Способ измерения температуры Советский патент 1987 года по МПК G01K7/38 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения локального распределения температуры в микрообъемах, в частности, интегральных схемах.

Целью изобретения является повьше- ние быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал - шум при регистрации перемагниченных областей.

Известно, что при импульсном пере- магничивании пленок феррит-гранатов из насьш1енного- состояния пороговое

поле неоднородного вращения намагни- t5 не должна превышать 0,5-1 мкс. Для ченности монотонно зависит от обеспечения максимальной магнитоопти- температуры Т, поэтому, регистрируя ческой эффективности при регистрации

доменов с обратной намагниченностью термочувствительный пленочный элемент 20

пороговое поле неоднородного вращения намагниченности, можно судить о локальном значении Т.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Вначале к термочувствительному пленочному элементу прикладывают поле (Т), где Н„ас (Т) - максимальное значение поля насьш1ения для пленочного элемента в измеряемом интервале температур. Как следствие, в элементе исчезают домены, невыгодно намагниченные по отношению к полю Н(.„ . После приложения импульсного поля Н

(Н

гф

, противоположной полярности в гях, для которых .л,+Нш (т) - эффективное поле анизотропии

следует вьшолнить из Bi-содержащей эпитаксиальный пленки феррит-граната состава: (Y,Lu,Bi)j (Fe,Ga)5-0,2.

Использование в качестве термочувствительного элемента низкокоэрцитив- ной висмутсодержащей пленки феррит- граната позволяет повысить отношение сигнал - шум, при регистрации перемагниченных областей вследствие высокой магнитооптической добротности 30 материала, а также снизить энергопотребление, поскольку для намагничивания пленок феррит-гранатов до насыщения необходимо магнитное поле 100 Э, тогда как для большинства других тер- термочувствительного пленочного эле- 35 момагнитньпг материалов Э. мента при температуре Т), происходит Отношение сигнал - шум считьгаания неоднородное вращение намагниченное- информации магнитооптическим методом ти, приводящее к образованию неста- определяется прежде всего магнитооп- бильных динамических доменов с обрат- тической добротностью ц/ 2брУо, где ной намагниченностью, доменные стенки 40 9р - удельное фарадеевское вращение; которых движутся. Опыт показывает, oi - коэффициент поглощения. В плен- что эти домены появляются через 0,02- ках феррит-гранатов значения б и oi 0,05 МКС. При длительности импульса практически не зависят от типа редко- магнитного поля более 1 мкс положение земельных ионов, а величина макси- доменных стенок значительно отличает- 45 мальна. ся от положения изотерм. Амплитуда

перемагничивающего поля позволяет су- Существенность интервала длитель- дить от температуре не всего домена ностей перемагничивающего импульса с обратной намагниченностью, а лишь установлена в большом числе экспери- его доменных стенок в момент зарож- 50 ментальных работ. Приведенные значения границ оптимального интервала даны для пленок (Y,Lu,Bi)(Fe,Ga)jO,j с учетом всех факторов, включая повышение быстродействия и точности издения.

При минимальных значениях Н домены зарождаются в областях с наибольшей Т, и наоборот. В одноосных

висмутсодержащих эпитаксиальных плен-55 мерений.

ках феррит-гранатов, не содержащих Регистрацию доменов с обратной магнитных ионов в додэкаэдрической намагниченностью проводят при разных подрешетке, зависимость Н(Т) явля- значениях амплитуды импульсного поля, ется монотонной в диапазоне и по положению границ областей, заня

550 К, причем Н может изменяться от О до 5000 Э. Точность измерения порогового поля неоднородного вращения, как показывает опыт, составляет 5 Э, что обеспечивает точность измерения температуры, не хуже 0,5 К во всем диапазоне температур.

Динамические домены с обратной намагниченностью проявляются через 0,02-0,05 мкм, что определяет минимальную длительность импульса магнитного поля. Для обеспечения точности регистрации положения изотерм не хуже t1 мкм длительность импульса поля

тьпс доменами с обратной намагниченностью, судят о положении изотерм.

Пример. В качестве термочувствительного пленочного элемента используют эпитаксиальную пленку (Y, Lu,Bi)j (Fe,Ga)yO в которой Н изменяется от О при К до 1980 3 при К практически по линейному закону. После насыщения оно равно

1Максимальное значение К получено в центре проводника. Точность измерения ± 0,3 К.

Формула изобретения

1. Способ измерения температуры, включающий намагничивание термочувствительного элемента до насыщения, 321 Э при комнатной температуре. Пос-fo воздействие на него импульсным пере- тоянное поле смещения, которое при- магничивающим полем, освещение термо- кладьшают с помощью катушки индуктивности, составляет 400 Э. Испульсное поле Н прикладывают с помощью кату- щек Гельмгольца диаметром 3 мм. Его максимальная амплитуда достигает 3000 Э. Динамические домены с обратной намагниченностью наблюдают с помощью эффекта Фарадея в отраженном свете при использовании в качестве источника света импульсного лазера на красителе, синхронизованного с источником импуль сного магнитного поля. Длительность импульса подсветки

не превьппает 8 не. Регистрируют топо-25 а освещают чувствительный граммы тепловых полей прямолинейного элемент импульсно во время действия проводника с током, напыленного на стеклянную подложку и находящегося в контакте с пленкой феррит-граната.

По мере увеличения Н, ширина области,ЗО ю щ и и с я тем, что длительность занятой доменами с обратной намагни- импульса перемагничивающего поля со- ченностью, монотонно увеличивается.

чувствительного элемента, регистрацию перемагниченных областей последнего и определение температуры по

15 амплитуде перемагничивающего поля, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал 20 шум при регистрации перемагниченных областей, в качестве термочувствительного элемента используют висмутсодержащую эпитаксильную пленку феррит-граната состава (У,Ьи,В1)з (Fe,

перемагничивающего поля.

2. Способ по П.1, о т л ич а ставляет 0,02-1 мкс.

Редактор Н.Егорова

Составитель Г.Рязанцев

Техред В. Кадар Корректор А.Ильин

Заказ 2498/32Тираж 776Подписное

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

1Максимальное значение К получено в центре проводника. Точность измерения ± 0,3 К.

Формула изобретения

1. Способ измерения температуры, включающий намагничивание термочувствительного элемента до насыщения, воздействие на него импульсным пере- магничивающим полем, освещение термо-

а освещают чувствительный элемент импульсно во время действия

чувствительного элемента, регистрацию перемагниченных областей последнего и определение температуры по

амплитуде перемагничивающего поля, отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения быстродействия и точности определения температуры за счет увеличения отношения сигнал шум при регистрации перемагниченных областей, в качестве термочувствительного элемента используют висмутсодержащую эпитаксильную пленку феррит-граната состава (У,Ьи,В1)з (Fe,

а освещают чувств элемент импульсно во врем

перемагничивающего поля.

O а освещают чувствительный мент импульсно во время действия

2. Способ по П.1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что импульса перемагничив

ставляет 0,02-1 мкс.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении локального распределения температуры в микрообъектах. Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности измерений за счет увеличения отношения сигнал - шум при регистрации перемагниченных областей. В качестве термочувствительного элемента (ТЧЭ) используют висмутсодержащую эпитаксиальную пленку феррит-граната состава (Y, Lu, Bi)j (Fe, Ga) 0,j. Ha намагниченный до насьщения ТЧЭ воздействуют импульсным перемагничивающим полем с длительностью импульса 0,02 - 1 мкс. Одновременно импульсно освещают ТЧЭ для наблюдения динамических доменов с обратной намагниченностью в отраженном свете. 1 з.п. ф-лы. 30 ч