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《坡莫合金縱向克爾旋轉(zhuǎn)角的測定研究-論文.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第33卷第3期長春師范大學學報(自然科學版)2014年6月VoI．33No．3JournalofChangchunNormalUniversity(NatumlScience)Jun．2014坡莫合金縱向克爾旋轉(zhuǎn)角的測定研究王月新，王清亮，任恒峰(忻州師范學院，山西忻州034000)[摘要】本文以表面磁光克爾效應原理為基礎(chǔ)，研究坡莫合金的縱向克爾效應。在某一特定本底光強條件下，分別測出坡莫合金表面五組正負飽和狀態(tài)下的對應光強，借助計算機輔助采集分析軟件給出相應磁滯回線。進一步的分析表明當入射偏振P光時，反射光的偏振面旋轉(zhuǎn)了一個角度。通過相應的理論處理．計算出了該
2、磁性材料的克爾旋轉(zhuǎn)角。[關(guān)鍵詞]表面磁光克爾效應；克爾旋轉(zhuǎn)角；光學譜[中圖分類號】TM276[文獻標識碼]A[文章編號]2095—7602(2014)03—0045—031877年，克爾發(fā)現(xiàn)置人磁場中的磁性材料對光進行反射時，P偏振光的偏振方向?qū)淖僟個很小的角度，此即表面磁光克爾效應，縮寫為SMOKE_l-3]。自發(fā)現(xiàn)該效應以來，關(guān)于該實驗的改進方案不斷被提出]。同時，由于能夠?qū)卧訉映叨鹊拇判赃M行精確的檢測，該實驗在磁有序、磁各向異性、磁性薄膜間的相變行為等方面得到了廣泛的應用]。目前，對該實驗的研究已是凝聚態(tài)物理的研究熱點j。在本文中，我們利用一種新型
3、的高準確度的實驗裝置對坡莫合金表面的縱向磁光克爾效應進行研究，并對實驗數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理。從而對該磁性材料的克爾旋轉(zhuǎn)角進行測定。1表面磁光克爾效應及縱向克爾效應當一束光照射到鐵磁性材料時，該材料的磁化狀態(tài)將會對其反射光的偏振狀態(tài)產(chǎn)生影響，使其偏振方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象被稱為磁性材料的表面磁光克爾效應，記為SMOKE。根據(jù)入射光的方向與磁場方向之間的關(guān)系，可以把磁光克爾效應分為三種；縱向克爾效應、極向克爾效應和橫向克爾效應。本文主要研究效果最為明顯的縱向克爾效應。M圖1縱向克爾效應如圖1所示，材料的磁化方向與入射光面平行，且處于薄膜內(nèi)部，此時發(fā)生的磁光克爾效應被稱為
4、縱向克爾效應。當入射光的角度發(fā)生改變時，縱向克爾效應信號的強度也會發(fā)生變化，前者減小時，后者也會隨之減小。當入射角為零度時。是一個特例，稱之為零縱向克爾效應?？v向克爾效應信號的克爾旋轉(zhuǎn)角較之其他【收稿日期]2014一Ol一06[作者簡介】王月新(1974一)，男，山西河曲人，忻州師范學院電子系實驗師，從事大學物理實驗研究。·45·類型克爾效應的克爾旋轉(zhuǎn)角要小很多，原則上不易于觀測，然而由于大多數(shù)材料的易磁軸與其表面往往平行，亦即只有此種情況的磁化強度易于飽和，所以實際操作時反而出現(xiàn)了很好的效果。因而研究材料的縱向克爾效應不僅具有非常重要的理論意義，而且在探測材料
5、的磁性屬性時具有更為廣泛的應用。在我們所使用的SMOKE儀器中，氦一氖激光器作為光源，偏振片1使其所發(fā)射的激光束成為線偏振光后，照射到置于磁場中的坡莫合金表面，設置好合適的入射角度，使得反射光恰好經(jīng)過2偏振片，最終進入探測器。在此光路中，為了能夠清晰地區(qū)別正負兩個方向的克爾旋轉(zhuǎn)角，我們在光線照射的路徑中放置了兩個偏振片。我們力圖利用光強的變化來區(qū)分樣品的磁化方向，但如果將兩個偏振方向恰好設置在消光位置，那么偏振面無論反射光順時針還是逆時針旋轉(zhuǎn)，光強都會增大。為了克服這一難題，我們把兩個偏振方向設置成偏離消光位置有一非常小的夾角6，這樣當反射光經(jīng)過第二個偏振片時，
6、若偏振面旋轉(zhuǎn)方向和8偏離消光位置的方向相同時，光強就會變大，相反時光強則會減小。圖1所給出的光路中，選取入射光為電場矢量平行于入射面的P偏振光，該偏振光被磁場中的材料表面進行反射，反射光的E一般遠大于垂直于莊的電場分量E。在飽和狀態(tài)下的克爾旋轉(zhuǎn)角0為Ao=8l+Ms、)一I(一Ms、)a△l(1)4Io一4Io‘其中，正飽和狀態(tài)下的光強表示為，(+)，負飽和狀態(tài)下的光強表示為，(一)。式(1)表明，光強改變量僅由克爾旋轉(zhuǎn)角0決定。2坡莫合金的克爾旋轉(zhuǎn)角的實驗測定2．1實驗操作(1)將SMOKE勵磁電源控制主機上的“手動一自動”轉(zhuǎn)換開關(guān)指向手動檔，調(diào)節(jié)“電流調(diào)節(jié)”
7、電位器，選擇合適的最大的掃描電流。因為每種樣品的矯頑力不同，所以最大掃描電流不同，實驗時可以先大致選擇，觀察掃描波形，然后再細調(diào)。通過觀察勵磁電源主機上的電流指示，選擇好合適的最大掃描電流，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)至“自動”檔。(2)在計算機上打開“表面磁光克爾效應實驗軟件”，在保證通訊的正常情況下，設置好“掃描周期”和“掃描次數(shù)”，進行磁滯回線的自動掃描。(3)采集效果明顯的磁滯回線以及相應的實驗數(shù)據(jù)。2．2正負飽和狀態(tài)下的光強調(diào)整好光路之后，以偏振完全消除為基礎(chǔ)，適當增大一點偏振旋轉(zhuǎn)角，并將其固定，5次測量所用的偏振夾角如表1所示。表1兩偏振方向間的夾角6度—6l6
8、2636d6561111
