專利名稱：極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁學和半導體自旋電子學技術領域，特別適用于對半導體自旋電子學材料(比如稀磁半導體材料)的自旋相關光學性質(zhì)的測量，提供一種極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜同步測量系統(tǒng)。
背景技術：
由于很多物質(zhì)存在法拉第效應與克爾效應，因此磁光光譜探測系統(tǒng)廣泛應用于物理、化學、生物和工程技術領域。特別時近年來隨著自旋電子學的興起，磁光光譜測量系統(tǒng)作為一種重要的測量手段，在自旋電子學研究中發(fā)揮了重要的作用。MCD全稱為磁圓二向色性，即在磁場下，物質(zhì)對左旋圓偏振光與右旋圓偏振光的吸收率不同的現(xiàn)象。克爾效應是指在磁場下，垂直入射的線偏振光經(jīng)樣品反射后，反射光的偏振面相對入射光偏振面發(fā)生偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象；極向克爾效應是磁場和入射光方向都垂直于樣品平面時的克爾效應。它們本質(zhì)上反應了樣品的折射率張量在磁場中的變化，在反射式配置下，克爾信號與介電張量非對角元的實部ex/成正比；MCD信號與介電張量非對角元的虛部exy"成正比。在磁光測量系統(tǒng)中，磁場、光束的偏振狀態(tài)是最關鍵的兩個要素。根據(jù)磁光信號對磁場，光波長，光偏振狀態(tài)的依賴關系，進而分析出樣品的能帶結構、磁學性質(zhì)等重要物理信息。通常磁光光譜測量系統(tǒng)分為透射式和反射式兩種，透射式磁光光譜測量系統(tǒng)無法測量不透明樣品的磁光光譜，并且樣品制備極其困難。同時，大部分反射式磁光光譜測量系統(tǒng)基于電磁鐵和氦循環(huán)制冷機，測量目的較為單一，配置方案不靈活，信噪比較差，并且無法同時改變溫度和磁場大小。如何設計一套高信噪比，并且可以靈活改變溫度、磁場、波長的反射式磁光光譜測量系統(tǒng)，是各磁學、光學實驗室期待解決的重要技術問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
(一 )要解決的技術問題本發(fā)明的主要目的在于提供一套配置靈活、能同步測量的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，在測量過程中可以根據(jù)實驗需要靈活地改變波長、磁場大小以及樣品的溫度。( 二 )技術方案為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 一超連續(xù)白光光源(LS)，其出射光經(jīng)過單色儀(SP)后作為樣品測試光源；一單色儀(SP)，用于對白光光源(LS)的出射光進行濾波，僅選擇單一波長的光通過;
一斬波器(CP)，用于對單色儀(SP)出射光進行斬波調(diào)制，并為第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)提供參考信號，從而得到樣品反射光的強度；一起偏器(P)，用于將單色儀(SP)出射光變?yōu)榫€偏振光；一光彈調(diào)制器(MO)，用于將起偏器(P)出射的線偏光變?yōu)橹芷谛云裾{(diào)制光；一寬波段消偏振分光棱鏡(BS)，使入射光垂直通過后打到樣品上，并將經(jīng)過樣品反射的光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，便于探測器收集；一消色差透鏡(L)，用于聚焦入射光到樣品上，并收集樣品的反射光；/
一中心帶有室溫孔洞的超導磁體杜瓦(MG)，提供用于磁光光譜測量的磁場；—檢偏器(A),用于檢測樣品反射光偏振態(tài)的改變；一探測器(DT)，用于接收和探測反射光，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號；第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)，用于檢測探測器(DT)輸出信號的對應特定頻率的信號幅度；以及由計算機組成的數(shù)據(jù)處理與存儲系統(tǒng)。上述方案中，所述超連續(xù)白光光源(LS)通過一個波長為1064nm的泵浦光激發(fā)一個非線性光纖，得到功率最大2w，波長范圍覆蓋450nm至1500nm的超連續(xù)白光。與傳統(tǒng)的白光光源(如汞燈)相比，該光源具有更大的功率，更好的準直性，更寬的光譜覆蓋范圍，更均勻的光強分布等顯著優(yōu)點。上述方案中，該系統(tǒng)利用起偏器(P)將單色儀(SP)出射光變?yōu)榫€偏振光，利用光彈調(diào)制器(MO)將線偏光變?yōu)橹芷谛云裾{(diào)制光，利用檢偏器(A)檢測施加磁場時樣品反射光偏振態(tài)的改變。上述方案中，所述起偏器(P)和檢偏器(A)均是格蘭泰勒棱鏡。所述光彈調(diào)制器(MO)工作在0.25 X模式，工作頻率為50KHZ。所述光彈調(diào)制器(MO)的快軸與慢軸均與起偏器的通光軸成45°角,調(diào)節(jié)檢偏器(A)角度,使無磁場時樣品反射光的電矢量在檢偏器通光軸方向的分量不隨時間變化。上述方案中，所述探測器(DT)、第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)組成信號探測和處理系統(tǒng)，所述探測器(DT)收集和探測經(jīng)過檢偏器(A)的出射光，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入到第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)中。上述方案中，所述第一鎖相放大器(LIAl)的參考頻率為斬波器頻率，測量樣品反射光強；第二鎖相放大器(LIA2)的參考頻率為光彈調(diào)制器頻率(50KHZ)，測量信號中頻率為50KHZ的成分的幅度；第三鎖相放大器(LIA3)的參考頻率為光彈調(diào)制器頻率的兩倍(100KHZ)，測量信號中頻率為100KHZ的成分的幅度。上述方案中，磁圓二向色性信號與測量信號中頻率為50KHZ的成分的幅度成正t匕，磁光克爾信號與測量信號中頻率為100KHZ的成分的幅度成正比。上述方案中，所述寬波段消偏振分光棱鏡(BS)使入射光垂直通過后打到樣品上，并將經(jīng)過樣品反射的光傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，這樣既解決了入射光與樣品必須近似垂直的問題，又保證了反射光收集的方便性；該分光棱鏡同時能使通過它的光的偏振特性不改變。上述方案中，所述中心帶有室溫孔洞的超導磁體杜瓦(MG)中設置有一制冷器，用于控制樣品的溫度，樣品放置在該制冷器的冷頭上。所述超導磁體杜瓦(MG)與所述制冷器相互分離，放置樣品的冷頭能夠伸入超導磁體杜瓦(MG)的室溫孔洞中，所述超導磁體杜瓦(MG)用于提供OT(特斯拉)到+5T范圍的垂直樣品表面的磁場，所述制冷器能夠使樣品溫度在4K(開爾文)到300K范圍變化。(三)有益效果從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明提供的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，由于使用兩臺鎖相放大器同時測量反射光強信號中頻率為光彈調(diào)制器一倍頻(50KHZ)和二倍頻(100KHZ)的成分，所以可以同步測量樣品的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜。排除了極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜分別測量時存在的測量光強變化，樣品溫度變化，測量點不一致等問題，使分析極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜 具有更好的對比性。同時可縮短測量所需要的時間。靈活改變樣品溫度，磁場，探測光波長，用于樣品自旋相關的能帶結構和磁性質(zhì)研究。


為進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及特點，以下結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中圖I是本發(fā)明提供的的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜同步測量系統(tǒng)的結構示意圖；圖2是利用本發(fā)明提供的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜同步測量系統(tǒng)在4K溫度,0. 5T磁場下測量的一塊摻猛砷化鎵(GaMnAs)樣品的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。請參閱圖I所示，圖I是本發(fā)明提供的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜同步測量系統(tǒng)的結構示意圖，該系統(tǒng)包括一超連續(xù)白光光源，其出射光經(jīng)過單色儀后作為樣品測試光源。一單色儀，對白光光源的出射光進行濾波，僅選擇單一波長的光通過。一斬波器，對單色儀出射光進行斬波調(diào)制，并為鎖相放大器提供參考信號，從而得到經(jīng)過樣品反射后反射光的強度。一起偏器，把單色儀出射光變?yōu)榫€偏振光。一光彈調(diào)制器，把起偏器出射的線偏光變?yōu)橹芷谛云裾{(diào)制光。一寬帶消偏振分光棱鏡，使入射光垂直通過后打到樣品上，并將經(jīng)過樣品反射的光偏轉(zhuǎn)90°，便于探測器收集。該分光棱鏡同時能使通過它的光的偏振特性不改變。一消色差透鏡，用于聚焦入射光到樣品上，并收集樣品的反射光。一中心帶有室溫孔洞的超導磁體杜瓦，提供用于磁光光譜的磁場，制冷機放置樣品的制冷頭能深入超導磁體杜瓦的室溫孔洞中。一制冷機，控制樣品的溫度，樣品放置在其制冷頭上。其溫度可在4K到300K范圍內(nèi)變化。一檢偏器，檢測施加磁場時樣品反射光偏振態(tài)的改變。一探測器，用于接收和探測反射光，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。三臺鎖相放大器，即第一鎖相放大器(LIA1)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)，用于檢測探測器輸出的對應特定頻率的信號。計算機組成的數(shù)據(jù)處理與存儲系統(tǒng)。其中，超連續(xù)白光光源(LS)可以發(fā)出波長范圍很寬(450nm-1500nm)而且功率很大(最大2W)發(fā)散角較小的連續(xù)光。白光從單色儀(SP)入射狹縫進入，經(jīng)過光柵分光，在出射狹縫可以得到單一波長的單色光，通過計算機控制連續(xù)轉(zhuǎn)動單色儀光柵，就可以對波長進行連續(xù)掃描。斬波器(CP)，由于葉片的均勻轉(zhuǎn)動，周期性地使得入射光通過與不通過，經(jīng)過樣品的反射光也以相同的周期變化，從而得到周期性的反射光信號。斬波為第一鎖相放大器(LIAl)提供參考信號，從而測出反射光的光強。起偏器(P)采用格蘭泰勒棱鏡，波長應用范圍220nm-2500nm，消光比大于1X104。單色儀出射的光經(jīng)過起偏器⑵起偏后，變成線偏振光。光彈調(diào)制器MO工作在0.25 X模式，工作頻率為50KHZ，它對起偏器(P)出射的線偏振光進行周期性的調(diào)制。調(diào)整光彈調(diào)制器的快軸和慢軸(快軸與慢軸相互垂直)都與起偏器(P)的通光軸成45°角，光彈調(diào)制器MO出射的光以50KHZ的頻率工作在“線偏-左 圓偏振-線偏-右圓偏振-線偏”的模式。該調(diào)制光透射過消偏振分光棱鏡(BS)后，經(jīng)過消色差透鏡(L)聚焦到樣品上。其中消偏振分光棱鏡(BS)不改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)，它除了使光彈調(diào)制器MO出射的光透過外，還將經(jīng)過樣品反射的光傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，便于探測器收集。樣品放置在制冷器(BT)的冷頭上，制冷器通過液氦制冷，并通過電阻絲加熱，使樣品溫度可在4K-300K范圍內(nèi)變化。制冷器的冷頭可伸入超導磁體杜瓦(MG)的室溫空洞中，使樣品處在均勻的磁場中，并可靈活調(diào)節(jié)樣品的位置。樣品平面垂直于入射光方向和磁場方向。超導磁體杜瓦(MG)由置于液氦中的超導線圈產(chǎn)生磁場，可產(chǎn)生0T-5T(特斯拉)范圍的磁場，方向可平行或反平行于入射光方向。磁場可掃描，掃描速率可在OT每分鐘至IT每分鐘范圍變化。經(jīng)過樣品反射的光，再經(jīng)過消偏振分光棱鏡(BS)反射后，到達檢偏器(A)，檢偏器(A)是一個與起偏器(P)相同的格蘭泰勒棱鏡，它對經(jīng)樣品反射的光檢偏，只允許電矢量在通光軸方向的光通過。磁場為零時，調(diào)整通光軸的方向，使樣品反射的調(diào)制光的電矢量在通光軸方向的分量不隨時間變化，則檢偏器(A)后由探測器(DT)檢測的信號就不包含光彈調(diào)制器MO頻率的一倍頻(50KHZ)和二倍頻(100KHZ)成分，由鎖相放大器LIA2 (測量50KHZ信號幅度)和LIA3 (測量100KHZ信號幅度)測量的信號都為零。施加磁場時，MCD效應使入射的左圓和右圓偏振光的電矢量產(chǎn)生差別，經(jīng)過檢偏器(A)后，由探測器(DT)檢測的信號就包含光彈調(diào)制器MO頻率的一倍頻(50KHZ)成分，由第二鎖相放大器LIA2 (測量50KHZ信號幅度)測量的信號就對應MCD信號。極向克爾效應使入射線偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)一定角度，經(jīng)過檢偏器(A)后，由探測器(DT)檢測的信號就包含光彈調(diào)制器MO頻率的二倍頻(100KHZ)成分，由第二鎖相放大器LIA2(測量100KHZ信號幅度)測量的信號就對應克爾信號。探測器(DT)使用Si探測器，用來接收和探測經(jīng)過檢偏器(A)出射的光，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸給鎖相放大器，測出相應頻率成分信號的幅度。第一鎖相放大器(LIAl)參考信號由斬波器(CP)提供，測量反射光的光強；第二鎖相放大器(LIA2)參考信號為光彈調(diào)制器MO頻率的一倍頻(50KHZ)，測量MCD信號；第三鎖相放大器(LIA3)參考信號為光彈調(diào)制器MO頻率的二倍頻(100KHZ)，測量克爾信號。本發(fā)明提供的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜的同步測量系統(tǒng)的核心部分是起偏器(P)，光彈調(diào)制器MO，檢偏器(A)以及第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)。利用起偏器(P)和光彈調(diào)制器MO對入射光進行周期性偏振調(diào)制，使它以50KHZ的頻率工作在“線偏_左圓偏振_線偏_右圓偏振_線偏”的模式，經(jīng)過檢偏器(A)檢偏后，由第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)分別探測以50KHZ頻率變化的信號和以IOOKHZ頻率變化的信號。施加磁場時，它們分別對應于MCD信號和克爾信號。采用兩臺鎖相放大器(第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3))即可同時測量樣品的MCD信號和克爾信號。避免了 MCD信號和克爾信號分開測量時存在的光強變化，溫度變化，探測點變化等因素的影響，同時縮短了測量的時間。同時由第一鎖相放大器(LIAl)測量反射光強度，可對MCD信號和克爾信號引入實時歸一化。本發(fā)明提供的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜同步測量系統(tǒng)通過運用超連續(xù)白光與單色儀配合，得到了光束質(zhì)量較好而且功率很大的，可以連續(xù)掃描波長的入射光，這對于提高信噪比很有幫助。
本發(fā)明提供的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜同步測量系統(tǒng)的另一特點是制冷器的冷頭和超導磁體杜瓦(MG)分離，可靈活調(diào)節(jié)位于冷頭上的樣品的位置。作為一個實例，利用本系統(tǒng)測量了 4K溫度，0. 5T磁場下一塊摻錳砷化鎵(GaMnAs)樣品的極化磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜，其中紅線對應磁圓二向色性(MCD)譜，黑線對應極化磁光克爾(KERR)譜。首先利用單色儀分光之后的入射光調(diào)節(jié)光路。使得入射光照射在樣品需要測量的區(qū)域。仔細調(diào)節(jié)制冷器下面的手動三維平移臺，使得反射光經(jīng)過檢偏器(A)后，進入探測器(DT)。調(diào)節(jié)起偏器(P)的通光軸方向，使通過的光強最大。調(diào)節(jié)光彈調(diào)制器MO的快軸和慢軸，使它們與起偏器(P)的通光軸都成45°角。打開第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)，將探測器輸出的信號連接到第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3),其中第二鎖相放大器(LIA2)的參考信號接光彈調(diào)制器的一倍頻信號(50KHZ)，第三鎖相放大器(LIA3)的參考信號接光彈調(diào)制器的二倍頻信號(100KHZ)。在零磁場下轉(zhuǎn)動檢偏器(A),使第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)的信號均為零。施加一定磁場，掃描入射波長，就可以進行極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜的同步測量了。鎖相放大器讀出的數(shù)據(jù)經(jīng)過電腦收集處理，就可以得到極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜。進而可以對樣品能帶結構以及磁性質(zhì)進行分析。得到的4K溫度,0. 5T磁場下?lián)矫蜕榛?GaMnAs)樣品的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜如圖2所示(橫坐標為波長，單位為nm，縱坐標為MCD和KERR信號，單位為弧度rad)。從上述實例可以看出，本發(fā)明提供的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜的同步測量系統(tǒng)確實可以測量樣品的極向磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜，從而得到樣品的能帶結構和磁性質(zhì)。它實現(xiàn)簡單，調(diào)節(jié)方便，擁有較高信噪比，很適合作為自旋相關半導體材料能帶及磁性分析系統(tǒng)，在實驗室中推廣使用。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 一超連續(xù)白光光源(LS)，其出射光經(jīng)過單色儀(SP)后作為樣品測試光源； 一單色儀(SP)，用于對白光光源(LS)的出射光進行濾波，僅選擇單一波長的光通過；一斬波器(CP)，用于對單色儀(SP)出射光進行斬波調(diào)制，并為第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)提供參考信號，從而得到樣品反射光的強度； 一起偏器(P)，用于將單色儀(SP)出射光變?yōu)榫€偏振光； 一光彈調(diào)制器(MO)，用于將起偏器(P)出射的線偏光變?yōu)橹芷谛云裾{(diào)制光； 一寬波段消偏振分光棱鏡(BS)，使入射光垂直通過后打到樣品上，并將經(jīng)過樣品反射的光的傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，便于探測器收集； 一消色差透鏡(L)，用于聚焦入射光到樣品上，并收集樣品的反射光； 一中心帶有室溫孔洞的超導磁體杜瓦(MG)，提供用于磁光光譜測量的磁場； 一檢偏器(A),用于檢測樣品反射光偏振態(tài)的改變； 一探測器(DT)，用于接收和探測反射光，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號； 第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3),用于檢測該探測器(DT)輸出信號的對應特定頻率的信號幅度；以及由計算機組成的數(shù)據(jù)處理與存儲系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求I所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述超連續(xù)白光光源(LS)通過一個波長為1064nm的泵浦光激發(fā)一個非線性光纖，得到功率最大2w，波長范圍覆蓋450nm至1500nm的超連續(xù)白光。
3.根據(jù)權利要求I所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)利用起偏器⑵將單色儀(SP)出射光變?yōu)榫€偏振光，利用光彈調(diào)制器(MO)將線偏光變?yōu)橹芷谛云裾{(diào)制光，利用檢偏器(A)檢測施加磁場時樣品反射光偏振態(tài)的改變。
4.根據(jù)權利要求3所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述起偏器(P)和檢偏器(A)均是格蘭泰勒棱鏡。
5.根據(jù)權利要求3所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光彈調(diào)制器(MO)工作在0.25 X模式，工作頻率為50KHZ。
6.根據(jù)權利要求3所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述光彈調(diào)制器(MO)的快軸與慢軸均與起偏器的通光軸成45°角，調(diào)節(jié)檢偏器(A)角度，使無磁場時樣品反射光的電矢量在檢偏器通光軸方向的分量不隨時間變化。
7.根據(jù)權利要求I所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述探測器(DT)、第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)組成信號探測和處理系統(tǒng)，所述探測器(DT)收集和探測經(jīng)過檢偏器(A)的出射光，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入到第一鎖相放大器(LIAl)、第二鎖相放大器(LIA2)和第三鎖相放大器(LIA3)中。
8.根據(jù)權利要求7所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述第一鎖相放大器(LIAl)的參考頻率為斬波器頻率，測量樣品反射光強；第二鎖相放大器(LIA2)的參考頻率為光彈調(diào)制器頻率50KHZ，測量信號中頻率為50KHZ的成分的幅度；第三鎖相放大器(LIA3)的參考頻率為光彈調(diào)制器頻率的兩倍100KHZ，測量信號中頻率為IOOKHZ的成分的幅度。
9.根據(jù)權利要求I所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，磁圓二向色性信號與測量信號中頻率為50KHZ的成分的幅度成正比，磁光克爾信號與測量信號中頻率為100KHZ的成分的幅度成正比。
10.根據(jù)權利要求I所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述寬波段消偏振分光棱鏡(BS)使入射光垂直通過后打到樣品上，并將經(jīng)過樣品反射的光傳播方向偏轉(zhuǎn)90°，這樣既解決了入射光與樣品必須近似垂直的問題，又保證了反射光收集的方便性；該分光棱鏡同時能使通過它的光的偏振特性不改變。
11.根據(jù)權利要求I所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述中心帶有室溫孔洞的超導磁體杜瓦(MG)中設置有一制冷器，用于控制樣品的溫度，樣品放置在該制冷器的冷頭上。
12.根據(jù)權利要求11所述的極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，其特征在于，所述超導磁體杜瓦(MG)與所述制冷器相互分離，放置樣品的冷頭能夠伸入超導磁體杜瓦(MG)的室溫孔洞中，所述超導磁體杜瓦(MG)用于提供0特斯拉到+5特斯拉范圍的垂直樣品表面的磁場，所述制冷器能夠使樣品溫度在4K到300K范圍變化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種極向磁光克爾譜和磁圓二向色性譜同步測量系統(tǒng)，包括液氦制冷機與低溫超導磁體系統(tǒng)、超連續(xù)白光光源、單色儀、斬波器、兩個格蘭泰勒棱鏡、光彈調(diào)制器、寬波段消偏振分光棱鏡、消色差透鏡、硅探測器、三臺鎖相放大器、以及計算機。利用本發(fā)明，可以同時測量樣品的極化磁光克爾(KERR)譜和磁圓二向色性(MCD)譜，從而可以進一步研究物質(zhì)的磁性質(zhì)以及與自旋相關的能帶結構和特性。
文檔編號G01N21/19GK102654450SQ20121015088
公開日2012年9月5日 申請日期2012年5月15日 優(yōu)先權日2012年5月15日
發(fā)明者黃學驕 申請人:中國科學院半導體研究所