Способ определения оптических констант ферромагнетиков

(506 01 М 2 4 ЕЛЬСТВУ Е. Зубовлин а Ленина,еволюцииго Знамен с жение света внут197 ферквад ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ С(71) Московский орденордена Октябрьской Рдена Трудового Краснодарственный университетим. М.В. Ломоносова(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ,включающий облучение поверхности образца .фврромагнетика при разных углах падения света и регистрацию интенсивностиотраженного света Э в области слабого поглощения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличенияточности измерения показателя поглощения, образец помещают в переменноемагнитное поле, измеряют интенсивость отраженного света Э при налиии магнитного поля и по зависимоститносительного изменения интенсивнос 3-3ти Р в " от угла падения светоопределяют оптические константИмагнетика по методу наименьшихратов.1116364Изобретение относится к методам измерения оптических констант материалов и может быть использовано для измерения оптических констант ферромагнетиков путем регистрации парамет ров отраженного от его поверхности света.Известен способ определения оптических констант, основанный на измерении отношения коэффициентов отраже О ния поляризованного света при двух углах падения света 13.Однако этот способ имеет высокую погрешность в области слабого поглощения. 15Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения оптических констант ферромагнетиков, включающий облучение поверхности образца Аерромагнетика при различных углах падения света и регистрацию интенсивности отраженного света 3 в области слабого поглощения, причем свет пада-. ет на границу раздела со стороны эле - 25 мента нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО). По угловой зависимости интенсивности отраженного света определяют оптические константы образца 23Однако по этому способу необходимо использование элемента НПВО (призмы или полусферы) с показателем преломления (о) большим, чем показатель преломления исследуемого вещества, а так как имеются ферромагнетики с большим показателем преломления, например гематит ( ь -" 2,9), то подобрать для них соответствующий элемент НПВО в видимом диапазоне спектра затруднительно. Требуется также высокая чистота обработки поверхности исследуемого образца (глубина неровностей поверхности должна быть меньше 1/10 длины волны света), кроме того, так как. реализация вы 45 сокой чувствительности метода предполагает использование многократных отражений, требуется, чтобы размеры элемента НПВО и образца (0) были достаточно большими ( 1 ) 1 см).Невынол О кение этих требований ведет к снижению точности определения измеряемых величин,в том числе показателя поглощения (К).Цель изобретения - увеличение точности измерения значения показателя поглощения ферромагнетиков в области1слабого поглощения. 2Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения оптических констант ферромагнетиков, включающему облучение поверхности образца ферромагнетика при разных углах падения света и регистрацию интенсивности отраженного света Эо в области слабого поглощения, образец помещают в переменное магнитное поле, измеряют интенсивность отраженного света 3 при наличии магнитного поля и по зависимости относительного3 - изменения интенсивности д:о от угла падения света определяют оптические константы ферромагнетика по методу наименьших квадратов.На фиг, 1.изображено устройство, реализующее предлагаемыйспособ;на фиг. 2 - результаты измерения зависимости относительного изменения интенсивности отраженного света от угла падения света для ортоферрита иттрия (УРеО,).Способ осуществляется следующимобразом,Исследуемый образец, имеющийотражающую поверхность, помещают1 между полюсами электромагнита так,чтобы вектор магнитного поля былперпендикулярен плоскости падения света, имеющего Р - поляризацию. Затеи, измеряя интенсивность отраженного света Э ив отличие от известного технического решения изменение интенсивности 3, вызванное перемагничиванием образца переменным магнитнымполем, находят отношение, этих величин 3,Определяют это отношение для разных углов падения света ч на образец. Далее, зная экспериментальную зависимость с"(1 и используя формулу для магнитооптическогоэкваториального эффекта Керра (ЭЭК):ГУ =1 Р, + 1,где с 1 и Ь - известные функции,зависящие от показателей преломления ь, поглощения К и угла М;Е. и 6 - недиагональные ком 1 2поненты тензорадиэлектрической проницаемости вещестЬа,вычисляют значенияи, К, Е и Е, например, по методунаименьших квадратов.35 3 1116В конкретном случае метод реализуется следующим образом.Пусть, Ь. д"( а ЕЬЕ ) - от)клонение экспериментального значения ЭЭК при г.: , от кривой ЭЭК, рассчитанной по Формуле (1). ТогдайЯ 2 (2) есть сумма квадратов отклонений экспе. риментальных значений от расчетной1 О кривой, где М - число эксперименталь.ных точек. Из условия минимума в сумм 5 по переменным Е, и Е (д 5 /д Е, =О 35/дф)находят явные выражения для Г и Е которые подстав( 15 ляют. в формулу (2) для 5, Получен" ное выражение для 5 является функцией переменных. и и 1: Б = 5 (п,% ). С помощью ЭВИ проводится расчет 5 для различных пар ь и . Искомые и иосуществляют минимум Б. 1 Паг изменения о иопределяется требуемой точностью.Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.Монохроматический свет от источника 1 (фиг.1) проходит через поляризатор 2 и падает под угломна плоскую поверхность ферромагнитногообразца 3, находящегося между полюса-ЗО ми электромагнита 4. Отраженный от образца свет попадает на Фотоприемник 5. Постоянный ток в цепи фотоприемника, пропорциональный постоянной составляющей интенсив ности отраженного света, измеряется гальванометром 6, а переменный ток в цепи фотоприемника, пропорциональный изменению интенсивности света, вызванному перемагничивани О ем образца, измеряется с помощью резонансного усилителя 7 и синхрон 364 4ного детектора 8. Измерения проводятся для различных углов падениясвета,На фиг.2 приведены результатыизмерения зависимости от угла падения света Ч на монокристаллеУРеО, . Точки на Фиг.2 соответствуютэкспериментальным значениям д" длядлины волны света 3, = 0,44 мкм,кружки - Л = 0,63 мкм. Вычисленныезначения оптических констант составляют: ь = 2,63+0,02; 1 = 0,36+0,01для л и= 2,380,02;= 0,12+0,005 для Л 2. Данные значения и и % подставлены в формулу , по которой произведен расчет угловых зависимостей д(М) (кривая д ) для 3 и кривая У дляв,Иэ фиг.2 видно, что укаэанныекривые соответствуют экспериментальным значениям.. Фиг.2 иллюстрирует также сильноевлияние изменения величины на видугловой зависимости дТаким образом, предлагаемый способ определения оптических константферромагнетйков характеризуется высокой точностью определения малогопоказателя поглощения ( 53), непредполагает высоких требований кразмерам и качеству поверхности образца, как в методах НПВО, где несоблюдение упомянутых условий длятвердых тел позволяет часто проводилишь, качественный анализ измеряемых величин (точность не превышает307), Кроме того, реализация предлагаемого способа не связана с применением дорогостоящих элементовНПВО, что обуславливает экономическую эффективность предлагаемогоспособа.1 16364 Голубе Составитель С Техред О.йеце Редактор М. Петр Шекм рректор аказ 6922/3 ВНИИПИ по3035