【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及工業(yè)制造能力的進(jìn)步,新型薄膜材料不斷涌現(xiàn),薄膜材料在通信、生物、軍工等領(lǐng)域也正在發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。磁性薄膜材料作為一種特殊的薄膜材料因?yàn)槠湓诖糯鎯?chǔ)、磁光傳感器件、磁光開(kāi)關(guān)等領(lǐng)域展現(xiàn)出的優(yōu)異性能受到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。磁性薄膜材料的制備、優(yōu)化等方向都需要更先進(jìn)的表征技術(shù)。磁光橢偏測(cè)量技術(shù)具有測(cè)試靈敏、精度好、測(cè)量速度快、不會(huì)對(duì)樣品造成物理?yè)p傷、可以實(shí)現(xiàn)樣品生長(zhǎng)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等優(yōu)點(diǎn),是進(jìn)行磁性薄膜材料測(cè)量的理想手段。本論文針對(duì)目前磁光橢偏技術(shù)存在的問(wèn)題,創(chuàng)新性地提出一種旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng),利用該系統(tǒng)可減小測(cè)試過(guò)程中直流信號(hào)、高頻信號(hào)以及周?chē)h(huán)境光的影響,可以大大提高信噪比;能求出橢偏參量的正弦和余弦值,解決橢偏參量符號(hào)不確定的問(wèn)題;可一次測(cè)量材料的多個(gè)光學(xué)和磁學(xué)參數(shù);有效提高測(cè)量速度,降低誤差,工業(yè)應(yīng)用性強(qiáng)。本論文基于偏振理論的穆勒矩陣對(duì)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng)原理進(jìn)行了推導(dǎo),得到了系統(tǒng)出射光強(qiáng)的表達(dá)式,并利用該表達(dá)式得到了材料穆勒矩陣元素的求解方法。在此基礎(chǔ)上基于磁光克爾效應(yīng)理論對(duì)磁性體材料、單層磁性薄膜材料、多層磁性薄膜材料進(jìn)行了建模,給出了使用旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng)對(duì)各向同性磁性薄膜材料的厚度、光學(xué)參數(shù)、磁學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析的方法。根據(jù)上述系統(tǒng)理論基礎(chǔ)構(gòu)建了一種旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器的光譜磁光橢偏系統(tǒng),仿真分析了其入射角,起偏器、補(bǔ)償器、檢偏器角度誤差對(duì)磁光耦合系數(shù)測(cè)試結(jié)果的影響,根據(jù)系統(tǒng)理論提出上述器件角度精確值的標(biāo)定方式。
【圖文】：

圖Ｕ法拉第效應(yīng)原理逡逑光克爾效應(yīng)逡逑磁光克爾效應(yīng)是光束經(jīng)過(guò)置于磁鐵中不透明樣品反射后光束的偏振束相比有很小的角度變化的現(xiàn)象通常情況下，，線偏振光被無(wú)磁射偏振態(tài)會(huì)成為橢圓偏振，當(dāng)有磁場(chǎng)存在時(shí)，作用后光束的偏振面上增加一個(gè)額外的小角度。如圖１．２所示，根據(jù)施加在樣品表面的磁以及樣品表面的空間位置可以將其分為如下三種：逡逑

因消光式測(cè)量方法測(cè)試過(guò)程中一直改變偏振器件角度，測(cè)量速度慢，而且測(cè)逡逑試數(shù)據(jù)受到器件定位精度的影響，定位過(guò)程繁瑣且定位不準(zhǔn)確時(shí)誤差比較大。因逡逑此現(xiàn)在普遍使用的多是光度式測(cè)量方法。如圖１．４所示是光度式測(cè)量方法儀器結(jié)逡逑構(gòu)。光度式測(cè)量方法則是通過(guò)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中的某一器件，使通過(guò)檢偏器的光強(qiáng)產(chǎn)生逡逑周期性變化，通過(guò)采集光強(qiáng)值或在采集周期內(nèi)的光強(qiáng)積分值經(jīng)過(guò)傅里葉分析計(jì)算逡逑堒偏參量。逡逑樣品逡逑Ｓｆｉａｌ邐－＆ｍｓｓ邋１逡逑ＡＳ？光邐探測(cè)器逡逑圖１．４光度式測(cè)量方法儀器結(jié)構(gòu)逡逑光度式測(cè)量方法根據(jù)旋轉(zhuǎn)器件的區(qū)別又分為旋轉(zhuǎn)起偏器、檢偏器和補(bǔ)償器的逡逑測(cè)量方法，其中前兩種儀器配置下雖然儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在數(shù)據(jù)測(cè)量受光源偏逡逑振特性和探測(cè)器偏振靈敏度的影響、橢偏參量接近0時(shí)測(cè)量誤差增大、無(wú)法判斷逡逑橢偏參量正負(fù)等問(wèn)題，因此綜合來(lái)看最有優(yōu)勢(shì)的測(cè)量方法是旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器式測(cè)量技逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB383.2

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本文編號(hào)：2588609