CN103064043A - 用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置及检测方法，包括光源、起偏镜、检偏镜、第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏、第一光线采集装置和第二光线采集装置，所述第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏和第一光线采集装置顺序排列在一水平直线上，所述光源、起偏镜设置在第一分光镜的一侧，且光源、起偏镜和第一分光镜处于同一水平直线上，所述第二光线采集装置和检偏镜设置在第二分光镜的一侧，且第二光线采集装置、检偏镜和第二分光镜处于同一水平直线上。实现对磁性材料的力-磁耦合特性测试的优点。

Description

用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及磁性薄膜测试领域，具体地，涉及一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置及测试方法。
背景技术
目前，薄膜材料，尤其是磁性薄膜在微机电系统有着越来越重要的应用。在磁场工作环境中的变形或受力特征是微机电系统研究非常关注的重要问题之一。相干梯度敏感系统工作原理是由薄膜表面反射后的光经两个光栅引入光程差最后形成的干涉条纹，该条纹包含了薄膜表面变形的信息。通过对条纹的处理即可以得到薄膜表面的变形信息。该系统具有全场、对振动不敏感等优点被广泛应用于薄膜表面变形测量。但是该系统仅局限于测试薄膜表面的变形，对于薄膜材料的磁性特性没有识别的能力。一般而言，磁性材料的电磁学特性往往同其力学变形相互关联(耦合)，而不能够反映其磁性性能。而现有针对磁性薄膜力-磁耦合特性研究系统较少，一般材料学者更加关注其磁性性能，通过磁化曲线，交流磁化率等等进行研究，而力学工作者往往是忽略力-磁耦合的特征，仅仅关注其变形特性。而采用这两种采用力-磁割裂的研究方法必将影响磁性薄膜的微机电系统功能性设计。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置及测试方法，在不将力-磁割裂的情况下，实现对磁性材料的力-磁耦合特性测试的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置，包括光源、起偏镜、检偏镜、第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏、第一光线采集装置和第二光线采集装置，所述第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏和第一光线采集装置顺序排列在一水平直线上，所述光源、起偏镜设置在第一分光镜的一侧，且光源、起偏镜和第一分光镜处于同一水平直线上，所述第二光线采集装置和检偏镜设置在第二分光镜的一侧，且第二光线采集装置、检偏镜和第二分光镜处于同一水平直线上。
进一步的，所述第一光线采集装置和第二光线采集装置采用相机或摄像机。
进一步的，所述第一光栅和第二光栅间的距离为60mm，所述第二光栅和过滤屏间的距离在40-60mm间。
同时本发明的技术方案还公开了一种，用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置的测试方法，所述光源发出的白光经起偏镜后成为偏振光，该偏振光经第一分光镜后照射到位于磁场环境中的磁性薄膜表面，该偏振光经磁性薄膜表面反射后经第二分光镜后分为两个光束，其中一个光束经检偏镜后被第二光线采集装置采集，另一光束经分别经第一光栅和第二光栅干涉后形成条纹，该条纹经透镜和过滤屏后被第一照光线采集装置采集。
本发明的技术方案，当薄膜变形后，通过全场的、实时的、非接触的光线采集装置对薄膜进行测量，获得了薄膜的表面变形(变形梯度和曲率)和磁学特性分布（通过检偏测试）同步的信息，从而实现对磁性材料的力-磁耦合特性测试的优点。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置结构示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
1-磁性薄膜；2-第一分光镜；3-第二分光镜；4-第一光栅；5-第二光栅；6-透镜；7-过滤屏；8-第一照相机；9-磁场；10-起偏镜；11-检偏镜；12-光源；13-第二照相机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置，包括光源、起偏镜、检偏镜、第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏、第一光线采集装置和第二光线采集装置，所述第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏和第一光线采集装置顺序排列在一水平直线上，光源、起偏镜设置在第一分光镜的一侧，且光源、起偏镜和第一分光镜处于同一水平直线上，第二光线采集装置和检偏镜设置在第二分光镜的一侧，且第二光线采集装置、检偏镜和第二分光镜处于同一水平直线上，第一光线采集装置和第二光线采集装置为照相机，同时也可以用摄像机等。第一光栅和第二光栅间的距离为60mm。第二光栅和过滤屏间的距离可根据需要设定在40-60mm间，第二光栅和过滤屏间的距离设定在40-60mm间，不影响最后的条纹分布，其主要作用是将零级、正一级和负一级干涉条纹分开。
同时本发明的技术方案还公开了一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置的测试方法，光源发出的白光经起偏镜后成为偏振光，该偏振光经第一分光镜后照射到位于磁场环境中的磁性薄膜的表面，该偏振光经磁性薄膜表面反射后经第二分光镜后分为两个光束，其中一个光束经检偏镜后被第二光线采集装置采集，另一光束经分别经第一光栅和第二光栅干涉后形成条纹，该条纹经透镜和过滤屏后被第一照光线采集装置采集。
白光经起偏镜后成为偏振光，在第一分光镜后照射到材料表面，反射后经第二分光镜，经检偏镜后用第二照相机采集偏振光信息，即可测出材料的磁性特性。经第二分光镜后第二束光经两个光栅干涉，形成条纹。通过第一照相机即可得材料表面变形信息。其中第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏和第一光线采集装置的中心位于同一个水平线上。光源、起偏镜和第一分光镜的中心处于同一个水平线上，第二光线采集装置、检偏镜和第二分光镜的中心处于同一个水平线上。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置，其特征在于，包括光源、起偏镜、检偏镜、第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏、第一光线采集装置和第二光线采集装置，所述第一分光镜、第二分光镜、第一光栅、第二光栅、透镜、过滤屏和第一光线采集装置顺序排列在一水平直线上，所述光源、起偏镜设置在第一分光镜的一侧，且光源、起偏镜和第一分光镜处于同一水平直线上，所述第二光线采集装置和检偏镜设置在第二分光镜的一侧，且第二光线采集装置、检偏镜和第二分光镜处于同一水平直线上。
2.根据权利要求1所述的用于测试磁性薄膜的磁性薄膜材料力和磁耦合的测试系统，其特征在于，所述第一光线采集装置和第二光线采集装置采用相机或摄像机。
3.根据权利要求1或2所述的用于测试磁性薄膜的磁性薄膜材料力和磁耦合的测试系统，其特征在于，所述第一光栅和第二光栅间的距离为60mm，所述第二光栅和过滤屏间的距离在40-60mm间。
4.利用权利要求1、2和3所述的用于测试磁性薄膜材料力和磁耦合的测试装置的测试方法，其特征在于，所述光源发出的白光经起偏镜后成为偏振光，该偏振光经第一分光镜后照射到位于磁场环境中的磁性薄膜表面，该偏振光经磁性薄膜表面反射后经第二分光镜后分为两个光束，其中一个光束经检偏镜后被第二光线采集装置采集，另一光束经分别经第一光栅和第二光栅干涉后形成条纹，该条纹经透镜和过滤屏后被第一照光线采集装置采集。
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