Магнитооптический гистериограф Советский патент 1983 года по МПК G01R33/14 

Изобретение относится к магнитным измерениям и предназначено для исследования магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков тонких магнит ных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов, а также может быть использовано при метрологической аттестации стандартных образцов магнитных и магнитооптических материалов. По основному авт. св. № 883825 известен магнитооптический гистериограф содержащий намагничивающую систему с образцом, оптически связанным через поляризатор с источником излучения и через анализатор с приемником излуче ния, генератор намагничивающего тока состоящий из усилителя мощности, управляемого аттенюатора, генератора линейно нарас7ающего напряжения и ге нератора высокой частоты, и блок регистрации, состоящий из узкбпрлосного усилителя, синхронного детектора, вы прямителя, схемы фазовой подстройки и двухкоординатного регистратора, при этом выход преобразователя напря женности магнитного поля в электрический сигнал соединен через выпрямитель с первым входом двухкоординат ного регистратора, выход приемника излучения через узкополосный усилитель и синхронный детектор, опорный вход которого подключен к выходу схемы фазовой подстройки, с вторим входом двухкоординатного регистратора. Вход схемы фазовой подстройки присоединен ц выходу узкополосного усилителя, а опорный вход - к выходу генератора высокой частоты и через управляемый аттенюатор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора линейно нарастающего напряжения и усилител мощности - к намагничивающей системе СО Однако известному гистериографу свойственна низкая точность измерения из-за принципиальной невозможности обеспечить защиту регистрирующего тракта от помех, вызывае «)1Х полем рассеяния намагничивающей системы, ,и ограниченный частотный диапазон перемагничивания образцов, обусловленный ai плитудно-частотными характеристиками приемника излучения и блока регистрации. Цель изобретения - повышение точности и расширение частотного диапазона измерений. Поставленная цель доетипается тем, что в магнитооптический гистериограф, содержащий намагничивающую систему с : преобразователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал, источник излучения, оптически связанный через поляризатор и анализатор с приемником излучения, последовательно соединенные первый генератор высокой частоты, управляемый аттенюатор и усилитель мощности, причем второй вход управляемого аттенюатора связан с генератором линейно нарастающего напряжения, выход усилителя мощности соединен с намагничивающей системой, преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал через выпрямитель связан с первым входом дзухкоординационного регистратора, приемник излучения через узкополосный усилитель и синхронизирующий детектор соединен с вторым входом двухкоординатного регистратора, вход блока фазовой подстройки подключен к выходу узкополосного усилителя, а выход - к второму входу синхронного детектора, дополнительно введены второй генератор высокой частоты, формирователь разностной частоты и азимутальный модулятор, а поляризатор и анализатор установлены в скрещенное положение, причем азимутальный модулятор оптически связан через поляризатор с источником излучения, через анализатор - с приемником излучения, а электрически связан с вторым генератором высо|(ой частоты и с первым входом формирователя разностной частоты, второй вход ютторого подключен к выходу первого генератора высокой частоты а выход - к втсфому входу блока фазовой подстройки. На чертеже представлена функциональная схема, поясняющая работу уст ройства. Устройство -содержит источник излучения 1, оптически связанный через поляризатор 2, образец 3 азимутальный модулятор Ц и анализатор 5 с приемником излучения 6. Образец 3 помещен а намагничивающую систему 7 с преобразователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал 8, который через выпрямитель 9 подключен к первому входу двухкоординатного регистратора 10. Приемнкк излучения 6 соединен со вторым входом двухкоординатного регистратора 10 через узкополосный усилитenbtl и синхронный детектор 12, второй вход которого под ключен к выходу блока фазовой подстройки 13 а намагничивающая система 7 с первым генератором высокой частоты I через усилитель мощности и управляемый аттенюатор 16, второй вход которого подключен к генератору / 1нейно нарастающего напряжения 17 Первый вход блока фазовой подстройки 13 соединен с выходом узкОполосного усилителя 11, а второй вход блока фазовой подстройки 13 с выходом форг 1роватёля рдзностной частоты 18, первый вход которого подключен к второму генератору высокой частоты 19 н к азимутальному модулятору k, а второй к-генератору высокой частоты И. Оптический гистериограф работает следующим образом. Поток от исто« шика излучения 1 проходит поляризатор 2 и падает на образец 3 помещенный в намагничивающуЮсистему 7, в которой с помощью первого генератсфа высокой частоты управляемого аттенюатора 16, генератора линейно нарастаю1цего напряжения 17 и усилителя мощности 15 создается напряженность магнитного поля, меняющаяся по синусоидальному закону с медленно увеличивающейся амплитудой. Азимут плоскости поляризации отраженного от образца 3 потока излучения изменяется пропор11ионально мгновенной намагниченности образца 3 с частотой перемагни« |вания. Далее этот поток получает азимутальную модуляцию в ази мутальном модуляторе с частотой, определяемой вторым генератором высокой частоты 19 Таким образом, мгно венное значение азимута поляризации потока излучения равно сумме мгновенных значений магнитооптического угла вращения образца 3 и фазы азимутального модулятора . Интенсивность потока после анализатора 5 пропорциональна квадрату угла между осью пропускания анализатора 5 и плоскостью . поляризации падающего на него потока излучения. В спектре потока излучения, падающего на приемник излучения 6, появляется гармоника с частотой, равной разности частот перемагничивания и азимутальной модуляции, и с амплитудой, пропорциональной - амплитуде первой гармоники намагниченности образца 3- После преобразования приёмником излучения 6 потока в электрический сигнал из него с помощью узкополосного усилителя 11, выделяется эта гармоника, усиливается; детектируется .синхронным детектором i 12 и подае гся на второй вход двух координатного регистратора 10. Опорное напряжение синхронного детектора 12 вырабатывается формирователе разностной частоты 18, а его фаза регулируется в процессе измерения блоком фазовой подстройки 13. Напряжение с преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал 8 выпрямляется выпрямителем 9 и подается на первый вход двухкоординатного регистратора 10. Экономический эффект) от использования предлагаемого оптическогЪ гистериографа обусловлен как возАожностью проведения высокочастотных измерений на пленках многих классов Kiaтериалоа, характеристики которых ранее не измерялись на магнитооптической аппаратуре, так и возможность более точного выбора оптимального технологического режима изготовления материалов и отбраковки изделий на самой ранней стадии изготовления, что исключает потери, связанные с дальнейшей отбраковкой изделий.

МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ГИСТЕР ЮГРАФ по авт. се. If 883825, о т л и чаюцийся тем, что, с целью повышения точности и расширения час тотнрго диапазона измерений, в него дополнительно введены второй генератор высокой частоты, формирователе разностной частоты и азимутальный модулятор, а поляризатор и анализатор установлены в скрещенное положение, причем азимутальный модулятор оптически связан через поляризатор с источником излучения, через анализаторсприе «4иком излучения, а электрически связан с вторым генератором аысо кой Частоты и с первым входом формирователя разностной частоты, второй вход которого подключен к выходу первого генератора высокой частоты, а М1ХОД - ко второму входу блока фазовой подстройки.