【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)制造能力的進步,新型薄膜材料不斷涌現(xiàn),薄膜材料在通信、生物、軍工等領(lǐng)域也正在發(fā)揮著越來越重要的作用。磁性薄膜材料作為一種特殊的薄膜材料因為其在磁存儲、磁光傳感器件、磁光開關(guān)等領(lǐng)域展現(xiàn)出的優(yōu)異性能受到了越來越廣泛的關(guān)注。磁性薄膜材料的制備、優(yōu)化等方向都需要更先進的表征技術(shù)。磁光橢偏測量技術(shù)具有測試靈敏、精度好、測量速度快、不會對樣品造成物理損傷、可以實現(xiàn)樣品生長過程的實時監(jiān)測等優(yōu)點,是進行磁性薄膜材料測量的理想手段。本論文針對目前磁光橢偏技術(shù)存在的問題,創(chuàng)新性地提出一種旋轉(zhuǎn)補償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng),利用該系統(tǒng)可減小測試過程中直流信號、高頻信號以及周圍環(huán)境光的影響,可以大大提高信噪比;能求出橢偏參量的正弦和余弦值,解決橢偏參量符號不確定的問題;可一次測量材料的多個光學(xué)和磁學(xué)參數(shù);有效提高測量速度,降低誤差,工業(yè)應(yīng)用性強。本論文基于偏振理論的穆勒矩陣對旋轉(zhuǎn)補償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng)原理進行了推導(dǎo),得到了系統(tǒng)出射光強的表達(dá)式,并利用該表達(dá)式得到了材料穆勒矩陣元素的求解方法。在此基礎(chǔ)上基于磁光克爾效應(yīng)理論對磁性體材料、單層磁性薄膜材料、多層磁性薄膜材料進行了建模,給出了使用旋轉(zhuǎn)補償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng)對各向同性磁性薄膜材料的厚度、光學(xué)參數(shù)、磁學(xué)參數(shù)進行分析的方法。根據(jù)上述系統(tǒng)理論基礎(chǔ)構(gòu)建了一種旋轉(zhuǎn)補償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng),仿真分析了其入射角,起偏器、補償器、檢偏器角度誤差對磁光耦合系數(shù)測試結(jié)果的影響,根據(jù)系統(tǒng)理論提出上述器件角度精確值的標(biāo)定方式。
【圖文】：

圖Ｕ法拉第效應(yīng)原理逡逑光克爾效應(yīng)逡逑磁光克爾效應(yīng)是光束經(jīng)過置于磁鐵中不透明樣品反射后光束的偏振束相比有很小的角度變化的現(xiàn)象通常情況下，，線偏振光被無磁射偏振態(tài)會成為橢圓偏振，當(dāng)有磁場存在時，作用后光束的偏振面上增加一個額外的小角度。如圖１．２所示，根據(jù)施加在樣品表面的磁以及樣品表面的空間位置可以將其分為如下三種：逡逑

因消光式測量方法測試過程中一直改變偏振器件角度，測量速度慢，而且測逡逑試數(shù)據(jù)受到器件定位精度的影響，定位過程繁瑣且定位不準(zhǔn)確時誤差比較大。因逡逑此現(xiàn)在普遍使用的多是光度式測量方法。如圖１．４所示是光度式測量方法儀器結(jié)逡逑構(gòu)。光度式測量方法則是通過旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的某一器件，使通過檢偏器的光強產(chǎn)生逡逑周期性變化，通過采集光強值或在采集周期內(nèi)的光強積分值經(jīng)過傅里葉分析計算逡逑堒偏參量。逡逑樣品逡逑Ｓｆｉａｌ邐－＆ｍｓｓ邋１逡逑ＡＳ？光邐探測器逡逑圖１．４光度式測量方法儀器結(jié)構(gòu)逡逑光度式測量方法根據(jù)旋轉(zhuǎn)器件的區(qū)別又分為旋轉(zhuǎn)起偏器、檢偏器和補償器的逡逑測量方法，其中前兩種儀器配置下雖然儀器結(jié)構(gòu)簡單，但存在數(shù)據(jù)測量受光源偏逡逑振特性和探測器偏振靈敏度的影響、橢偏參量接近0時測量誤差增大、無法判斷逡逑橢偏參量正負(fù)等問題，因此綜合來看最有優(yōu)勢的測量方法是旋轉(zhuǎn)補償器式測量技逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2

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本文編號：2588609