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磁光克尔显微镜深度灵敏度的实验证明金属材料的磁光显微镜(有限制地)是深度敏感的。以下三张图显示了典型金属多层体系的畴图像和磁化过程,证明了这一事实。所有图像都是在纵向克尔效应下获得的,使用标准显微镜设置,即设置分析器和补偿器以获得良好的对比度,而不考虑层选择性。在图1中,对13 nm金属材料覆盖的自旋阀层堆栈的散列钴膜的磁化过程进行了成像。尽管有覆盖层,铁磁薄膜中的畴仍然清晰可见。另一层铁磁性的NiFe/Co双分子层在较低的深度被光传输,对克尔信号的贡献更强。然而,在施加磁场时,它的强度几乎降低了两个数量级,因此在显示图像的过程中是饱和的。图1.克尔显微镜上的旋转阀曲径的GMR传感器应用。如图 ...
双远心全景克尔显微镜的优势这一限制可以通过使用完全分离、对称排列的照明和反射路径的倾斜显微镜装置来克服。通过这样的排列,可以获得接近zui优Kerr振幅的显著纵向域对比度。这种系统的另一个优点是光学偏振光元件可以布置在透镜和磁性样品之间。这消除了在透镜表面发生的去极化效应,以及上述的法拉第效应与磁场的应用。使用变焦镜头,可以实现可变视野。图1.(a)双远心全景克尔显微镜的光路(b)饱和后磁场变化的磁电传感器元件沿传感器长轴形成的磁畴。磁性样品的平行照明是由一个准直的大功率LED光源实现的。(a)指出了可旋转偏振器、补偿器和分析器的位置。光圈光圈位于前光学透镜组的焦平面上。共轭像面相对于光轴是倾 ...
时间分辨克尔显微镜中三种动态磁畴成像模式时间分辨成像确实存在不同的成像方式,可分为实时成像、单次成像和频闪成像。单个模式的适用性受限于摄像机系统的帧速率以及照明光源的时间分辨率。由于所需或目标时间分辨率和实际科学问题的技术限制,并非所有方法都适用于动态磁畴过程的成像。三种可用主要成像模式如下:磁畴状态连续交替的直接实时成像依赖于对磁化过程的稳定观察,如图1a所示。可视化了磁场变化下的畴演化过程直接在“实时”与时间分辨率由相机系统的帧速率决定。图1.(a)变化磁场H(t)、磁化响应M(t)和连续照明I(t)的实时观测。用曝光时间∂t探测域进程。时间间隔λt由摄像机的帧速率决定。(b)单镜头Ker ...
克尔显微镜使用中的法拉第干扰效应在垂直磁化介质上垂直入射的情况下,圆双折射和二色性及其叠加如图1所示,这种情况称为极性法拉第效应。图1.磁化诱导的圆双折射(a),圆二色性(b),以及垂直入射平面偏振光的极性法拉第几何中两种效应(c)的叠加。在垂直于传播矢量的平面上,显示了光偏振的轨迹。两个面外磁化畴对极化状态有不同的影响,如与畴颜色相同的箭头所示。在(c)中,法拉第旋转是指椭圆长轴的旋转。虽然法拉第旋转让人联想到光活性介质的圆双折射,但有一个重要的区别:如果光再次以相反的方向通过材料,在法拉第效应的情况下,旋转不会取消,而是会加倍。这种不可逆性的原因是法拉第旋转与磁化方向而不是光轴有关。磁化相 ...
飞秒磁光克尔显微镜磁介质中记录和读取过程的改进需要从两个重要方面进行探索。一方面,希望获得高达1万亿比特/英寸的大记录密度。另一方面,每个单独存储元件的响应和访问时间应在10GHz范围内执行。这样的空间和时间特征需要有效的诊断来测量具有高空间分辨率的磁化动力学。在时间方面,用飞秒光脉冲进行磁光学似乎是研究铁磁材料的超快退磁、磁化进动和磁化切换等物理过程的理想方法。zui终,zui短的可测量事件是由激光脉冲决定的。例如,使用来自钛:蓝宝石振荡器的20 fs脉冲,已经证明退磁过程发生在电子的热化时间内,即在CoPt3铁磁薄膜的情况下,60 fs在空间方面,根据所需的分辨率,使用了各种方法,包括扫描 ...
扫描克尔显微镜系统图1显示了扫描克尔显微镜光学设置的示意图。样品在真空(p < 10−5 mbar)中安装在He流低温恒温器的冷手指上,该低温恒温器可冷却至约10 K。样品位于低温恒温器窗口下方约1mm处,切割边缘平面朝上。低温恒温器安装在压电工作台的顶部,压电工作台本身连接在一个xy工作台上。压电级沿试样劈裂边缘平面轴线的行程范围为100µm。因此,通过在静态激光束下扫描样品,可以制作切割边缘平面的二维地图。对于pMOKE测量电子自旋极化,使用连续波二极管激光器。该激光器的光子能量在1.44 ~ 1.54 eV范围内可调谐。因此,它可以选择在GaAs带隙Eg附近(10 K时约1.518 ...
化的仪器叫作克尔显微镜 (Kerr microscope) ,有别于SMOKE 装置通常使用激光作为光源,出于便于成像的考虑,克尔显微镜一般使用高亮度的LED光源,同时配备不同放大倍数的光学显微镜镜头,在使用白光光源的情况下适用于1-100μm尺度范围的磁畴的成像。主要是利用偏转后反射光光强的变化来反映不同朝向的磁矩在空间上的分布。从不同的磁畴表面反射回来的光,由于不同磁畴中磁矩排布方向的不同以及磁畴的磁化强度的相对强弱不同,从样品表面不同位置反射回来的克尔信号的大小也不尽相同且包含了磁畴的信息。反射光在经过检偏器回到目镜及相机后,表现为光强在空间上的分布的图像,即不同的位置亮暗不同,亮暗的分 ...
比光束扫描对克尔显微镜更有利,因为它确保了整个扫描过程中的偏振状态以及照射光线束的入射角是恒定的。通过扫描,图像以逐点的方式构建,其横向分辨率基本上由探测激光束的大小决定。采用数值孔径为1.3的100倍油浸物镜,得到的激光光斑尺寸为0.8µm。如果在聚焦到样品上之前,首先通过光束膨胀增大光束直径以完全填满物镜孔径,则聚焦光斑尺寸为0.16µm。图1.a激光扫描克尔显微镜原理。光的偏振面由e矢量表示。图b显示了从顶部的透视图,以说明两束光离开偏振分束器的正交偏振方向。c平面内和平面外磁化分量与k矢量方向的关系对比。反射光被同一个物镜收集,并通过一个可旋转的四分之一波片来补偿椭圆度,zui后进入汤 ...
镜标准宽视场克尔显微镜是带有应变自由光学反射显微镜,为了允许偏振显微镜。通过应用Köhler照明技术获得均匀照明图像,如图1中的射线图所示。灯聚焦在光圈光圈的平面上,通过场光圈,然后被部分反射平面的玻璃镜面线偏振并向下偏转进入物镜。样品反射后的光被物镜收集,然后再次通过半反射镜。大多数光学显微镜都带有无限远校正物镜,即反射光从每个方位平行束离开物镜并投射到无限远。这些束进入管状透镜形成中间图像,对相机或目镜进行进一步处理。在无限空间中,增加了反射镜、分析仪、补偿器等配件,而不会使图像失真。偏振器和分析仪通常由二向色偏振片制成,但也可以使用栅格偏振器或格兰-汤普森棱镜。具有可变开口和可调横向位置 ...
验设置宽视场克尔显微镜。图像处理和函数生成器通常在计算机中实现。平面内任意方向的磁场可以由一个可旋转的电磁铁施加。样品被安装在邮票上,邮票被放置在分裂的极片之间,以使一个合理的样品位移。在这样的设置下,磁场可以达到十分之一特斯拉,在适当的极尖几何形状和近极距离下达到特斯拉状态。通过特殊设计的电磁铁也可以产生垂直的磁场(即平行于物镜)视频增强、宽视场磁光显微镜的完整实验装置示意图如图1所示。由于偏振器和分析仪的相对开度小,大部分光被丢弃,因此必须使用高光密度的光源。高压汞弧灯提供足够的亮度和颜色光谱,可以单色使用在黄绿色和蓝色范围通过合适的光谱过滤器。单色光的使用是深度选择性克尔显微镜的先决条件 ...
用于薄膜的远场和近场磁光学显微镜的多功能特高压系统基于电子显微镜的高分辨率成像技术,如带偏振分析的二次电子显微镜(SEMPA),或光子发射电子显微镜(PEEM)或使用磁探针的技术(磁力显微镜(MFM)或自旋极化扫描隧道显微镜(STM),通常局限于小的外部磁场。磁光显微镜没有这样的限制。然而,由于传统(远场)光学显微镜的横向分辨率受到衍射的限制,大约只能达到光波长的一半,因此纳米结构只能通过x射线显微镜或扫描近场光学显微镜(SNOM)在可见光范围内成像。用于磁光研究的相当紧凑和振动隔离的特高压室连接到配备薄膜制备设施的特高压系统,以及用于表征薄膜结构和形态的STM和低能电子衍射(LEED)。结合 ...
MO)宽视场克尔显微镜已经成为一种完善,zui通用和灵活的实验室技术,用于研究磁畴。该方法基于MO Kerr效应,即线偏振光在非透明磁性样品反射后的偏振面发生微小变化,然后将其检测并用于磁畴成像。典型的宽视场克尔显微镜是在光学偏振反射显微镜的基础上,对均匀照明的样品应用克勒照明技术。根据光的相对方向、入射面、光偏振面和磁化方向将克尔效应分为纵向、极性和横向三种类型。前两种效应导致光的偏振面旋转,可能由椭圆贡献叠加,而后一种效应导致振幅变化而不是反射光的旋转。作为一个简单的规则,由于克尔效应的介电张量的对称性,克尔对比度与入射光束沿传播方向的磁化分量成正比。如图1(a)所示,在斜入射光和p偏振光 ...
可以通过常规克尔显微镜设置实时可视化,因为使用曝光时间为10毫秒的相机系统是标准的。另一方面,使用脉冲LED照明光源,可以实现类似的时间分辨率。后者避免了相机系统中卷帘门的问题。实时成像的限制因素是相机的帧速率,而不是曝光时间。在提供足够光强的情况下,标准成像系统可以实现低至10μs的单次成像(图1a)。对于较低的光水平,频闪成像可以很容易地实现依靠脉冲LED照明。使用具有高磁光对比度的高速摄像机,可以实现高达500 Hz的连续检测成像。使用门控图像增强器或脉冲LED照明的频闪技术可以对千赫兹磁化动力学进行zui佳成像(图1b)。两者都提供可变的重复率和连续可调的时间分辨率。然而,目前的LED ...
的均匀照明。克尔显微镜的主要照明路径如图1a所示。光源与物镜的后焦平面位于共轭孔径平面(AP)内。此外,还存在几个共轭像面(IP),其中zui重要的是场膜和磁样品。为了获得zui佳的磁成像结果,纤维在三个轴上的位置的正确排列是zui重要的。不同物镜的后焦平面可能变化的位置通过沿成像轴改变光纤输出或通过在照明路径中应用可调聚光镜来补偿。由于照明光纤输出的直径,试样以如图1b所示的窄入射角传播照射,从而导致磁光灵敏度的良好定义条件。实际上,通过将光纤输出定位在孔径平面的不同离轴位置来实现所需灵敏度模式的设置。应该注意的是,对于高数值孔径和高放大倍率物镜,会发生去偏振效应,导致背景强度增加。这略微降 ...
的影响在磁光克尔显微镜中,激发光通常需要经过偏振器件,以使得只有特定方向的偏振光可以进入样品。光偏振在MOKE显微镜中的一个主要影响是样品与光之间的相互作用。当偏振光照射到样品上时,光与样品中的电子和磁矩发生相互作用,从而导致光的偏振方向发生改变。这种改变可以通过MOKE显微镜中的光学元件和探测器进行精确测量,以获得有关样品磁性的信息。因此正确选择和控制光的偏振状态对于获得准确的测量结果至关重要。光偏振还可以影响MOKE显微镜的灵敏度和分辨率。不同的偏振方向的光与不同的样品的相互作用方式会有所不同,因此在对不同样品的测量中,在MOKE显微镜中选择合适的光偏振状态可以提高对样品中微小磁性变化的探 ...
氢气的扩散,克尔显微镜聚焦于边界区域,视野为500 × 500μm2。使用合适的磁场记录顺序Kerr图像。通过对克尔图像中选定区域的强度进行积分可以得到每个区域的局部磁滞回线。因此,在氢气暴露或解吸过程中,可以实时监测Co25Pd75膜中的空间分辨磁性行为。如果您对磁学测量相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-150.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、 ...
是至关重要的克尔显微镜。虽然很难定量测量设计的实际入射角,但这个角度的定义取决于光学元件和设计的质量。如果您对磁学测量相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-150.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等,涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等;可为客户提供完整的设备安装,培训,硬件开发,软件开发,系统集成等服务。您可以通过 ...
M的视野也比克尔显微镜小,比克尔显微镜便宜,并且使用的材料和物品可以用于其他目的。克尔显微镜是考虑到成本的zui通用的领域观察技术之一。它可以观察广泛的磁性样品,可用于各种磁性器件。虽然还有其他可用的观察技术,但在今天的现代磁性材料实验室中,采用克尔效应的观察技术是一种有效的解决方案。如果您对磁学测量相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-150.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件 ...
r效应。由于克尔显微镜的这些最早的应用,连续的系统发展大大增强了传统克尔技术的能力。通过干涉层的应用实现了显著的对比度增强,但克尔显微镜的突破是随着20世纪80年代视频显微镜和数字图像处理的引入而来的。自20世纪50年代以来,法拉第显微镜也主要用于磁性柘榴石薄膜和正铁氧体的透射实验,由于法拉第效应比克尔效应强得多,因此不需要电子对比度增强。基于Voigt效应的透射显微镜也是如此,该效应用于观察石榴石中的面内畴。后来在金属的反射实验中也发现了Voigt效应,以及在类似实验条件下出现的磁光梯度效应。梯度效应是一种双折射效应,它与磁化梯度呈线性关系。这两种效应都有助于分析具有立方磁各向异性的外延多层 ...
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