磁光克尔成像系统

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磁光克尔成像系统

对于大部分材料，尤其是磁性金属材料来说，光在其中衰减得很快，穿透深度非常有限，更不必说一般的磁性薄膜材料还有毫米厘米尺度的硅衬底。这就导致了法拉第效应在磁畴成像方面上并没有实际应用能力可言。因此，利用偏振光在磁 性样品表面反射后偏振面的偏转来对磁畴图象进行表征，是磁光效应成像的唯yi选择。

同时，由于极向克尔效应的成像效果zui好，垂直磁各向异性较强的样品具有 更广阔的应用潜力。基于克尔效应，可以动态观察磁性样品磁畴变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，亮暗的分布就反映了磁畴空间分布的情况。在克尔图像中，较亮的区域为磁矩沿垂直纸面向上方向排布的磁畴，而较暗的区域则为磁矩沿垂直纸面向下方向排布的磁畴。

磁光克尔显微镜可同时具有横向，纵向和极向克尔成像功能；克尔成像灵敏度不低于3个磁性原子层，即能检测厚度至少为0.6nm的磁性薄膜的磁性变化；配备了5倍物镜、20倍物镜和100倍物镜，其中，100倍物镜数值孔径NA0.8，工作距 离约3.4mm；同时配备了面内及垂直两个方向的磁场，其中，面内磁场zui大值 0.8T，垂直磁场zui大值0.5T，且两个方向上的磁场可以同时施加；并且能够施加微秒、毫秒级别脉宽的幅值zui大为60mT的垂直于样品方向的磁场脉冲。

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