Способ измерения магнитного поля Советский патент 1983 года по МПК G01R33/32 

Изобретение относится к йзмерительной технике и может быть использовано при измерении постоянных переменных или импульсных магнитных полей.

Известен способ измерения магнитного поля, основанный на эффекте Фарадея, при котором в качестве рабочего тела используют диамагнитные стекла 1 J.

Недостатком данного способа является низкая чувствительность.

Наиболее б изким по технической сущности к предлагаемому является способ, основанный на магнитооптической регистрации с помощью эффекта Фарадея поведения доменной структуры магнитоодноосной пластины включающий помещение магнитоодноосной пленки с доменной структурой, в постоянное магнитное поле, освещение пленки лучом поляризованного света, регистрацию проходящей компоненты поляризованного света и воздействие на пленку измеряемым магнитным полем С2 .

Недостатком известного; способа является невозможность измерения переменного магнитного поля, частотный спектр которого превышает единицы мегагерц, что является следствием ограниченности скорости перемещения границ доменов.

Цель изобретения - расширение частотного диапазона регистрации ма.гнитных полей.

Указанная цель достигается тем что магнитоодноосная пленка с доменной структурой помещается в постоянное магнитное поле., освещается лучом поляризованного света, регистрируется проходящая компонента поляризовагнного света и на пленку воздествует измеряемое магнитное поле, постоянное Магнитное поле формиру- . ется однородным и ортогональным направлению луча поляризованного света, перед воздействием на пленку измеряемся магнитным полем ее поворачивают вокруг оси, совпадающей с напрсшлением луча поляризованного света или оси, лежащей в плоскости пленки перпендикулярно направлениям постоянного магнитного поля и луча поляризованного света до положения, при котором резко изменяется йнтён сивность проходящей компоненты поляризованного света, затем, осуществляя, угловые колебания пленки относительно этого положения, увеличивают постоянное магнитное поле до значения, при котором имтенс11вность проходящей компоненты поляризованного света перестает изменятьсяf а при воздействии на пленку измеряемьм магнитным полем осуществляется рдйрвременный поворот пленки, луча поляризованного света и постоянного

магнитного поля, при их неизменном относительном расположении, до получения максимального изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света, при этом о направлении и величине измеряемого магнитного поля судят по ориентации луча поляризованного света и по полученным значениям напряженности постоянного магнитного поля и изМенения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света.

На фиг. 1 показана общая схема расположения магнитоодноосной пленки, луча поляризованного света и магнитных полей; на фиг. 2 - зависимость проходящей компоненты поляризованного света от угла поворота плеки;н1а фиг. 3 - зависимость величины производной интенсивности проходящей компоненты поляризованного света по углу поворота пленки, от величины постоянного магнитного пол на фиг. 4 -зависимости изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света от величины измеряемого магнитного поля, регистрируекые при различных значеииях постоянного магнитного поля.

Способ осуществляется следующим образом.

Магннтоодноосная пленка I (фиг.1 с доменной структурой, изготовленная, например, из феррита-граната, ось легкого немагничивания которой ориентирована ортогонально к плоскости плёнки 1 или отклонена на некЬторый угол (ЗО) от нормали, по мещается в постояяное магнитное поле н, однородное в, об.ластк пространства, занимаемого этой пленкой. Пленка 1 освещается лучом 2 поляризованного света, направление которого перпендикулярно направлению постоянного магнитного поля ПрОхо.дящая компонента поляризованного света выделяется анализатором 3 поляризации и регистрируется. Затем плеика 1 поворачивается вокруг оси, совпадающей с направлением луча 2 поляризованного света или оси 4, лежащей в плоскости пленки 1 перпендикулярно направлениям постоянного поля ТГ, и луча 2 поляризованного света до положения, при котором резко изменяется интеисивность проходящей 1С9МПонемты поляризованного света. Интеисивность проходящей компоненты поляризованного света изменяется в результате поворота плоскости полярИзациН падгиощего. луча (эффект Фарадея) согласно зависимости, изображенной на фиг. 2.

Резкое изменение кривой Э(Ч; Ч) соответсвует изменению направления намагниченности пленки 1 на противоположное и возникает при пересече НИИ направления вектора постоянного .магнитного поля и плоскости, перпендикулярной оси легкого намагничи вания пленки. Необходимость вращения пленки обуслоалена тем, что в регшьных пленках в большинстве случаев ось легкого намагничивания отклонена от нормали к плоскости п;1енки на единицы (иногда десятки ) градиусов. После снятия зависимости 3(4)или Э(МТпленку 1 устанавливают в положение, соответствуквдее точке максимальной крутизны перепала кривой D( Х Чо на фиг. 2),после чего увели чивают постоянное магнитное поле до величины, равной или большей вел чины, соответствующей резкому умень шению крутизны перепада зависимости.). Полученное значение поля сортветствует..резкому уменьшению производной.4i-(MJ, как показано на фиг. 3, при н 7, Нд, где Н„- поле анизотропии пленки. При Н Н j,, доменная структура в пленке исчезае однако благодаря компенсации поля анизотропии постоянным магнитным . полем Н, интенсивность проходящей компоненты поляризованного света сильно зависит от проекции измеряемьго поля К на ось луча поляризован ного света. Для определения полной величины поля h, при воздействии ни пленку этим полем, пленку поворачивают вместе с постоянным магнитным полем if, лучом 2 поляризованного света и анализатором 3, сохраняя их достигнутое взаимное расположение неизменным, до получения максимального изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света по отношению к значению, зарегистрированному в отсутствие измеряемого поля. После этого по достигнутой ориентации луча света определяется ориентация вектора измеряемого магнитного поля, которая, в результате проделанных операций, совпадает с направлением луча 2 поляризованного света, а по величине изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света и напряженности постоянного магнитного поля рассчитывается напряженность измеряемого магнитного поля h. Напряженность поля h рассчитывается, например, с помощью градупровочных кривых, две из которых показаны на фиг. 4, где приведены зависимости изменения иитенсивности проходящей компоненты поляризованного света -лЗ от величины измеряемого поля h для двух вначений постоянного магнитного поля Н, и Н, причем Н 2 Н . Проведение измерений магнитного поля «jHcaHHbw выше способом обеспечивает расширение частотного диапазона измерений не менее чем до 30 МГц. 8У

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНО ПОЛЯ, основанный на помещении магнитоодноосной пленки с доменной структурой в постоянное магнитное поле, освещении ее лучом поляризованного света, регистрации проходя щей компоненты поляризованного све та и воздействии на пленку измеряе мым магнитным полем, отлича ющийся тем, что, с целью рас ширения частотного диапазона, постоянное магнитное поле формируют однородным и ортогональным направл нию луча поляризованного света, перед воздействием на пленку измеряемлм Магнитным полем ее поворачи вают вокруг оси, совпадающей с направлением луча поляризованного света или оси, лежаще.й в плоскости пленки перпендикулярно направлениям постоянного магнитного поля и луча поляризованного света до положения, при котором резко изменяется интенсивность проходящей компоненты .поляризованного света, затем, осуществляя угловые колебания пленки относительно этого положения,.увеличивают постоянное магнитное поле до значения, при котором интенсивность проходящей компоненты полярИ зованного света перестает изменяться, а при воздействии на пленку измеряемым магнитным полем осуществляется одновременный поворот пленки, луча поляризованного света и постоянного магнитного поля, при их неизменном-относительном расположении, до получения максимального изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света, при этом о на.правлении и величине измеряемого магнитного поля судят по ориентации луча поляризованного света и по полученным значениям напряженности постоянного магнитного поля и изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света.