duì)對(duì)比度C與偏振器方位角的關(guān)系進(jìn)行模擬分析，得到對(duì)比度最大時(shí)的偏振器方位角；S2.2、根據(jù)公式2對(duì)信噪比r與偏振器方位角的關(guān)系進(jìn)行模擬分析，得到信噪比最大時(shí)的偏振器方位角；S2.3、對(duì)前兩步得到的偏振器方位角進(jìn)行比較，若兩者相差較大，則取使對(duì)比度C不小于0.03的偏振器方位角范圍，在此范圍內(nèi)根據(jù)公式3對(duì)評(píng)價(jià)參數(shù)y與偏振器方位角的關(guān)系進(jìn)行模擬分析，得到評(píng)價(jià)參數(shù)最小時(shí)偏振器方位角的范圍，此偏振器方位角的范圍就是具有較好成像效果的偏振器方位角。