TDTR可采用一种新颖的温度传感技术，利用时间分辨的磁光克尔效应(TR-MOKE)。TR-MOKE不是热反射，而是依靠温度相关的瞬态
克尔旋转来检测泵浦激光加热下磁换能器的温度响应，由此遵循TDTR的相同数据简化方案，可以推导出换能器膜下材料的热特性。
基于热磁光克尔效应的温度测量允许使用薄得多的磁传感器薄膜，该薄膜不必像传统TDTR方法中所要求的那样是光学不透明的。具有
较低热导率的较薄换能器可以最小化换能器层中的横向热流，从而增强对面内热导率的测量灵敏度。同时，当衬底的热导率较小时，换
能器层的小热质量也能够增强对界面热导率的灵敏度。
图1显示了TR-MOKE信号检测方案。为了进行TR-MOKE测量，样品需要涂上一层薄的垂直磁化传感器，在测量前用外部磁铁磁化。非
偏振分束器被插入在转向PBS和显微镜物镜之间，以将反射的泵浦和探测光束转向检测路径。在检测路径中，泵浦光束被滤波器去除，
而探测光束通过半波片，然后被渥拉斯顿棱镜分成两个正交偏振分量。调整半波片，使得两个分量具有大致相同的强度。通过检测平衡
检测器上相对强度的变化来监测探测光束偏振的瞬时变化。
图1. TR-MOKE探测方案示意图。反射探测光束的偏振态被渥拉斯顿棱镜分离，并被平衡探测器探测到。放置在沃拉斯顿棱镜前的半波
片用于平衡平均强度
在与半波片非完美平衡的情况下，热反射信号与瞬态克尔旋转重叠。由于TR-MOKE信号会改变磁性换能器的相反排列磁化状态的符
号，因此TR-MOKE信号可以通过减去为换能器的相反排列磁化状态记录的同相和异相信号作为Vin = (VinM+ - VinM-)/2，Vout =
(VoutM+ - VoutM-)/2。图2显示了涂覆有26.9 nm TbFe传感器的大块黑磷样品的TR-MOKE信号作为延迟时间的函数进行测量的示
例。注意，图2(a)中的M+和M-信号都显示了在高达500 ps的短延迟时间范围内的可观察到的振荡[参见图2(a)的插图]，这被归因于布
里渊散射。布里渊散射是由黑磷中的面内各向异性引起的双折射引起的反射探测光束和黑磷样品内部的声波之间的相互作用引起的。这
些振荡也通过校正减法抵消[注意，图2(a)中的校正信号是平滑的，没有振荡]。这种方法使得TR-MOKE测温法不容易出错，因为任何
与传感器磁化状态无关的杂散信号都可以被抵消。
图2. 使用9兆赫调制频率和w0=12 μm的激光光斑尺寸在涂覆有26.9纳米厚的三丁基锡化合物层的黑磷样品上测量的TR-MOKE信号的
例子。(a)作为延迟时间函数的正(M+)、负(M)和校正的vin信号。插图显示了前几百ps时出现的周期为21 ps的布里渊散射振荡。这些
振荡在校正后的Vin中被抵消。(b)比率信号——来自实验(符号)和热模型模拟(线)的-Vin/Vout，用于涂覆有81纳米铝的黑磷样品的
TDTR测量和涂覆有26.9纳米三丁基锡化合物的黑磷样品的TR-MOKE测量。
TR-MOKE常用的磁传感器薄膜有钴/铂、钴/钯、钴铁/铂、铁硼铁、钆铁钴等。除了热表征，TR-MOKE也被广泛用于研究自旋动力学
和超快磁化过程。
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