克爾顯微鏡方法為實驗室中快速磁化動力學(xué)的分析提供了幾乎唯yi的可能性敦冬。頻閃寬視場Kerr顯微鏡用于研究動態(tài)磁疇過程望众，與所有Kerr顯微鏡成像模式兼容匪补。時間分辨克爾顯微鏡是在差分成像模式下進行的，改變了射頻場激發(fā)和成像激光脈沖之間的相位夯缺。根據(jù)兩種磁化狀態(tài)在不同時間延遲下的差值計算出差值圖像，從而在域響應(yīng)圖像中只能看到磁化狀態(tài)的變化甘耿。
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時間分辨磁光學(xué)顯微鏡成像的不同需求與相關(guān)技術(shù)
對時間分辨磁光學(xué)顯微鏡的不同觀點出現(xiàn)了不同的成像選項，與所需的時間分辨率有關(guān)佳恬，以解決不同頻率的磁化過程于游。相關(guān)要點有:
圖1.(a)相機曝光時間為10μs，工作頻率為50 Hz時垫言，F(xiàn)eSi電工鋼樣品的單次Kerr圖像贰剥。(b) 876 Hz時，LED脈沖寬度為10μs的磁場調(diào)制磁電傳感器器件的頻閃圖像;(c) 0.516 MHz時蚌成，激光脈沖寬度為20 ns的電場調(diào)制磁電傳感器的頻閃圖像。(d)在2 GHz磁場激勵下凛捏，激光脈沖寬度為7 ps的CoFeB/Ru/CoFeB反點陣列中靜磁自旋波模式的頻頻Kerr顯微鏡
在激發(fā)頻率為幾到幾赫茲的情況下担忧，低頻動態(tài)可以通過常規(guī)克爾顯微鏡設(shè)置實時可視化，因為使用曝光時間為10毫秒的相機系統(tǒng)是標準的坯癣。另一方面瓶盛，使用脈沖LED照明光源，可以實現(xiàn)類似的時間分辨率惩猫。后者避免了相機系統(tǒng)中卷簾門的問題。實時成像的限制因素是相機的幀速率鹉勒，而不是曝光時間帆锋。在提供足夠光強的情況下，標準成像系統(tǒng)可以實現(xiàn)低至10μs的單次成像（圖1a）禽额。對于較低的光水平皮官，頻閃成像可以很容易地實現(xiàn)依靠脈沖LED照明脯倒。使用具有高磁光對比度的高速攝像機捺氢，可以實現(xiàn)高達500 Hz的連續(xù)檢測成像藻丢。
使用門控圖像增強器或脈沖LED照明的頻閃技術(shù)可以對千赫茲磁化動力學(xué)進行zui佳成像(圖1b)。兩者都提供可變的重復(fù)率和連續(xù)可調(diào)的時間分辨率悠反。然而，目前的LED光源被限制在大約幾微秒的時間分辨率馍佑。如上所述，頻閃成像需要磁化過程的至少部分可重復(fù)性拭荤。然而茵臭，在這個時間尺度內(nèi)，使用可觸發(fā)脈沖激光源進行單次成像是可能的舅世。
兆赫波段的高頻磁化動態(tài)可以通過使用門控圖像增強器或脈沖激光系統(tǒng)的頻閃技術(shù)進行成像奇徒。圖像增強系統(tǒng)提供可變的重復(fù)率和連續(xù)靈活的時間分辨率到亞納秒制度。選擇合適的固態(tài)激光器缨硝，基于激光的系統(tǒng)也具有類似的靈活性摩钙，但與強化相機相比，在信噪比方面具有優(yōu)勢查辩。通過使用脈沖激光源腺律，可以在20 ns的時間尺度內(nèi)實現(xiàn)單次成像(圖1c)。
諧振頻率動態(tài)在千兆赫及更大范圍內(nèi)只能通過使用脈沖激光系統(tǒng)進行頻閃成像匀钧。時間分辨率是由激光脈沖定義的，在皮秒或飛秒范圍內(nèi)谬返。為了達到zui高的時間分辨率之斯，必須特別注意盡量減少顯微鏡系統(tǒng)的時間抖動。在磁激勵和激光脈沖來自同一時鐘信號的系統(tǒng)中遣铝，實現(xiàn)了zui佳的靈活性，因此被鎖定在相位中酿炸。實際上，無抖動時間分辨力克爾顯微鏡與皮秒時間分辨率直接在連續(xù)的微波場激發(fā)下填硕，這樣的顯微鏡設(shè)置是可以成像的(圖1d)麦萤。
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