RU2047170C1 - Magnetooptical device to test articles - Google Patents
Magnetooptical device to test articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047170C1 RU2047170C1 RU93012665A RU93012665A RU2047170C1 RU 2047170 C1 RU2047170 C1 RU 2047170C1 RU 93012665 A RU93012665 A RU 93012665A RU 93012665 A RU93012665 A RU 93012665A RU 2047170 C1 RU2047170 C1 RU 2047170C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paragraphs
- domain
- magnetic field
- containing film
- film
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контролю материалов магнитными средствами и промышленно применимо в дефектоскопах и устройствах контроля изделий, содержащих магнитный рисунок, например, для контроля банкнот. The invention relates to the control of materials by magnetic means and is industrially applicable in flaw detectors and control devices for products containing a magnetic pattern, for example, for controlling banknotes.
Известно магнитооптическое устройство контроля изделия, содержащее магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля на основе доменосодержащей пленки с одноосной магнитной анизотропией и магнитный блок [1] Недостатком этого устройства является низкая чувствительность, обусловленная необходимостью намагничивания пленки до насыщения. Known magneto-optical device control device containing a magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field based on a domain-containing film with uniaxial magnetic anisotropy and a magnetic unit [1] The disadvantage of this device is the low sensitivity due to the need to magnetize the film to saturation.
Прототипом является известное магнитооптическое устройство контроля изделия, содержащее магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля на основе доменосодержащей пленки с одноосной магнитной анизотропией и магнитный блок [2] Недостатком прототипа является невысокая чувствительность, обусловленная необходимостью достаточно сильного намагничивания доменосодержащей пленки. The prototype is a known magneto-optical device control device containing a magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field based on a domain-containing film with uniaxial magnetic anisotropy and a magnetic unit [2] The disadvantage of the prototype is its low sensitivity due to the need for sufficiently strong magnetization of the domain-containing film.
Изобретение решает задачу повышения чувствительности при контроле. The invention solves the problem of increasing sensitivity in the control.
Поставленная цель достигается тем, что в известном магнитооптическом устройстве контроля изделия, содержащем магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля на основе доменосодержащей пленки с одноосной магнитной анизотропией и магнитный блок, последний выполнен в виде источника переменного и/или импульсного магнитного поля, направленного вдоль оси магнитной анизотропии, амплитуда которого превышает коэрцитивную силу доменосодержащей пленки. This goal is achieved by the fact that in the known magneto-optical device control device containing a magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field based on a domain-containing film with uniaxial magnetic anisotropy and a magnetic unit, the latter is made in the form of a source of variable and / or pulsed magnetic field directed along the axis of magnetic anisotropy, the amplitude of which exceeds the coercive force of the domain-containing film.
В частности, доменосодержащая пленка может быть выполнена с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости пленки. In particular, the domain-containing film can be made with an axis of easy magnetization perpendicular to the plane of the film.
В частности, магнитный блок может дополнительно содержать источник постоянного магнитного поля, предназначенного для намагничивания изделия параллельно его поверхности, при этом источник постоянного магнитного поля и источник переменного и/или импульсного магнитного поля могут быть выполнены как с перекрывающимися, так и с неперекрывающимися областями локализации магнитного поля. In particular, the magnetic unit may further comprise a source of a constant magnetic field designed to magnetize the product parallel to its surface, while a source of a constant magnetic field and a source of alternating and / or pulsed magnetic field can be made with overlapping and non-overlapping regions of magnetic localization fields.
В частности, доменосодержащая пленка может быть расположена параллельно вектору напряженности магнитного поля источника постоянного магнитного поля, причем напряженность постоянного магнитного поля может не превышать 4πMs(Q-1), где 4πMs и Q намагниченность насыщения и фактор качества материала доменосодержащей пленки соответственно. In particular, the domain-containing film can be parallel to the magnetic field vector of the constant magnetic field source, and the constant magnetic field strength may not exceed 4πMs (Q-1), where 4πMs and Q are the saturation magnetization and material quality factor of the domain-containing film, respectively.
В частности, магнитный блок может дополнительно содержать источник постоянного магнитного поля смещения, магнитосвязанный с доменосодержащей пленкой, причем это поле направлено по нормали к плоскости пленки. In particular, the magnetic block may further comprise a source of a constant bias magnetic field magnetically coupled to the domain-containing film, this field being directed normal to the plane of the film.
В частности, источник переменного магнитного поля может быть выполнен с частотой не выше 2С/Ш, где C скорость доменных стенок в доменосодержащей пленке, Ш ширина доменной структуры в ней, а источник импульсного магнитного поля может быть выполнен с длительностью импульсов не менее Ш/(2C). In particular, the source of an alternating magnetic field can be performed with a frequency of no higher than 2C / III, where C is the speed of the domain walls in the domain-containing film, W is the width of the domain structure in it, and the source of the pulsed magnetic field can be performed with a pulse duration of at least W / ( 2C).
В частности, источник света магнитооптического блока визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может быть выполнен в виде источника белого света или монохроматическим, непрерывным или импульсным. In particular, the light source of the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field can be made in the form of a white light source or monochromatic, continuous or pulsed.
В частности, магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может дополнительно содержать поляризатор, оптически связанный с источником света и доменосодержащей пленкой, причем поляризатор может быть выполнен в виде пленочного поляроида или поляризационной призмы. In particular, the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field may further comprise a polarizer optically coupled to a light source and a domain-containing film, the polarizer may be in the form of a film polaroid or a polarizing prism.
В частности, магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может дополнительно содержать коллиматор, оптически связанный с источником света. In particular, the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field may further comprise a collimator optically coupled to the light source.
В частности, магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может дополнительно содержать анализатор, оптически связанный с доменосодержащей пленкой, причем анализатор может быть выполнен в виде пленочного поляроида или поляризационной призмы. In particular, the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field may further comprise an analyzer optically coupled to a domain-containing film, and the analyzer may be in the form of a film polaroid or a polarizing prism.
В частности, доменосодержащая пленка может быть нанесена на прозрачную подложку, при этом она может быть выполнена из феррит-граната, например висмутсодержащего, в том числе, с фактором качества от 1 до 1000. In particular, a domain-containing film can be deposited on a transparent substrate, while it can be made of ferrite garnet, for example, bismuth-containing, including with a quality factor of 1 to 1000.
В частности, на доменосодержащую пленку может быть нанесен слой отражающего материала со стороны, противоположной источнику света. In particular, a layer of reflective material from the side opposite to the light source can be applied to the domain-containing film.
В частности, устройство может дополнительно содержать слой магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью, магнитосвязанный с доменосодержащей пленкой. In particular, the device may further comprise a layer of soft magnetic material with high magnetic permeability, magnetically bonded to a domain-containing film.
В частности, толщина доменосодержащей пленки может не превышать равновесный размер доменов в ней. In particular, the thickness of the domain-containing film may not exceed the equilibrium size of the domains in it.
В частности, магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может дополнительно содержать блок регистрации, оптически связанный с анализатором, при этом блок регистрации может быть выполнен в виде фотодетектора, например фотоприемной матрицы, или в виде узла регистрации изображений. In particular, the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field may further comprise a registration unit optically coupled to the analyzer, the registration unit may be in the form of a photodetector, for example, a photodetector, or in the form of an image registration unit.
В частности, магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может дополнительно содержать линзу, оптически связанную с доменосодержащей пленкой. In particular, the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field may further comprise a lens optically coupled to a domain-containing film.
В частности, устройство может быть снабжено блоком сканирования излучения источника света по площади доменосодержащей пленки, а блок регистрации может быть выполнен двухкоординатным. In particular, the device may be provided with a light source radiation scanning unit over the area of the domain-containing film, and the registration unit may be made two-coordinate.
В частности, магнитооптический блок визуализации и/или топографирования пространственно-неоднородного магнитного поля может дополнительно содержать пространственный фильтр, оптически связанный с доменосодержащей пленкой и установленный между доменосодержащей пленкой и блоком регистрации, при этом пространственный фильтр может быть выполнен сменным и/или в виде пространственно-временного модулятора света. In particular, the magneto-optical unit for visualization and / or topography of a spatially inhomogeneous magnetic field may further comprise a spatial filter optically coupled to the domain-containing film and mounted between the domain-containing film and the recording unit, while the spatial filter can be made replaceable and / or in the form of a spatial temporary light modulator.
В частности, устройство может дополнительно содержать узел перемещения контролируемого изделия относительно доменосодержащей пленки и/или узел прижима доменосодержащей пленки к контролируемому изделию. In particular, the device may further comprise a unit for moving the controlled product relative to the domain-containing film and / or a unit for pressing the domain-containing film to the controlled product.
В частности, доменосодержащая пленка может быть упруго связана с корпусом устройства с помощью по крайней мере одной пружины. In particular, a domain-containing film may be elastically bonded to the device body using at least one spring.
Изобретение поясняется чертежом, где показана блок-схема устройства. The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device.
Магнитооптическое устройство контроля изделия содержит источник света 1, коллиматор 2, поляризатор 3, светоделитель 4, линзу 5, анализатор 6, проецирующую или фокусирующую линзу 7, доменосодержащую пленку 8, нанесенную на подложку 9, отражающий слой 10, слой магнитомягкого материала 11, изолирующий слой 12, источник импульсного магнитного поля 13, источник высокочастотного магнитного поля 14, источник переменного магнитного поля 15, источник постоянного магнитного поля 16 (элементы 9-16 расположены вблизи поверхности контролируемого изделия 17), устройство регистрации 18, устройство обработки 19 с монитором 20 и пространственный фильтр 21. На чертеже не показаны источник постоянного магнитного поля, направленного параллельно поверхности контролируемого изделия, источники питания в магнитном блоке, блок сканирования излучения источника света 1 по площади пленки 8, двухкоординатный регистратор, устройство перемещения контролируемого изделия 17 относительно пленки 8, устройство прижима пленки 8 к изделию 17, корпус устройства и пружины, с помощью которых пленка 8 связана с корпусом. Источник постоянного магнитного поля, направленного параллельно поверхности контролируемого изделия, может быть пространственно разнесен с блоком визуализации и/или топографирования и даже выполнен в виде отдельного блока, поскольку в ряде случаев из-за конечного значения коэрцитивной силы изделия 17 воздействие этого поля может по времени не совпадать с моментом контроля. The magneto-optical device control device contains a light source 1, a collimator 2, a polarizer 3, a beam splitter 4, a lens 5, an analyzer 6, a projection or focusing lens 7, a domain-containing film 8 deposited on a substrate 9, a reflective layer 10, a layer of soft magnetic material 11, an insulating layer 12, the source of the pulsed magnetic field 13, the source of the high-frequency magnetic field 14, the source of the alternating magnetic field 15, the source of the constant magnetic field 16 (elements 9-16 are located near the surface of the controlled product 17) registration facility 18, processing device 19 with a monitor 20 and spatial filter 21. The drawing does not show a constant magnetic field source directed parallel to the surface of the product being monitored, power sources in the magnetic unit, light source radiation scanning unit 1 over the film area 8, two-coordinate recorder, a device for moving the monitored product 17 relative to the film 8, a device for pressing the film 8 to the product 17, the device body and the springs with which the film 8 is connected to the body. A source of a constant magnetic field directed parallel to the surface of the controlled product can be spatially spaced with a visualization and / or topographic unit and even made as a separate unit, because in some cases, due to the finite value of the coercive force of the product 17, this field may not coincide with the moment of control.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Свет от источника 1 последовательно проходит коллиматор 2, поляризатор 3, светоделитель 4, линзу 5, с помощью которой варьируется размер светового пятна, подложку 9 и пленку 8. Затем, отразившись от свободной поверхности пленки 8 или от слоя 10, свет вновь проходит подложку 9, линзу 5, светоделитель 4, а затем анализатор 6, пространственный фильтр 21 и попадает на устройство регистрации 18. Между светоделителем 4 и устройством регистрации 21 может быть расположена линза 7 (в любом месте), которая служит для фокусирования отраженного пучка света на устройство 18 в случае его выполнения в виде фотодетектора или проецирования изображения доменной структуры и пленке 8 на устройство 18 в случае его выполнения в виде устройства регистрации изображения (фотоаппарат, теле- или видеокамера, фотоприемная матрица и т.п.). Использование светоделителя 4 не является обязательным, поскольку пространственное разделение падающего и отраженного пучков света может быть достигнуто при освещении пленки 8 под углом к ее нормали. Доменная структура в пленке 8 визуализируется с помощью магнитооптического эффекта Фарадея при факторе качества материала пленки 8 в диапазоне от 1 до 1000. Если визуализации не требуется, то интенсивность света на выходе анализатора 6 зависит от изменения доменной структуры в пленке 8, в частности, от соотношения площадей, занимаемых доменами с противоположной намагниченностью. В отсутствие внешних магнитных полей в пленке 3 обычно реализуется лабиринтная доменная структура. Воздействие магнитных полей (постоянного поля в плоскости, постоянного поля смещения, переменного или импульсного магнитного поля), формируемых магнитным блоком, на изделие 17 вызывает его намагничивание и появление магнитных полей рассеяния, которые являются неоднородными, если изделие содержит дефекты или иные неоднородности. Если изделие 17 выполнено из магнитного материала с достаточно высокой коэрцитивной силой, то магнитные поля рассеяния существуют и в отсутствие воздействия магнитного блока. Принцип действия заявляемого устройства, как и прототипа [2] основан на визуализации этих полей рассеяния или их топографировании. Достижение положительного эффекта при использовании заявляемого устройства, заключающегося в повышении чувствительности, обеспечивается тем, что в основу функционирования положен иной физический механизм. В прототипе для визуализации дефекта необходимо, чтобы амплитуда магнитных полей рассеяния была сравнима с полем насыщения пленки 8, чтобы обеспечить заметное изменение размера доменов (обычно необходимо локальное намагничивание пленки 8). В заявляемом изобретении необходимо, чтобы магнитные поля рассеяния обеспечивали закрепление доменных стенок в пленке 6, то есть их амплитуда должна быть порядка коэрцитивной силы. При наличии магнитных полей рассеяния изделия 17 приложение переменного и/или импульсного магнитного поля с помощью источников 15 и/или 13 к изделию 17, либо к пленке 8 вызывает движение доменных стенок в пленке 8. При этом амплитуда переменного и/или импульсного магнитного поля должна превышать коэрцитивную силу пленки 8, причем поле необходимо прикладывать вдоль ее оси легкого намагничивания, которая для пленок с одноосной магнитной анизотропией направлена вдоль нормали к плоскости пленки, если кристаллографическая ориентация подложки 9 совпадает с плоскостью (III), а пленка выполнена из феррит-граната. В этом случае магнитные поля рассеяния изделия 17 создают магнитостатические ловушки в пленке 8, на которых закрепляются доменные стенки (в отсутствие магнитных полей рассеяния доменные стенки движутся под действием переменного и/или импульсного магнитного поля. При времени наблюдения много больше периода этого поля из-за неповторяемости динамически доменных структур в пленке 8 закрепленные доменные стенки обеспечивают наблюдение доменной структуры), тогда как в областях, свободных от магнитостатических ловушек, доменная структура не видна. При фотоэлектрической регистрации наличие закрепления доменных стенок приводит к резкому уменьшению фотоэлектрического сигнала. Магнитные поля рассеяния максимальны, если напряженность постоянного магнитного поля, направленного параллельно поверхности изделия 17, превышает поле его намагничивания до насыщения. При этом напряженность постоянного магнитного поля, действующего в плоскости пленки 8, не должна превышать 4πMs(Q-1), поскольку при такой напряженности исчезает доменная структура. Приложение постоянного магнитного поля смещения, действующего на пленку 8, приводит к увеличению амплитуды трансляционного перемещения доменных стенок, поскольку доменная структура "разрежается", что приводит к более высокой степени неповторяемости динамических доменных структур. Чтобы существовала доменная структура в пленке 8 при наличии поля смещения, приложенного вдоль нормали к ней, должно выполняться соотношение Нср + Ннас < <Нсм < Нср + Ннас. Частота переменного магнитного поля, создаваемого источником 15, не должна быть слишком высокой, в частности, не выше 2С/Ш, поскольку в противном случае доменные стенки не успевают переместиться на достаточное расстояние и незакрепленные доменные стенки также выглядят неподвижными, как и в случае закрепления.The light from the source 1 passes sequentially through the collimator 2, the polarizer 3, the beam splitter 4, the lens 5, which varies the size of the light spot, the substrate 9 and the film 8. Then, reflected from the free surface of the film 8 or from layer 10, the light passes through the substrate 9 again , the lens 5, the beam splitter 4, and then the analyzer 6, the spatial filter 21 and falls on the registration device 18. Between the beam splitter 4 and the registration device 21 can be located lens 7 (anywhere), which serves to focus the reflected light beam on the device property 18 if it is implemented as a photodetector or projection of an image of a domain structure and film 8 onto a device 18 if it is implemented as an image registration device (camera, television or video camera, photodetector, etc.). The use of a beam splitter 4 is not necessary, since the spatial separation of the incident and reflected light beams can be achieved by illuminating the film 8 at an angle to its normal. The domain structure in the film 8 is visualized using the magneto-optical Faraday effect with the quality factor of the film material 8 in the range from 1 to 1000. If visualization is not required, the light intensity at the output of the analyzer 6 depends on the change in the domain structure in the film 8, in particular, on the ratio areas occupied by domains with opposite magnetization. In the absence of external magnetic fields, a labyrinth domain structure is usually realized in the film 3. The action of magnetic fields (a constant field in the plane, a constant bias field, an alternating or pulsed magnetic field) generated by the magnetic block on the product 17 causes it to magnetize and the appearance of scattering magnetic fields that are inhomogeneous if the product contains defects or other inhomogeneities. If the product 17 is made of magnetic material with a sufficiently high coercive force, then magnetic fields of scattering exist even in the absence of exposure to a magnetic block. The principle of operation of the claimed device, as well as the prototype [2] is based on the visualization of these scattering fields or their topography. Achieving a positive effect when using the inventive device, which consists in increasing sensitivity, is ensured by the fact that a different physical mechanism is used as the basis for functioning. In the prototype, to visualize the defect, it is necessary that the amplitude of the scattering magnetic fields is comparable with the saturation field of the film 8 in order to provide a noticeable change in the size of the domains (usually, local magnetization of the film 8 is necessary). In the claimed invention, it is necessary that the magnetic fields of scattering provide fixing of the domain walls in the film 6, that is, their amplitude should be of the order of the coercive force. If there are magnetic scattering fields of the product 17, the application of an alternating and / or pulsed magnetic field using sources 15 and / or 13 to the product 17 or to the film 8 causes the domain walls to move in the film 8. The amplitude of the alternating and / or pulsed magnetic field should exceed the coercive force of the film 8, and the field must be applied along its axis of easy magnetization, which for films with uniaxial magnetic anisotropy is directed along the normal to the plane of the film if the crystallographic orientation of the substrate is 9 flows into the plane (III), and the film is made of ferrite garnet. In this case, the scattering magnetic fields of the article 17 create magnetostatic traps in the film 8 on which the domain walls are fixed (in the absence of scattering magnetic fields, the domain walls move under the action of an alternating and / or pulsed magnetic field. When the observation time is much longer than the period of this field due to uniqueness of dynamically domain structures in the film 8 fixed domain walls provide observation of the domain structure), while in domains free of magnetostatic traps, the domain structure does not Idna. During photoelectric registration, the presence of domain wall fixing leads to a sharp decrease in the photoelectric signal. Magnetic scattering fields are maximum if the intensity of a constant magnetic field directed parallel to the surface of the product 17 exceeds the field of magnetization before saturation. In this case, the intensity of the constant magnetic field acting in the plane of the film 8 should not exceed 4πMs (Q-1), since the domain structure disappears at this intensity. The application of a constant bias magnetic field acting on the film 8 leads to an increase in the amplitude of the translational movement of the domain walls, since the domain structure is "rarefied", which leads to a higher degree of non-repeatability of dynamic domain structures. For a domain structure to exist in film 8 in the presence of a bias field applied along the normal to it, the relation H cp + H us <<N cm <H cp + H us must be satisfied. The frequency of the alternating magnetic field created by the source 15 should not be too high, in particular, not higher than 2C / III, because otherwise the domain walls do not have time to move a sufficient distance and the loose domain walls also look motionless, as in the case of fixing.
При визуализации доменной структуры в пленке 8 источник света 1 может быть белым, что позволяет обеспечить цветовой контраст при наблюдении доменной структуры. При фотоэлектрической регистрации, особенно при использовании пространственной фильтрации, источник света 1 целесообразно выполнять монохроматическим. При использовании источника 15 источник света 1 должен быть непрерывным, а при использовании источника 13 он может быть выполнен импульсным. When visualizing the domain structure in the film 8, the light source 1 may be white, which allows for color contrast when observing the domain structure. When photoelectric registration, especially when using spatial filtering, the light source 1, it is advisable to perform monochromatic. When using the source 15, the light source 1 must be continuous, and when using the source 13 it can be made pulsed.
Источник переменного или импульсного магнитного поля 14 используется для снижения коэрцитивной силы в пленке 8. Его частота должна быть выше, чем у источников 13 и 15, а амплитуда порядка коэрцитивной силы. A source of alternating or pulsed magnetic field 14 is used to reduce the coercive force in the film 8. Its frequency should be higher than that of sources 13 and 15, and the amplitude of the order of the coercive force.
Пленку 8 наиболее целесообразно выполнять в виде висмутсодержащей монокристаллической пленки феррит-граната, нанесенной на подложку 9 из немагнитного граната методом жидкофазной эпитаксии. При этом обеспечивается наибольшее фарадеевское вращение и контраст изображения доменной структуры. Для снижения потерь света и повышения контраста на пленку 8 наносят слой отражающего материала 10 (алюминий, золото, титан, серебро и др.). Слой 11 из магнитомягкого материала с высокой магнитной проницаемостью (например, пермаллой) позволяет повысить амплитуду магнитных полей рассеяния, действующих на пленку 8. Если этот слой выполнять из материала с заметной коэрцитивной силой, то можно запомнить распределение магнитных полей рассеяния изделия 17 после выключения намагничивающего его постоянного магнитного поля. The film 8 is most appropriate to perform in the form of a bismuth-containing single crystal film of ferrite garnet deposited on a substrate 9 of non-magnetic garnet by liquid phase epitaxy. This ensures the greatest Faraday rotation and contrast of the image of the domain structure. To reduce light loss and increase contrast, a layer of reflective material 10 is applied to the film 8 (aluminum, gold, titanium, silver, etc.). A layer 11 of a soft magnetic material with high magnetic permeability (for example, permalloy) allows you to increase the amplitude of the scattering magnetic fields acting on the film 8. If this layer is made of material with a noticeable coercive force, you can remember the distribution of the scattering magnetic fields of the product 17 after turning off the magnetizing it constant magnetic field.
Наибольшая чувствительность достигается, если расстояние от доменосодержащей пленки 8 до поверхности изделия 17 не превышает характерный размер или период неоднородности визуализируемого и/или топографируемого неоднородного магнитного поля, а толщина пленки 8 не превышает равновесный размер доменов в ней. The greatest sensitivity is achieved if the distance from the domain-containing film 8 to the surface of the product 17 does not exceed the characteristic size or period of the inhomogeneity of the visualized and / or topographic inhomogeneous magnetic field, and the thickness of the film 8 does not exceed the equilibrium size of the domains in it.
При наличии необходимости автоматизации процесса контроля используют устройство обработки 19 на базе компьютера, которое управляет работой всех блоков, в частности, подавая сигналы на включение/выключение и запоминает расположение дефектов и других неоднородностей контролируемого изделия 17. При использовании монохроматического источника света 1 имеет место дифракция света на доменной структуре пленки 8. Это позволяет дополнительно повысить чувствительность, осуществляя пространственную фильтрацию отраженного пучка света с помощью фильтра 21. В частности, при воздействии на пленку 8 магнитным полем возникают дифракционные максимумы второго порядка, которые отсутствуют в отсутствие этого поля. Пространственный фильтр 21 может быть выполнен сменным в виде набора дисков с кольцевыми прорезями. При использовании импульсного источника света 1 и/или импульсного источника 13 пространственный фильтр 21 целесообразно выполнять в виде пространственно-временного модулятора света. If there is a need to automate the control process, a computer-based processing device 19 is used that controls the operation of all blocks, in particular, signals to turn on / off and remembers the location of defects and other inhomogeneities of the monitored product 17. When using a monochromatic light source 1, light diffraction on the domain structure of the film 8. This allows you to further increase the sensitivity by spatial filtering of the reflected light beam using This filter 21. In particular, when subjected to the film 8, a magnetic field having a second order diffraction maxima are absent in the absence of the field. The spatial filter 21 can be made replaceable in the form of a set of disks with annular slots. When using a pulsed light source 1 and / or a pulsed source 13, the spatial filter 21 is expediently performed in the form of a spatio-temporal light modulator.
При сканировании узким пучком света от источника 1 по поверхности пленки 8 и регистрации сигнала с фотодетектора 18 места закрепления доменных стенок идентифицируются как минимумы на координатной зависимости амплитуды сигнала. When scanning with a narrow beam of light from the source 1 over the surface of the film 8 and registering the signal from the photodetector 18, the fixation points of the domain walls are identified as minima on the coordinate dependence of the signal amplitude.
Контролировали подлинность денежной купюры 100 руб. образца 1991 г. Магнитооптический блок визуализации пространственно-неоднородного магнитного поля был выполнен в виде специализированной лупы с подсветкой. Источником света 1 служила лампочка от карманного фонаря. Поляризатором 2 и анализатором 6 служили пленочные поляроиды. Использовали пленку 8 состава (Y,Lu, Bi)3(Fe, Ga)5O12 на подложке 9 из гадолиний-галлиевого граната с ориентацией (111), толщиной 5,8 мкм, шириной доменов 12 мкм, полем насыщения 27 Э и полем одноосной магнитной анизотропии 2400 Э. На купюру 17 в плоскости воздействовали постоянным магнитным полем с напряженностью 1,5 кЭ, что обеспечивало намагничивание до насыщения магнитных частиц краски. Пленку 8 с подложкой 9, закрепленной на корпусе лупы с помощью трех пружин, прижимали к купюре 17 весом лупы. Лупа содержала источник 14 в виде катушки с внутренним диаметром 10 мм, в которую подавали переменный ток с частотой до 8 кГц. Кроме того, на пленку 8 воздействовали постоянным полем смещения напряженностью 25 Э, которое формировалось катушкой диаметром 100 мм, подключенной к источнику постоянного тока. Линза 7 формировала изображение доменной структуры с пятикратным увеличением. Оптические оси падающего и отраженного пучков света располагались под углом 45о к плоскости пленки. Оказалось, что магнитной краской нанесена серия и номер купюры. При использовании прототипа магнитный рисунок визуализировался как небольшие вариации ширины доменов на фоне лабиринтной доменной структуры с однородной шириной. При использовании заявляемого изобретения магнитный рисунок визуализировался как область, занятая полосовыми доменами со слегка размытыми изображениями доменных стенок, на "сером" фоне с малым числом точек закрепления доменных стенок (точки закрепления совпадали с дефектами пленки). Выбор напряженности постоянного поля смещения вблизи поля смещения вблизи поля эллиптической неустойчивости цилиндрических магнитных доменов в пленке 8 обеспечивал визуализацию рисунка даже при амплитуде переменного магнитного поля, лишь вдвое превышающей коэрцитивную силу пленки 8.Controlled the authenticity of a banknote of 100 rubles. sample 1991. The magneto-optical unit for visualizing a spatially inhomogeneous magnetic field was made in the form of a specialized magnifier with illumination. Light source 1 was a flashlight from a flashlight. Polarizer 2 and analyzer 6 were film polaroids. A film 8 of the composition (Y, Lu, Bi) 3 (Fe, Ga) 5 O 12 was used on a substrate 9 made of gadolinium-gallium garnet with a (111) orientation, a thickness of 5.8 μm, a domain width of 12 μm, a saturation field of 27 Oe and field of uniaxial magnetic anisotropy 2400 E. The bill 17 in the plane was exposed to a constant magnetic field with a strength of 1.5 kOe, which provided magnetization until the magnetic particles of the paint were saturated. A film 8 with a substrate 9 mounted on a magnifier body using three springs was pressed against a bill 17 by the weight of the magnifier. The magnifier contained a source 14 in the form of a coil with an inner diameter of 10 mm, into which alternating current was supplied with a frequency of up to 8 kHz. In addition, the film 8 was exposed to a constant bias field of 25 Oe, which was formed by a coil with a diameter of 100 mm connected to a direct current source. Lens 7 formed a five-fold magnification of the domain structure. The optical axis of the incident and reflected light beams arranged at an angle of 45 to the film plane. It turned out that the series and number of the bill were applied with magnetic paint. When using the prototype, the magnetic pattern was visualized as small variations in the width of the domains against the background of a labyrinth domain structure with a uniform width. When using the claimed invention, the magnetic pattern was visualized as the region occupied by strip domains with slightly blurred images of domain walls, on a "gray" background with a small number of fixation points of domain walls (the fixation points coincided with film defects). The choice of the constant bias field strength near the bias field near the elliptical instability field of cylindrical magnetic domains in the film 8 provided visualization of the pattern even at an amplitude of an alternating magnetic field that was only twice the coercive force of the film 8.
Claims (40)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93012665A RU2047170C1 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Magnetooptical device to test articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93012665A RU2047170C1 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Magnetooptical device to test articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2047170C1 true RU2047170C1 (en) | 1995-10-27 |
| RU93012665A RU93012665A (en) | 1995-11-20 |
Family
ID=20138342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93012665A RU2047170C1 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Magnetooptical device to test articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2047170C1 (en) |
-
1993
- 1993-03-09 RU RU93012665A patent/RU2047170C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1698733, кл. G 01N 27/84, 1989. * |
| 2. Патент РФ N 2002247, кл. G 01N 27/83, 1991. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Fowler Jr et al. | Magnetic domains by the longitudinal Kerr effect | |
| US7075055B2 (en) | Measuring device | |
| Rave et al. | Quantitative observation of magnetic domains with the magneto-optical Kerr effect | |
| US4755752A (en) | Flaw imaging in ferrous and nonferrous materials using magneto-optic visualization | |
| Clegg et al. | Development of a scanning laser microscope for magneto-optic studies of thin magnetic films | |
| CN116047379A (en) | A Synchronous Measurement System of Dynamic Magnetic Domain Imaging and Local Hysteresis Loop | |
| RU2047170C1 (en) | Magnetooptical device to test articles | |
| JPS594670B2 (en) | Magnetic field distribution measuring device | |
| CN108710090A (en) | A method of it measuring antiferromagnetic magnetic domain using Kerr magnetooptical effect and is distributed | |
| Kryder et al. | Kerr effect imaging of dynamic processes in magnetic recording heads | |
| Lee et al. | The use of the Kerr effect for studying the magnetization of a reflecting surface | |
| Pavlov et al. | Linear and non-linear magneto-optical studies of Pt/Co/Pt thinfilms | |
| US5565772A (en) | High sensitivity magnetic viewer using anhysteretic transfer for viewing weak magnetic patterns | |
| Fowler Jr et al. | Magnetic domains in orthoferrites by the Kerr effect | |
| Cook et al. | Magneto-optical stokes polarimetry and nanostructured magnetic materials | |
| Heyes et al. | Observations of magneto‐optic phase contrast using a scanning laser microscope | |
| RU2165079C1 (en) | Magnetooptical device to test articles | |
| RU2002247C1 (en) | Magnetooptic device for quality control of articles | |
| RU1813217C (en) | Device for visualization and topography of spatially nonuniform magnetic field | |
| Henry | Bubble materials characterization using spatial filtering | |
| RU2092832C1 (en) | Defect visualizing method, device intended for its realization and magnetic field converter | |
| US3516747A (en) | Field modulation method for observing ultra - high - speed ferromagnetic domain dynamics | |
| SU1193566A1 (en) | Method of magnetic flaw detection | |
| JPH02227655A (en) | Method and device for magneto-optic flaw detection | |
| Thiaville et al. | Conical bubbles |