Устройство для измерения ширины линии поглощения ферромагнитного материала Советский патент 1983 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к измерительной технике сверхвысоких частот (СВЧ), а точнее к устройствам для исследования свойств ферромагнитных материалов, и может быть использовано для исследования физических свойств тонких ферритовых пленок.

Известно устройство для измерения ширины линии- поглощения СВЧ мощности (2ЛНК), соответствующей возбуждению в ферромагнитном материале колебаний вектора намагниченности с волновым- числом К 2), где Л - длина волны колебаний, зависящая от величины постоянного поля подмагничинания и частоты СВЧ сигнала, содержащее постоянный магнит, волновод или резонатор, в котором расположен исследуемый материал. Значение поглощения определяется по различию в уровнях СВЧ мощности, зарегистрированной, до ферромагнитного материала и после, а также по измерению интенсивности отклика спинового эха при определенном расстоянии между сигнальным и опорным импульсами TlJ

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения ширины линий поглощения тонких слоев ферромагнитного материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения ширины линии поглощения ферромагнитного материала, выполненное в виде линии задержкиf помещенной во внешнее постоянное магнитное поле и содеражащей входной и выходной микрополосковые преобразователи, нане-сенны-е на диэлектрическую подложку, отделяющую исследуемый ферромагнитный материал от заземляющей пластины 2. . , ,

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения ширины линии поглощения ферромагнитного материала, так как оно не позволяет учесть влияние внешнего постоянного магнитного поля и частоты СВЧ сигна-ла на условия возбуждения, затухания, и отражения магнитостатических волн.

Цель изобретения - повышение точности измерения ширины линии поглощения ферромагнитного материала.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения ширины линии поглощения ферромагнитного материала, содержащем линию задержки, расположенную во внешнем постоянном магнитном поле, состоящую из входного и выходного микрополосковых преобразователей, нанесенных на диэлектрическую подложку, линия задержки снабжена двумя дополнительными выходными микрополосковьгми преобразователя1ми, расположенными на диэлектрической подложке между входным

и выходным микрополосковыми преобразователями, причем расстояния между соседними вЕлходными микрополосковыми преобразователями не равны.

На чертеже изображена схема устройства для измерения ширины линии поглощения ферромагнитного материала

На схеме условно обозначены падающая PnoAf отраженная Рдгр прошедшая РПР мощности магнитостатической .

отбираемая отвоны и мощность дом.

Устройство выполнено в виде линии задержки, помещенной во внешнее постоянное магнитное поле, создаваемое магнитами 1, содержащей входной 2 и выходной 3 микрополосковые преобразователи, нанесенные на диэлектрическую подложку 4, отделяющую исследуемый ферромагнитный материал 5 от заземляющей пластины б i4, снабженной двумя дополнительными выходными микрополосковыми преобразователями 7 и 8, расположенными на диэлектрической подложке 4 между входным 2 и выходным 3 микрополосковыми преобразователями.

Устройство работает следующимобразом, ,- .

Через.входной микрополосковый преобразователь 2 в исследуемый ферромагнитный материал 5 подается СВЧ импульс с частотой заполнения, соответствующей диапазону возбуждения магнитостатических волн при заданном значении вектора внешнего постоянного магнитного поля. Часть, мощности импульса, которая не должна превышать допустимую для линейного режима возбуждения, преобразуетс-я в магнитостатическую волну и разделяется в ферромагнитном материале 5 на прямую Р,р и обратную Прямая магнитостатическая волна, испытав затухание и задержку на длине 1, достигает дополнительного микрополоскового преобразователя 7 с мощностью РПДД и разделяется на Porpi соответствующую мощности, отраженной от преобразователя 7, Р(р., , соответствующую мощности, прошедаей за преобразователь 7, и соответствующую мощности, отбираемой преобразователем 7. Магнитостатическая волна, сортветствующая Pnp-i сновая испытывает задержку и затухание на длине Ij. Падающая на дополнительный микрополосковый преобразователь 8 мощность Рг, Разделяется на Ротрг РПР2 и отд2° Аналогичным образом распределяется мощность на выходном преобразователе 3.

Потери в ферромагнитном материале 5, позволяющие определить значение ширины линии поглощения, связаны только с затуханием и задержкой прямой магнитостатической волны между микрополоскоБыми преобразователями и могут характеризоваться коэффициентом передачи среды , который связан с падающей и прошедшей мощностью следующим образом

/Р

Р

р;.

где i 2, 3, 4, и может быть найден из формулы полученной с учетом всех мощностейи длин между микрополосковыми преобразователями

,2 )

К„„ (р1я /р. - .13

от5, огб РОТ5,)

.

Указанная формула позволяет найти К(-р лишь в случае 1 j) т.е. расстояния между соответствующими микрополосковыми преобразователями 7 и 8, 8 и 3 должны быть не равны.

Изобретение позволяет в б раз повысить точность измерения ширины линии поглощения тонких пле10нок ферромагнитного материала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШИРИНЫ ЛИНИИ ПОГЛОЩЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА, содержащее линию задержки, расположенную во внешнем постоянном магнитном поле, состоящую из входного и выходного микрополосковых преобразователей, нанесенных на диэлектрическую подложку, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения ширины линии поглощения, линия задержки снабжена двумя дополнительными выходными микрополосковыми преобразователями, расположенными на диэлектрической подложке между входным и выходным микрополосковыми i преобразователями, причем расстояния между соседними выходными микро(Л полосковыми преобразователями не равны. li (г t , т--. . . ,, I I « I -«., I I / ЯЗг4| I fffjo, I f I / I XH g /lWfl 1 I 8 -2 -V N