[發明專利]基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統及方法

有效

• 申請號: 201710021579.3
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106707209B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 唐東明;朱杰;賈龍飛;劉園;楊燚;張豹山;王嘯坤;李歌;朱逸;韓海陽
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01R33/60
• 分類號: G01R33/60
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

1.基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統，其特征在于，包括短路微帶線夾具、高斯計、螺線管、矢量網絡分析儀、電流源和程控計算機，所述短路微帶線夾具與矢量網絡分析儀連接，并放入螺線管內部；所述螺線管與電流源連接，螺線管內部還放有高斯計的霍爾探頭；所述程控計算機分別與矢量網絡分析儀和電流源相連，程控計算機上裝有使用LabVIEW語言編寫的控制軟件；磁性薄膜樣品放置在短路微帶線夾具上的信號線和地線之間；所述控制軟件包括四個模塊：儀器配置模塊、電流源控制模塊、數據顯示模塊和數據處理模塊；所述儀器配置模塊用于初始化矢量網絡分析儀和電流源，設置矢量網絡分析儀的頻率和功率，并設置電流源的電流變化速率；所述電流源控制模塊用于控制電流依次遞增并實時監測電流源輸出的電流值和電壓值；所述數據顯示模塊將電壓值和電流值、以及電流值對應的S11參數顯示在屏幕上；所述數據處理模塊用于計算共振線寬、旋磁比和朗德因子。

2.根據權利要求1所述的基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統，其特征在于，所述短路微帶線夾具包括內部微帶線、SMA接頭和外部屏蔽盒。

3.根據權利要求2所述的基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統，其特征在于，所述短路微帶線夾具的阻抗為50歐姆。

4.根據權利要求1所述的基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統，其特征在于，所述電流源為電磁鐵恒流電源，輸出電流精度為0.1mA。

5.根據權利要求1所述的基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統，其特征在于，所述螺線管是采用漆包線繞成多層均勻的同心圓，螺線管總長度為150mm，外徑80mm，內徑40mm。

6.利用如權利要求1所述基于LabVIEW的短路微帶線鐵磁共振測量系統的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：將裝有磁性薄膜樣品的短路微帶線夾具放入到螺線管內部，程控計算機控制矢量網絡分析儀給短路微帶線提供單頻的信號源，并控制電流源輸出穩定的電流給螺線管，使得螺線管內部產生均勻穩定的磁場；改變磁性薄膜樣品水平方向的磁場大小，程控計算機檢測反射回來的微波信號S11參數，并做出S參數和磁場的關系曲線圖，通過對曲線圖進行數據處理，得到磁性薄膜樣品的共振線寬、旋磁比以及朗德因子。

7.根據權利要求6所述的測量方法，其特征在于，所述高斯計只需做一次

定標，即在螺線管內部固定位置處的磁場做幾次測量，然后確定電流與磁場的比值關系，之后，再通過電流值來換算對應的磁場。

8.根據權利要求6或7所述的測量方法，其特征在于，所述程控計算機上的控制軟件接收到所有的數據后，首先根據公式B＝KI，把所有的電流I換算成磁場B，其中K是一個常數；然后對測得的S參數進行一次求導，遍歷數據，找到最大值和最小值，將最大值S_max和最小值S_min對應的磁場強度做如下處理：ΔB＝|B_Smax-B_Smin|，進而得到磁性薄膜樣品的共振線寬ΔB；再通過公式：和可以計算出旋磁比γ和朗德因子g，其中f為共振頻率，B₀為共振磁場，μ_B為波爾磁子，為普朗克常量。

9.根據權利要求8所述的測量方法，其特征在于，常數K的計算方法為：通過加電流然后讀取高斯計，可以得到電流I和磁場B的測量數值，從而得到