Устройство для визирования объектов Советский патент 1981 года по МПК G02B23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ

Изобретение :относится к оптике, в частности к магнитооптическим уст /ройствам, используемым в оптинеских линиях связи, в оптозлектронных и вычислительных устройствах, а также в системах контроля параметров интегральных схем и определения коорди нат, оптически наблюдаемых объектов микронных размеров. Известно устройство для визирования . объектов , применясмое в оптических инструментах (к-омпараторах микроскопах, объект-микрометрах и др.) для определения размеров и местоположения объектов наблюдения, содержащее источник излучении, носитель визирной метки и окуляр l Однако известное устройство не обладает возможностью изменять «Онтраст к полю наблюдения и является инерционным. Цель изобретения - уменьшение инерционности устройства. Указанная цель достигается тем что носитель визирной метки выполнен в виде ортоферритовой пластинки, вырезанной перпендикулярно оптической чэси кристалла, расположенной в градиентном магнитном лоле с grad Н/ направленным вдоль оси ЮОТи помещенной вместе с катушкой управляющего поля между поляризатором и анализатором, плоскости главных се-чений которых взаимно перпендикулярны, причем плоскость главного сечение/ поляризатора совпадает с плоскостью (ЮО) ортоферрита. На фиг. 1 представлено расположение доменной границы кристаллогра ческих и оптических осей в ортоферритовой пластинке (носителе визирной метки); на г. 2 - система формирования и управления визирной меткой. Размагниченная ортоферритовая «пластинка обладает полосовой доменной структурой. Магнитные моменты в

соседних доменах направлены вдьль осей fOOlJ и OOI. При помещении пластины в градиентное магнитное по.ле с grad Н порядка ЮОтЮОО э/сдл, направленное вдоль оси , в пластине образуется .двухдоменная магнитная структура со строго прямолинейной доменной границей (фиг. J). Доменная граница представляет собой переходный слой 1 мезкду двумя противополржно намагниченными до-менами 2 и 3. Толщина переходного слоя составляет несколько сот ангстрем. В доменной границе магнитные моменты соседних атомных слоев постепенно поворачиваются друг относительно друга так, что внутри границы происходит поворот вектора намагниченности на угол 180.

Ортоферриты - оптически цвуосные кристалтш. Эффект Фарадея в них можно наблюдать только вдоль оптической оси, которая лежит в плоскостц (ЮО) и составляет с осью OOl угол 50. Наличие слабого магнитного момента приводит к фарадеевскому вращению плоскости поляризации света, величина которого, измеренная вдоль оптической оси ортоферритов, составляет 3-5 ш на длине волны 0,63 мкм. Интенсивность I излучения, прошедшего через пластинку ортоферрита толщиной t, вырезанную перпендикулярно оптической оси и помещенную между поляризатором и анализатором, ориентированные друг к другу под углом f, определяется выражением (без учета потерь на отражение и поглощение света поляризатором и анализатором)

J loCos(Vf4F-t)exp(-dlt), где IQ интенсивность излучения,

падающего на поляризатор; F - удельное фарадеевское вращение ;

ot - коэффициент поглощения 6р, тоферрита. I Устройство работает следуювд1М об:разом.

Свет от источника 4, пройдя через поляризатор 5, катушку 6 управляющего поля, падает на ортоферритовую пластинку 7. В пластинке с помощью систекы магнитов 8 (источников градиеНтного поля), создается двухдомениая магмнтная структура. Града ент поля, ве.1шчиной порядка 100-1000 Э/см направлен вдоль оси OOiy. Плоскость поляризацш падакяцей волны

- совпадает с направлением доменной границы. Анализатор 9 скрещен с поляризатором. Свет, прошедший через противоположно намагниченные домены, претерпевает поворот плоскости поляризации на углы одинаковой величины, но противополож1 ые по знаку, так что на выходе -анализатора обе волны, прошедшие через противоположно намагниченные домены , имеют одинаковую интенсивность, обеспечивая тем самым равномерную освещенность поля наблюдения в окуляре JO. Поскольку внутри границы

5 существует область, где магнитные моменты перпендикулярны направлению распространения света, то никакого фарадеевского вращения в этой области границы не наблюдается и в окуляре она выглядит прямолинейной темной полосой на светлом фоне наблюдения .

В виде темнойполосы на светлом фоне доменная граница наблюдается и тогда, когда плоскость поляризации падающей перпендикулярна ей (анализатор так же повернут на угол IZT/i к Поляризатору. Если плоскость поляризации падающей на пластинку волны совпадает с доменной границей, то через авализатор,плоскость главного сечения которого совпадает с поляризатором, доменная граница видна в виде светлой полосы на темном фоне. При других возможных положениях поляризатора а анализатора можно 1добиться промежуточного контраста границы по отношению к полю наблюдения. Ддя пластинки ортоферрита иттрия толщиной 90 мкм наблюдаемая толщина границы визирной линии составляет 1 мкм и ее контраст по отношению к полю наблюдения 00%.

Под действием управляющего магнитного поля, создаваемого катушкой 6, которая непосредственно крепится на ортоферритовую пластинку, наблюдаемая линия может перемещаться в направлении оси ЮОЗ как в

0 непрерывном, так и в импульсном режимах работы, причем фиксация положения линии может быть осуществлена в любом месте образца, с точностью до 1-2 мкм. Скорость перемещения

5 линии зависит от амплитуды управляющего поля и достигает для ортоферрита иттрия величины 2-10 в поле 900 э.