DE10203738B4 - Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe - Google Patents

Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe Download PDF

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Abstract

Messvorrichtung zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe oder in Bändern angeordneter supraleitender Einzelproben (1) nach dem Prinzip der Magnetooptik mit
– einer Spul- und Führungsvorrichtung für den Transport der Probe (2)
– ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes (4)
– einer Lichtquelle (6)
– einem Analysator zur Detektion der Änderung der Polarisation (10)
– einer Empfängereinheit (11) zum Messen der Intensität des Messsignals
und einer Hallsonde zur Kalibrierung der gemessenen Intensität.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung bandförmiger supraleitender Proben nach dem magnetooptischen Prinzip.
  • Unter dem Begriff Magnetooptik versteht man im allgemeinen nichtlineare optische Phänomene wie z. B. den Faraday-Effekt oder den Kerr-Effekt, bei denen es zu einer Wechselwirkung einer elektromagnetischen Welle mit einem Magnetfeld kommt. In jedem Fall resultiert die Wechselwirkung in einer Drehung der Polarisationsrichtung des einfallenden polarisierten Lichtes. Je nachdem ob das Licht durch die Probe hindurchgeht (Transmission) oder von dieser reflektiert wird, spricht man vom Faraday-Effekt oder vom Kerr-Effekt.
  • Mit Hilfe dieser Effekte sind optische Abbildungen magnetischer Strukturen wie sie beispielsweise in ferromagnetischen oder supraleitenden Materialien vorkommen möglich. So lässt sich auch die lokale Verteilung von magnetischem Fluss, welcher gleichzeitig ein Maß für die kritische Stromdichte ist, in supraleitenden Schichten beobachten.
  • Gerade für supraleitende Materialien ist die kritische Stromdichte jc, die Stromdichte bei der das Material vom supraleitenden in den normalleitenden Zustand übergeht, der Parameter, der weitestgehend die Güte des Supraleiters bestimmt.
  • Die Bestimmung der kritischen Stromdichte jc eines Supraleiters ist konventionell über eine resistive Methode möglich. Dazu wird der Supraleiter kontaktiert, mit Strom belastet und der Spannungsabfall gemessen. Diese Methode weist den wesentlichen Nachteil einer notwendigen Kontaktierung, z. B. Lötkontakt oder zumindest Schleifkontakt, und gegebenenfalls Strukturierung auf und ist daher ein nicht berührungsfreies und zum Teil zerstörendes Verfahren. Darüber hinaus ist diese Vorbereitung technisch aufwendig und in einer industriellen Fertigung für eine Standardqualitätssicherung nicht realisierbar. Außerdem kommt es zu Variationen der Messergebnisse aufgrund immer vorhandener aber nicht reproduzierbarer Übergangswiderstände. Aus diesem Grund sind berührungslose und nichtzerstörende Verfahren zu bevorzugen.
  • Bei der Hallsonden-Magnetometrie, das vor allem für die Analyse supraleitender Bänder eingesetzt wird, handelt es sich beispielsweise um ein solches Verfahren. In dem in EP 0874 246 A2 beschriebenen Verfahren und Aufbau befindet sich der Supraleiter in einem externen Magnetfeld bzw. wird im Falle von bandförmigen Proben mit Hilfe einer Wickelvorrichtung kontinuierlich (in x Richtung) durch das Magnetfeld bewegt. Oberhalb des Bandes ist ein linienförmiges Hallsondenarray senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes angeordnet.
  • Das Hallsondenarray zeichnet die sich ergebende Magnetfeldverteilung in y-Richtung über das Linienarray und in x-Richtung durch die Bewegung des Bandes auf. Dadurch erhält man eine qualitative Aussage über die Homogenität der Probe mit einer Ortsauflösung im mm-Bereich. Darüber hinaus ist es über eine Kalibrierung möglich auf die kritische Stromdichteverteilung des Bandes zurückzurechnen.
  • Ein wesentlicher Nachteil dieser Methode ist, dass der Detektor kein Kontinuum darstellt und damit die Ortsauflösung der Messung durch die Abstände der einzelnen Hallsonden auf den mm-Bereich begrenzt ist. Die hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit des Materials zeigen, dass diese Auflösung für eine Qualitätskontrolle im industriellen Massstab nicht ausreicht. Außerdem erfolgt die Messdatenerfassung nur entlang einer Linie (Linienarray) senkrecht zum Band, was die Bandtransportgeschwindigkeit (3–10 mm/s) begrenzt. Ein weiterer Nachteil zeigt sich bei dem in EP 0874 246 A2 erwähnten Verfahren im verwendeten Messmodus, bei dem die Messdatenerfassung bei anliegendem externen Magnetfeld erfolgt. Da die kritische Stromdichte jc eines Supraleiters eine Funktion des Magnetfeldes B ist, wird hier nicht der für die Anwendung relevante Wert der Stromdichte jc bei Nullfeld Bext = 0 gemessen.
  • Ein anderes berührungsfreies Verfahren ist die Magnetooptik. Damit lassen sich magnetische Flussdichteverteilungen Bz(x,y) optisch aufnehmen. Diese Methode wird an nicht bewegten magnetischen Materialien und Supraleitern sowie an bewegten supraleitenden Kurzproben bereits erfolgreich eingesetzt. Grundsätzlich wird bei diesem Verfahren linear polarisiertes Licht verwendet und auf die magnetooptisch aktive Schicht eingestrahlt. Hierzu kann entweder unpolarisiertes Licht mittels Polarisatoren linear polarisiert werden oder aber ein Laser, der aufgrund seiner prinzipiellen Wirkungsweise polarisiertes Licht erzeugt. Besitzt das zu untersuchende Material selbst eine genügend hohe Aktivität, wie das beispielsweise bei ferromagnetischen Materialien der Fall ist, so wird das Licht direkt daran reflektiert (Kerr-Effekt). Im Falle von Materialien mit zu geringem Kerr-Effekt, wie z. B. bei den keramischen Hochtemperatursupraleitern, wird eine magnetooptisch aktive Schicht mit einer darunter liegenden Spiegelschicht als Indikatorsystem verwendet. Hier durchläuft das Licht in Summe zweimal, nach zwischenzeitlicher Reflexion an der Spiegelschicht, das Indikatormaterial (Faraday-Effekt, in Transmission). Der magnetooptisch aktiven Indikatorschicht kommt in beiden Fällen die Aufgabe zu, die Polarisationsrichtung des Lichtes in Abhängigkeit eines, von der Probe verursachten, lokal vorhandenen Magnetfeldes zu drehen. Das reflektierte Licht passiert dann einen Analysator und wird z. B. über eine CCD-Kamera detektiert. Man erhält eine zweidimensionale Aufnahme der Helligkeitsverteilung I(x,y), die ein Maß für die lokale Flussdichteverteilung Bz(x,y) ist.
  • Im speziellen Fall der Supraleiter-Analyse interessiert vor allem die Homogenität hinsichtlich der kritischen Stromdichte jc(x,y). Wird an den Supraleiter ein externes Magnetfeld Bext angelegt, so verdrängt dieser das Feld aus seinem Volumen. Übersteigt das Feld einen kritischen Wert, dringt es in den Supraleiter ein. Die magnetooptisch visualisierbare Flussdichteverteilung Bz(x,y) im Supraleiter ist wiederum ein Maß für die lokale kritische Stromdichte jc(x,y), den entscheidenden Parameter für die technische Anwendung des Materials. Aus der Flussdichteverteilung Bz(x,y) kann sofort qualitativ auf die Homogenität hinsichtlich der lokalen Stromdichte jc(x,y) geschlossen werden.
  • Mit Hilfe einer der magnetooptischen Messung vorangegangenen Kalibrierung der Intensitätsverteilung kann die zugehörige Flussdichteverteilung auch quantitativ dargestellt werden. Da durch die oben beschriebene Form der Messung nur die z-Komponente (senkrecht zur Probenoberfläche) der Flussdichte gemessen werden kann, wird die Stromdichte jc nicht direkt über das Ampere'sche Gesetz berechnet, sondern über eine Inversion des Biot-Savart'schen Gesetzes für eine planare Stromdichte.
  • Der Vorteil der Magnetooptik liegt zum einen in der Tatsache, dass nicht nur eine Linie des Bandes während einer Messprozedur analysiert wird, sondern eine zweidimensionale Aufnahme mit einem Flächendetektor über die gesamte Breite sowie über eine große Länge möglich ist. Damit ist eine deutlich schnellere Bewegung der Probe durch den Analysebereich und eine damit verbundene kürzere Analysezeit möglich.
  • Ein weiterer entscheidender Vorteil der großflächigen magnetooptischen Detektionsart liegt in der im Vergleich zur Hallsonden-Magnetometrie und allen anderen Analyseverfahren, wie beispielsweise den resistiven Verfahren, in der deutlich höheren Ortsauflösung für Bz(x,y) und damit auch für jc(x,y). Die Ortsauflösung ist bei der Analyse von magnetooptisch aktiven Proben im wesentlichen durch apparative Gegebenheiten, wie z. B. die Empfängereinheit bzw. bei Proben die einen kleinen Kerr-Effekt zeigen und für die daher eine Indikatorschicht eingesetzt werden muß durch den Abstand von Probe und Indikatorschicht bestimmt und liegt zur Zeit im Bereich weniger μm.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Flussdichteverteilung in bandförmigen und supraleitenden Materialien und in Bändern angeordneter, supraleitender Einzelproben bereitzustelen bei dem/der die Analyse in einem kontinuierlichen Betrieb mit hoher Ortsauflösung und dennoch schnell und damit wirtschaftlich durchzuführen ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Messung charakteristischer Kenngrößen wie beispielsweise der Flussdichteverteilung oder der Stromdichteverteilung einer bandförmigen, supraleitenden Probe oder in Bändern angeordneter supraleitender Einzelproben nach dem Prinzip der Magnetooptik weist dazu folgende Merkmale auf:
    • – eine Ab- und Aufspulvorrichtung für den Transport der bandförmigen Probe oder der in Bändern angeordneten Einzelproben
    • – ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes, beispielsweise einen Elektromagneten
    • – eine Lichtquelle
    • – einen Analysator zur Detektion der Änderung der Polarisation
    • – eine Empfängereinheit zum Messen der Intensität des Messsignals
    und eine Hallsonde zur Kalibrierung der gemessenen Intensität.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine besonders vorteilhafte Anwendung des magnetooptischen Prinzips auf die Homogenitätsanalyse über die gesamte Probenfläche, wie sie für industriell gefertigte Proben von Nöten ist. Dabei gestattet das magnetooptische Prinzip eine hohe Ortsauflösung im Bereich weniger μm2 und eine hohe Messgeschwindigkeit. Die Verwendung einer Hallsonde ermöglicht die in-situ Umrechnung I(x,y) → Bz(x,y). Zur Kalibrierung der visualisierten Helligkeitsverteilung I(x,y), die prinzipiell bereits für eine qualitative Aussage hinsichtlich der jc-Homogenität ausreicht, in eine magnetische Flussdichteverteilung Bz(x,y) wird eine Hallsonde im Analysebereich platziert.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Messvorrichtung optische Mittel zur Polarisation des Lichtes enthält, da dann die Lichtquelle selbst nicht notwendigerweise polarisiertes Licht erzeugen muss.
  • Wenn die Vorrichtung eine magnetooptisch aktive Indikatorschicht zwischen Probe und Analysator aufweist, dann ergibt sich der Vorteil, dass auch Proben die selbst nur einen sehr geringen Kerr-Effekt zeigen, mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung analysiert werden können.
  • Zur Bearbeitung, Archivierung und auch aus Kostengründen ist es besonders vorteilhaft in der erfindungsgemäßen Messvorrichtung die Empfängereinheit als CCD-Chip auszubilden, da dann die Daten in elektronischer Form vorliegen und alle Vorteile der elektronischen Datenverarbeitung genutzt werden können. Eine andere Form der Empfängereinheit wäre ein üblicher Film, wie er auch z. B. bei Elektronenmikroskopen angewandt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel, bei dem die magnetooptische Messung nicht im Magnetfeld, sondern im remanenten Zustand der Probe durchgeführt wird, ist besonders vorteilhaft für den Fall der Supraleiteranalyse. Um bei der Supraleiteranalyse die kritische Stromdichte jc(x,y) des Supraleiters für den i. a. interessierenden Fall von Bext= 0 zu erhalten, wird die Messung im remanenten Feld Brem durchgeführt. Dazu wird ein Magnet vor den Analysebereich gebracht. Es findet zunächst eine Auf- und Abmagnetisierung der Probe statt. Der daraufhin im supraleitenden Material gepinnte Fluss Brem(x,y) kann genau der kritischen Stromdichte jc(x,y) für den Fall Bext= 0 zugeordnet werden. Diese remanente Flussdichteverteilung Brem(x,y) wird dann im Analysebereich gemessen.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung der Messvorrichtung werden die Ergebnisse der kalibrierten magnetooptischen Messung Bz(x,y) über ein Inversionsverfahren (Biot-Savart) in Werte für die kritische Stromdichte jc(x,y) umgerechnet. Hierdurch kann die qualitative Aussage hinsichtlich der Stromdichtehomogenität der gewonnenen Abbildung auch in jc quantifiziert werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist es mit dem beschriebenen Aufbau auch möglich über eine vor dem Analysebereich platzierte Messspule eine weitergehende in-situ Kalibrierung der Flussdichteverteilung Bz(x,y) direkt in die gewünschte Stromdichteverteilung jc(x,y) vorzunehmen und damit auf die Inversionsrechnung zu verzichten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, das mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung durchgeführt wird nutzt dabei das magnetooptische Prinzip zur Analyse bandförmiger, supraleitender Proben oder in Bändern angeordneter supraleitender Einzelproben die über eine Spul- und eine Führungsvorrichtung transportiert werden. Zur Messung wird polarisiertes Licht einer Lichtquelle genutzt, dessen Polarisationsrichtung sich nach Wechselwirkung mit der Probe entsprechend derer magnetischen Eigenschaften ändert und diese Änderung mit Hilfe eines Analysators von einer Empfängereinheit als Intensitätsänderung gemessen wird. Dieser Intensitätsänderung wird mittels einer Hallsonde ein Flussdichtewert B(x,y) zugeordnet. Das Vorsehen einer Hallsonde ermöglicht die Kalibrierung der Intensitätswerte. Auf diese Weise kann nicht nur ein qualitatives Bild des magnetischen Flusse Bz(x,y) gewonnen werden, sondern auch die quantitative Auswertung wird dadurch ermöglicht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist eine besonders vorteilhafte Anwendung des magnetooptischen Prinzips auf die Homogenitätsanalyse über die gesamte Probenfläche, wie sie für industriell gefertigte Proben von Nöten ist. Dabei gestattet das Verfahren die Analyse von Materialien mit unterschiedlichsten magnetischen Eigenschaften, wie z. B. diamagnetische, ferromagnetische, paramagnetische oder supraleitende Proben.
  • Je nach Art der Probe kann es von Interesse sein die Messung im Magnetfeld oder nach vorherigem auf- und abmagnetisieren , in Remanenz, durchzuführen. Daher erlauben vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Anpassung des Verfahrens an die jeweiligen Anforderungen.
  • Für die Analyse von Proben, die selbst nur einen geringen Kerr-Effekt zeigen, ist es von Vorteil, wenn das Verfahren als weiteren Schritt noch den Durchlauf des Lichtes durch eine magnetooptisch aktive Indikatorschicht, z. B. Eisengranatschichten, enthält. Dieser Schicht kommt dann die Aufgabe zu die Polarisationsrichtung des Lichtes in Abhängigkeit des nahegelegenen lokalen Magnetfeldes zu drehen. Je nachdem ob man das Licht in Reflexion oder Transmission detektieren möchte, ist eine Spiegelschicht, z. B. Ti oder Al, auf der Rückseite der Indikatorschicht von Nöten.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist einen zusätzlichen Rechenschritt auf, der die kalibrierte Flussdichteverteilung über das angesprochenen Inversionsverfahren in-situ in eine Stromdichteverteilung jc(x,y) umrechnet.
  • In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders vorteilhaft vor dem magnetooptischen Analysebereich eine separate Messspule anzubringen, und in einem weiteren Verfahrensschritt eine in-situ Kalibrierung der Flussdichteverteilung Bz(x,y) in die Stromdichteverteilung jc(x,y) vorzunehmen und damit auf die Inversionsrechnung zu verzichten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Messvorrichtung zur Durchführung desselben werden im folgenden anhand der Zeichnung näher veranschaulicht.
  • 1 zeigt den prinzipiellen apparativen Aufbau der erfindungsgemäßen Messvorrichtung
  • 2 zeigt eine spezielle Ausführungsform der in 1 gezeigten Messvorrichtung zur magnetooptischen Messung des magnetischen Flusses in einer supraleitenden Probe in Remanenz
  • In 1 wird die bandförmige Probe oder die in Bändern angeordneten Einzelproben (1) über eine Spul- und Führungsvorrichtung (2) durch die Messvorrichtung geleitet. Das Band durchläuft im Fall der Analyse para- oder diamagnetischer Materialien (z. B. Supraleiter) ein externes Magnetfeld (4), dessen Stärke ausreichend ist, um das Material aufzumagnetisieren. Im Messmodus 1 findet dann am Ort des Magneten die magnetooptische Analyse der aufmagnetisierten Probe statt. Dazu wird mittels einer Lichtquelle (6) und möglichen optischen Komponenten (7) polarisiertes Licht generiert und entsprechend zur Probe geführt. Dieses tritt in Wechselwirkung mit der Probe und ändert entsprechend seine Polarisation. Die Magnetfeldverteilung Bz(x,y) in der Beleuchtungsebene wird so über eine Intensitätsverteilung I(x,y) des Lichtes nach durchlaufen eines Analysators (10) auf einer Empfängereinheit (11), beispielsweise ein CCD-Chip, abgebildet. Hierbei ist es nicht erforderlich, dass die gesamte optische Einheit von der Laborumgebung abgetrennt ist.
  • Eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist in 2 gezeigt. Um eine bandförmige, supraleitende Probe oder die in Bändern angeordneten Einzelproben (1) in Remanenz messen zu können, wird sie über eine Spul- und Führungsvorrichtung (2) in einem z. B. mit flüssigem Stickstoff gefüllten Kryostaten (3) an einem Magneten (4) vorbeigeführt, durch den sie auf- und abmagnetisiert wird. Der verbleibende gepinnte Fluss in der supraleitenden Probe wird in einer separaten Kammer (5) magnetooptisch gemessen. Hierzu wird mittels einer Lichtquelle (6) und möglichen optischen Komponenten (7) polarisiertes Licht generiert und nötigenfalls umgelenkt. Das Licht fällt durch ein Fenster (8) in der Kammer und im Falle von Proben aus Materialien die nur einen geringen Kerreffekt zeigen, wie z. B. keramische Hochtemperatursupraleiter, durch eine magnetooptisch aktive Indikatorschicht (9) auf die zu messende Probe. Dort wird das Licht an einer Spiegelschicht reflektiert und die Flussverteilung Bz(x,y) wird qualitativ über die Intensitätsverteilung I(x,y) des reflektierten Lichtes nach durchlaufen eines Analysators (10) auf einer Empfängereinheit (11), beispielsweise ein CCD-Chip, abgebildet. Zur quantitativen Bestimmung und Kalibrierung der Flußdichteverteilung Bz(x,y) in eine Stromdichteverteilung jc(x,y) ist in der in 2 gezeigten speziellen Ausführungsform eine Hallsonde (12) zur Kalibrierung der magnetooptisch ermittelten Intensitätverteilung I(x,y) in eine Flußdichteverteilung Bz(x,y) und eine Messspule (13) zur Kalibrierung von Bz(x,y) in die Stromdichteverteilung jc(x,y) integriert.
  • 1
    bandförmige Probe oder in Bändern angeordnete Einzelproben
    2
    Spul- und Führungsvorrichtung
    3
    Kryostat
    4
    Magnet
    5
    separate Kammer für die optischen Elemente
    6
    Lichtquelle
    7
    optische Komponenten
    8
    Fenster
    9
    magnetooptisch aktive Indikatorschicht
    10
    Analysator
    11
    Empfängereinheit
    12
    Hallsonde
    13
    Messspule

Claims (13)

  1. Messvorrichtung zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe oder in Bändern angeordneter supraleitender Einzelproben (1) nach dem Prinzip der Magnetooptik mit – einer Spul- und Führungsvorrichtung für den Transport der Probe (2) – ein Mittel zur Erzeugung eines Magnetfeldes (4) – einer Lichtquelle (6) – einem Analysator zur Detektion der Änderung der Polarisation (10) – einer Empfängereinheit (11) zum Messen der Intensität des Messsignals und einer Hallsonde zur Kalibrierung der gemessenen Intensität.
  2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass optische Mittel zur Polarisierung des Lichtes (7) eingesetzt werden.
  3. Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Probe (1) eine magnetooptisch aktive Indikatorschicht (9) eingesetzt wird.
  4. Messvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfängereinheit (11) ein CCD-Chip ist.
  5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die die gemessene und kalibrierte Intensität I(x,y) in-situ in einen Stromdichtewert j(x,y) umrechnen.
  6. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messspule vorgesehen ist, die in-situ die Kalibrierung der magnetooptisch gemessenen Flußdichteverteilung B(x,y) in einen Stromdichtewert j(x,y) ermöglicht.
  7. Verfahren zum Messen der Flussdichteverteilung einer Probe nach dem Prinzip der Magnetooptik, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (1) supraleitend und bandförmig ist oder aus in Bändern angeordneten supraleitenden Einzelproben besteht, die Probe über eine Spul- und Führungsvorrichtung (2) transportiert wird, zur Messung polarisiertes Licht einer Lichtquelle (6) genutzt wird und die Probe (1) die Polarisationsrichtung des Lichtes so ändert, dass mit Hilfe eines Analysators (10) die Variation der Polarisation von einer Empfängereinheit (11) als Intensitätsänderung gemessen werden kann und dieser Intensitätsänderung mittels einer Hallsonde ein Flussdichtewert B(x,y) zugeordnet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Probe (1) während der Messung in einem Magnetfeld (4) befindet.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsauflösung besser als 1 mm2 ist.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Probe (1) vor der Messung auf- und abmagnetisiert wird und das externe Magnetfeld am Ort der Messung abgeschaltet ist.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das polarisierte Licht vor der Detektion eine magnetooptisch aktive Indikatorschicht (9) durchläuft.
  12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessene und kalibrierte Intensitätsverteilung I(x,y) in-situ in einen Stromdichtewert j(x,y) umgerechnet wird.
  13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Messspule in-situ eine Kalibrierung der magnetooptisch ermittelten Flußdichteverteilung B(x,y) in eine Stromdichteverteilung jc(x,y) vorgenommen wird.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052172B4 (de) * 2009-11-06 2024-08-01 Sms Group Gmbh Verfahren zur Regelung des Temperaturverlaufs und der Geschwindigkeit eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage und Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0014894A1 (de) * 1979-02-06 1980-09-03 Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik Vorrichtung zum Überwachen von Fehlern in durchscheinendem Bandmaterial
US4410277A (en) * 1978-11-01 1983-10-18 Hitachi, Ltd. Apparatus for detecting magneto-optical anisotropy
DE2854064C2 (de) * 1977-12-14 1985-02-21 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren und Vorrichtung zum Messen magnetooptischer Anisotropie
JPH05264510A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Nippon Steel Corp 光磁界分布測定装置
DE4402059C1 (de) * 1994-01-25 1995-04-27 Zeiss Carl Jena Gmbh Faraday-Mikroskop sowie Verfahren zu dessen Justierung
JPH0862184A (ja) * 1994-08-22 1996-03-08 Nippon Steel Corp 磁気光学欠陥検査装置
JPH08145953A (ja) * 1994-11-17 1996-06-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法
EP0874246A2 (de) * 1997-04-24 1998-10-28 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Verfahren zur kontaktfreien, longitudinalen und transversalen Homogenitätsuntersuchung der kritischen Stromdichte jc in Band-Supraleitern und eine Messapparatur zur Durchführung des Verfahrens
US5838444A (en) * 1995-11-27 1998-11-17 Skc Limited Magneto-optic characteristic measuring apparatus

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2854064C2 (de) * 1977-12-14 1985-02-21 Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo Verfahren und Vorrichtung zum Messen magnetooptischer Anisotropie
US4410277A (en) * 1978-11-01 1983-10-18 Hitachi, Ltd. Apparatus for detecting magneto-optical anisotropy
EP0014894A1 (de) * 1979-02-06 1980-09-03 Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik Vorrichtung zum Überwachen von Fehlern in durchscheinendem Bandmaterial
JPH05264510A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Nippon Steel Corp 光磁界分布測定装置
DE4402059C1 (de) * 1994-01-25 1995-04-27 Zeiss Carl Jena Gmbh Faraday-Mikroskop sowie Verfahren zu dessen Justierung
JPH0862184A (ja) * 1994-08-22 1996-03-08 Nippon Steel Corp 磁気光学欠陥検査装置
JPH08145953A (ja) * 1994-11-17 1996-06-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法
US5838444A (en) * 1995-11-27 1998-11-17 Skc Limited Magneto-optic characteristic measuring apparatus
EP0874246A2 (de) * 1997-04-24 1998-10-28 Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Verfahren zur kontaktfreien, longitudinalen und transversalen Homogenitätsuntersuchung der kritischen Stromdichte jc in Band-Supraleitern und eine Messapparatur zur Durchführung des Verfahrens

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