在過去的二十年裏，人們(men) 開發了掃描MOKE顯微鏡來分析麵內(nei) 和麵外的磁化分量。對超薄磁層進行精確、可靠、快速、非接觸式的高空間分辨率磁測量，是發展新的數據記錄和讀取技術必不可少的手段。
磁光克爾效應（MOKE）裝置
磁光克爾效應(MOKE)是測量圖像化磁性薄膜磁化強度的一種方法。克爾效應是指入射線偏振光經磁性材料反射後偏振態的變化在超薄層的情況下，這種效應通常被稱為(wei) 表麵磁光克爾效應由於(yu) 采用激光束檢測樣品的磁化強度，該方法是非接觸式的，可用於(yu) 真空沉積室的原位檢測。
MOKE測量的典型設置包括穩定的低噪聲光源，通常是連續波激光器，定義(yi) 入射光偏振的線性偏振器，位於(yu) 可變磁場中的樣品支架，分析儀(yi) 和檢測器。一般來說，整個(ge) 光學係統的光噪聲和電子噪聲，包括光的產(chan) 生和檢測，決(jue) 定了被測MOKE信號的質量。闡述了大量不同的MOKE測量方案，以提高信噪比。傳(chuan) 統的方法是基於(yu) 測量反射光強度通過分析儀(yi) 失諧約4-7◦從(cong) 消光位置。這個(ge) 簡單的方案保證了較大可實現的信噪比，而不需要對給定的克爾旋轉進行任何共模噪聲抑製檢測。使用Wollaston棱鏡而不是標準的Glan-Taylor或GlanThomson分析儀(yi) ，通常可以增強這種設置。用微分光學探測器測量正交偏振光和空間分離光。在這種測量方案中，通過手動或電動旋轉沃拉斯頓棱鏡來平衡信號。進一步的MOKE改進包括使用機械切刀、法拉第旋轉器、和光彈性調製器的鎖定測量技術。提出的MOKE測量方法是基於(yu) 霍布斯引入的自動平衡檢測來抑製共模噪聲。實驗裝置的示意圖如圖1所示。MOKE係統的前端是He-Ne激光器(JDS單相1137P型，λ = 632.8 nm)，線偏振光束總功率為(wei) 7 mW。光束直徑為(wei) 0.8 mm (FWHM)，其zui大噪聲(rms)為(wei) 0.2%，8 h內(nei) zui大漂移小於(yu) 2.5%。zui小極化比為(wei) 500:1。
圖1.MOKE實驗裝置
如圖1所示，使用望遠鏡T (LINOS G038658000，光束擴展係統4倍)將激光束放大到一個(ge) 直徑5毫米，以便在樣品上實現較小的聚焦光束光斑尺寸。格蘭(lan) -湯姆遜偏振器P產(chan) 生的s偏振光相對於(yu) 樣品的幾何形狀。分束器BS (ThorLabs BSF05-A1)用於(yu) 將激光束分成參考部分和信號部分。經過鏡麵M的反射後，參考光束被引導到自動平衡差分檢測器的參考輸入端。信號束由非球麵凸透鏡FL1 (ThorLabs 352240-B)聚焦到樣品表麵S上，角度為(wei) 40◦從(cong) 樣品法線測量。反射光束通過第二非球麵凸透鏡FL2 (ThorLabs 352240B)進行準直。為(wei) 了提高精度和自動定位，聚焦和準直鏡頭安裝在壓電驅動的自製定位器上。準直光束由Glan-Thomson偏振器A分析，由凸透鏡SFL (ThorLabs AC254-075-A1)通過可移動金屬反射鏡(保護鋁塗層)RM聚焦到自動平衡探測器的信號輸入端。或者，移除反射鏡RM將光束引導到ccd相機。無限共軛透鏡FL2和SFL將樣品表麵投射到CCD相機上。分析後的樣品放置在固定在手動x - y平移台(LINOS XY 85-16-S)上的樣品架上。該平台配備了一個(ge) 自製的高精度定位係統，由一個(ge) 計算機控製的3通道高壓源(Thorlabs MDT693A)驅動，總行程範圍為(wei) 9 μm。電磁鐵EM在樣品體(ti) 積中產(chan) 生磁場。放置在樣品附近的定製霍爾傳(chuan) 感器H測量施加磁場的值。可編程雙極電流源(DANFYSIK DF7000-75-20)，zui大輸出電流為(wei) ±20 A，為(wei) 電磁鐵產(chan) 生所需的電流。
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