Устройство для измерения магнитных свойств кольцевых ферромагнитных пленок Советский патент 1980 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к области магнитометрии, в частности к устрой ствам для исследования магнитных свойств тонких, плоских, кольцевых ферромагнитных плёнок (КФМП) с вращательной симметрией оси легкого на магничивания (ОЛН), используемых в качестве элементов автоматики и вычислительной техники. Известны магнитооптические устройства, предназначенные для исследования магнитных свойств тонких магнитных пленок, содержащие оптическую систему, поляризатор, анализатор, источники магнитного поля, р гистриругацую аппаратуру и предметны столик 1. Такие устройства позволяют прово дить исследование магнитных свойств сплошных магнитных пленок (СМП) с одноосной анизотропией. При этом на практике используется полярный, меридиональный, либо экваториальный эффекты Керра. Однако точность их недостаточна. Известно устройство для наблюдения доменной структуры тонких плоских КФМП с вращательной симметрией ОЛН с помощью магнитооптического эффекта Керра, содержащее предметный столик, оптическую систему, поляризатор, анализатор, источники магнитного поля и регистрирующую аппаратуру 2. В этом устройстве на пленку, находящуюся на неподвижном столике, направляют линейно-поляризационный свет под углом 60°, отсчитьшаемым от нормали к ее поверхности. Отраженный от всей поверхности пленки свет пропускают через анализатор, и визуально наблюдают или фотографируют. При этом одновременно наблюдается доменная структура всей поверхности пленки. Однако,известное устройство для исследования магнитных свойств сплошных одноосных пленок с целью изучения магнитных свойств тонких пленок КФМП с вращательной симметрией ОЛН(например, круговой, радиальной или смешанной) малопригодно, так как в этом случае вращение плоскости поляризации отраженного света различно на различных участках поверхности кольцевойпленки даже тогда, когда пленка находится в однодоменном состоянии. При наб-шодении доменной структуры всей поверхности

кольцевой пленки одновременно участвует, как мериднальный, так и экваториальный эффекты Керра, причиной которых является врсицательная симметрия ОЛН. Очевидно, что при таком способе проведения эксперимента разделйг ие этих эффектов не представляется возможным, в результате этого интенсивность отраженного света, прошедшего через анализатор, неодинакова вдоль пленочного ферромагнитHoto кольца, что приводит к затруднениям в интерпретации результатов наЬлюдения различных участков пленки.;, а количественное определение магнитных параметров пленки с приме не;нием фотоумножителей или фотодиодрв в этом случае провести просто невозможно.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что устройсв6, содержащее оптическую систему, поляризатор, анализатор, регистрирующий прибор и предметный столик, снабжено приспособлением для фиксации исследуемой пленки соосно с врацающимся столиком, над которым установлен неподвижный оптический непрорачный экран с направляющими каналаМи, сечение которых выполнено в виДе узкой щели, совпадакедей по длине С шириной кольца в радиальном направлении.

На чертеже представлена функциональная схема описываемого устройства.

.Устройство содержит оптическую систему, состоящую из источника света 1, объектива 2 и окуляра 3, поляризатор - 4, анализатор 5, регистрирующий прибор 6, оптический непрозрачный экран 7 с направляющими каналами 8 в виде узкой щели, совпадающей по длине с шириной кольца в радиальном направлении, вращающийся предметный столик 9 с приспособлением 10 для фиксации исследуемой пленки 11 и источники магнитного поля (для простоты они на чертеже не указаны).

Устройство работает следующим образом.

Для разделения поперечных и продольных составляющих меридионального или. экваториешьного эффектов электрический вектор Е падающего света ориентир9ван относительно щели дкрана 7 под УГЛОМ О или 90° при помощи поляризатора 4. При этом последовательно отражаемый от каждого из щелевых участков поверхности вращающейся пленки свет пропускают через анализатор 5 и непрерывно регистрируют светоприемников (например, фотоумножителем, фотодиодом, фотопленкой), и по изменению интенсивности (обусловленной вращением плоскости поляризации) отражаемого

::вета определяют магнитные свойства, каждого участка и всей пленки в целом.

Луч света от источника 1, проходя через поляризатор 4, становится р линейно-поляризованньгм и направляется на участок пленки 11 через направляющий канал 8, имеющий сечение в.виде узкой щели, расположенной в оптически непрозрачном экране 7. При

ji, этом пленка вращается вокруг оси сим м.зтрии, перпендикулярной поверхности пленки под неподвижньлм, оптически непрозрачным экраном7 с помощью вращающегося предметного столика 9, снабженного приспособлением 10 для

5 фиксации ис,следуемой пленки соосно с ним. Соосность достигается с помощью цилиндрического вкладыша, закрепляемого в столике тремя винтами и имеющего выступающую часть, диаметр

0 к 5торой соответствует внутреннему диаметру подложки исследуемой пленки.

Последовательно отражаемый от каждого из щелевых участков пленки свет пропускается через объектив 2, анализатор 5, окуляр 3 и непрерывно регистрируется светоприемным прибором. 6. Внешние магнитные поля в образце соз.цаются в соответствии с заданной программой эксперимента в

аксиальном и радиальном на правлениях порознь или в любых других сочетаниях (например, с помощью осевого токопровода, плоской спиральной катушки и др, ).

Использование устройства позволяет резко повысить точность измерения магнитных свойств тонких плоских КФМП с вращательной симметрией ОЛН за счет разделения меридионального эффекта от экваториального, а также за. счет разделения их поперечных и Продольных составлякхцих. Кроме того, устройство дает возможность получать максимальное количество информации в одном эксперименте При заданном числе внешних силовых полей, т.е., если известное устройство позволяет производить только качественный анализ свойств изучаемых тонких плоских КФМП с вращательной симметрией ОЛН (визуальное наблюдение и фотографирование) , то предлагаемое устройство позволяет проводить количественные измерения магн1}тных свойств как каждого участка, так и всей пленки в целом.

Формула Изобретения

Устройство для измерения магнитных свойств кольцевых.ферромагнитных

пленок, содержащее оптическую систему, поляризатор, анализатор, регистрирукиций прибор и предметный столик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, ,

предметный столик выполнен вращающимся и снабжен приспособлением для фиксации исследуемой пленки соосно с вращающимся столиком,нак которым установлен неподвижный,оптический непрозрачный экран с направляющими каналами,сечение которых выполнено в виде узкой щели, совпадающей по длине с шириной кольца в радиальном направлении.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1.Пак Н,Г, и Кан С.В,Магнитооптичекий метод осциллографирования петель гестерезиса плоских ферромагнитных плёнок, ПТЭ,1 1, 1963,с.133-134.

2. Лискер И.С и др Экспериментальное исследование круговой анизотропии в тонких плоских кольцевых ферромагнитных пленках. Вычислительные системы, Новосибирск,Наука, вып.20,1966,