[發(fā)明專利]一種克爾靈敏度測量及校準方法

在審

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• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN109001651A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張向平;方曉華;趙永建
• 申請（專利權(quán)）人: 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G01R33/032
• 分類號: G01R33/032;G01R33/14;G01R35/00
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1.一種克爾靈敏度測量及校準方法，測量裝置主要包括激光器、非球面鏡I、孔徑光闌、偏振器、非球面鏡II、分束器、1/2波片、1/4波片、沃拉斯頓棱鏡、光電探測器I、光電探測器II、物鏡臺、物鏡、非球面鏡III、樣品、樣品臺、磁鐵、電流表、電源、示波器、計算機、檢偏器、目鏡，所述激光器的波長在400納米到800納米范圍可調(diào)，xyz為空間直角坐標系，zx為水平面，xy平面與水平面垂直，所述激光器、非球面鏡I、孔徑光闌、偏振器、非球面鏡II、分束器、物鏡及非球面鏡III組成入射光路，所述樣品、非球面鏡III、物鏡、分束器、1/2波片、1/4波片、沃拉斯頓棱鏡、光電探測器I及光電探測器II組成反射光路，所述物鏡、分束器、檢偏器及目鏡位于同一直線上且組成檢驗光路，激光器發(fā)出的光依次經(jīng)過非球面鏡I、孔徑光闌、偏振器、非球面鏡II后被分束器偏向，并依次經(jīng)過物鏡、非球面鏡III后射到樣品表面，被樣品反射的反射光依次經(jīng)過非球面鏡III、物鏡后被分束器偏向，并依次經(jīng)過1/2波片、1/4波片后在沃拉斯頓棱鏡中分成兩束分別為S偏振和P偏振的正交光，S偏振光進入光電探測器I，P偏振光進入光電探測器II，光電探測器I中探測到的光強為I_S，光電探測器II中探測到的光強為I_P，磁鐵、電流表、電源、示波器、計算機之間電纜連接，光電探測器I與計算機之間電纜連接，光電探測器II與計算機之間電纜連接，磁鐵產(chǎn)生的磁場沿x軸方向，所述克爾靈敏度包括純極向克爾靈敏度、豎直方向的縱向克爾靈敏度和橫向克爾靈敏度，所述孔徑光闌為四種孔徑模式的組合，包括孔徑模式I、孔徑模式II、孔徑模式III、孔徑模式IV，所述四種孔徑模式中的透光區(qū)域的大小及位置能夠進行微調(diào)，通過快門控制來達到不同的孔徑模式，以能夠控制入射到樣品表面的光束的入射角，通過調(diào)整偏振器、非球面鏡II、分束器II，能夠使得孔徑光闌所處的平面與物鏡的背聚焦平面共軛，孔徑光闌的半徑為20mm，其中心在xy平面內(nèi)的坐標為(0，0)，孔徑模式I的開孔為正方形，所述正方形的中心位置在(0mm，0mm)，邊長在1mm至10mm可調(diào)；孔徑模式II的開孔為長方形，所述長方形的中心位置在(0mm，-14mm)，x方向邊長在1mm至3mm范圍可調(diào)，y方向邊長在2mm至5mm可調(diào)；孔徑模式III的開孔為長方形，所述長方形的中心位置在(14mm，0mm)，y方向邊長在1mm至3mm范圍可調(diào)，x方向邊長在2mm至5mm可調(diào)；孔徑模式IV的開孔為長方形，所述長方形的中心位置在(0mm，10mm)，y方向邊長在1mm至3mm范圍可調(diào)，x方向邊長在2mm至5mm可調(diào)，通過調(diào)整檢偏器方向及位置，能夠在目鏡中觀測到物鏡的背聚焦平面上出現(xiàn)的錐光干涉圖，

其特征是，所述一種克爾靈敏度測量及校準方法包括克爾靈敏度測量方法和磁滯回線校準方法，所述克爾靈敏度測量方法如下：

測量純極向克爾靈敏度時，使用孔徑模式I，并通過調(diào)節(jié)孔徑光闌使得其開孔能夠成像于錐光干涉圖的十字形消光區(qū)域內(nèi)，此時入射光束垂直入射到樣品表面，光電探測器I和光電探測器II記錄光強并輸入計算機進行處理，得到磁疇圖像；

測量豎直方向的縱向克爾靈敏度時，使用孔徑模式II，并通過調(diào)節(jié)孔徑光闌使得其開孔能夠成像于錐光干涉圖的十字形消光區(qū)域內(nèi)，光電探測器I和光電探測器II記錄光強并輸入計算機進行處理，得到磁疇圖像；

測量橫向克爾靈敏度時，使用孔徑模式IV，并通過調(diào)節(jié)孔徑光闌使得其開孔能夠成像于錐光干涉圖的十字形消光區(qū)域內(nèi)，光電探測器I和光電探測器II記錄光強并輸入計算機進行處理，得到磁疇圖像；

所述滯回線校準方法如下：使用孔徑模式III，調(diào)節(jié)電源以使得磁鐵產(chǎn)生的磁場在-50mT到50mT之間隨時間均勻變化，光電探測器I記錄光強I_S，光電探測器II記錄光強I_P，并輸入計算機進行處理，分別得到縱向克爾和橫向克爾構(gòu)型的面內(nèi)的磁滯回線，其中縱向克爾構(gòu)型的面內(nèi)的磁滯回線的縱坐標為橫向克爾構(gòu)型的面內(nèi)的磁滯回線的縱坐標為(I_S-I_P)為光強I_S與光強I_P的差值，(I_S+I_P)_DC為光強I_S與光強I_P的和的直流分量，(I_S+I_P)_AC為光強I_S與光強I_P的和的交流分量；比較縱向克爾和橫向克爾構(gòu)型的面內(nèi)的磁滯回線，得到兩者之間的比例因子。