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COMS-Magview-磁場相機背後的秘密-磁光傳感器!

發布時間:2023-06-26 10:45:13 瀏覽量:4180


COMS-Magview-磁場相機背後的秘密-磁光傳(chuan) 感器!


磁性材料的可靠使用需要精確的磁場分布信息,例如在生產(chan) 過程中、作為(wei) 質量管理過程的一部分以及在研發領域中。磁光傳(chuan) 感器是無損檢測磁場分布的新方法。


圖1. 此圖代表不同階段的磁光傳(chuan) 感器:初始基板、塗有 MO 和反射層(從(cong) 左到右)

 

現有磁場測量係統的原理基於(yu) 磁場對傳(chuan) 感器內(nei) 電壓和電流等電學參數產(chan) 生不同物理效應。通過測量值和特定材料常數,可以分析磁場強度和通量密度。例如,在霍爾傳(chuan) 感器中,導電材料(如半導體(ti) 材料)的霍爾效應會(hui) 產(chan) 生一個(ge) 輸出電壓——霍爾電壓——其與(yu) 磁通密度成正比。另一種廣泛使用的類型是磁阻傳(chuan) 感器,它利用了傳(chuan) 感器材料阻力隨磁場變化而變化的特性,並因此提供了與(yu) 施加的磁場相關(guan) 聯的測量電壓。


圖2. 圖示法拉第旋轉的圖解,其中E=光振幅,d=透明介質中的距離,B=樣品磁通密度,而B則是產(chan) 生的法拉第旋轉。


Matesy GmbH位於(yu) 德國耶拿,探索了一種新的磁光傳(chuan) 感器類型(MO-傳(chuan) 感器)用於(yu) 直接場可視化和測量。 Matesy引入了磁光學而非電磁效應進行二維磁場分析。 磁光傳(chuan) 感器具有技術優(you) 勢,即可以在整個(ge) 磁表麵上直觀地識別出磁場及其分布。 因此,可以執行實時的磁場分布分析,而不是使用需要在表麵上精確定位的霍爾探針進行耗時的“點對點”掃描。


圖3. 磁光效應的示意圖

 

一、法拉第效應

 

磁光傳(chuan) 感器的原理是法拉第效應。它描述了通過磁光傳(chuan) 感器的線性偏振光的偏振平麵的旋轉,該磁光傳(chuan) 感器暴露在磁場中,該磁場平行於(yu) 国产成人在线观看免费网站光波的傳(chuan) 播方向。更具體(ti) 地,線偏振光由具有相同頻率和相位的左圓偏振波和右圓偏振波疊加而成。當光通過施加與(yu) 光波方向平行的磁場的 MO 介質時,它會(hui) 分散成兩(liang) 個(ge) 具有不同相速度的相反旋轉的圓偏振波。由於(yu) 這兩(liang) 個(ge) 部分波的相移 - 光的偏振麵的旋轉和每個(ge) 分量的不均勻吸收 - 導致橢圓偏振波,這zui終是磁場強度的可分析現象,並允許有深入了解樣品的磁性。


圖4. 這是動態範圍為(wei)  0.05 至 30kA/m 的 MO 傳(chuan) 感器在整個(ge) 傳(chuan) 感器表麵上的特性圖


二、傳(chuan) 感器晶片


為(wei) 了實現準確的成像特性和zui佳分辨率,耶拿的研發機構INNOVENT e.V.基於(yu) 一種鉍取代稀土鐵石榴石化合物設計了單晶鐵磁層,其具有增強的磁光成像特性。傳(chuan) 感器層的製造過程是通過液相外延法實現的,這種方法非常適合在單晶石榴石襯底上国产成人在线观看免费网站微米級功能塗層。為(wei) 了確保係統長期功能,還在原始傳(chuan) 感器上沉積了一個(ge) 附加鏡麵和保護層。對於(yu) 不同領域的国产成人在线观看免费网站,可以定製各種形狀和尺寸的傳(chuan) 感器。



三、磁場可視化


為(wei) 了實現磁場的光學可視化,將磁光傳(chuan) 感器直接與(yu) 磁性樣品材料接觸,並用偏振光源進行照明。 光線穿過透明傳(chuan) 感器,被鏡麵反射並再次通過傳(chuan) 感器。當經過非互易MO介質的雙倍程時,所述法拉第效應與(yu) 雙層厚度成比例。

 

由於(yu) 不同旋轉角度取決(jue) 於(yu) 局部磁場強度,分析極化模塊會(hui) 生成一個(ge) 強度對比圖案,該圖案與(yu) 磁性材料的磁場分布成比例。結果是一幅視覺圖像,說明了磁漂移場的二維交點。這種正常組件在X-Y平麵上記錄和分析的圖像采集以及整個(ge) 傳(chuan) 感器表麵上同時進行,在實時中發生,並且可以檢測和分析動態磁場變化。



磁光傳(chuan) 感器是基於(yu) 邁克爾-法拉第在1845年發現的法拉第效應,他認識到光通過透明介質時,外部施加的磁場會(hui) 改變光波,這取決(jue) 於(yu) 磁場。這一發現是光和磁之間相互作用的di一個(ge) 跡象,後來導致了麥克斯韋方程的建立,其中包括將光描述為(wei) 電-磁波。經典物理學中的電-磁相互作用的基本原理就是通過這些發現而產(chan) 生的。法拉第效應描述的是旋轉的通過磁體(ti) 的偏振光的偏振麵(振動麵)的影響下的光學介質。與(yu) 光波傳(chuan) 播方向平行的外部磁場(圖1)。偏振麵的旋轉角由以下方程定義(yi)



其中(指MO傳(chuan) 感器) 與(yu) 外部磁場B的靜態磁通密度成比例,d是光在MO介質中通過的距離,V是特定材料的Verdet常數,用於(yu) 表示材料的特定旋轉強度。並且因材料不同而不同。因此,Verdet常數取決(jue) 於(yu) 光的波長

 

四、 COMS-Magview係列磁場相機


COMS-Magview係列磁場相機是一種高分辨率、高精度的磁性材料、部件和表麵測量和可視化係統,不僅(jin) 可以使磁場和磁性結構可見,還可以測量磁通量密度。cmos-MagView是一種用於(yu) 磁場光學可視化的創新設備。高度工程化的磁光傳(chuan) 感器技術可以直接以高光學分辨率觀察磁性材料的磁雜散場。對測試樣品的磁光分析提供了關(guan) 於(yu) 場極性、場均勻性、磁性材料的分布和磁化特性的具體(ti) 信息,讓看不見摸不著的磁場高分辨率可視化成為(wei) 可能!



1.測量原理


磁光原理是基於(yu) 法拉第效應。它描述了線偏振光在穿過透明介質時的平麵旋轉。當光通過磁光介質時,偏振的不同旋轉角度取決(jue) 於(yu) 局部磁場強度,從(cong) 而產(chan) 生可以視覺評估的對比度差異。因此,實現了整個(ge) 傳(chuan) 感器表麵上準靜態磁場的直接、實時可視化。


圖1. 磁光效應的示意圖


磁場可視化的基礎是利用法拉第效應的磁光傳(chuan) 感器技術。該傳(chuan) 感器在傳(chuan) 感器平麵上產(chan) 生一個(ge) 二維的磁場圖像。因為(wei) 傳(chuan) 感器平麵被隻有幾微米厚的鏡麵覆蓋,所以可以檢測到靠近測試樣本表麵的雜散場。探測到的是測試試樣的磁場相對於(yu) 磁光傳(chuan) 感器表麵的法向分量。


2.尺寸型號



3.国产成人在线观看免费网站和傳(chuan) 感器類型


A型傳(chuan) 感



質量檢查和幾何評估:

· 磁性編碼器

· 電工鋼板

· 法醫安全特性

· 剩磁



B/C型傳(chuan) 感器

  

表麵檢測與(yu) 定量分析:

· 具有強磁化的磁性編碼器

· 永磁體(ti)

· 聚合物粘合磁鐵

· 複合材料中的磁性粒子

· 超導材料

D型傳(chuan) 感


調查和可視化:

· 軟磁

· 紙幣上的磁性墨水

· 文件中的的磁性墨水



E型傳(chuan) 感器

 

大磁場測量:

· 達1T的永磁體(ti)

· 大磁場多級磁鐵


4.技術規格

· 傳(chuan) 感器尺寸:zui大可達 45*60mm

· 測量時間:1s

· 幾何分辨率:zui大可達 15μm(取決(jue) 於(yu) 傳(chuan) 感器和相機)

· 實時顯示磁場,測量磁感應強度

· 用於(yu) 圖像分析的Cmos-magview軟件


關(guan) 於(yu) Matesy


Matesy GmbH 是一家位於(yu) 耶拿大學城中心的創新技術国产黄色在线观看。該国产黄色在线观看成立於(yu) 2008 年,是研發機構“ INNOVENT Technology Development ”的衍生国产黄色在线观看,專(zhuan) 注於(yu) 磁場的可視化表征和生成。此外,Matesy 將磁性用於(yu) 各種国产成人在线观看免费网站,例如:磁性標記顆粒和物體(ti) 的三維定位、人體(ti) 胃腸道靶向藥物釋放、安全特性的智能檢查和材料開發

 

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