Магнитооптический способ регистрации петель магнитного гистерезиса и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R33/14 

1

Изобретение относится к магнито- измерительной технике и может быть использовано для изучения магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, пластин и поверхностных слоев массивных образцов.

Цель изобретения - повьшение точности измерений за счет исключения влияния дрейфа выходного сигнала, обусловленного механическими смещениями поляризаторов на результат измерения.

Способ регистрации петель магнитного гистерезиса заключается в пере- магничивании образца изменяющимся магнитным полем, освещении образца линейно поляризованным световьм потоком и измерении угла вращения плоскости поляризации прошедшего или jотраженного светового потока, при : этом образец освещают дополнительным линейно поляризованным свето- вьи потоком, распространяющимся навстречу основному, измеряют разность углов вращения плоскости поляризации основного и дополнительного потоков, а петлю гистерезиса регистрируют по зависимости этой, разности от напряженности магнитного поля. На чер 1;еже приведена схема, поясняющая работу устройства.

Магн итооптическое устройство для регистрации петель магнитного резиса, содержит последовательно соединенные генератор 1 намагничивающего тока, намагничиваюЕций блок 2, преобразователь 3 напряженности магнитного поля в электрический сигнал оптически связанные источник 4 излучения, светоделитель 5, два поля ризатора 6 и 7 и два фотоприёмника 8 и 9, а также дисковый обтюратор 10 и два зеркала 11 и 12, при этом выход преобразователя 3 напряженности магнитного поля 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,

Устройство содержит также образец 16. Обтюратор представляет собой зеркальный диск из полированного

to

20

25

12263712

алюминия толщиной 3 мм и диаметром 200 мм, на котором имеются 19 отверстий диаметром 14 мм, расположенных по окружности. Диск закреплен на оси, которая с помощью шкива и пасси-- ка соединена с двигателем.

Предлагаемый способ осуществляют с. помощью предлагаемого устройства следуюпц-см образом.

Генератор 1 намагничивающего тока вырабатьгоает ток, изменяющийся по заданному закону, который с помощью намагничивающего блока 2 преобразуется в напряженность магнитного поля, JJ перемагничивающего образец 16. Световой поток от источника 4 излучения делится светоделителем 5 на две части, одна из которых в зависимости от полозкения дискового обтюратора 10 проходит через окно обтюратора 10, отражается первым 11 или вторым 12 зеркалом, поляризуется первым 6 или вторым 7 поляризатором и падает на образец 16. Азимут плоскости поляризации прошедшего или отраженного от образца 16 светового потока изменяется на угол, пропорциональный намагниченности освещенного участка образца 16,, причем углы для световьгх потоков, распространяющихся навстре- чу друг другу, равны по величине и противоположны по знаку.

После второго 7 или первого 6 поляризатора изменения азимута поляризации прошедшего или отраженного светового -потока преобразуются в изменения интенсивности потока, причем изменения интенсивности для световых потоков, распространяющихся навстречу друг другу, равны по величине и противоположны по знаку,. Далее световой поток отражается от второго 12 или первого 11 зеркала, отражается от зеркальной поверхности обтюратора 10 и преобразуется первым фотоприемником 8 в электрический сигнал. Так как по мере вращения дискового обтюратора 10 на первый фотоприемник 8 поочередно падают световые потоки, прошедшие образец 16 навстречу друг другу,, на его выходе формируется электрический сигнал, первая гармоника которого с частотой, равной частоте коммутации светового потока, пропорциональна разности углов вращения плоскости поляризации прошедших или отраженных от образца 16 световых потоков, распространяющихся навстречу друг другу, и практически не зависит

30

35

40

45

50

55

от механического смещения азимутов поляризаторов 6 и 7. Этот сигнал усиливается узкополосным усилителем 14, детектируется синхронным детектором 15, опорный сигнал которого снимается с второго фотоприемника 9, и поступает на У-вход двухкоординатного регистратора 13. На его Х-вход подается напряжение, пропорциональное напряженности магнитного поля, снимаемое с выхода преобразователя 3 напряженности магнитного поля в электрический сигнал, и регистрируется петля магнитного гистерезиса освещенного участка образца 16.

Формула изобретения 1, Магнитооптический способ реги-

страции петель магнитного гистерезиса 2о Усилитель и синхронный детектор подзаключающийся в перемагничивании образца изменяющимся магнитным полем, освещении образца линейно поляризованным световым потоком и измерении угла вращения плоскости поляризации прошедшего или отраженного светового потока, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности регистрации, образец освещают дополнительным линейно поляризованным световым потоком, распространякмцимся навстречу основному, измеряют разность углов вращения плоскости поляризации основного и дополнительного потоков , а петлю гистерезиса регист25

30

ключей к второму входу двухкоординатного регистратора, а второго фотоприемника подключен к опорному входу синхронного детектора, о т- лич-ающееся тем, что, с целью повьшзения точности измерения, плоско сти диска обтюратора выполнены зеркальными, источник излучения через светоделитель, окно обтюратора, первое зеркало, рервый и второй поляризаторы, второ.е зеркало, первую зеркальную поверхность обтюратора оптически связан с первым фотоприемником а через светоделитель и вторую зеркальную поверхность обтюратора - с

рируют по зависимости этой раз- 35 вторым фотоприемником.

226371

ности

от напряженности магнитного поля.

2. Магнитооптическое устройство для регистрации петель магнитного гистерезиса, содержащее последовательно соединенные генератор намагничивающего тока, намагничивающий блок преобразователь напряженности магнитного поля в электрический сигнал, оптически связанные между собой источник излучения, светоделитель, два поляризатора и два фотоприемника, а также дисковый обтюратор и- два зеркала, при этом выход , преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал подключен к первому входу двухкоординатного регистратора, выход первого фотоприемника через узкополосный

10

5

0

ключей к второму входу двухкоординатного регистратора, а второго фотоприемника подключен к опорному входу синхронного детектора, о т- лич-ающееся тем, что, с целью повьшзения точности измерения, плоско сти диска обтюратора выполнены зеркальными, источник излучения через светоделитель, окно обтюратора, первое зеркало, рервый и второй поляризаторы, второ.е зеркало, первую зеркальную поверхность обтюратора оптически связан с первым фотоприемником а через светоделитель и вторую зеркальную поверхность обтюратора - с

Изобретение относится к магнито- измерительной технике. Может быть использовано -для изучения магнитных свойств макро-и микроучастков образцов различных классов ферромагнетиков: тонких магнитных пленок, плас- Тин и поверхностных слоев массивных образцов. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается за счет исключения влияния дрейфа выходного сигнала на результат измерения. Способ предусматривает перемагничивание образца изменяющимся магнитным полем, освещение образца линейно поляризованньм световым потоком и измерение угла вращения плоскости поляризации прошедшего или отраженного светового потока. Устройство, реализующее способ, о собеннос- ти его конструкции и состав функциональных блоков, выполняницих всю последовательность операций способа, приводятся в описании изобре гения. 2 с.п. ф-лы. 1 ил. (Л 1C 1чЭ О) со

1ЙГ5

/ч 9 .--}

/а 1 -М-Р--/

Редактор Н. Яцола

Составитель М. Клыкова

Техред И.Попович Корректор С.Черни

Заказ 2127/44 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4