Способ измерения магнитного поля

(Я) 6 01 й 33 03 ТЕНИ Н ЕЛЬСТВУ К АВТОРСН 1 УДАРСТВЕННЬЦ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧКРЫТИЙ(72) Н.А. Кошелев, Ф.В, Лисовский, Е.Г. Мансветова н В.И. Щеглов (71) Ордена Трудового Красного Знамени Институт радиотехники и электроники АН СССР(56) Афанасьев Ю.В, и др. Средства измерений параметров магнитного поля. Л., "Энергия", 1979, с. 247.2. Авторское свидетельство СССР 9 842652., кл. С 01 й 33/02, 1979. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, основанный на помецении магнитоодноосной пленки с доменной. структурой в постоянное магнитное поле, освещении ее лучом поляризованного света, регистрации проходящей компоненты поляризованного света и воздействии на пленку измеряемым магнитным полем, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, постоянное магнитное поле формируют однородным и ортогональным направлению луча поляризованного света, перед воздействием на пленку иэмеряеьаюм магнитным полем ее поворачивают вокруг оси, совпадающей с направлением луча поляризованногосвета или оси, лежащей в плоскостипленки перпендикулярно направлениямпостоянного магнитного поля и лучаполяризованного света до положения,при котором резко изменяется интенсивность проходяцей компонентыполяризованного света, затем, осуществляя угловые колебания пленкиотносительно этого положенияувеличивают постоянное магнитное поледо значения, при котором интенсивность проходяцей компоненты поляри"зованного света перестает изменяться, а при воздействии на пленкуизмеряемым магнитным полем осуцествляется одновременный поворот плен-ки, луча поляризованного света ипостоянного магнитного поля, приих неизменном относительном расположении, до получения максимальногоизменения интенсивности проходяцейкомпоненты. поляризованного света,при этом о направлении и величинеизмеряемого магнитного поля судятпо ориентации луча поляризованногосвета и по полученным значениям напряженности постоянного магнитногополя и изменения интенсивности проходяцей компоненты поляризованногосвета.Изобретение относится к йзмернтельной технике и может быть использованопри измерении постоянных;переменных или импульсных магнитныхполей,Известен способ измерения магнит.ного поля, основанный на эффектефарадея, при котором в качестве рабочего тела используют диамагнитныестекла 1 Д.Недостатком данного способа является низкая чувствительность.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ, основанный на магнитооптической регистрации с помощью эффекта фарадея поведения доменнойструктуры магнитоодноосной пластины,включающий помещение магнитоодноосной пленки с доменной структурой,в постоянное магнитное поле, освещение пленки лучом поляризованногосвета, регистрацию проходящей компоненты поляризованного света ивоздействие на пленку измеряемыммагнитным полем 2 .Недостатком известного; способаявляется невозможность измеренияпеременного магнитного поля, частотный спектр которого превышает единицы мегагерц, что является следствием ограниченности скорости30перемещения границ доменов.Цель изобретения - расширениечастотного диапазона регистрациимагнитных полей.укаэанная цель достигается тем, , 3что магнитоодноосная пленка с доменной структурой помещается в постоянное магнитное поле,освещается лучом поляризованного света, регистрируется проходящая компонента поляризованного света и на пленку воздействует измеряемое магнитное поле,постоянное Магнитное поле формиру- .ется однородным и ортогональным направлению луча поляризованного света, перед воздействием на пленкуизмеряемым магнитным полем ее поворачивают вокруг оси, совпадающейс направлением луча поляризованногосвета или оси, лежащей в плоскостипленки перпендикулярно направлениямпостоянного магнитного поля и лучаполяризованного света до положения,при котором резко изменяется интен-.сивность проходящей компоненты поляризованного света, затем, осуществляя угловые колебания пленки относительно этого положения, увеличивают постоянное магнитное поле дозначения, при котором интенсивностьпроходящей компоненты поляриэованного света перестает изменяться, апри воздействии иа пленку измеряемая .магнитным полем осуществляется одйовременный поворот пленки, луча поляризованного света и постоянного 6 магнитного поля, при нх неизменном относительном расположении, до получения максимального изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света, при этом о направлении и величине измеряемого ф магнитного поля судят по ориентации луча поляризованного света и по полученным значениям напряженности постоянного магнитного поля и изМенения интенсивности проходящей ком поненты поляризованного света.На фиг. 1 показана общая схема расположения магнитоодноосной пленки, луча поляризованного света и магнитных полей; на фиг. 2 - зависимость проходящей компоненты поляризованного света от угла поворота плен ки;на фиг. Э - зависимость величины производной интенсивности проходящей компоненты поляризованного света по углу поворота пленки, от величины постоянного магнитного поля на фиг. 4 -зависимости изменения интенсивности проходящей компоненты поляризованного света от величины измеряемого магнитного поля, регистрируемые при различных зна- чениях постоянного магнитного поля.Способ осуществляется следующим образом.иагнитоодноосная пленка 1 (фиг. 1) с доменной структурой, изготовленная, например, иэ феррита-граната, ось легкого немагничивания которой ориентирована ортогонально к плоскости пленки 1 или отклонена иа некоторый угол30 о) от нормали, по мещается в постояяное магнитное поле Й, однородное в области прост-ранства, занимаемого этой пленкой. Пленка 1 освещается лучом 2 поляризованного света, направление которого перпендикулярно направлению постоянного магнитного поля. Проходящая,компонента поляризованного света выделяется анализатором 3 поляризации и регистрируется. Затем пленка 1 поворачивается вокруг оси, совпадающей с направлением луча 2 поляризованного света или оси 4, лежащей в плоскости пленки 1 перпендикуляуно направлениям постоянного поля Н; и луча 2 поляризованного света до положения, при котором резко изменяется интенсивность проходящей кдмоненты поляризованного света. Интенсивность проходящей компоненты поляризованного света изменяется в результате поворота плотскости поляризации падающего,луча эффект фарадея ) согласно зависимости, изображенной на фиг. 2.Резкое изменение кривой Э( Ч;Ч) соответсвует изменению направления намагниченности пленки 1 на противоположное и возникает при пересече-. нии направления вектора постоянного8944У, лучом 2 поляризованного света ианализатором 3, сохраняя их достигнутое взаимное расположение неизменным, до получения максимального изменения интенсивности проходящейкомпоненты поляризованного света по .отношению к значению, зарегистрированному в отсутствие измеряемогополя. После этого по достигнутойориентации луча света определяетсяориентация вектора измеряемого магнитного поля, которая, в результате.проделанных операций, совпадает снаправлением луча 2 поляризованногосвета, а bо величине изменения интенсивности проходящей компонентыполяризованного света и напряженности постоянного магнитного поля рас- .считывается напряженность измеряемого магнитного лоля Ь,Напряженность поля Ь рассчитыва.ется, например, с помощью градупровочных кривых, две из которых пока- .заны на Фиг. 4, где приведены зави.симости изменения интенсивностипроходящей компоненты поляризованного света .зЭ от величины измеряемого поля Ь для двух значений постоянного магнитного поля Н и Н 2,причем Н 2НПроведение измерений магнитногооля описанным выше способом обеспечивает расширение частотного диапазона измерений не менее чем до30 ИГц.д 1038 фаад.ВНКИПИ Заказ 6225/53 Тираж 710 Подписное филиал ППП "Патентф,г.ужгород,ул.Проектна,магнитного поля и плоскости, перпендикулярной оси легкого намагничивания пленки. Необходимость вращения пленки обусловлена тем, что в реальных пленках в большинстве случаев ось легкого намагничивания 3 отклонена от нормали к плоскости пленки на единицы ( иногда десятки ) градиусовПосле снятия зависимости 3( Ч)или Э(М).пленку 1 устанавливают в поло жение, соответствующее точке максимальной крутизны перепада кривой ЗЯ) ( 9 а на фиг. 2),после чего увеличивают. постоянное магнитное поле до величины, равной или большей вели- чины,. соответствующей резкому умень- . шению крутизны перепада зависимости Э( Ч). Полученное значение поля соответствуе езкому уменьшениюпроизводной (Н),как показано на фиг 3, лри Ъ Й, где Нс, - поле аниэотропии пленки. При НН, доменная структура в пленке исчезает, однако благодаря .компенсации поля анизотропии постоянным магнитным , полем Н, интенсивность проходящей компоненты поляризованного света сильно зависит от проекции измеряемого поля Е на ось луча поляризованного света.Для определения полной величины ф bоля Ь, лри воздействии на пленку этим полем, пленку поворачивают вместе с постоянным магнитным полем