一种磁畴成像装置及方法与流程

本发明涉及磁畴成像，尤其涉及一种磁畴成像装置及方法。

背景技术：

1、磁畴成像主要是通过一束偏振光在被测物表面反射后因克尔效应产生偏振方向的变化，通过检测偏振方向的变化，从而进行磁畴观测。目前的磁畴成像设备中，自光源发出的检测光经起偏器、物镜等透镜组后到达被测物，被测物反射的光再经物镜等透镜组以及检偏器后进入相机，使相机采集到磁畴图像，从而进行磁畴观测。

2、在一些情况下，针对被测物的磁畴状态，需要选择利用极向磁光克尔效应、纵向磁光克尔效应对被测物进行成像，而极向磁光克尔效应需要使入射光垂直照射于被测物才能获得较好的成像效果，纵向克尔效应需要使入射光倾斜照射被测物并需要使入射光的入射面与被测磁畴方向平行才能获得较好的成像效果。在不清楚被测物的磁畴状态的情况下，需要多次调整入射光的光路以满足成像需求。

3、而现有的磁畴成像设备在光源位置及被测物位置固定后，光源发出的检测光只能以固定的入射方向或入射面到达被测物，不能随意调整或改变检测光的入射方向或入射角，无法适应被测物不同的检测需求。即使通过调整光源的位置来改变入射方向或入射角，一方面需要对光路进行重新对准，操作复杂，且光路对准要求精度高，需要较长的调整时间。另一方面调整一次光源位置只能改变一次入射面或入射方向，如需继续改变则需要继续调整光源位置，导致这种改变入射面或入射方式的效率不高。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种磁畴成像装置及方法，用于解决如下技术问题：现有的磁畴成像设备不能满足被测物不同的检测需求。

2、本发明实施例采用下述技术方案：

3、一方面，本发明实施例提供了一种磁畴成像装置，装置包括：光源、数字微镜器件、起偏器、检偏器、相机、透镜组件；自所述光源射出的光入射至所述数字微镜器件；自所述数字微镜器件的至少部分的预设反射单元反射出的光能够入射至所述透镜组件的不同位置；所述起偏器设置于所述光源至所述透镜组件之间的光路中；被测物的被测面位于所述透镜组件的焦平面；所述透镜组件设置于被测物入射光路、反射光路中；被测物反射的光至少经所述透镜组件、检偏器后进入所述相机。

4、在一种可行的实施方式中，所述装置还包括：棱镜组件或反射镜组件的其中至少之一；自所述光源射出的光经所述棱镜组件或反射镜组件的其中至少之一反射至所述数字微镜器件，或者，所述数字微镜器件反射的光经所述棱镜组件或反射镜组件的其中至少之一反射至所述透镜组件。

5、在一种可行的实施方式中，所述装置还包括：设置于数字微镜器件与透镜组件之间的分光镜，自所述数字微镜器件的反射单元反射出的光经过所述分光镜照射至所述透镜组件，自所述被测物反射出的光经所述分光镜反射至分光光路上的相机。

6、在一种可行的实施方式中，所述装置还包括：光陷阱组件，所述数字微镜器件的至少部分预设的所述反射单元反射出的进入所述光陷阱组件。

7、另一方面，本发明实施例还提供了一种磁畴成像方法，所述方法包括：

8、将所述光源产生的检测光入射至所述数字微镜器件；

9、调整所述数字微镜器件，通过不同反射单元对所述检测光进行反射，以使至少部分的检测光通过入射至所述透镜组件的不同位置，从而以不同入射方向和/或不同入射角到达被测物，通过所述相机获得磁畴图像。

10、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：调整所述数字微镜器件，形成第一反射区域，通过第一反射区域对所述检测光进行反射，使所述检测光通过入射所述透镜组件的第一位置以第一入射方向及第一入射角到达被测物；调整所述数字微镜器件，形成第二反射区域，第一反射区域与第二反射区域至少部分不重合，通过第二反射区域对所述检测光进行反射，使所述检测光通过入射所述透镜组件的第二位置以第二入射方向及第二入射角到达被测物，第二位置与第一位置不重合，第二入射方向不同于第一入射方向，第二入射角不同于第一入射角，以使所述磁畴成像装置得到所述被测物在不同入射方向和不同入射角的磁畴图像。

11、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：调整所述数字微镜器件通过第三反射区域对所述检测光进行反射，使所述检测光以第一入射角以及第三入射方向到达被测物，使所述磁畴成像装置得到所述被测物在相同入射角、不同入射方向的磁畴图像；其中，第三反射区域与第一反射区域至少部分不重合，第三入射方向不同于第一入射方向。

12、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：调整所述数字微镜器件通过第四反射区域对所述检测光进行反射，使所述检测光以第一入射方向以及第三入射角到达被测物，使所述磁畴成像装置得到所述被测物在相同入射方向、不同入射角的磁畴图像；其中，第四反射区域与第一反射区域至少部分不重合，第三入射角不同于第一入射角。

13、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：调整所述数字微镜器件对所述检测光进行反射，使所述检测光到达被测物后的入射面与被测物的磁畴方向平行。

14、在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：通过调整所述透镜组件以至少改变所述透镜组件的数值孔径，来调整所述检测光入射被测物的入射角。具体地，通过调整透镜组件的数值孔径，能够形成相匹配的入射角调整范围，或能够改变入射被测物的光的入射角；在调整数值孔径后，在部分情况下，还需要对光路整体进行相应调整，以使入射被测物的光能够汇聚于被测物的被测面。

15、与现有技术相比，本发明实施例提供的一种磁畴成像装置及方法，具有以下有益效果：

16、1）本发明在磁畴成像装置的光路结构中增加了数字微镜器件dmd，并对光路结构进行了改造。通过调整dmd上用来反射检测光的实际反射区域或反射单元，能够实现将检测光以不同入射方向及入射角到达被测物。此磁畴成像装置只需要调整dmd即可任意改变检测光的入射方向或入射角，从而满足被测物的不同检测需求，无需调整光源位置及被测物位置。

17、2）本发明中采用了数字微镜器件dmd，使得光路对准速度更快、对准操作更简单。一方面是因为数字微镜器件dmd的响应速度极快，可快速调整改变反射区域来对准光路。第二方面是在对准光路时，如果调整了dmd的反射区域，就不需要再调整dmd入射光路上的其他光学器件了，可通过仅调整dmd就能实现光路的对准，操作更简单、快速。第三方面则是照明光路只需照射在dmd的反光面上，不需要对准某个精确的点，降低了光路的安装精度。

18、3）本发明中的检测光能够在一定的入射角范围内、任意入射面范围内进行调整，提高了磁畴成像的可检测范围，能够在不移动被测物、不旋转被测物的情况下实现对被测物进行不同类型的成像。

技术特征：

1.一种磁畴成像装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的一种磁畴成像装置，其特征在于，所述装置还包括：棱镜组件或反射镜组件的其中至少之一；

3.根据权利要求1所述的一种磁畴成像装置，其特征在于，所述装置还包括：设置于数字微镜器件与透镜组件之间的分光镜，自所述数字微镜器件的反射单元反射出的光经过所述分光镜照射至所述透镜组件，自所述被测物反射出的光经所述分光镜反射至分光光路上的相机。

4.根据权利要求1所述的一种磁畴成像装置，其特征在于，所述装置还包括：光陷阱组件，所述数字微镜器件的至少部分预设的所述反射单元反射出的进入所述光陷阱组件。

5.一种磁畴成像方法，应用如权利要求1-4任一项所述的一种磁畴成像装置，其特征在于，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的一种磁畴成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求5所述的一种磁畴成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求5所述的一种磁畴成像方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求5所述的一种磁畴成像方法，其特征在于，所述方法还包括：调整所述数字微镜器件对所述检测光进行反射，使所述检测光到达被测物后的入射面与被测物的磁畴方向平行。

10.根据权利要求5所述的一种磁畴成像方法，其特征在于，所述方法还包括：通过调整所述透镜组件以至少改变所述透镜组件的数值孔径，来调整所述检测光入射被测物的入射角。

技术总结
本发明公开了一种磁畴成像装置及方法，属于磁畴成像技术领域，用于解决现有的磁畴成像设备不能满足被测物不同的检测需求的技术问题。装置包括：光源、数字微镜器件、起偏器、检偏器、相机、透镜组件；自光源射出的光入射至数字微镜器件；自数字微镜器件的至少部分的预设反射单元反射出的光能够入射至透镜组件的不同位置；起偏器设置于光源至透镜组件之间的光路中；被测物的被测面位于透镜组件的焦平面；透镜组件设置于被测物入射光路、反射光路中；被测物反射的光至少经透镜组件、检偏器后进入相机。本发明在磁畴成像装置光路结构中增加了DMD，通过调整DMD上的实际反射区域或反射单元，实现将检测光以不同入射方向及入射角到达被测物。

技术研发人员：张学莹,孙天然,杜洪磊,欧阳玉东,王麟
受保护的技术使用者：致真精密仪器（青岛）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5