SU1226371A1 - Magneto-optical method and apparatus for recording magnetic hysteresis loop - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к магнито- измерительной технике. Может быть использовано -дл  изучени  магнитных свойств макро-и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, плас- Тин и поверхностных слоев массивных образцов. Цель изобретени  - повышение точности измерений - достигаетс  за счет исключени  вли ни  дрейфа выходного сигнала на результат измерени . Способ предусматривает перемагничивание образца измен ющимс  магнитным полем, освещение образца линейно пол ризованньм световым потоком и измерение угла вращени  плоскости пол ризации прошедшего или отраженного светового потока. Устройство , реализующее способ, о собеннос- ти его конструкции и состав функциональных блоков, выполн ницих всю последовательность операций способа, привод тс  в описании изобре гени . 2 с.п. ф-лы. 1 ил. (Л 1C 1чЭ О) со This invention relates to a magnetometer. It can be used to study the magnetic properties of the macro and micro parts of samples of various classes of ferromagnets: thin magnetic films, Tin plates and surface layers of massive samples. The purpose of the invention, the improvement of measurement accuracy, is achieved by eliminating the influence of the output signal drift on the measurement result. The method involves reversal of the sample by a varying magnetic field, illumination of the sample with a linearly polarized light flux, and measurement of the angle of rotation of the polarization plane of the transmitted or reflected light flux. A device that implements the method, the property of its design and the composition of the functional blocks, performed the entire sequence of operations of the method, are described in the description of the invention. 2 sec. f-ly. 1 il. (L 1C 1CHE O) with

Description

1one

Изобретение относитс  к магнито- измерительной технике и может быть использовано дл  изучени  магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов .The invention relates to a magnetometer and can be used to study the magnetic properties of the macro and micro parts of samples of various classes of ferromagnets: thin magnetic films, plates and surface layers of massive samples.

Цель изобретени  - повьшение точности измерений за счет исключени  вли ни  дрейфа выходного сигнала, обусловленного механическими смещени ми пол ризаторов на результат измерени .The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy by eliminating the influence of the output signal drift, due to mechanical displacements of the polarizers on the measurement result.

Способ регистрации петель магнитного гистерезиса заключаетс  в пере- магничивании образца измен ющимс  магнитным полем, освещении образца линейно пол ризованным световьм потоком и измерении угла вращени  плоскости пол ризации прошедшего или jотраженного светового потока, при : этом образец освещают дополнительным линейно пол ризованным свето- вьи потоком, распростран ющимс  навстречу основному, измер ют разность углов вращени  плоскости пол ризации основного и дополнительного потоков , а петлю гистерезиса регистрируют по зависимости этой, разности от напр женности магнитного пол . На чер 1;еже приведена схема, по сн юща  работу устройства.The method of registering magnetic hysteresis loops is to re-magnetise a sample with a varying magnetic field, illuminate the sample with a linearly polarized light flux, and measure the angle of rotation of the polarization plane of the transmitted or j-reflected light flux; in this case, the sample is illuminated with an additional linearly polarized light flux, opposite to the main axis, the difference in the angles of rotation of the plane of polarization of the main and additional flows is measured, and the hysteresis loop is recorded according to This difference is due to the intensity of the magnetic field. Figure 1; a schematic diagram illustrating the operation of the device.

Магн итооптическое устройство дл  регистрации петель магнитного резиса, содержит последовательно соединенные генератор 1 намагничивающего тока, намагничиваюЕций блок 2, преобразователь 3 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал оптически св занные источник 4 излучени , светоделитель 5, два пол  ризатора 6 и 7 и два фотоприёмника 8 и 9, а также дисковый обтюратор 10 и два зеркала 11 и 12, при этом выход преобразовател  3 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал подключен к первому входу двухкоординатного регистратора 13, выход первого фотоприемника 8 через узкополосный усилитель 14 и синхронный детектор 15 подключен к второму входу двухкоординатного регистратора 13, а выход второго фотоприемника 9 подключен к опорному входу синхронного детектора 15,A magneto-optical device for registering magnetic loops, contains a magnetizing current generator 1, magnetizing unit 2, a magnetic field to electric signal intensity converter 3, an optically coupled radiation source 4, a beam splitter 5, two polarizers 6 and 7 and two photoreceivers 8 and 9, as well as a disk shutter 10 and two mirrors 11 and 12, while the output of the converter 3 of the magnetic field strength to an electrical signal is connected to the first input of a two-coordinate recorder 13, the output of the first photodetector 8 through the narrowband amplifier 14 and the synchronous detector 15 is connected to the second input of the two-coordinate recorder 13, and the output of the second photoreceiver 9 is connected to the reference input of the synchronous detector 15,

Устройство содержит также образец 16. Обтюратор представл ет собой зеркальный диск из полированногоThe device also contains sample 16. The obturator is a mirror disk of polished

toto

2020

2525

1226371212263712

алюмини  толщиной 3 мм и диаметром 200 мм, на котором имеютс  19 отверстий диаметром 14 мм, расположенных по окружности. Диск закреплен на оси, котора  с помощью шкива и пасси-- ка соединена с двигателем.aluminum with a thickness of 3 mm and a diameter of 200 mm, on which there are 19 holes with a diameter of 14 mm located around the circumference. The disk is fixed on the axle, which is connected with the engine with the help of a pulley and a belt pulley.

Предлагаемый способ осуществл ют с. помощью предлагаемого устройства следуюпц-см образом.The proposed method is carried out with. using the proposed device in the following way-see.

Генератор 1 намагничивающего тока вырабатьгоает ток, измен ющийс  по заданному закону, который с помощью намагничивающего блока 2 преобразуетс  в напр женность магнитного пол , JJ перемагничивающего образец 16. Световой поток от источника 4 излучени  делитс  светоделителем 5 на две части, одна из которых в зависимости от полозкени  дискового обтюратора 10 проходит через окно обтюратора 10, отражаетс  первым 11 или вторым 12 зеркалом, пол ризуетс  первым 6 или вторым 7 пол ризатором и падает на образец 16. Азимут плоскости пол ризации прошедшего или отраженного от образца 16 светового потока измен етс  на угол, пропорциональный намагниченности освещенного участка образца 16,, причем углы дл  световьгх потоков, распростран ющихс  навстре- чу друг другу, равны по величине и противоположны по знаку.The magnetizing current generator 1 generates a current changing according to a given law, which with the help of the magnetizing unit 2 converts the magnetic field strength, JJ reversal sample 16. The light flux from the radiation source 4 is divided by the beam splitter 5 into two parts, one of which, depending on the disc obturator 10 passes through the obturator window 10, is reflected by the first 11 or second 12 mirror, polarized by the first 6 or second 7 polarizer and falls on the sample 16. The polarization plane of the past or reflected from sample 16, the luminous flux is changed by an angle proportional to the magnetization of the illuminated portion of the sample 16 ,, wherein angles for svetovgh streams propagating navstre- chu each other, are equal in magnitude and opposite in sign.

После второго 7 или первого 6 пол ризатора изменени  азимута пол ризации прошедшего или отраженного светового -потока преобразуютс  в изменени  интенсивности потока, причем изменени  интенсивности дл  световых потоков, распростран ющихс  навстречу друг другу, равны по величине и противоположны по знаку,. Далее световой поток отражаетс  от второго 12 или первого 11 зеркала, отражаетс  от зеркальной поверхности обтюратора 10 и преобразуетс  первым фотоприемником 8 в электрический сигнал. Так как по мере вращени  дискового обтюратора 10 на первый фотоприемник 8 поочередно падают световые потоки, прошедшие образец 16 навстречу друг другу,, на его выходе формируетс  электрический сигнал, перва  гармоника которого с частотой, равной частоте коммутации светового потока, пропорциональна разности углов вращени  плоскости пол ризации прошедших или отраженных от образца 16 световых потоков, распростран ющихс  навстречу друг другу, и практически не зависитAfter the second 7 or first 6 polarizer, the changes in the azimuth of the polarization of the transmitted or reflected light flux are converted into changes in the intensity of the flow, and the intensity changes for the light fluxes extending opposite each other are equal in magnitude and opposite in sign. Further, the luminous flux is reflected from the second 12 or first 11 mirror, is reflected from the mirror surface of the obturator 10, and is converted by the first photodetector 8 into an electrical signal. As the disk shutter 10 rotates, light streams alternately fall on the first photodetector 8, passing the sample 16 towards each other, an electrical signal is generated at its output, the first harmonic of which is proportional to the difference in the angles of rotation of the field plane 16 fluxes transmitted or reflected from the sample, extending towards each other, are practically independent

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

от механического смещени  азимутов пол ризаторов 6 и 7. Этот сигнал усиливаетс  узкополосным усилителем 14, детектируетс  синхронным детектором 15, опорный сигнал которого снимаетс  с второго фотоприемника 9, и поступает на У-вход двухкоординатного регистратора 13. На его Х-вход подаетс  напр жение, пропорциональное напр женности магнитного пол , снимаемое с выхода преобразовател  3 напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, и регистрируетс  петл  магнитного гистерезиса освещенного участка образца 16.from mechanical displacement of azimuths of polarizers 6 and 7. This signal is amplified by a narrowband amplifier 14, detected by a synchronous detector 15, the reference signal of which is removed from the second photodetector 9, and fed to the Y input of a two-coordinate recorder 13. A voltage is applied to its X input, a proportional magnetic field, taken from the output of the magnetic field converter 3 into an electric signal, and a magnetic hysteresis loop of the illuminated portion of the sample 16 is recorded.

Claims (2)

Формула изобретени  1, Магнитооптический способ реги-Claim 1, the magneto-optical method of registration страции петель магнитного гистерезиса 2о Усилитель и синхронный детектор подзаключающийс  в перемагничивании образца измен ющимс  магнитным полем, освещении образца линейно пол ризованным световым потоком и измерении угла вращени  плоскости пол ризации прошедшего или отраженного светового потока, отличающийс  тем, что, с целью повьщ1ени  точности регистрации , образец освещают дополнительным линейно пол ризованным световым потоком, распростран кмцимс  навстречу основному, измер ют разность углов вращени  плоскости пол ризации основного и дополнительного потоков , а петлю гистерезиса регист252o magnetic hysteresis loop stresses The amplifier and synchronous detector is subconcluded in reversing the sample with a varying magnetic field, illuminating the sample with a linearly polarized luminous flux and measuring the angle of rotation of the polarization plane of the transmitted or reflected light flux, characterized in that, in order to increase the registration accuracy, the sample illuminate with additional linearly polarized luminous flux, spreading km-cim towards the main one, measure the difference of the angles of rotation of the polarization plane primary and secondary flows, and the hysteresis loop is register25 30thirty ключей к второму входу двухкоординатного регистратора, а второго фотоприемника подключен к опорному входу синхронного детектора, о т- лич-ающеес  тем, что, с целью повьшзени  точности измерени , плоско сти диска обтюратора выполнены зеркальными, источник излучени  через светоделитель, окно обтюратора, первое зеркало, рервый и второй пол ризаторы , второ.е зеркало, первую зеркальную поверхность обтюратора оптически св зан с первым фотоприемником а через светоделитель и вторую зеркальную поверхность обтюратора - сkeys to the second input of the two-coordinate recorder, and the second photodetector is connected to the reference input of the synchronous detector, which is different from the fact that, in order to increase the measurement accuracy, the flatness of the shutter disk is mirrored, the radiation source through the beam divider, the window obturator, the first mirror The second and second polarizers, the second mirror, the first mirror surface of the obturator are optically connected to the first photodetector and through the beam splitter and the second mirror surface of the obturator - рируют по зависимости этой раз- 35 вторым фотоприемником.They are measured according to the dependence of this second photodetector. 226371226371 ностиto от напр женности магнитного пол .from the intensity of the magnetic field. 2. Магнитооптическое устройство дл  регистрации петель магнитного гистерезиса, содержащее последовательно соединенные генератор намагничивающего тока, намагничивающий блок преобразователь напр женности магнитного пол  в электрический сигнал, оптически св занные между собой источник излучени , светоделитель , два пол ризатора и два фотоприемника , а также дисковый обтюратор и- два зеркала, при этом выход , преобразовател  напр женности магнитного пол  в электрический сигнал подключен к первому входу двухкоординатного регистратора, выход первого фотоприемника через узкополосный2. A magneto-optical device for recording magnetic hysteresis loops, containing a magnetizing current generator connected in series, a magnetizing unit transforming the magnetic field into an electric signal, an optically coupled radiation source, a beam splitter, two polarizers, and two photodetectors, as well as a disk obturator and - two mirrors, with the output, the transformer of the magnetic field into the electric signal, connected to the first input of the two-coordinate recorder ra, the output of the first photodetector through a narrowband 10ten 5five 00 ключей к второму входу двухкоординатного регистратора, а второго фотоприемника подключен к опорному входу синхронного детектора, о т- лич-ающеес  тем, что, с целью повьшзени  точности измерени , плоско сти диска обтюратора выполнены зеркальными, источник излучени  через светоделитель, окно обтюратора, первое зеркало, рервый и второй пол ризаторы , второ.е зеркало, первую зеркальную поверхность обтюратора оптически св зан с первым фотоприемником а через светоделитель и вторую зеркальную поверхность обтюратора - сkeys to the second input of the two-coordinate recorder, and the second photodetector is connected to the reference input of the synchronous detector, which is different from the fact that, in order to increase the measurement accuracy, the flatness of the shutter disk is mirrored, the radiation source through the beam divider, the window obturator, the first mirror The second and second polarizers, the second mirror, the first mirror surface of the obturator are optically connected to the first photodetector and through the beam splitter and the second mirror surface of the obturator - 1ЙГ51YG5 /ч 9 .--}/ h 9 .--} /а 1 -М-Р--// a 1 -MR - / Редактор Н. ЯцолаEditor N. Yatsola Составитель М. КлыковаCompiled by M. Klykova Техред И.Попович Корректор С.ЧерниTehred I.Popovich Proofreader S.Cherni Заказ 2127/44 Тираж 728ПодписноеOrder 2127/44 Circulation 728 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие,г.Ужгород,ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4