[发明专利]一种双光束磁光谱仪

说明书

本发明涉及物理测量技术领域，一种双光束磁光谱仪，包括计算机、激光器I、偏振片I、激光器II、偏振片II、凸透镜I、分束器、凸透镜II、透镜台、原子力显微镜、探针、样品、样品台、磁体、信号发生器、示波器、凸透镜III、沃拉斯顿棱镜I、探测器I、探测器II、沃拉斯顿棱镜II、探测器III、探测器IV，所述探针中沿圆台轴线方向具有通孔I、通孔II和通孔III，所述通孔II为沿探针圆台轴线方向，所述通孔I和通孔III的轴线分别与所述通孔II轴线成正负45度角，激光束I以45度角入射，激光束II垂直入射，分别采用两组探测器记录反射光光强，分析反射光强的差值，无需改变装置结构便能够同时测量样品的二次磁光克尔效应信号及纵向磁光克尔效应信号。

技术领域

本发明涉及物理测量技术领域，尤其是一种用于研究材料表面单个纳米结构的二次磁光克尔效应的一种双光束磁光谱仪。

背景技术

磁光克尔效应测量装置是材料表面磁性研究中的一种重要手段，其工作原理是基于由光与磁化介质间相互作用而引起的磁光克尔效应，其不仅能够进行单原子层厚度材料的磁性检测，而且可实现非接触式测量，在磁性超薄膜的磁有序、磁各向异性、层间耦合和磁性超薄膜的相变行为等方面的研究中都有重要应用。磁光克尔效应测量装置主要是通过检测一束线偏振光在材料表面反射后的偏振态变化引起的光强变化进行样品表面的磁化观测，因此其成像的效果极易受到光学元件限制，现有技术缺陷一：传统的使用显微镜物镜的聚焦克尔显微镜的空间分辨率由光学衍射极限所决定，因此无法得到纳米尺度的磁化动态特征。近些年，在一些磁性样品中观测到了二次磁光克尔效应，对二次磁光克尔效应的探测与传统的磁光克尔效应测量不同，现有技术缺陷二：装置测量得到的二次磁光克尔效应数据需要与传统的磁光克尔效应数据进行对比以校准，因此在现有技术中需要在同一个实验过程中改变测试装置的结构以完成实验，步骤较为复杂，所述一种双光束磁光谱仪能解决问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的是采用高精度的定位装置来获得纳米尺度样品表面的磁化信息，本发明装置中两束激光同时照射在样品表面，其中激光束I以45度角入射，激光束II垂直入射，并被样品反射，分别采用两组探测器记录反射光光强，通过分析光强差值，对二次磁光克尔效应信号进行校准，得到样品表面磁化信息。

本发明所采用的技术方案是：

所述一种双光束磁光谱仪主要包括计算机、激光器I、偏振片I、激光器II、偏振片II、凸透镜I、分束器、凸透镜II、透镜台、原子力显微镜、探针、样品、样品台、磁体、信号发生器、示波器、凸透镜III、沃拉斯顿棱镜I、探测器I、探测器II、沃拉斯顿棱镜II、探测器III、探测器IV，xyz为空间直角坐标系、xy平面为水平面、zx平面与水平面垂直，探针位于原子力显微镜下端，样品位于样品台上，所述样品、样品台、磁体依次位于探针下方，所述探针为原子力显微镜探针且为圆台形状，所述圆台的上底面直径为3微米、下底面直径为1.5微米，所述圆台轴线方向与水平面垂直，所述透镜台透光，所述探针中在zx平面内具有通孔I、通孔II和通孔III，所述通孔II的轴线沿所述圆台轴线方向，所述通孔I和通孔III的轴线分别位于所述通孔II轴线的两侧、且均与所述通孔II轴线成45度角；激光器I发出激光束I，所述激光束I能够依次经偏振片I、凸透镜I、透镜台、原子力显微镜、通孔I，并照射到样品上，从样品反射的光能够依次经通孔III、原子力显微镜、透镜台、凸透镜III、沃拉斯顿棱镜I，然后分成两束正交的偏正光并分别进入探测器I和探测器II，探测器I和探测器II均电缆连接计算机，信号发生器和示波器分别电缆连接磁体；激光器II发出激光束II，所述激光束II能够依次经偏振片II、分束器、凸透镜II、透镜台、原子力显微镜、通孔II，并照射到样品上，从样品反射的光能够依次经通孔II、原子力显微镜、透镜台、凸透镜III、沃拉斯顿棱镜II，然后分成两束正交的偏振光并分别进入探测器III和探测器IV，探测器III和探测器IV均电缆连接计算机，样品台能够三维移动并能够在xy平面内绕其中心轴旋转。所述探针中的通孔I、通孔II和通孔III的直径均为200纳米。