Способ визуализации магнитной сигналограммы и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G11B11/00 

нитной пленки с полосовой доменной структурой, ориентацией доменов пленки убывающим до нуля переменным магнитным полем с последующим приложением переориентирующего постоянного магнитного поля.

Однако данный способ требует применения коллоидных растворов, ограничивающих возможность его промышленного использования, значительного объема ручных операций, вносит загрязнения на носитель.. . : -;, -.- V;. ..-,.. ;. - .

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ визуализации сигналограмм, по которому формируют изображение виЗуализируемого сигнала воздействием поляризованного света на магнитооптический элемент(МОЭ), на который воздействуют также магнитными полями рассеяния дорожки записи визу- ализируемОго сигнала и знакопеременным во времени дополнительным магнитным полем, при котором пространственная составляющая этого поля параллельна оси намагниченности МОЭ.

К недостаткам данного способа следует отнести снижение контрастности изображения из-за электромагнитного встряхива- ния доменов, наблюдения помимо сигналограммы собственной доменной структуры, механических дефектов МОЭ, и поверхностных его загрязнений. Это затрудняет процесс визуализаций, вносит погрешности, предъявляет повышение требования к качеству МОЭ.

Цель изобретения-повышение качества и достоверности визуализации, а также исключение возможности повреждения МОЭ и носителя магнитной сигналограммы (НМС) и упрощение процесса визуализации.

Для достижения цели по способу визуализации магнитной сигналограммы, при котором формируют изображение визуализйруеМогб сигнала одновременным воздействием на МОЭ поляризованного света и магнитных полей рассеяния визуа- лизируемого сигнала НМС., перед началом визуализации измеряют период собственной доменной структуры МОЭ и размеры его дефектов, вычисляют средний размер d дефектов МОЭ, который в процессе визуализации равномерно перемещают параллельно плоскости НМС со скоростью v, определяемой из соотношения

(1)

где т время релаксации процесса визуализации.

В устройство для визуализации магнитной сигналограммы, содержащее поляризационный микроскоп, в предметной плоскости которого размещен МОЭ, установленный на НМС, а также соленоид, введен блок перемещения МОЭ, состоящий из размещенных в корпусе упругого элемента, ферромагнитной каретки и держателя МОЭ, соленоид установлен в корпусе с возможноо стью взаимодействия его якоря с ферромагнитной кареткой в направлении, параллельном предметной плоскости поляризационного микроскопа, при этом каретка соединена с корпусом через упругий

5 элемент, а с МОЭ через держатель.

Кроме того, в устройство введен установленный в корпусе блока перемещения МОЭ электромагнит, якорь которого установлен с возможностью взаимодействия с

0 ферромагнитной кареткой в направлении, перпендикулярном предметной плоскости поляризационного микроскопа.

Суть способа заключается в следующем. ;

5При воздействии на МОЭ магнитных полей рассеяния дорожки НМС на МОЭ репли- цируются домены, визуализация картины магнитных полей сигналограммы НМС осуществляется в поляризованном свете. Вме0 сте с тем. МОЭ имеет собственную доменную структуру, не связанную с магнитными полями НМС, но также наблюдаемую в микроскоп. Кроме того, у МОЭ имеются собственные дефекты (дислока5 ции, царапины, загрязнения), которые так- же наблюдаются. Эти помехи затрудняют процесс визуализации, вносят погрешности, снижают достоверность визуализации, Перемещение МОЭ в плоскости визуализа0 ции приводит к тому, что помехи перемещаются вместе с МОЭ, а неподвижными остаются только домены, реплицирующие форму магнитных полей НМС. Поэтому при Скорости перемещения не менее расчетной

5 (см. формулу 1) фотометрическая система (не показана) не регистрирует помехи, обеспечивая достижение цели.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 - устрой0 ство перемещения МОЭ.

Устройство (фиг. 1) содержит поляризационный микроскоп 1, в предметной плоскости которого находится НМС 2, располагающийся на координатном столе 3.

5 в данном случае в качестве НМС 2 рассматривается жесткий магнитный диск. На оптической оси микроскопа 1 последовательно расположёны объектив 4, полупрозрачное зеркало 5, установленное под углом 45° к оптической оси микроскопа 1, поляроид 6,

призма 7, окуляр 8, фотометрическая система 9 (ею может быть телекамера, фотоаппарат, в данном случае ею является глаз оператора). Часть микроскопа 1, выполняющая функции осветителя, содержит последовательно расположенные лампу 10, коллиматор 11, диафрагму 12, поляроид 13, оптическая ось которых перпендикулярна оптической оси микроскопа 1 и пересекается с последней в точке, лежащей на полупрозрачном зеркале 5 под углом 45° со стороны, обращенной к объективу 4. НМС 2 посредством зубчатой пары 14 соединен с двигателем 15 поворота, а координатный стол 3 посредством передачи 16 винт-гайка соединен с двигателем 17 поступательного перемещения. Между объективом 4 микроскопа 1 и НМС 2 расположен МОЭ 18, соединенный держателем 19 с блоком 20 перемещения МОЭ 18. МОЭ 18 может быть выполнен на основе пленки Bi, содержащего феррит-гранат, выращенной методом жидкофазной эпитаксии.

Блок 20 перемещения МОЭ 18 выполнен в виде конструкции, показанной на фиг. 2. МОЭ 18 закреплен на конце держателя 19, выполненного в виде упругого элемента. Второй конец держателя 19 жестко закреплен на подвижной ферромагнитной каретке 21 (выполненной из электротехнической стали 10895 ГОСТ 11036-75 или стали Ст. 10 ГОСТ 1050-74, как в изготовленном макете). Ферромагнитная каретка 21 посредством упругого элемента 22 соединена с корпусом 23 данного блока. Два соленоида 24 и 25 расположены в корпусе 23 с боковых сторон от ферромагнитной каретки 21 с зазором между их сердечниками и ферромагнитной кареткой 21. Под ферромагнитной кареткой 21 расположен электромагнит, состоящий из катушки 26 и подвижного якоря 27, который через демпфер 28 взаимодействует с ферромагнитной кареткой 21.

Способ осуществляется следующим образом,

Предварительно перед установкой МОЭ 18 на устройство, осуществляющее способ (фиг. 1), на измерительном микроскопе измеряют размеры дефектов МОЭ 18 и период собственной доменной структуры.

Исследуемый НМС 2 устанавливают на координатный стол 3. Управляемые электродвигатели 15 и 17 через зубчатую пару 14 и передачу 16 винт-гайка перемещают НМС и совмещают его участок, подлежащий исследованию, с оптической осью микроскопа 1. В течение этого времени МОЭ 18 находится над ЕМС 2, а зазор Д 1 0,2-2 мм. Затем

МОЭ 18 прижимается блоком 20 перемещения к НМС 2. Свет лампы 10, проходя через коллиматор 11, диафрагму 12, поляроид 13 и отражаясь в полупрозрачном зеркале 5, проходит через объектив 4 и освещает МОЭ 18. Магнитные поля рассеивания НМС 2 воздействуют на МОЭ 18 и реплицируют в нем домены, визуализирующие сигналог- рамму при воздействии на МОЭ 18 поляризованного света. Домены наблюдаются за счет двойного эффекта Фарадея фотометрической системой 9 через окуляр 8, призму 7, поляроид 6, полупрозрачное зеркало 5, объ- ектив4. Регулировкой диафрагмы 12,поляроидов 13 и 6 обеспечивается контрастность изображения. Вместе с тем МОЭ 18 имеет собственную доменную структуру, не связанную с магнитными полями рассеивания НМС 2, дефекты (дислокации, царапины, загрязнения). Собственная доменная структура и дефекты постоянно наблюдаются в микроскопе, они являются помехами, затрудняя процесс визуализации, вносят погрешности, снижают достоверность и могут

быть идентифицированы как сигналограм- ма. Затем включается блок 20 перемещения МОЭ 18, который перемещает МОЭ 18 на поверхности НМС 2 с расчетной (1) скоростью. Перемещение МОЭ 18 приводит к тому, что собственная доменная структура МОЭ 18 и дефекты перемещаются вместе с МОЭ 18 - неподвижными остаются только домены, реплицирующие сигналограмму НМС 2, Ограничение-no скорости перемещения, налагаемое условием (1), обусловлено особенностями фотометрической системы. При его соблюдении фотометрическая система не регистрирует перемещающееся изображение, т. е. помехи, которые

наблюдаются как малоконтрастные изменения фона, что повышает качество визуализации.

Блок 20 перемещения МОЭ 18 (фиг. 2) работает следующим образом. При подводе

или отводе НМС 2 относительно рабочей зоны микроскопа 1 для предотвращения повреждения НМС 2 и МОЭ 18 друг другом МОЭ 18 приподнимается над поверхностью НМС 2 на расстоянии AI 0,2-2 мм. Для

подъема МОЭ 18 на катушку 26 электромагнита подается питание, подвижный якорь 27 через демпфер 28 воздействует на ферромагнитный элемент 21, приподнимая его вместе с держателем 19 МОЭ 18.. В процессе

работы катушка 26 электромагнита обесточена и под воздействием упругих сил держателя 19 и упругого элемента 22 МОЭ 18 прижат к НМС 2. На соленоиды 25 и 24 подается переменное напряжение регулируемой частоты, величины и сдвигом фазы на 90°. Под воздействием переменного магнитного поля ферромагнитная каретка 21 совершает колебания в плоскости, параллельной НМС 2.

Соответственно совершает колебания и МОЭ 18 в плоскости НМС 2, обеспечивая выполнение условия (1). Параметры устройства фиг. 2, обеспечивающие выполнение условия (1), могут быть определены по зависимости

АГ;1

v I

4(I+M) ,

(2)

где At - амплитуда колебания ферромагнитной каретки;:-,,-:.,

f - частота колебания ферромагнитной каретки; :

средняя скорость перемещения

моэ 18;-. .;::-.; . : .......-.-.: .. - :..

I, Н - геометрические параметры блока фиг. 2. . - ... ;-. : Зависимость (2) отражает геометрические пропорции блока (фиг, 2) и физическую зависимость

Ai A .. : . .;

v 4Af, ; - -; .;;. .;

где А - амплитуда колебаний МОЭ 18.

П ри м е р. Определим расчетные скорости перемещения МОЭ 18 для трех фотометрических систем: фотокамера (для йремени выдержки Зс, Г1 Зс), телекамера (тг 1/24 0,04 с - время покадровой развертки), визуальное наблюдение(г з 0,8 с- время релаксации глаза). При размерах равновесных доменов d. 3 мкм собственная доменная структура МОЭ 18 не регистрируется

при следующих скоростях перемещения МОЭ 18 соответственно: vi 1 мкм/с, V2 2: 72 мкм/с, УЗ 2: 4 мкм/с. При наличии дефектов МОЭ 18 со средним размером 50 мкм соответствующие скорости будут vi-1 5: 17 мкм/с, V2-1 2: 1200 мкм/с, va-i 2: 67 мкм/с.

Блок со следующими параметрами: I 50 мм, И 80 мм, f 50 Гц обеспечивает

выполнение условия (1), которое пусть будет V2-1 2: 1200 мкм/с при AI 2,3 мкм. На такую амплитуду надо настраивать блок перемещения МОЭ 18, регулируя параметры питающего напряжения, подаваемого на соленоиды 24 и 25. В изготовленном устройстве в качестве соленоидов 24 и 25 использовалась магнитная система электромеханического генератора. Переменное напряжение подавалось через ЛАТР в диапазоне 40-80 В.

Благодаря перемещению МОЭ с расчетной скоростью по поверхности НМС фотометрическая система не регистрирует дефекты МОЭ, такие как дислокации, трещины, царапины, загрязнения, собственную доменную структуру. Это повышает качество визуализации, облегчает его, уменьшает вероятность ошибки, снижает

требования к качеству МОЭ

Перемещение МОЭ вверх (над поверхностью НМС) позволяет автоматизировать процесс управления устройством перемещения МОЭ, что упрощает обслуживание устройства и исключает возможность повреждения МОЭ и НМС. Способ и устройство могут быть использованы как для целей непосредственной визуализации сигналов при контроле качества записей, так и для их ввода в оптические

системы обработки информации, где проблема уменьшения вероятности прохождения помех стоит особенно остро.

Использование: магнитная запись сигналов, обработка данных, контроль качества и формы записанного сигнала на магнитном носителе информации. Сущность изобретения: перед началом визуализации измеряют размеры дефектов и период собственной доменной структуры магнитооптического эле мента. Визуализируют магнитную сигналограмму одновременным воздействиИзобретениё относится к технике магнитной записи сигналов, в частности к визуализации магнитных сигналограмм, и Может быть использовано в системах записи и хранения: информации, в устройствах оптической обработки данных, системах контроля качества или формы записанного сигнала на магнитном носителе. Известен способ визуализации магнитных сигналограмм, записанных на движущемся носителе магнитной записи, в ем на магнитооптический элемент поляризованным светом и магнитными полями рассеяния визуализируемогр сигнала носителя магнитной сигналограммы. В процессе визуализации магнитооптический элемент рав- номерно перемещают параллельно плоскости носителя сигналограммы со скоростью v, определяемой из соотношения v 5: , t где d - средний размер дефектов магнитооптического элемента; Т - время релаксаций процесса визуализации. В предметной плоскости поляризационного микроскопа размещен магнитооптический элемент, установленный на носителе магнитнЬ й сйгна- лограммы. Магнитооптический элемент соединен через держатель с ферромагнитной кареткой, установленной с возможностью перемещения в предметной плоскости микроскопа. Каретка связана с корпусом через упругий элемент. Каретка дополнительно связана с якорем электромагнита, установленного с возможностью перемещения каретки в плоскости, перпендикулярной- предметной плоскости поляризационного микроскопа. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 2 ил. котором используется прием освещения носителя для регистрации формы отпечатка, получаемого посредством применения коллоидных ванн или порошка. Однако данному способу свойственна низкая контрастность изображения и малый динамический диапазон.: Увеличение контрастности изображения и расширение диапазона визуализации достигается помещением между носителем магнитной записи и коллоидом ферромаг(Л С xj ю ы N О ел

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ визуализации магнитной сиг- налограм мы, при котором формируют изображение визуализируемого сигнала одновременным воздействием на магнитооптический элемент поляризованного света и магнитных полей рассеяния визуализируемого сигнала носителя магнитной сигна- лограммы, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и достоверности визуализации, перед началом визуализации измеряют период собственной доменной структуры магнитооптического

элемента и размеры его дефектов, вычисляют средний размер d дефектов магнитооптического элемента, который в процессе визуализации равномерно перемещают параллельно плоскости носителя магнитной сигналограммы со скоростью v, определяемой из соотношения

где т время релаксации процесса визуализации.

микроскопа, при этом каретка соединена с корпусом через упругий элемент, а с магнитооптическим элементом - через держатель.

ФигЛ

5Й18.2