Магнитооптический гистериограф

 

СООЭ СОВЕТСКИХ

СО,ИМИИЮ

РЕСПУБЛИК

3i59 G 01 R 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTKT COCP

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ »ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К AB+OPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ I (21) 3388543/18-21 (22) 29.01.82 (46) 15.05 83. Бюл. Н 18 (72) В.Б.Архангельский, С.Ф..Глаголев, И.H.Äþäånåâà, В.А.Жуков, В.А.Панов и И.И.Червинский (53) 621 317.44(088.8) (56) 1. Червинский И.И., Глаголев С.Ф>

Симонянц Н.А. и др. Иагнитополяриметр Фарадея для .определения квазистатических магнитных параметров ферромагни ных материалов. Труды метрологических институтов СССР, вып. 180 (240). Л., "Энергия", 1975.

2. Т. Suits. Hagnetooptical rotation and е11ipticity measurements

with a spinning ana!yzer.= Rev. Sei °

insbrum 1971, И 1, р.19 ° (54)(57) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ГИСТЕРИО-, ГРАФ, содержащий намагничивающую систему, соединенную с генератором намагничивающего тока и преобразователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал, связанным

ÄSUÄÄ 1018070 A с первым входом двухкоординатного регистратора, первый источник излучения, оптически связанный через блок поляризатора и вращающийся блок ана" лизатора с первым приемником излучения, выход которого через Фазометр. подключен к второму входу двухмоординатного регистратора, а также второй источник .излучения, оптически связанный с вторым приемником излучения, через обтюратор блока анализа" тора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены третий источник излучения, третий приемник излучения и формирователь разностной частоты, а блок поляриза- Е тора выполнен вращающимся, причем . третий источник излучения оптически связан с третьим приемником излучения С через обтюратор блока поляризатора, а выходы второго и третьего приемни- g. ков излучения через формирователь раэностной частоты подключены к второму входу фаэометра. lssaL

1018070

Изобретение относится к магнитным измерениям, в частности, к магнитооптическим гистериографам, основанным на магнитооптическом эффекте Фарадея, и может быть использовано для изучения магнитных свойств макро- и микроучастков образцов различных клас" сов ферромагнетиков, изготовленных в виде пластин и тонких магнитных пле1О нок.;

Известны магнитооптические гистериографы, основанные на эффекте Фара. дея, содержащие .источник излучения, поляризатор, намагничивающую систему для перемагничивания образца с преобразователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал, генератор намагничивающего тока, азимутальный модулятор, генератор модуляционного тока, анализатор, приемник о излучения, узкополосный усилитель, синхронный детектор и двухкоординатный регистратор 1 1)

Однако данным гистериографам свойственна значительная погрешность регистрации, обусловленная дополнительным изменением азимута поляризации прошедшего через образец излучения.

Наиболее близким к предложенному по по технической сущности является маг З0 нитооптический гистериограф, содержащий намагничивающую систему, соединенную = генератором намагничивающего тока, преобразователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал и образцом, оптически связанным через блок поляризатора с источником излучения и через вращающийся блок анализатора с приемником излучения, и блок регистрации, состоящий иэ второ- 4р

ro источника излучения, второго приемника излучения, фазометра и двухкоординатного регистратора, при этом второй источник излучения оптически связан с вторым приемником излучения через обтюра тор блока анализатора, выход первого приемника излучения соединен с вторым входом двухкоординатного ре" гистратора через фазометр, опорный вход которого подключен к выходу вто- 5g рого приемника излучения, а выход преобразователя напряженности магнитного попч в электрический сигнал - к пер виму входу двухкоординатного регист" ратора |,2 1

Однако известному оптическому гистериографу также свойственна значительная погрешность регистрации, обусловленная дополнительным изменением азимута поляризации прошедшего через образец излучения, связанным с: двойным лучепреломлением в материалах образца и подложки и зависящим от величины магнитооптического угла вращения образца и азимута поляризации падающего на образец излучения, Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в магнитооптический гистериограф, содержащий намагничивающую систему, соединенную с генератором намагничивающего тока и преобразователем напряженности магнитного поля в электрический сигнал, связанным с первым входом двухкоординатного регистратора, первый источник излучения, оптически связанный через блок поляризаТора и вращающийся блок анализатора с первым приемником излучения, выход которого через фааометр подключен к второму входу двухкоординатHoão регистратора, а также второй источник излучения, оптически связанный с вторым приемником излучения через обтюратор блока анализатора, введены третий источник излучения, третий приемник излучения и Формирователь разностной частоты, а блок поляризатора выполнен вращающимся, причем третий источник излучения оптически связан с третьим приемником излучения через обтюратор блока поляризатора, а выходы второго и третьего приемников излучения через Формирователь разностной частоты подключены к второму входу фазометра.

На чертеже приведена Функциональная схема, поясняющая работу магнитооптического гистериографа.

Магнитооптический гистериограф содержит генератор намагничивающего тока 1, присоединенный к намагничивающей системе 2 с образцом 3, преобразователь 4 напряженности магнитного поля s электрический сигнал, который подключен к первому входу двухкоординатного регистратора 5.

Первый приемник излучения 6 соединен с вторым входом двухкоординатного регистратора 5 через фазометр 7, опорный вход которого подключен через формирователь разностной частоты 8 к второму 9 и третьему 10 приемникам излучения. Обра зец 3 оптически связан через вращающийся блок. поляризатора 11 с первым источником излучения 12 и через вра0 4 затора 13, становится модулированным по интенсивности и преобразуется пер-

BbIM приемником излучения 6 в электрический сигнал.

В сигнале, снятом с выхода первого. приемника излучения, выделяется составляющая на разностной частоте вращения блока анализатора .13 и блока поляризатора 11, причем фаза выделенного сигнала соответствует измеряемому углу поворота плоскости поляри" эации, прошедшего через образец 3 потока источника излучения 12.

Для этого со второго 9 и третьего

10 приемников излучения снимаются сигналы с частотами, в два раза превышающими частоты вращения соответствующих обтюраторов; формирователем раэностной частоты 8 вырабатывается опорное напряжение фаэометра 7, частота кото- .

1 ого равна удвоенной разности частот вращения обтюраторов, а на вт рой вход фазометра 7 подается сигнал с выхода первого приемника излучения 6. Таким образом на выходе фазометра 7 формируется напряжение, прямо пропорциональное намагниченности образца 3 и не зависящее от двойного лучепреломления в материале образца и подложки.

Это напряжение поступает на второй вход двухкоординатного регистратора 5„ который регистрирует петлю гистерезиса освещенного участка испытуемого образца 3. .Экономический эффект обусловлен отсутствием необходимости трудоемкой подгонки толщины образца и подложки до величины, при которой влияние дву лучепреломпения значительно снижается (например, в случае измерений на плас тинах ортоферритов или пленках ферри,тов - гранатов на подложках из гадолиний - галлиевого граната ), а также воэможностью более точного выбора оптимального технологического режима изготовления материалов и отбраковки иэделий на самои ранней. стадии изготовления, что исключает потери, связанные с дальнейшей обработкой изделий.

3 101807 щающийся блок анализатора 13 с пер вым приемником излучения 6, второй приемник излучения 9 через обтюратор блока анализатора 13 - с вторым ис- точником излучения 14, третий прием" ник излучения 10 через обтюратор блока поляризатора 11 - с третьим источником излучения 1 .

Иагнитооптический гистериограф ра" ботает следующим образом. 16

Генератор намагничивающего тока 1

;вырабатывает ток с медленно меняющей ся по пилообразному закону амплитудой, который с помощью намагничивающей системы 2 преобразуется в напряженность И магнитного поля, перемагничивающего испытуемый образец- 3. В качестве намагничивающей системы может использоваться, например, система катушек

Гельмгольца, а в качестве генератора зо намагничивающего тока, например, мощный усилитель постоянного тока, подключенный к выходу генератора пилообразного напряжения. С выхода преобразователя напряженности магнитного 2S поля в электрический сигнал М, на" пример образцового резистора, напряжение поступает на первый вход двухкоординатного регистратора 5. Поток от первого источника излучения 12 про.l ходит через вращающийся блок поляризатора 11 и становится, пинейно поляризованным, причем плоскость поляризации потока вращается с частотой враще. ния блока поляризатора 11. Прошедший через образец 3 поток излучения становится эллиптически поляризованным, ! причем большая ось эллипса вращается с частотой вращения блока поляризатора 11, но ее азимут отличается от ази" мута поляризации пада1ощего на образец 3 потока излучения на постоянную. величину, пропорциональную намагниченности образца 3, и переменную, зависящую от мгновенного значения азимута пьляриэации падающего на образец 3 излучения и расположения кристаллогра фических осей в материале образца и ,подложки. Далее поток излучения проходит через вращающийся блок анали1018070

Составитель И.Клыкова

Редактор К.Волощук Техред А.дч . Корректор С. Некмар

Заказ 3538/45 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж 35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,