时间分辨克尔显微镜中三种动态磁畴成像模式

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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Kerr显微镜，在一个时延为t的持续时间为∂t的照明脉冲所定义的时间窗口∂t中拍摄一张Kerr图像。(c)通过对可重复的磁事件求和获得的复合磁光显微图的频闪域成像，该磁事件的时间分辨率为∂t，由相对于激励磁场H(t)的时延为t的照明脉冲序列所定义。在算例中，假设有一个谐波磁场激励H(t)

通过脉冲电弧闪光灯、LED和激光等脉冲高强度照明光源，可以对单个磁事件进行单次成像。在脉冲光中，由照明源决定的具有高时间分辨率的单磁事件成像是可能的。该方法的原理如图1b所示。实时观测的主要区别是由于现有相机系统的帧速率限制，允许在一个快速磁化过程中仅记录单个磁事件。单镜头成像的进一步限制来自于可实现的信噪比，这主要受到所用相机系统的照明强度和灵敏度的限制。

频闪成像也是基于脉冲照明光源的使用。该方法依赖于磁激励与照明脉冲的相位匹配，如图1c所示。另外，摄像头系统与门控图像可以使用加强语气。两者都能在非常快的时间尺度上对可重复的磁事件进行成像。整个图像的形成是通过相机系统对磁事件的积分来实现的。限制时间因子为照明源的脉冲宽度，分别为图像增强器的门控时间。

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