[發明專利]一種雙光束磁光譜儀

在審

• 申請號: 201810429087.2
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108387855A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 張向平;方曉華;陳興威
• 申請（專利權）人: 金華職業技術學院
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01Q60/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及物理測量技術領域，一種雙光束磁光譜儀，包括計算機、激光器I、偏振片I、激光器II、偏振片II、凸透鏡I、分束器、凸透鏡II、透鏡臺、原子力顯微鏡、探針、樣品、樣品臺、磁體、信號發生器、示波器、凸透鏡III、沃拉斯頓棱鏡I、探測器I、探測器II、沃拉斯頓棱鏡II、探測器III、探測器IV，所述探針中沿圓臺軸線方向具有通孔I、通孔II和通孔III，所述通孔II為沿探針圓臺軸線方向，所述通孔I和通孔III的軸線分別與所述通孔II軸線成正負45度角，激光束I以45度角入射，激光束II垂直入射，分別采用兩組探測器記錄反射光光強，分析反射光強的差值，無需改變裝置結構便能夠同時測量樣品的二次磁光克爾效應信號及縱向磁光克爾效應信號。

技術領域

本發明涉及物理測量技術領域，尤其是一種用于研究材料表面單個納米結構的二次磁光克爾效應的一種雙光束磁光譜儀。

背景技術

磁光克爾效應測量裝置是材料表面磁性研究中的一種重要手段，其工作原理是基于由光與磁化介質間相互作用而引起的磁光克爾效應，其不僅能夠進行單原子層厚度材料的磁性檢測，而且可實現非接觸式測量，在磁性超薄膜的磁有序、磁各向異性、層間耦合和磁性超薄膜的相變行為等方面的研究中都有重要應用。磁光克爾效應測量裝置主要是通過檢測一束線偏振光在材料表面反射后的偏振態變化引起的光強變化進行樣品表面的磁化觀測，因此其成像的效果極易受到光學元件限制，現有技術缺陷一：傳統的使用顯微鏡物鏡的聚焦克爾顯微鏡的空間分辨率由光學衍射極限所決定，因此無法得到納米尺度的磁化動態特征。近些年，在一些磁性樣品中觀測到了二次磁光克爾效應，對二次磁光克爾效應的探測與傳統的磁光克爾效應測量不同，現有技術缺陷二：裝置測量得到的二次磁光克爾效應數據需要與傳統的磁光克爾效應數據進行對比以校準，因此在現有技術中需要在同一個實驗過程中改變測試裝置的結構以完成實驗，步驟較為復雜，所述一種雙光束磁光譜儀能解決問題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明目的是采用高精度的定位裝置來獲得納米尺度樣品表面的磁化信息，本發明裝置中兩束激光同時照射在樣品表面，其中激光束I以45度角入射，激光束II垂直入射，并被樣品反射，分別采用兩組探測器記錄反射光光強，通過分析光強差值，對二次磁光克爾效應信號進行校準，得到樣品表面磁化信息。

本發明所采用的技術方案是：

所述一種雙光束磁光譜儀主要包括計算機、激光器I、偏振片I、激光器II、偏振片II、凸透鏡I、分束器、凸透鏡II、透鏡臺、原子力顯微鏡、探針、樣品、樣品臺、磁體、信號發生器、示波器、凸透鏡III、沃拉斯頓棱鏡I、探測器I、探測器II、沃拉斯頓棱鏡II、探測器III、探測器IV，xyz為空間直角坐標系、xy平面為水平面、zx平面與水平面垂直，探針位于原子力顯微鏡下端，樣品位于樣品臺上，所述樣品、樣品臺、磁體依次位于探針下方，所述探針為原子力顯微鏡探針且為圓臺形狀，所述圓臺的上底面直徑為3微米、下底面直徑為1.5微米，所述圓臺軸線方向與水平面垂直，所述透鏡臺透光，所述探針中在zx平面內具有通孔I、通孔II和通孔III，所述通孔II的軸線沿所述圓臺軸線方向，所述通孔I和通孔III的軸線分別位于所述通孔II軸線的兩側、且均與所述通孔II軸線成45度角；激光器I發出激光束I，所述激光束I能夠依次經偏振片I、凸透鏡I、透鏡臺、原子力顯微鏡、通孔I，并照射到樣品上，從樣品反射的光能夠依次經通孔III、原子力顯微鏡、透鏡臺、凸透鏡III、沃拉斯頓棱鏡I，然后分成兩束正交的偏正光并分別進入探測器I和探測器II，探測器I和探測器II均電纜連接計算機，信號發生器和示波器分別電纜連接磁體；激光器II發出激光束II，所述激光束II能夠依次經偏振片II、分束器、凸透鏡II、透鏡臺、原子力顯微鏡、通孔II，并照射到樣品上，從樣品反射的光能夠依次經通孔II、原子力顯微鏡、透鏡臺、凸透鏡III、沃拉斯頓棱鏡II，然后分成兩束正交的偏振光并分別進入探測器III和探測器IV，探測器III和探測器IV均電纜連接計算機，樣品臺能夠三維移動并能夠在xy平面內繞其中心軸旋轉。所述探針中的通孔I、通孔II和通孔III的直徑均為200納米。