掃描激光顯微鏡(SLM)用于表征材料的磁性已經(jīng)有一段時(shí)間了注整，它可用于觀察薄膜和器件在熱磁寫入過程中疇切換的動(dòng)態(tài)行為和隨后的磁化狀態(tài)(疇取向)，它還將用于在成像之前對(duì)磁光(MO)磁盤材料進(jìn)行熱磁寫入度硝。而圖像來源于縱向和極性磁光克爾效應(yīng)肿轨，這些效應(yīng)是波長(zhǎng)依賴的，應(yīng)當(dāng)使用適當(dāng)?shù)募す獠ㄩL(zhǎng)來激發(fā)蕊程。
用于觀察靜態(tài)和動(dòng)態(tài)磁疇行為的掃描激光顯微鏡系統(tǒng)
一種多功能成像系統(tǒng)椒袍，能夠觀察各種應(yīng)用的磁性行為，只要有可能藻茂，顯微鏡系統(tǒng)都應(yīng)該是模塊化的驹暑，這將使得成像系統(tǒng)具有靈活性，并允許為不同的應(yīng)用添加或更改功能辨赐。這也是顯微鏡未來發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)考慮因素优俘，例如掃描近場(chǎng)磁光模塊。為了使掃描激光顯微鏡同時(shí)具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)成像能力掀序，光學(xué)系統(tǒng)采用高斯光束光學(xué)(靜態(tài)模式)和傍軸光學(xué)(動(dòng)態(tài)模式)帆焕。光學(xué)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。
圖1
為了在x-y平面上獲得較大的空間分辨率不恭，激光束必須同時(shí)準(zhǔn)直并填滿zui終物鏡的孔徑叶雹。輸出光束被擴(kuò)展，空間濾波换吧，然后聚焦到AO調(diào)制器(AOM)折晦。AOM的上升時(shí)間與光斑大小成正比。然后光束通過一系列中繼透鏡(稍后描述)產(chǎn)生準(zhǔn)直光束沾瓦，該光束填充物鏡的孔徑满着，在樣品表面產(chǎn)生衍射限制斑。
為了使掃描激光顯微鏡同時(shí)具有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)成像能力暴拄，光學(xué)系統(tǒng)采用高斯光束光學(xué)(靜態(tài)模式)和傍軸光學(xué)(動(dòng)態(tài)模式)漓滔。光學(xué)系統(tǒng)示意圖如圖1所示。然后通過使用精密x-y級(jí)移動(dòng)樣品來完成靜態(tài)成像乖篷，幾何或近軸光學(xué)用于將SMI鏡像到SM2上响驴，從而將該對(duì)鏡像到物鏡的后焦平面上。激光光斑現(xiàn)在可以在樣品表面進(jìn)行x-y掃描撕蔼。然后豁鲤，在返回的激光束到達(dá)探測(cè)器之前秽誊，使用進(jìn)一步的中繼光學(xué)對(duì)其進(jìn)行反掃描。
當(dāng)動(dòng)態(tài)成像時(shí)琳骡，AOM和單個(gè)掃描鏡通過控制軟件同步锅论。激光束被AOM“阻擋”，掃描鏡開啟楣号。就在激光束將處于其正常入射位置之前最易，AOM被觸發(fā)，光脈沖被掃描穿過x平面的表面炫狱。
顯微鏡的設(shè)計(jì)目的是在空間和時(shí)間上觀察磁性結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)藻懒。這可以通過相對(duì)于磁結(jié)構(gòu)的重復(fù)激發(fā)緩慢地相位改變光學(xué)或電子采樣的瞬間來實(shí)現(xiàn)。例如视译，將磁性裝置放置在循環(huán)磁場(chǎng)中嬉荆，激光脈沖和隨后的數(shù)據(jù)捕獲被定時(shí)-或磁場(chǎng)周期中的特定點(diǎn)。另一種模式將使用氬離子激光來模擬MO磁盤上的比特寫入過程酷含。然后鄙早，在寫入過程中的特定時(shí)間，使用ccd相機(jī)和反射光(來自脈沖激光束)同時(shí)實(shí)時(shí)成像到光電探測(cè)器上椅亚。進(jìn)一步的工作將使用掃描近場(chǎng)模塊對(duì)磁性結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化進(jìn)行成像限番，其空間分辨率將大大提高，即低于衍射極限什往。
靜態(tài)磁圖像是由三種克爾磁光效應(yīng)中的任何一種產(chǎn)生的扳缕。偏振入射光由快速脈沖(2-3納秒)氮化染料激光器產(chǎn)生，照亮整個(gè)觀察場(chǎng)别威，或者由氬離子激光器產(chǎn)生躯舔，在衍射限制的掃描點(diǎn)共聚焦模式下工作。兩種激光器都是波長(zhǎng)可調(diào)的省古。在第二種情況下粥庄，通過對(duì)被成像的樣品在激光光斑下進(jìn)行光柵掃描，或者使用伺服安裝的鏡子對(duì)激光束本身進(jìn)行掃描豺妓。然后用象限光電探測(cè)器檢測(cè)返回的光惜互，其中有許多成像模式是可能的。冷卻CCD相機(jī)允許對(duì)樣品進(jìn)行全方位低電平直接成像琳拭，如果有必要训堆，可以在幾幀上集成以獲得更好的噪聲性能。
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