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off diagonal MO成像盒Φ75的原理分析

off diagonal MO成像盒Φ75的原理分析

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MO成像板Φ75一盒磁場(chǎng)觀測(cè)光學(xué)系統(tǒng)!

為了使用 MO 成像板可視化磁場(chǎng),需要準(zhǔn)備光源、偏光器、分析儀和 USB 相機(jī)等。本產(chǎn)品將這些光學(xué)儀器緊湊地裝入一個(gè)盒子中。
通過將電源和 USB 連接器連接到 PC,可以將 MO 成像板 Φ75 可視化的磁場(chǎng)圖像導(dǎo)入 PC 并進(jìn)行分析(需要單獨(dú)的軟件)。
必要的光學(xué)系統(tǒng)安裝在一個(gè)緊湊的外殼中,便于在工廠或其他地點(diǎn)觀察的設(shè)施之間移動(dòng)。

磁光成像原理分析

首先,對(duì)磁光效果進(jìn)行說明,接著對(duì)使用磁光成像板的磁場(chǎng)分布測(cè)定原理進(jìn)行說明。透射中的磁光效應(yīng)法拉第效應(yīng)是當(dāng)光在磁性材料中行進(jìn)時(shí),光的偏振面根據(jù)磁性體的磁化方向(從S極到N極的方向)的方向而旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。那個(gè)旋轉(zhuǎn)角叫做法拉第旋轉(zhuǎn)角。這個(gè)法拉第效果,通過在磁性體前后配置2張(偏振片和檢光子),作為透過的光的強(qiáng)度的變化能測(cè)量。

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如果磁性體的易磁化軸(容易磁化的方向)相對(duì)于磁性體表面為面內(nèi)方向,且外部磁場(chǎng)的方向?yàn)榇怪狈较颍瑒t施加磁場(chǎng)為零時(shí)磁化朝向面內(nèi)方向,但隨著磁場(chǎng)變強(qiáng),磁化朝向磁場(chǎng)的方向。法拉第旋轉(zhuǎn)角與該磁化的垂直分量成正比,因此法拉第旋轉(zhuǎn)角與相對(duì)于磁性體的垂直方向測(cè)量的磁化曲線形狀相同。因此,如圖2所示,法拉第旋轉(zhuǎn)角和外部磁場(chǎng)在磁化方向朝向與外部磁場(chǎng)相同方向的飽和磁場(chǎng)以下成比例關(guān)系。

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在使用圖2面內(nèi)磁化膜法拉第旋轉(zhuǎn)角的磁場(chǎng)依賴性圖1的設(shè)置的情況下,通過磁性體和檢光子的光的強(qiáng)度I根據(jù)法拉第旋轉(zhuǎn)角和偏振片的角度和檢光子的角度。

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中所述修改相應(yīng)參數(shù)的值。如果將偏振器和檢光子的角度差定為正交條件的90度,則光強(qiáng)會(huì)隨著法拉第旋轉(zhuǎn)而增加。但是,由于得到的光強(qiáng)度相對(duì)于旋轉(zhuǎn)角的正負(fù)也會(huì)發(fā)生同樣的變化,所以通常是從90度錯(cuò)開幾度的角度,相對(duì)于正負(fù)的法拉第旋轉(zhuǎn)角會(huì)產(chǎn)生明暗對(duì)比。這種方法,因?yàn)槠衿骱蜋z光子幾乎為90度,所以被稱為正交檢光子法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以通過簡單的設(shè)置來測(cè)量,也可以用肉眼觀察。但是,由于法拉第旋轉(zhuǎn)角的大小與光強(qiáng)的關(guān)系不是比例關(guān)系,所以為了定量地求出磁場(chǎng)強(qiáng)度,需要使用某些磁場(chǎng)的校正方法。接下來,對(duì)使用磁光成像板的磁場(chǎng)分布測(cè)量原理進(jìn)行說明。基本的測(cè)量方法如圖3所示。在此,將棒磁鐵作為測(cè)量試樣。將磁光成像板放置在測(cè)量對(duì)象上。然后,通過偏振片等向磁光成像板照射直線偏振光。之后,通過另一片偏振片(檢光子),觀察磁光成像板,可以觀察磁場(chǎng)分布。此時(shí),如上面說明的那樣,2張偏光板的角度偏離90度進(jìn)行觀察。

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圖4(a)、(b)是示意性表示沒有測(cè)定對(duì)象物的情況和有的情況下的磁光層的磁化狀態(tài)的圖。沒有測(cè)量對(duì)象物,也不存在磁場(chǎng)分布時(shí),磁光層的磁化面向面內(nèi)方向。另一方面,根據(jù)測(cè)量對(duì)象物產(chǎn)生磁場(chǎng)分布時(shí),根據(jù)該磁場(chǎng)分布,磁光層的磁化方向旋轉(zhuǎn)。因此,如圖3所示,如果照射光進(jìn)行觀察,則由于法拉第效應(yīng),磁場(chǎng)的分布被觀察為光的明暗。在反射配置中,由于法拉第效果的非相反性,如果沒有光吸收,旋轉(zhuǎn)角是往返部分的2倍。但是,實(shí)際上,由于磁光層的光吸收和表面的反射,不會(huì)達(dá)到2倍。圖4(c)表示棒磁鐵的測(cè)定例。可以看到S極和N極是明暗對(duì)比的。

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