在过去的二十年里，人们开发了扫描MOKE显微镜来分析面内和面外的磁化分量。对超薄磁层进行精确、可靠、快速、非接触式的高空间分辨率磁测量，是发展新的数据记录和读取技术必不可少的手段。
磁光克尔效应（MOKE）装置
磁光克尔效应(MOKE)是测量图像化磁性薄膜磁化强度的一种方法。克尔效应是指入射线偏振光经磁性材料反射后偏振态的变化在超薄层的情况下，这种效应通常被称为表面磁光克尔效应由于采用激光束检测样品的磁化强度，该方法是非接触式的，可用于真空沉积室的原位检测。
MOKE测量的典型设置包括稳定的低噪声光源，通常是连续波激光器，定义入射光偏振的线性偏振器，位于可变磁场中的样品支架，分析仪和检测器。一般来说，整个光学系统的光噪声和电子噪声，包括光的产生和检测，决定了被测MOKE信号的质量。阐述了大量不同的MOKE测量方案，以提高信噪比。传统的方法是基于测量反射光强度通过分析仪失谐约4-7◦从消光位置。这个简单的方案保证了较大可实现的信噪比，而不需要对给定的克尔旋转进行任何共模噪声抑制检测。使用Wollaston棱镜而不是标准的Glan-Taylor或GlanThomson分析仪，通常可以增强这种设置。用微分光学探测器测量正交偏振光和空间分离光。在这种测量方案中，通过手动或电动旋转沃拉斯顿棱镜来平衡信号。进一步的MOKE改进包括使用机械切刀、法拉第旋转器、和光弹性调制器的锁定测量技术。提出的MOKE测量方法是基于霍布斯引入的自动平衡检测来抑制共模噪声。实验装置的示意图如图1所示。MOKE系统的前端是He-Ne激光器(JDS单相1137P型，λ = 632.8 nm)，线偏振光束总功率为7 mW。光束直径为0.8 mm (FWHM)，其zui大噪声(rms)为0.2%，8 h内zui大漂移小于2.5%。zui小极化比为500:1。
图1.MOKE实验装置
如图1所示，使用望远镜T (LINOS G038658000，光束扩展系统4倍)将激光束放大到一个直径5毫米，以便在样品上实现较小的聚焦光束光斑尺寸。格兰-汤姆逊偏振器P产生的s偏振光相对于样品的几何形状。分束器BS (ThorLabs BSF05-A1)用于将激光束分成参考部分和信号部分。经过镜面M的反射后，参考光束被引导到自动平衡差分检测器的参考输入端。信号束由非球面凸透镜FL1 (ThorLabs 352240-B)聚焦到样品表面S上，角度为40◦从样品法线测量。反射光束通过第二非球面凸透镜FL2 (ThorLabs 352240B)进行准直。为了提高精度和自动定位，聚焦和准直镜头安装在压电驱动的自制定位器上。准直光束由Glan-Thomson偏振器A分析，由凸透镜SFL (ThorLabs AC254-075-A1)通过可移动金属反射镜(保护铝涂层)RM聚焦到自动平衡探测器的信号输入端。或者，移除反射镜RM将光束引导到ccd相机。无限共轭透镜FL2和SFL将样品表面投射到CCD相机上。分析后的样品放置在固定在手动x - y平移台(LINOS XY 85-16-S)上的样品架上。该平台配备了一个自制的高精度定位系统，由一个计算机控制的3通道高压源(Thorlabs MDT693A)驱动，总行程范围为9 μm。电磁铁EM在样品体积中产生磁场。放置在样品附近的定制霍尔传感器H测量施加磁场的值。可编程双极电流源(DANFYSIK DF7000-75-20)，zui大输出电流为±20 A，为电磁铁产生所需的电流。
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