Способ регистрации пространственного распределения локального магнитного поля Советский патент 1991 года по МПК G01R33/05 

Изобретение относится к магнитным измерениям может быть использовано для исследования магнитных полей.

Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ; на фиг.2 приведены зависимости, поясняющие реализацию способа.

Устройство (фиг.1) содержит генератор 1, отрезок щелевой линии 2, феррит-гранатовую пленку 3, регистрирующее устройство 4.

Способ реализуется следующим образом.

С помощью генератора 1 в отрезке щелевой линии 2 возбуждается высокочастотное поле hf, направление которого

перпендикулярно плоскости феррит-гранатовой пленки 3. Однородное Tfo и неоднородное Нд постоянные поля направлены вдоль щелевой линии (вдоль оси X на фиг. 1). При выполнении равенства H H0+Hg Hr, где Нг - резонансное поле на частоте f высокочастотного поля; (kg - постоянная), в одной из точек ХдХ0 исследуемой области локального поля HV(X) вблизи этой точки возникает область поглощения энергии высокочастотного поля.

Принимая во внимание однородность hf в нагдэавлении X и считая упрощенно, что поле hf однородно также по ширине щели и толщине пленки феррит-граната

00

/ Xn(X)dx(1)

-00

где д - толщина пленки феррит-граната;

О xj О

ю

С

d - ширина щели;

hf - амплитуда напряженности высокочастотного поля;

Xм - мнимая часть высокочастотной восприимчивости пленки.

Пример реализации способа иллюстрируется фиг.2, где изображены зависимости X (Н), Н(Х), соответствующее распределение Xй (X) и зависимость Р(Н0). Координатная зависимость суммарного поля H(X)Ho+Hg(X)+Hv(X), действующего на пленку феррит-граната для трех различных значений постоянного поля Но, показана на фиг.2б. Из фиг.2в видно, что при отсутствии исследуемого полл - этой ситуации соответствует пунктир на фиг 26.в,г - кривые X (X) для различных Но отличаются только положением на оси X (точки Хщ, Хоз, Хоз), п то

со время как площадь h / x (X)dX остается

-00

неизменной, т.е. P(H0)const (пунктир на фиг.2г). При наличии исследуемого поля градиент суммарного поля Н в точке Х0 в общем случае отличается от градиента kg неоднородного поля Ня, соотве1ственно измеряется размер резонансной области и величина поглощаемой мощности Р, При достаточно большой величине kg эффективный размер ДХ области поглощения можно считать малым по сравнению с периодом неоднородности локального поля HV(X). Тогда выражение (1) можно записать в виде

Р ttddf ДХ,(2)

где Хт - резонансное значение X, причем в точке Х0, где выполняется условие H0+Hg Hr, величина kx градиента суммарного поля равна k(x)kg+dHv/clx, Вычисляя Д X как отношение эффективной ширины Д Н кривой X11 (Н) кривой X (Н) (фиг.2а) к величине k(X) и подставляя в (2), имеем: ,11 АН

P(X0)

d Ид

(3)

g d

Из (3) получаем d Hv

dx

X X0

,ДН

-Tra

где X0 {Hr-Ho)/kg.

Таким образом, выражение 4 иллюстрирует получение зависимости градиента исследуемого локального поля от координа5 ты вдоль направления X. Распределения на- пряженности поля Hv(X) может быть получено путем интегрирования (А) по Х0 или с учетом линейности связи Х0 с Н0, интегрирования по Н0.

10 Изменение мощности Р при изменении Н0 приводит к пропорциональному изменению мощности, прошедшей в детектор 4 (фиг.1).

15Формула изобретения

Способ регистрации пространственного распределения локального магнитного поля, включающий воздействие на монокристаллическую феррит-гранатовую плен20 ку исследуемого магнитного полл, постоянного однородного магнитного поля и зысокочастотного магнитного поля и регистрацию изменения магнитного состояния пленки, отличающийся тем, что. с

25 целью повышения чувствительности и разрешающей способности, дополнительно воздействуют на феррит-гранатовую пленку неоднородным магнитным полем с постоянным с плоскости пленки градиентом, при30 чем высокочастотное магнитное поле формируют однородным в направлении градиентом, причем высокочастотное магнитное поле формируют однородным в направлении градиента неоднородного

35 магнитного поля, изменяют величину постоянного однородного поля до достижения на краях исследуемой области локального поля равенства суммарного значения напряженности постоянного однородного и

40 неоднородного полей величине поля ферромагнитного резонанса пленки феррит-граната на частоте высокочастотного поля, о пространственном распределении локального магнитного поля в направлении гради45 ента неоднородного поля судят по зависимости поглощенной в пленке высокочастотной мощности от величины постоянного однородного магнитного поля.

XZ

&

V

//

Изобретение может быть использовано для пространственного распределения локальных магнитных полей. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1, отрезок щелевой микрополосковой линии 2, феррит-гранатовую пленку 3, регистрирующее устройство 4. На феррит-гранатовую пленку воздействуют измеряемым локальным неоднородным магнитным полем, постоянным однородным магнитным полем, градиентным неоднородным магнитным полем и высокочастотным однородным магнитным полем, изменяют величину постоянного однородного магнитного поля и по зависимости поглощаемой мощности высокочастотного магнитного поля от постоянного однородного поля судят о пространственном распределении напряженности исследуемого локального поля. 2 ил.

Й/e.f

/ J