Способ измерения магнитного поля Советский патент 1989 года по МПК G01R33/32 

4 СО СО

со

Од

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано в магнитооптических датчиках магнитных полей.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

На чертеже приведена структурно- функциональная схема устройства реализации способа.

Устройство содержит магнитоодноос- ную пленку j поляризатор 2, анализатор 3, источник 4 света, фотодетек- тор 5, регистрирующее устройство 6,

постоянный магнит 7. Источник 4, по- 15 пленки магнитного .поля и испйл-ьзова- ляризатор 2, магнитоодноосноная плен- ние полученной калибровочной зависика 1, анализатор 3 и фотодетектор 5 последовательно расположены на одной оптической осио Электрический выход фотодетектора 5 подключен к входу .20 регистрирующего устройства 6, Магнито- одноосная пленка помещена между

полюсами постоянного магнита 7 так,

1

что ее плоскость параллельна силовым

25

линиям.

Способ осуществляется следующим образом.

Воздействие на магнитоодноосную пленку постоянным полем магнита 7, Приложенным параллельно плоскости апенки, с напряженностью ti, превышающей после одноосной анизотропии пленки II jjs приводит к намагничиванию пленки до насьшдения вдоль направления постоянного магнитного поля. Под действием измеряемого магнитного поля Hj,, приложенного перпендикулярно плоскости пленки,вектор намагниченности выходит из плоскости пленки. Это приводит к повороту в пленке плоскости поляризации сформированного источникйм 4 и поляризатором 2 светового пучка, однозначна связанно1-1у с проекцией намагниченности

мости Н„з(Л1) в измерениях,

При скрещенных прляризаторе 2 и анализаторе 3 сигнал на выходе устройства равен нулю. Воздействие измеряемого магнитного поля вдоль нормали к плоскости пленки приводит к появлению сигнала на выходе устройства, Дпя определения направления измеряемого магнитного поля оси пропускания поляризатора и анализатора можно уста новить под углом 45. При этом в отсутствие, измеряемого магнитного поля сигнал на выходе устройства равеи 30 половине его максимального.значения, По мере увеличения угла выхода на- магниченности из плоскости пленки под действием измеряемого магнитного поля : сигнал на выходе устройства уменьшает- 35 ся при одном его направлении и увели чивается при другом.

Воздействие магнитного поля на пленку, намагниченную до насьш1ения в плоскости пленки, не приводит к 40 заролсдению доменов и доменных стенок Отсутствуют характерные для прототипа, предусматривающего намагничивание до насыщения перпендикуляр но плоскости пленки, ограничения на

на направление распространения света, 5 чувствительность, обусловленные суУказанный поворот вызывает изменение интенсивности света, пропускаемого анализатором 3 на фотодетектор 5, и, следовательно, сигнала, регистрируемо- го устройством 6, Таким образом, из- менение &I сигнала на выходе устройства 6 есть функция угла выхода вектора намагниченности из плоскости пленки, т.е.

М f(0e),(О 55

где бе У1 ол между вектором намагниченности и осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости

ществованием порогового поля заролще ния домена с обратной намагниченностью на дефекте.

Поскольку воздействие измеряемого магнитного поля приводит к однородному по площади йленки повороту векторов намагниченности, ои обладает высоким ( 1 не) быстродействием, что является дополнительным положительным эффектом. Формула изобретения

Способ измерения магнитного поля, заключающийся в том, что в измеряемо магнитное поле помещают магнитооднопленкн. Он связан с перпендикулярным плоскости пленки измеряемым магнитным полем следующим соотношением:

(Нц - Ms)sin dgcos вр-

-ь )(arctg -S - е),(2)

и ЭЛЛ

где Mg - намагниченность насьщения.

Соотношениями .(О и (2) боснова г на калибровка сигнала на выходе регистрирующего устройства 6 по напряженности перпендикулярного к плоскости

пленки магнитного .поля и испйл-ьзова- ние полученной калибровочной зависи

5

мости Н„з(Л1) в измерениях,

При скрещенных прляризаторе 2 и анализаторе 3 сигнал на выходе устройства равен нулю. Воздействие измеряемого магнитного поля вдоль нормали к плоскости пленки приводит к появлению сигнала на выходе устройства, Дпя определения направления измеряемого магнитного поля оси пропускания поляризатора и анализатора можно установить под углом 45. При этом в отсутствие, измеряемого магнитного поля сигнал на выходе устройства равеи 0 половине его максимального.значения, По мере увеличения угла выхода на- магниченности из плоскости пленки под действием измеряемого магнитного поля : сигнал на выходе устройства уменьшает- 5 ся при одном его направлении и увеличивается при другом.

Воздействие магнитного поля на пленку, намагниченную до насьш1ения в плоскости пленки, не приводит к 0 заролсдению доменов и доменных стенок Отсутствуют характерные для прототипа, предусматривающего намагничивание до насыщения перпендикулярно плоскости пленки, ограничения на

ществованием порогового поля заролще- ния домена с обратной намагниченностью на дефекте.

Поскольку воздействие измеряемого магнитного поля приводит к однородному по площади йленки повороту векторов намагниченности, ои обладает высоким ( 1 не) быстродействием, что является дополнительным положительным эффектом. Формула изобретения

Способ измерения магнитного поля, . заключающийся в том, что в измеряемое магнитное поле помещают магнитоодноосную пленку, воздействуют на пленку постоянным магнитным полем и плоско поляризованным светом, отличающийся тем, что, с целью повы тения чувствительности, постоянное магнитное поле с напряженностью, пре- вьшающей поле одноосной анизотропии пленки, прикладывают в плоскости

пленки перпендикулярно направлению . измеряемого магнитного поля и регистрируют интенсивность плоскополяризованного света, последовательно прошедшего через магнитоодноосную.пленку и анализатор, по которой определяют напряженность и направление измеряемого магнитного поля.

Изобретение касается магнитных измерений и предназначено для использования в технике магнитооптических датчиков магнитных полей. Целью изобретения является повышение чувствительности. Устройство, реализующее способ, содержит последовательно расположенные на одной оптической оси источник 4 света, поляризатор 2, магнитоодноосную пленку 1, анализатор 3, фотодетектор 5, регистрирующее устройство 6. Пленка 1 помещена между полюсами постоянного магнита 7. При измерении перпендикулярного к плоскости пленки магнитного поля пленку 1 намагничивают до насыщения полем постоянного магнита 7, параллельным плоскости пленки, с напряженностью, превышающей поле одноосной анизотропии. Регистрируют интенсивность магнитного поля, прошедшего через поляризатор 2, пленку 1 и анализатор 3, определяют напряженность и направление измеряемого магнитного поля. Способ имеет высокую чувствительность. 1 ил.