反射光生成组件、磁性测量系统及磁性测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113238175A(43)申请公布日2021.08.10(21)申请号202110480441.6(22)申请日2021.04.30(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人尉国栋李燊(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人赵平叶明川(51)Int.Cl.G01R33/12(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称反射光生成组件、磁性测量系统及磁性测量方法(57)摘要本发明提供的一种反射光生成组件、磁性测量系统及磁性测量方法，通过利用AGFM梯度共振的原理实现高速度和高灵敏性测量，同时利用激光多普勒测振原理可以无接触、远距离实现高精度的位移和速度的测量，将二者结合可以实现一种测量精度高、抗噪声能力强的新型测量方案，本发明在磁性样品于梯度磁场中受力共振的基础上，利用激光多普勒频移效应测量样品的振动速度和振幅，进而得到磁性材料的磁化强度随外加偏置磁场的变化，测量的理论精度可达10‑9emu以上，抗噪声能力强，并且适用于多种复杂环境(外加光、电、热)下的测量。CN113238175ACN113238175A权利要求书1/2页1.一种用于磁化强度测量的反射光生成组件，其特征在于，包括：共振样品杆，其上固定有待测样品；梯度磁场装置，包括一对相对设置的梯度磁场单元，两个梯度磁场单元用于产生梯度磁场，所述待测样品设于所述梯度磁场内；光路器件，用于产生第一探测激光和对第一探测激光频移后的第二探测激光，所述第一探测激光和所述第二探测激光汇合后照射至所述共振样品杆；光电探测器，接收所述共振样品杆的反射光；其中，可根据所述反射光对应的数字信号生成所述待测样品的磁化强度。2.根据权利要求1所述的反射光生成组件，其特征在于，每个梯度磁场单元包括偏置磁场电磁铁和固定在所述偏置磁场电磁铁远离所述待测样品一侧表面的梯度磁场线圈；所述待测样品设于两个梯度磁场单元之间。3.根据权利要求1所述的反射光生成组件，其特征在于，所述光路器件包括：激光器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、平面反射镜以及声光频移器；所述激光器用于产生所述第一探测激光；所述第一探测激光经过所述第一分光器形成第一分光和第二分光；所述第一分光进入所述第二分光器后分成两束，其中一束照射所述共振样品杆，另一束进入所述第三分光器，所述第二分光经所述平面反射镜反射至声光频移器，所述第三分光器将所述第一分光的所述另一束和所述第二分光照射至所述光电探测器。4.一种磁性测量系统，其特征在于，包括：反射光生成组件、信号采集装置以及信号处理装置；所述反射光生成组件包括：共振样品杆，其上固定有待测样品；梯度磁场装置，包括一对相对设置的梯度磁场单元，两个梯度磁场单元用于产生梯度磁场，所述待测样品设于所述梯度磁场内；光路器件，用于产生第一探测激光和对第一探测激光频移后的第二探测激光，所述第一探测激光和所述第二探测激光汇合后照射至所述共振样品杆；光电探测器，接收所述共振样品杆的反射光；所述信号采集装置采集所述光电探测器接收的反射光，并转化为数字信号发送至信号处理装置；所述信号处理装置根据所述数字信号生成所述待测样品的磁化强度。5.根据权利要求4所述的磁性测量系统，其特征在于，每个梯度磁场单元包括偏置磁场电磁铁和固定在所述偏置磁场电磁铁远离所述待测样品一侧表面的梯度磁场线圈；所述待测样品设于两个梯度磁场单元之间。6.根据权利要求4所述的磁性测量系统，其特征在于，所述光路器件包括：激光器、第一分光器、第二分光器、第三分光器、平面反射镜以及声光频移器；所述激光器用于产生所述第一探测激光；所述第一探测激光经过所述第一分光器形成第一分光和第二分光；所述第一分光进入所述第二分光器后分成两束，其中一束照射所述共振样品杆，另一束进入所述第三分光器，所述第二分光经所述平面反射镜反射至声光频移器，所述第三分光器将所述第一分光的所述另一束和所述第二分光照射至所述光电探测器。2CN113238175A权利要求书2/2页7.一种磁性测量方法，其特征在于，包括：将一待测样品放置在一共振样品杆上，并将该待测样品置于一梯度磁场内；汇合第一探测激光和对第一探测激光频移后的第二探测激光，并照射至所述共振样品杆；根据所述共振样品杆的反射光生成所述待测样品的磁化强度。8.根据权利要求7所述的磁性测量方法，其特征在于，还包括：对所述第一探测激光频移生成所述第二探测激光。9.根据权利要求7所述的磁性测量方法，其特征在于，根据所述共振样品杆的反射光生成所述待测样品的磁化强度，包括：将所述共振样品杆的反射光转化为数字信号；对所述数字信号进行半个周期的时间积分处理，得到共振杆的振幅变化参数；根据所述振