Устройство для измерения коэрцитивной силы магнитоодноосных пленок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflYEJlHH (19) (И) 3(я) G 11 С 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ CCCP

l10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

H. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф г (21) 3467975/18-.24 (22) 07.07.82 (46) 23.10.83. Бюл. 39 (72) С.В.Лобанов, Н.Н,Силантьев, А.С.Столяров и В.Г.Тугарин (53) 681.327.66(088.8) (56) 1. Боярченков М.А. и др. Магнитные доменные логические и запоминающие устройства. М,, "Энергия", 1974, с. 28.

2. Авторское свидетельство СССР ,по заявке и 2982622/18-24, кл. G 11 С 11./14, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТ80 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭРЦИТИВНОЙ СМЯВ МАГНИТООДНООСНЫХ

ПЛЕНОК, содержащее оптически связанные.источник света, поляризатор, двухлучевой анализатор, дифференциальный фртоприемник, соединенный с дифференциальным усилителем,.задающий генератор, усилитель мощности, блок формирования магнитного поля, соединен- . ный с элементом обратной связи в виде резистора, и двухкоординатный регистрирующий блок, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устрой" ства, оно содержит два нормирующих усилителя, пять формирователей импульсов, два элемента ИЛИ, триггер, три элемента И, генератор опорной частоты, два счетчика, блок индикации, и регистр, выход задающего генератора подключен к первому входу усилителя мощности, второй вход которого соединен с резистором; третьим входом дифференциального усилителя, первым входом двухкоординатного регйстрирующего блока и входом первого нормирующего усилителя, выход которого подключен к входам первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу триггера, выход дифференциального усилителя соединен с вторым входом двух" координатного регистрирующего блока и входом второго нормирующего усилителя, выход которого подключен к входам третьего и четвертого формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ; выход которого подключен к входу первого счетчика и второму входу триггера, выход которого соединен с первым входом перво" го элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход - к входу второго счетчика, выход которого. соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу блока индикации, регистр соединен с первым входом третьего элемента -И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, вход пятого формирователя импульсов соединен с выходом первого счетчика, а выходс вторыми входами второго и третьего элементов И.

4 10499

Изобретение относится к вычислйтельной технике и может быть исполь" зовано при производстве материалов для запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦИД). 5

Известно устройство для измерения коэрцитивной силы магнитоодноосных пленок, основанное на исследовании взаимодействия двух ЦИД и содержащее оптически: связанные источник 10 света, поляризатор и анализатор, задающий генератор, блок формирования магнитного поля flJ

Недостатками этого устройства являются его ограниченная точность и не 15 возможность автоматизации процесса измерения.

Наиболее близким к изобретению по ° технической сущности является устройство для измерения коэрцитивной 2О силы магнитоодноосных пленок, содержащее оптически связанные источник света, поляризатор, двухлучевой анализатор, два фотоприемника, включенные по дифференциальной схеме, диффе"25 ренциальный усилитель, регулятор напряжения питания фотоприемников, задающий генератор, соединенный через аттенюатор и усилитель мощности с блоком формирования переменного маг- 50 нитного поля.

В известном устройстве напряжение, пропорциональное амплитуде магнитного поля, через пиковый детектор подается на вход Х двухкоординатного ре гистрирующего блока, на вход 1 которого через синхронный детектор пода" ется сигнал, пропорциональный намагниченности испытуемого образца (2, Однако это устройство имеет низ- 4О кие быстродействие и точность, так как результат измерения полностью зависит от субъективных качеств оператора, I

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства для измерения коэрцитивной силы магнитоодноосных пленок.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения коэрци- 5О тивной силы магнитоодноосных пленок, содержащее оптически связанные источник света, поляризатор, двухлучевой анализатор, дифференциальный фотоприемник, соединенной с дифференциаль- 55 ным усилителем, задающий генератор, усилитель мощности, блок формирования магнитного поля, соединенный с эле70 2 ментом обратной связи в виде резистора,и двухкоординатный регистрирующий: блок, содержит два нормирующих усилителя, пять формирователей импульсов, два элемента ИЛИ, триггер, три элемента И, генератор опорной частоты, два счетчика, блок индикации и регистр, выход задающего генератора подключен к первому входу усилителя мощности, второй вход которого соединен с резистором, третьим входом дифференциального усилителя, первым входом двухкоординатного регистрирующего блока и входом первого нормирующего усилителя, выход которого подключен к входам первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, .выход которого подключен к первому входу триггера, выход дифференциальнОго усилителя соединен со вторым входом двухкоординатного регистрирующего блока и входом второго нормирующего уси- ,лителя, выход которого подключен к входам третьего и четвертого формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элементам ИЛИ, выход которого подключен к входу первого счетчика и второму входу триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход - к входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу блока индикации, регистр соединен с первым входом тре тьего элемента И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, вход пятого формирователя импульсов соединен с выходом первого счет чика, а выхоД - с вторыми входами второго и третьего элементов И.

На, чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 света в виде лазера, поляризатор 2, блок.3 формирования магнитного поля, в котором расположен образец 4 магнитоодноосной пленки, двухлучевой анализатор 5 в виде призмы Волластона, дифференциальный фотоприемник 6, содержащий два фотодиода 7 и 8, включенных по дифференциальной схеме, дифференциальный усилитель 9, усилитель 10 мощности, задающий генератор

3 10499

11, элемент 12 обратной связи в виде резистора, нормирующие усилители опорного 13 и измерительного 14 каналов, два формирователя 15 и 16 импульсов опорного формирователи 17 и -18 импульсов измерительного кана- лов, элементы ИЛИ 19 и 20, двухкоординатный регистрирующий блок 21 в ви- де электронного осциллографа, триггер 22 с раздельными входами, элемен- >О ты И 23-25, генератор 26 опорной частоты, счетчики 27 и 28, блок 29 индикации, пятый формирователь 30 им.:пульсов и регистр 31.

Коэрцитивная сила определяется . 15 как полуширина полной петли гистерезиса с помощью магнитооптического эффекта Фарадея.

В блок 3 формирования, который представляет собой двухсекционную 20 катушку Гельмгольца для создания од- нородного магнитного поля, помещается образец 4 магнитоодноосной пленки. Пучок света с лазера 1 проходит через поляризатор 2, призмой Воллас- 25 тона 5 разделяется на два пучка. света, которые поступают на дифференциальный фотоприемник 6. Дифференциальное включение фотодиодов 7 и 8 фотоприемника 6 совместно с дифференци- зо альным усилителем 9 позволяет получить вдвое больший сигнал с образца, чем при однолучевой схеме.

Напряжение с задающего генератора

11 через усилитель 10 мощности создает-в блоке 3 переменное магнитное, поле. Для повышения помехоустойчивости генератор 11 синхронизируется с частотой промышленной сети. Ток с вы" хода блока 3 преобразуется резистором40

12 в напряжение, которое поступает в опорный канал и в виде обратной -связи подается на вход усилителя 10 мощности для стабилизации намагничивающего тока. Часть напряжения, пропор.- 45 ционального магнитному полю, с резистора 12 подается на дополнительный вход усилителя 9 в противофазе с напряжением фотоприемника 6. Этим компенсируется поворот плоскости по- 50 ляризации, обусловленный подложкой.

Сигнал, пропорциональный; намагниченности образца, с выхода широкополосного усилителя 9 подается на вход, У осциллографа 21, на вход Х которого 55 поступает напряжение, пропорциональ" ное магнитному полю в блоке 3 форми° рования. На экране осциллографа ре70

4 гистрируется петля гистерезиса исследуемого образца, Одновременно эти сигналы поступают на нормирующие фазостабильные усилители опорного 13. и измерительного 14 каналов, которые устраняют амплитудно-фазовую norpewность при срабатывании формировате" лей 15 и 16 импульсов в моменты, Kot» да Н=О, и формирователей 17 и 18 импульсов, когда И=О, Причем один из пары формирователей импульсов срабатывает на положительный, другой - на отрицательный перепады сигнала. Это делает возможным регистрацию Н на обеих ветвях петли гистерезиса. Через элемент ИЛИ 19 импульсы "Старт" с формирователей 15 и 16 импульсов устанав.,ливают, а импульсы "Стоп" с формирователей 17 и 18 импульсов через элемент ИЛИ 20 сбрасывают триггер 22.

При установке триггера уровень с

его выхода через элемент И 23 пропус" кает импульсы с генератора 26 на вход счетчика 28, По импульсу "Стоп" триггер запрещает запись импульсов опорной частоты в счетчик 28, в котором записано число импульсов, пропорцио" нальное Нс.

Одно измерение Н с не дает объективной картины из-за случайных флуктуаций в приемно-усилительном тракте. Кроме того, усреднение результата за нескольсколько циклов перемагничивания обусловлено магнитными шумами за счет скачков Баркгаузена.. Для этого в вычитающий счетчик 27 и регистр 31 заносится код N=10 числа измерений где n=l, 2, 3. По заднему фронту импульса "Стоп" содержимое счетчика 27 уменьшается на единицу. При полном вычитании счетчика 27 импульс с формиро" вателя 30 импульсов через элемент

И 24 переписывает в блок 29 индикации информацию из суммирующего счетчика 23, в котором находится число импульсбв за М измерений, а через элемент И 25 - информацию с регистра, которая управляет переносом запятой.

Таким образом, на цифровом табло блока 29 отражается среднее aa N измерений значение Нс исследуемой пленки.

Перемещая образец в блоке формирования магнитного поля 3, можно измерять локальную С различных участков пленки. Включение в устройство дополнительных элементов позволяет проводить автоматическое измерение коэрцитивной силы Нс, что исключает субь1049970

ВНИИПИ Заказ 8436/49 . Тираж 594 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ективные ошибки оператора. Усреднение результата за несколько циклов измерения Н позволяет получить более объективные результаты по сравнению с известным устройством. S

В результате, повышается быстродействие и точность устройства, чтс позволяет повысить качество измерений однородности магнитоодноосных пленок.