磁光克尔回线测试仪课件

磁光克尔回线测试仪——陈国贞2009年5月指导老师：张怀武教授磁光克尔回线测试仪——陈国贞2009年5月指导老师：张怀武磁光克尔回线测试仪微固学院主要内容问题的提出2测试系统的设计3数据分析与结论4什么是Kerr磁光效应1磁光克尔回线测试仪微固学院主要内容问题的提出2磁光克尔回线测试仪微固学院1什么是Kerr磁光效应

简单地说，Kerr磁光效应就是入射的线偏振光在已磁化的物质表面反射时，振动面发生旋转的现象。

磁光克尔回线测试仪微固学院1什么是Kerr磁光效应1什么是Kerr磁光效应克尔效应是1875年英国物理学家J.克尔发现。克尔磁光效应分极向、纵向和横向三种，分别对应物质的磁化强度与反射表面垂直、与表面和入射面平行、与表面平行而与入射面垂直三种情形。极向和纵向克尔磁光效应的磁致旋光都正比于磁化强度，一般极向的效应最强，纵向次之，横向则无明显的磁致旋光。磁光克尔回线测试仪微固学院1什么是Kerr磁光效应克尔效应是1875年英国物理学家J.只要我们能检测光电探测器的光强变化就知道克尔角的大小。我们做的这个仪器就这样简单吗？情况远不如我们一开始想象那么简单。磁光克尔回线测试仪微固学院2问题的提出只要我们能检测光电探测器的光强变化就知道克尔？磁光克尔回线测试仪微固学院如何产生高能的磁场，磁化方向和入射光平面该如何确定；选用何种光源，如何提高光源的稳定性；如何把光强对应到克尔角上，怎样提取这么微弱的光强信号；要解决的问题2问题的提出？磁光克尔回线测试仪微固学院如何产生高能的磁场，磁化方向选用3测试系统的设计磁光克尔回线测试仪微固学院

我们知道当外加磁场场强大于材料的矫顽力时，测试样品的磁化方向将发生反转，其方向与外加磁场方向一致。磁场的磁感应强度为4000GS左右。在实际应用时，我们一般对磁场线包施加一个扫描三角波电压，扫描电压值根据需要要求可调，最大电压输出为40V左右（此时磁感应强度为6230GS)。通过特斯拉计和电流表测试，我们得到电流与磁感应强度呈线性关系。下面接下来的问题就是如何产生这个输出频率和幅度均可调的扫描三角波电压信号。如何产生高能磁场3测试系统的设计磁光克尔回线测试仪微固学院我磁光克尔回线测试仪微固学院扫描三角波电压信号产生电路为了避免扫描三角波电压信号对系统电源的污染，我们对功率驱动电路采用单独电源供电。3测试系统的设计磁光克尔回线测试仪微固学院扫描三角波电压信号产磁光克尔回线测试仪微固学院前面已经说过克尔效应的极向效应最强，所以磁化强度与光反射表面应该是垂直的关系。样品放置与磁场线包示意图实际我们做的磁场线包3测试系统的设计磁化方向和入射光平面磁光克尔回线测试仪微固学院前面已经说过克尔效应的极向效应最强磁光克尔回线测试仪微固学院磁光克尔旋转角,其大小一般在0.2°～0.3°左右，经过光学增强后，可达到1°左右，因此信号强度很弱，如果光强波动在3%～5%以上，克尔效应引起光强信号的变化将会被淹没。那么如何才能把克尔效应引起光强信号的变化检测出来呢。

3测试系统的设计光源的选择与处理磁光克尔回线测试仪微固学院3测试系统的设计光源的选择与处理磁光克尔回线测试仪微固学院3测试系统的设计激光信号强度实时反馈法假设当外界条件的变化使得激光光强变强，这时光敏传感器立刻检测到光强的变化，它通过反馈回路使得激光的光强减少，从而抑制了激光光强的变强，使激光的光强稳定。

光敏传感器半导体激光器磁光克尔回线测试仪微固学院3测试系统的设计激光信号强度实时磁光克尔回线测试仪微固学院其中为激光的强度3测试系统的设计信号实时除法运算磁光克尔回线测试仪微固学院其中为激光的强度3测试磁光克尔回线测试仪微固学院克尔角的大小与线偏振光的偏振面旋转的角度成线性的关系。普通的光敏传感器线性度很差，而线性的光功率计不好集成而且昂贵，所以我们使用了TI公司的一款集成光电传感器，它有很好的线性输出关系，解决了克尔角与输出电压的对应关系。3测试系统的设计光敏传感器的选择磁光克尔回线测试仪微固学院克尔角的大小与线偏振光我们知道克尔角大小一般在0.2°～0.3°左右，对应的传感器输出电压变化只有几个毫伏。

为了保证精度，我们采用仪用放大器对传感器输出电压进行放大用16位的高精度模数转换器AD974对其进行采样，其分辨率可以达到0.1mV。此外，在信号处理方面我们采用了多阶低通滤波器，信号隔离和过采样技术等，最大限度的保证了微弱光强信号检测的准确性。3测试系统的设计光强变化信号的提取磁光克尔回线测试仪微固学院我们知道克尔角大小一般在0.2°～0.3°左右，对应的传感器磁光克尔回线测试仪微固学院

整个系统的处理核心是基于单片机MSP430F1611来完成的，人机交互界面使用大屏幕触摸屏OCMJ15X20d,显示图像清晰,菜单界面友好。3测试系统的设计系统的集成磁光克尔回线测试仪微固学院整个系统的处理核心是基于实物成果展示测试系统全图磁光克尔回线测试仪微固学院实物成果展示测试系统全图磁光克尔回线测试仪微固学院控制系统实物实物成果展示磁光克尔回线测试仪微固学院控制系统实物实物成果展示磁光克尔回线测试仪微固学院磁光克尔回线测试仪微固学院si衬底磁光膜

噪声测试4数据分析多晶YIG磁光膜

系统的最大噪声在0.1°以内；测试参数为：扫描时间25S，温度15°。磁光克尔回线测试仪微固学院si衬底磁光膜噪声测试4数据分主要创新点磁光克尔回线测试仪微固学院理论创新系统创新功能创新提出激光光强实时反馈和信号实时除法运算两种方法。利用该方法设计和集成出一套完整的磁光克尔回线测试仪。内嵌CPU和大屏幕液晶，可以独立工作或者与计算机协同测试，使用方便。4总结与结论主要创新点磁光克尔回线测试仪微固学院理论创新系统创新功能创新总结与结论结论磁光克尔回线测试仪微固学院本项目提出一种激光信号强度实时反馈并对采样回来的克尔效应信号进行实时除法运算的方法，研制出一套磁光克尔回线测试仪，能够测量硅衬底或者透明基片磁光薄膜的克尔角，并能绘制其磁滞回线，得出磁光膜的矫顽力。总结与结论结论磁光克尔回线测试仪微固学院本项目磁光克尔回线测试仪微固学院ThankYou!磁光克尔回线测试仪微固学院ThankYou!磁光克尔回线测试仪——陈国贞2009年5月指导老师：张怀武教授磁光克尔回线测试仪——陈国贞2009年5月指导老师：张怀武磁光克尔回线测试仪微固学院主要内容问题的提出2测试系统的设计3数据分析与结论4什么是Kerr磁光效应1磁光克尔回线测试仪微固学院主要内容问题的提出2磁光克尔回线测试仪微固学院1什么是Kerr磁光效应

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