高分辨率顯微鏡原理可以適用於(yu) 動態磁化過程的觀察，其中可能包括超快自旋動力學的飛秒過程，亞(ya) 納秒或納秒時間尺度上的共振磁化動力學以及厚樣品在微至毫秒範圍內(nei) 的渦流主導磁化動力學。使用時間分辨Kerr顯微鏡可以訪問整個(ge) 時間尺度範圍，並且可以通過在磁光顯微鏡設置中實現快速照明和/或快速檢測方案來解決(jue) 相當廣泛的範圍。
時間分辨克爾顯微鏡中三種動態磁疇成像模式
時間分辨成像確實存在不同的成像方式，可分為(wei) 實時成像、單次成像和頻閃成像。單個(ge) 模式的適用性受限於(yu) 攝像機係統的幀速率以及照明光源的時間分辨率。由於(yu) 所需或目標時間分辨率和實際科學問題的技術限製，並非所有方法都適用於(yu) 動態磁疇過程的成像。三種可用主要成像模式如下:
磁疇狀態連續交替的直接實時成像依賴於(yu) 對磁化過程的穩定觀察，如圖1a所示。可視化了磁場變化下的疇演化過程直接在“實時”與(yu) 時間分辨率由相機係統的幀速率決(jue) 定。
圖1.(a)變化磁場H(t)、磁化響應M(t)和連續照明I(t)的實時觀測。用曝光時間∂t探測域進程。時間間隔λt由攝像機的幀速率決(jue) 定。(b)單鏡頭Kerr顯微鏡，在一個(ge) 時延為(wei) t的持續時間為(wei) ∂t的照明脈衝(chong) 所定義(yi) 的時間窗口∂t中拍攝一張Kerr圖像。(c)通過對可重複的磁事件求和獲得的複合磁光顯微圖的頻閃域成像，該磁事件的時間分辨率為(wei) ∂t，由相對於(yu) 激勵磁場H(t)的時延為(wei) t的照明脈衝(chong) 序列所定義(yi) 。在算例中，假設有一個(ge) 諧波磁場激勵H(t)
通過脈衝(chong) 電弧閃光燈、LED和激光等脈衝(chong) 高強度照明光源，可以對單個(ge) 磁事件進行單次成像。在脈衝(chong) 光中，由照明源決(jue) 定的具有高時間分辨率的單磁事件成像是可能的。該方法的原理如圖1b所示。實時觀測的主要區別是由於(yu) 現有相機係統的幀速率限製，允許在一個(ge) 快速磁化過程中僅(jin) 記錄單個(ge) 磁事件。單鏡頭成像的進一步限製來自於(yu) 可實現的信噪比，這主要受到所用相機係統的照明強度和靈敏度的限製。
頻閃成像也是基於(yu) 脈衝(chong) 照明光源的使用。該方法依賴於(yu) 磁激勵與(yu) 照明脈衝(chong) 的相位匹配，如圖1c所示。另外，攝像頭係統與(yu) 門控圖像可以使用加強語氣。兩(liang) 者都能在非常快的時間尺度上對可重複的磁事件進行成像。整個(ge) 圖像的形成是通過相機係統對磁事件的積分來實現的。限製時間因子為(wei) 照明源的脈衝(chong) 寬度，分別為(wei) 圖像增強器的門控時間。
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