Устройство для измерения коэрцитивной силы магнитоодноосных пленок

. АВТО в,Магнит- поминаю 1974,о ССС сии юМЪФ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Боярченков М,А, и дные доменные логические и зщие устройства. М нЭнергис, 28,2. Авторское свидетельст(54)(57) УстРОйствО для измеРения КОЭРЦИТИВНОЙ Саь МАГНИТООДНООСНЫХ ПЛЕНОК, содержащее оптически связанные.источник света, поляризатор, двух. лучевой анализатор, дифференциальный фртоприемник, соединенный с дифференциальным усилителем,.задающий генератор, усилитель мощности, блок формирования магнитного поля, соединен- ный с элементом обратной связи в виде резистора, и двухкоординатный регистрирующий блок, о т л и ч а ю " . щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, оно содержит два нормирующих усилителя, пять формирователей импульсов, два элемента ИЛИ, триггер, три элемента И, генератор опорной частоты, два счетчика, блок индикации, и регистр, выход задающего генератора подключен к первому входу усилителя мощности, второй вход которого соединен с резистором; третьим входомдифференциального усилителя, первымвходом двухкоординатного регйстри"рующего блока и входом первого нормирующего усилителя, выход которогоподключен к входам первого и второгоформирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующимивходами первого элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к первому входутриггера, выход дифференциального улителя соединен с вторым входом двух"координатного регистрирующего блокаи входом второго нормирующего усилителя, выход которого подключен к входам третьего и четвертого формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входамивторого элемента ИЛИ; выход которогоподключен к входу первого счетчикаи второму входу триггера, выход которого соединен с первым входом перво"го элемента И, второй вход которогоподключен к выходу генератора опорноичастоты, а выход - к входу второгосчетчика, выход которого. соединен спервым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу блока индикации, регистр соединенс первым входом третьего элемента И,выход которого подключен к второму входу блока индикации, вход пятого формирователя импульсов соединен с выходом первого счетчика, а выходс вторыми входами второго и третьего элементов И,10499Изобретение относится к вцчислйтельной технике и может быть исполь"зовано при производстве материаловдля запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦИА. 5Известно устройство для измерениякоэрцитивной силы магнитоодноосныхпленок, основанное на исследованиивзаимодействия двух ЦИД и содержа"щее оптически: связанные источник 10света, поляризатор и анализатор,задающий генератор. блок Формированиямагнитного поля 1Недостатками этого устройства являются его ограниченная точность и не 15возможность автоматизации процессаизмерения.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является уст"ройство для измерения коэрцитивной 20силы магнитоодноосных пленок, содержащее оптически связанные источниксвета, поляризатор, двухлучевой анализатор, два фотоприемника, включенные по дифференциальной схеме, диффе"25ренциальный усилитель, регулятор напряжения питания Фотоприемников,задающий генератор, соединенный черезаттенюатор и усилитель мощности сблоком формирования переменного маг- З 0нитного поля.В известном устройстве напряжение,пропорциональное амплитуде магнитногополя, через пиковый детектор подается на вход Х двухкоординатного регистрирующего блока, на вход 1 которого через синхронный детектор пода"ется сигнал, пропорциональный намагниченности испытуемого образца 21Однако это устройство имеет низкие быстродействие и точность, таккак результат измерения полностьюзависит от субъективных качеств оператора,1Цель изобретения - повышениебцстродействия и точности устройствадля измерения коэрцитивной силы магнитоодноосных пленок,Поставленная цель достигается тем,что устройство для измерения коэрцитивной силы магнитоодноосных пленок,содержащее оптически связанные источник света, поляризатор, двухлучевойанализатор, дифференциальный Фотоприемник, соединенный с дифференциальным усилителем, задающий генератор,усилитель мощности, блок формированиямагнитного поля, соединенный с эле 70 2ментом обратной связи в виде резистора,и двухкоординатный регистрирующий блок, содержит два нормирующих усилителя, пять формирователей импульсов, два элемента ИЛИ, триггер, три элемента И, генератор опорной частоты, два счетчика, блок индикации и регистр, выход задающего генератора подключен к первому входу усилителя мощности, второи вход которогосоединен с резистором, третьим входомдифференциального усилителя, первымвходом двухкоординатного регистрирующего блока и входом первого нормирую"щего усилителя, выход которого подключен к входам первого и второго формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, .выход которого подключен к первому входутриггера, выход дифференциальнОго усилителя соединен со вторым входом двух"координатного регистрирующего блока и входом второго нормирующего уси- ,лителя, выход которого подключен к входам третьего и четвертого формирователей импульсов, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элементам ИЛИ, выход которого подключен к входу первого счетчика и второму входу триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а выход - к входу второго счетчика, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу блока индикации, регистр соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу блока индикации, вход пятого Формирователя импульсов соединен с выходом первого счетчика, а выхоД - с вторыми входами второго и третьего элементов И.На, чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 света в виде лазера, поляризатор 2, блок.3 формирования магнитного поля, в котором расположен образец 4 магнитоодноосной пленки, двухлучевой анализатор 5 в виде призмы Волластона, дифференциальнцй Фотоприемник 6, содержащий два фотодиода 7 и 8, включенных по дифференциальной схеме, дифференциальный усилитель 9, усилитель 1 О мощности, задающий генератор3 1019911, элемент 12 обратной связи в виде резистора, нормирующие усилители опорного 13 и измерительного 1 ч каналов, два формирователя 15 и 16 импульсов опорного формирователи 17 5 и 18 импульсов измерительного кана- лов, элементы ИЛИ 19 и 20, двухкоординатный регистрирующий блок 21 в ви-де электронного осциллографа, триггер 22 с раздельными входами, элемен ты И 23-25, генератор 26 опорной частоты, счетчики 27 и 28, блок 29 индикации, пятый формирователь 30 им:пульсов и регистр 31.ЮКоэрцитивная сила определяется . 15 как полуширина полной петли гистерезиса с помощью магнитооптического эфФекта фарадея.В блок 3 формирования, который представляет собой двухсекционную 20 катушку Гельмгольца для создания од- нородного магнитного поля, помещается образец 4 магнитоодноосной пленки. Пучок света с лазера 1 проходит через поляризатор 2, призмой Воллас тона 5 разделяется на два пучка. света, которые поступают на дифференциальный фотоприемник 6. Дифференциальное включение фотодиодов 7 и 8 фотоприемника 6 совместно с дифференци- зо альным усилителем 9 позволяет получить вдвое больший сигнал с образц 4, чем при однолучевой схеме.Напряжение с задающего генератора 11 через усилитель 10 мощности соз- дает в блоке 3 переменное магнитное , поле. Для повышения помехоустойчивости генератор 11 синхронизируется с частотой промышленной сети, Ток с вы" хода блока 3 преобразуется резистором 4 О 12 в напряжение, которое поступает в опорный канал и в виде обратной .связи подается на вход усилителя 10 мощности для стабилизации намагничиваю- щего тока. Часть напряжения, пропор." 4 ционального магнитному полю, с резистора 12 подается на дополнительный вход усилителя 9 в противофазе с напряжением фотоприемника 6. Этим компенсируется поворот плоскости по ляризации, обусловленный подложкой. Сигнал, пропорциональный; намагниченности образца, с выхода широкополосного усилителя 9 подается на вход, У осциллографа 21, на вход Х которого 55 поступает напряжение, пропорциональ" ное магнитному полю в блоке 3 форми рования. На экране осциллографа ре 704гистрируется петля гистерезиса исследуемого образца, Одновременно этисигналы поступают на нормирующиеФазостабильные усилители опорного 13и измерительного 1 ч каналов, которыеустраняют амплитудно-фазовую погрешность при срабатывании формировате"лей 15 и 16 импульсов в моменты, ког"да Н=О, и формирователей 17 и 18 импульсов, когда И=0, Причем один изпары Формирователей импульсов срабатывает на положительный, другой - наотрицательный перепады сигнала. Этоделает возможным регистрацию Н наобеих ветвях петли гистерезиса. Черезэлемент ИЛИ 19 импульсы "Старт" с формирователей 15 и 16 импульсов устанав.,ливают, а импульсы "Стоп" с формирователей 17 и 18 импульсов через элемент ИЛИ 20 сбрасывают триггер 22.При установке триггера уровень сего выхода через элемент И 23 пропус"кает импульсы с генератора 26 на входсчетчика 28, По импульсу "Стоп" триг"гер запрещает запись импульсов опорной частоты в счетчик 28, в которомзаписано число импульсов, пропорцио"нальное Нс,Одно измерение Н с не дает объективной картины из-за случайных флуктуацийв приемно-усилительном тракте. Крометого, усреднение результата за нескольсколько циклов перемагничивания обусловлено магнитными шумами за счетскачков Баркгаузена Для этого в вычитающий счетчик 27 и регистр 31 заносится код И=10" числа измеренийгде п=1, 2, 3. По заднему фронтуимпульса "Стоп" содержимое счетчика 27уменьшается на единицу. При полном вычитании счетчика 27 импульс с формиро"вателя 30 импульсов через элементИ 24 переписывает в блок 29 индикации информацию из суммирующего счетчика 23, в котором находится числоимпульсбв за М измерений, а черезэлемент И 25 - информацию с регистра,которая управляет переносом запятой.Таким образом, на цифровом табло блока 29 отражается среднее за М измерений значение Нс исследуемой пленки.Перемещая образец в блоке формирования магнитного поля 3, можно измерять локальную С различных участков пленки. Включение в устройство дополнительных элементов позволяет проводить автоматическое измерение коэрцитивной силы Нс, что исключает субь1049970 6/49 , Тираж 594 ВНИИП Зака писное иал ППП "Патент", г. Ужгород роектная,ективные ошибки оператора. Усреднениерезультата за несколько циклов измерения Н позволяет получить болееобъективные результаты по сравнениюс известным устройством. 3 В результате, повышается быстродействие и точность устройства, чтс позволяет повысить качество измерений однородности магнитоодноосных пленок.