Магнитооптические методы в голографии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.07, доктор технических наук Подпалый, Евгений Анатольевич

• Подпалый, Евгений Анатольевич
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Подпалый, Евгений Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОСТРОЕНИЕ ГОЛОГРАШЧЕСКИХ СХЕМ НАБЛВДЕНИЯ

И КОНТРОЛЯ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ.

1.1. Магнитооптические методы контроля доменной структуры.

1.2. Математическая модель голограмм поляризационного состояния объектов

1.3. Голографические схемы наблюдения и контроля

1.4. Повышение чувствительности голографического метода наблюдения с использованием когерентного оптического вычитания

2. ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕМТОВ

МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

2Л. Методика контроля качества магнитных элементов и материалов

2.2. Интегральный контроль неоднородности магнитных

1 свойств материалов корреляционными методами

2.3. Эффективность подавления штических шумов методом голографического вычитания

3. МАГНИТНЫЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГИСТРИРУЩИХ СРЕД НА ОСНОВЕ АМОРФНЫХ МАГНЕТИКОВ . 55 3.1. Природа перпендикулярной анизотропии в тонких магнитных пленках состава редкоземельный металл - переходной металл

3.2. Температурный гистерезис в тонких аморфных пленках.

3.2.1. Зависимость угла фарадеевского вращения от поля вблизи температуры магнитной компенсации.

3.2.2. Температурный магнитный гистерезис угла фарадеевского вращения.

3.2.3. Модель перемагничивания пленок при переходе через температуру магнитной компенсации.

3.3. Инверсные петли гистерезиса и релаксационные процессы при тепловом перемагничивании аморфных пленок

3.4. Механизмы записи оптической информации на тонкие аморфные пленки

4. РЕГИСТРАЦИЯ ГОЛОГРАШЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА АМОРФНЫХ

МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ.

4.1. Характеристики регистрирующего слоя на основе редкоземельный металл - переходной металл при записи голограмм

4.2. Перемагничивание двухслойных пленок "аморфный магнетик -Ы - содержащий гранат" при тепловом воздействии

4.2.1. Механизмы теплового перемагничивания двухслойных пленок

4.2.2. Формирование полосовой доменной структуры в двухслойных пленках

4.2.3. Приближенный аналитический расчет полосовой структуры.

4.3. Запись голограмм на двухслойные магнитные пленки

4.4. Восстановление голографической информации, записанной на двухслойных магнитных пленках

4.4.1. Передаточная функция регистрирующего слоя.

4.4.2. Передаточная функция визуализирующего слоя

4.4.3. Влияние режимов и голографических схем записи на передаточную функцию двухслойной магнитной пленки

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ СРВД В ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ

СИСТЕМАХ КОРРЕЛЯЦИОННОГО АНАЛИЗА.

5.1. Электроуправляемые транспаранты на основе магнитооптических материалов

5.2. Представление входной информации в магнитооптических корреляторах с использованием электроуцравляемых транспарантов

5.3. Результаты экспериментального исследования эффективности оптимальных методов представления входной информации

5.4. Дискриминационно-обнаружительная способность коррелятора с голографическим фильтром на двухслойных магнитооптических средах

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитооптические методы в голографии»

Развитие методов оптической голографии и когерентной оптики для решения технических задач, связанных с разработкой быстродействующих систем корреляционного анализа и голографичес-кой интерферометрии, а также экспрессных методов контроля качества магнитных материалов, является в настоящее время одним из важных направлений в оптике. Данные задачи не могут быть решены на базе известных методов оптической голографии, основанных на использовании фотоэмульсионных сред. Особый интерес представляет также использование магнитооптических методов в гологра-^ фии, позволяющих осуществить магнитооптическую визуализацию доменной структуры магнитных материалов с малой величиной магнитооптического эффекта, с целью исследования процессов перемаг-ничивания и контроля качества магнитных материалов, применяемых в промышленности.

Реализация быстродействующих голографических систе:« связана не только с разработкой новой элементной базы, но и с разработкой новых методов голографической записи информации. В ряде 4 работ советских и зарубежных авторов успешно развивались методы термомагнитной регистрации голографической информации. Анализ показывает, что по сравнению с фототермопластическими, фо-тохромными и жидкокристаллическими регистраторами реверсивные термомагнитные регистраторы с магнитооптическим съемом информации являются наиболее перспективным материалом. Они должны удовлетворять комплексу требований, предъявляемых к реверсивной среде для элементов голографической памяти. Этим требованиям не удовлетворяют известные МпБЦ пленки, что заставило обратить внимание на другие магнитные материалы, в частности, аморфные пленки состава редкоземельный металл - переходной металл

РЗМ-Ш). Применение предложенного А.М.Балбашовым и А.Я.Черво-ненкисом метода повышения дифракционной эффективности регистра торов с использованием "проявляющего" магнитомягкого слоя с вы сокой магнитооптической добротностью позволило преодолеть осно вной недостаток термомагнитных регистраторов, их сравнительно невысокую магнитооптическую эффективность и создало предпосылки для разработки новой элементной базы быстродействующих го-лографических систем для использования магнитооптических методов в голографии. Однако вопрос оптимизации характеристик двух слойных регистраторов голографической информации не был детально исследован. Использование в качестве регистрирующего слоя перспективных материалов типа аморфных пленок РЗМ-переходной металл, обладающих высокой энергетической чувствительностью до 10~3 Дж/см*" и динамическим диапазоном свыше 10, требует исследования физического механизма термомагнитной записи голографической информации на двухподрешеточные ферримагнитные слои и исследования магнитной анизотропии в данных слоях, определяющих их предельные характеристики записи. Существенно дискретны механизм записи не позволяет использовать традиционные методы регистрации оптической информации, поскольку при этом не сохра няется линейная компонента сигнала. Общие принципы голографиче ской записи на резкоконтрастные среды по стандартной методике подробно рассматривались Гудменом, Фриземом и Зеленкой, однако рассмотрение ограничивалось лишь оценкой вносимых при этом искажений. Не было рассмотрено также влияние дискретного механиз ма представления входной информации в магнитооптических управ ляемых транспарантах на характеристики голографических систем корреляционного анализа.

Использование голографических методов позволяет также решить проблему магнитооптической визуализации доменной структуры в материалах с малой величиной магнитооптического эффекта, к числу которых относится большинство применяемых в промышленности магнитных материалов. Традиционные магнитооптические методы, основанные на поточечном контроле магнитного состояния образца, весьма трудоемки и не позволяют разработать на их основе промышленный метод контроля качества магнитных материалов.

Цель работы. Основной целью работы является разработка принципов создания новой элементной базы и методов ввода и реги страции голографической информации с использованием магнитооптики для реализации на их основе быстродействующих голографиче-ских систем и методов контроля качества магнитных материалов.

Задачи исследования

1. Исследование механизма термомагнитной записи голографичес кой информации и магнитооптических характеристик аморфных пленок состава РЗМ-перехрдной металл.

2. Исследование характеристик двухслойных магнитооптических регистрирующих сред типа "аморфный хмагнетик - В1 -содержащий гранат", предназначенных для записи голографической информации.

3. Исследование влияния дискретного характера записанной информации в магнитооптических элементах голографической памяти и ввода информации на работоспособность и характеристики гелег-рафических систем корреляционного анализа и голографической интерферометрии.

4. Исследование голографических методов повышения чувствительности магнитооптической визуалиации доменной структуры магнитных материалов и разработка на их основе магнитооптических методов контроля качества промышленных магнитных материалов.

5. Экспериментальная проверка реализуемости быстродействующих голографических систем на основе магнитооптических запоминающих сред.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Наличие перпендикулярной анизотропии в аморфных пленках РЗМ-Ш связано с фазовым разделением с периодом 3 нм.

2. Инверсный температурный гистерезис в этих пленках связан с разной тепловой реализацией двух магнитных фаз.

3. Основные закономерности термомагнитных характеристик пленок РЗМ-Ш определяются влиянием поверхностного слоя с анизотропией типа "легкая плоскость", что позволяет технологически направленно изменять характеристики записи.

4. На основе аморфных пленок реализуются двухслойные регист

-3 2 рирующие среды с чувствительностью 10 Дж/см и динамическим диапазоном 16.

5. Данные среды могут быть использованы в системах гологра-фической интерферометрии при записи голографического рельефа по стандартной схеме с малой скважностью записанной интерференционной картины или с использованием двухпучкового опорного излучения. В этом случае визуализирующий слой линейно передает амплитуду предметного пучка.

6. Для любых режимов записи передаточная функция визуализирующего слоя аддитивно включает в себя фазовоинформационную компоненту, что позволяет использовать данные среды в качестве голографического согласованного фильтра.

7. Кодирование по уровню входной информации в магнитооптических корреляторах повышает их дискриминационно-обнаружительную способность.

8. Использование голографического вычитания позволяет добиться эффективной компенсации оптической шумовой компоненты свыше 99% и дает возможность визуализировать доменную структуру и исследовать процессы перемагничивания магнитных материалов с малым магнитооптическим эффектом.

Научная новизна

На основании проведенных исследований, по нашему мнению, в работе развито в области оптики новое научное направление. "Магнитооптические методы в голографии", значение которого определяется совокупностью важных задач, связанных с развитием прикладного магнетизма, с разработкой систем корреляционного анализа и контроля качества магнитных материалов.

В области прикладного магнетизма исследованы магнитооптические и магнитные характеристики и механизмы теплового пере-магничивания структур на основе редкоземельный металл - переходной металл с целью создания на их основе магнитооптических элементов для быстродействующих голографических систем. Конкретно:

- детально исследован квазистатический и динамический температурный гистерезис, определяющий механизмы термомагнитной записи голографической информации на магнитооптические среды типа редкоземельный металл - переходной металл;

- теоретически рассмотрена перпендикулярная анизотропия е двухподрешеточных магнитных пленках на основе "кластерной" модели с целью выявления возможности оптимизации характеристик записи голографической информации;

- разработаны принципы оптимизации характеристикизаписи -считывания голографической информации для двухслойных термомагнитных регистраторов с "проявляющим" магнитомягким магнитооптическим слоем.

Применительно к разработке быстродействующих голографических систем:

- впервые предложены и реализованы методы уменьшения величины нелинейных искажений при голографической записи информации на магнитооптические среды, обусловленных дискретным механизмом записи;

- впервые разработаны принципы оптимального представления входной информации в системах корреляционного анализа на основе магнитооптических управляемых транспарантов.

Применительно к разработке голографических систем контроля качества магнитных материалов:

- впервые осуществлена запись голограммы доменной структуры магнитных материалов;

- впервые предложен и реализован метод повышения чувствительности магнитооптической визуализации магнитной структуры, основанный на когерентном оптическом вычитании при двухэкспози-ционной голографической записи изображения магнитной структуры объекта.

Практическая значимость работы

Впервые осуществлена экспериментальная проверка работоспособности голографического коррелятора с использованием магнитооптического управляемого транспаранта. Проведено экспериментальное исследование влияния способа представления входной информации на обнаружительную способность голографических систем корреляционного анализа.

Впервые осуществлена экспериментальная проверка работоспособности голографического коррелятора с магнитооптическим голо-графическим согласованным фильтром и реализована схема быстродействующей системы корреляционного анализа.

Разработана методика контроля качества промышленных магнитных материалов на основе магнитооптического голографического метода визуализации магнитной структуры.

Результаты, полученные в диссертационной работе, были внедрены в НПО "Геофизика" при разработке быстродействующих оптических процессоров для систем корреляционного анализа, а также при разработке диееекционного регистратора пространственной структуры лазерных импульсов в Ж диапазоне спектра. Данные результаты были включены 1 1996 году в Комплексну» целеву» программу "Цифровая оптоэлектроника" по Министерству обороны РФ ( Главный конструктор КЦП, профессор Евтихиев H.H. ).

I. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ГОЛОГСМЧЕСКИХ СХЕМ НАБЛЮДЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Обеспечение контроля качества магнитных элементов и материалов для устройств магнитной микроэлектроники и спин-волновых устройств для обработки сигналов в СВЧ-электронике диктует необходимость разработки новых методов наблюдения магнитных структур, позволяющих визуально выявлять магнитные дефекты с размерами до I мкм в материалах с малой величиной магнитооптической эффективности. Данная задача может быть решена на основе магнитооптических методов. Однако жесткие требования к времени контроля магнитных изделий при их серийном производстве не позволяют использовать традиционные магнитооптические методы последовательного контроля поверхностного магнитного состояния изделия, обеспечивающие высокую чувствительность при визуализации магнитной структуры. В данной главе описывается магнитооптический метод визуализации доменных структур с использованием голографических принципов. Метод был впервые предложен и реализован в НИЛ голографических методов контроля.

На основании проведенного теоретического рассмотрения показано, что максимум чувствительности голографической схемы наблюдения доменной структуры реализуется при взаимно перпендикулярной ориентации плоскости поляризации предметного и опорного пучков, однако, при этом оптический шум, обусловленный эффектами деполяризации, аддитивно входит в составляющую, восстанавливающую поле изображения. Использование оптического вычитания, реализуемого с помощью двухэкспозиционной записи голограмм с оптической фазовой задержкой при второй экспозиции на А /2, позволяет вьщелять компоненту поля изображения, обусловленную изменением чисто магнитного состояния образца. Рассмотрены голографические схемы, реализующие данный метод и получены голограммы доменной структуры магнитных объектов.

Заключение диссертации по теме «Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы», Подпалый, Евгений Анатольевич

Основные результаты диссертации опубликованы также в работах/96-132 /.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенных исследований в работе развито в области оптики новое научное направление "Магнитооптические методы в голографии", решащее совокупность важных задач, связанных с развитием прикладного магнетизма, разработкой быстродействующих голографических систем и контроля качества магнитных материалов.

I. В области прикладного магнетизма исследованы магнитооптические и магнитные характеристики и механизмы теплового пере-магничивания структур на основе редкоземельный металл - переходной металл с целью создания на их основе магнитооптических элементов для быстродействующих голографических систем. Конкретно:

Показано, что сильная перпендикулярная анизотропия в пленках состава редкоземельный металл - переходной металл, определяющая предельное пространственное разрешение тонкопленочных термомагнитных регистраторов оптической информации, может быть объяснена в рамках "кластерной" модели. На основании обобщенного правила сумм тензора размагничивающих коэффициентов, полученного в работе, проведен аналитический расчет константы одноосной анизотропии, результаты которого находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными и позволяют разработать метод контроля характеристик регистраторов и их оптимизацию путем изменения технологии, основанной на определении скважности и геометрических размеров включений переходного металла.

Исследован температурный гистерезис угла фарадеевского вращения в аморфных магнитных пленках состава 6с1Со и (М Ре вблизи температуры магнитной компенсации. Выявлено влияние поверхностного слоя, образующегося в результате селективного окисления Gel , на температурную зависимость коэрцитивной силы ;; пленок, приводящее к смещению центра петли температурного гистерезиса в сторону низких температур с возрастанием внешнего магнитного поля. Наличие обменной связи между поверхностным и основным слоем приводит к тому, что основной слой перемагничи-вается под действием эффективного поля обменной связи при более низких температурах, чем при отсутствии обменной связи. Предложена модель для аналитического расчета температурной зависимости коэрцитивной силы пленки, основанная на концепции эффективного поля обменной связи. Показано, что в области сильных полей а Н = Ю А/м) величина температурного смещения и ширина температурной петли гистерезиса уменьшаются как 1/ц ; Результаты аналитического расчета находятся в хорошем согласии с полученными экспериментальными данными.

Выявлена зависимость температурных петель гистерезиса от скорости нагрева пленки. Впервые выявлена инверсия температурного гистерезиса угла фарадеевского вращения. Получено, что температурная инверсия в пленках GdCo имеет место в полях свыше 8.10 А/м при значениях скорости нагрева (1,5 - 5,5).1С~~ К/с. Максимум ширины инверсной петли составлял 5 К. Отжиг на воздухе приводит к возрастанию критического значения поля, свыше которого наблюдается инверсия.

На основании предположения о различной тепловой релаксации намагниченностей подрешеток гадолиния и кобальта дано объяснение этому эффекту. Оценены времена тепловой релаксации намагниченности подрешеток, составившие I мин. для лодрешетки гадоли-> ния и 30 мин. - для подрешетки кобальта.

Исследование механизмов термомагнитной записи показало, что в пленках редкоземельный металл - переходной металл существует три механизма реверсивной записи оптической информации: на температурном спаде коэрцитивной силы, в точке Кюри и в точке изотропности, в которой величина константы одноосной анизо тропии оказывается равной М& , где Ms - намагниченность насыщения пленки; Показано, что максимальной энергетической чувствительностью обладает запись на температурном спаде' коэрцитивной силы. С уменьшением разности температур плен ки и магнитной компенсации из-за возрастания температурного гра диента коэрцитивной силы чувствительность записи увеличивается до I0"3 Дж/см^ при длительности теплового импульса записи 15 не что на порядок выше чувствительности записи на пленках Hn BL Аналитическая оценка показывает, что чувствительность записи на данные пленки определяется степенью их однородности по коэр-цитивности. Верхняя граница интенсивности импульса записи ограничивается процессами импульсного отжига, приводящими к необратимому смещению температуры магнитной компенсации. В отличие от пленок МпЫ пленки состава Gel Со и Gel Fe обладают большим динамическим диапазоном (16,3).

Осуществлена экспериментальная проверка записи интерферог-рамм с периодом 500 лин/мм и голограмм %рье на пленки Gd. Со В силу невысокой дифракционной эффективности пленок (ЗЛ0~°) была разработана эффективная двухслойная магнитная структура '"'аморфный магнетик - ß>L -содержащий гранат", предназначенная для использования в быстродействующих голографических системах.

П. Подробно исследованы характеристики двухслойных термомагнитных регистраторов голографической информации. Конкретно:

Детально исследован механизм передачи записанного интерференционного рельефа голограмм из регистрирующего в визуализирующий слой двухслойной магнитной пленки. Из условия минимума свободной энергии связанных магнитостатически магнитных слоев для случая записи интерференционных полос определены условия передачи записанного изображения полос в визуализирующий магнито-мягкий слой и определено влияние параметров слоев на качество передачи записанной информации. Показано, что при малых значениях намагниченности регистрирующего слоя М^ (отношение намагниченности слоев = > О» И) оказывается возможной запись интерференционных полос только с периодом, близким к периоду собственной доменной структуры визуализирующего слоя, причем магнитная структура визуализирующего слоя перестает отслеживать изменение скважности полос в регистрирующем слое. При 4 < 0,11 функция передачи скважности носит нелинейный характер, однако имеется линейный участок при ¿/< < 0,5 и обратная линейная зависимость в области 0< б'< . Для данных областей получены апроксимации, хорошо согласующиеся с результатами численного расчета. Экспериментальные исследования записи интерферограмм на двухслойные магнитные структуры сКо - -содержащий гранат подтвердили результаты теоретического рассмотрения.

Впервые осуществлена запись голограмм Френеля и Фурье на двухслойные магнитные пленки.

Теоретически исследовано влияние дискретного характера записи голографической информации на магнитные пленки и нелинейности при передаче записанного интерференционного рельефа в визуализирующий слой на процесс восстановления голограмм для двухслойной магнитной структуры. Показано, что при записи по стандартной методике реализуются два режима записи голограмм на двухслойные магнитные пленки. В случае <,0'< < 0,5 передаточная функция обоих слоев не содержат линейной компоненты компоненты сигнала, в силу чего оказывается невозможным восстановление записанного голографического изображения без искажений. Данный режим оказывается непригодным при использовании таких структур в качестве регистраторов в быстродействующих системах гологра-фической интерферометрии. В области малых значений скважности О < < из-за обратной линейной зависимости скважности полос в обоих слоях $ (.йО визуализирующий слой позволяет квазилинейно передать амплитуду предметного пучка.

Показано также, что при использовании предложенного в работе метода записи голограмм с двухпучковым опорным изучением реализуется практически линейная региатрация и восстановление голограмм.

Рассмотрение танке показало, что при стандартной методе записи голограмм на двухслойные пленки при любых режимах записи передаточная функция визуализирующего слоя аддитивно включает в себя фазово-информационную компоненту, которая может быть использована для согласованно-избирательной фильтрации изображений в голографических корреляторах. В области передаточная функция слоя включает в себя инверсную компоненту сигнала, что позволяет использовать данные пленки для оптимальной ^ фильтрации изображений в оптических корреляторах.

Ш. Показана реализуемость быстродейст вующих систем корреляционного анализа на основе магнитооптических элементов. Конкретно :

Впервые осуществлена прямая экспериментальная проверка работоспособности голографического коррелятора с использованием магнитооптического управляемого транспаранта. Выявлено, что дискретный механизм отображения входного оптического изображения г в магнитооптических транспарантах приводит к существенному ухудшению дискриминационно-обнаружительной способности голографического коррелятора, заключающемуся в резком уширении корреляционного отклика.

Предложен и теоретически обоснован метод представления входного оптического изображения в магнитооптическом транспаранте путем кодирования по уровню входного сигнала. Показано, что уже в случае простейших кодов, например, прямого кодирования, такое представление приводит к улучшению характеристик корреляционного сигнала. Для каждого класса анализируемых образов выявлен оптимальный код. Показана возможность построения квазиоптимального кода для совокупности некоторых классов образов.

Экспериментально подтверждена эффективность оптимальных методов представления входной информации в магнитооптических управляемых транспарантах. Получены сигналы автокорреляции для различного вида представления модельной функции оптического образа и выявлено резкое сужение автокорреляционного отклика для случая представления образа в оптимальном коде.

Экспериментально подтверждена помехоустойчивость гологра-фического коррелятора на основе магнитооптических транспарантов при искажении входной информации и инвариантность относительно сдвига изображения в плоскости транспаранта.

Теоретически показано, что использование магнитооптических элементов в качестве голографических согласованных фильтров не ухудшает дискриминационно-обнаружительную способность коррелятора. Нелинейность записи приводит к появлению в передаточной функции магнитооптического фильтра помимо согласованном компоненты й* , фазовоинформационной и инверсной компонент сигнала, повышающих дискриминационно-обнаружительную способность коррелятора. При определенных режимах записи передаточная функция фильтра имеет структуру, близкую к оптимальной.

1У. Детально исследованы голографические методы визуализации доменной структуры магнитных материалов и разработана на их основе методика контроля качества магнитных материалов. Конкретно:

Впервые предложен и реализован голографический способ визуализации доменной структуры хмагнитных материалов. Получена голограмма доменной структуры железо-иттриевого и висмут-содер-жащего граната.

Рассмотрена математическая модель голограмм поляризационного состояния объектов. На основании рассмотренной модели предложена и реализована схема записи с использованием неполяризо-ванного опорного пучка. Экспериментально показано, что по сравнению со стандартной схемой записи со взаимно перпендикулярной ориентацией плоскости поляризации опорного и предметного пучков яркость и контраст восстановленного голографического изображения в данной схеме не уменьшается. Для достижения максимального пространственного разрешения необходимо осуществлять контроль доменной структуры по восстановленному действительному изображению.

Впервые предложен и реализован способ повышения чувствительности метода голографической магнитооптики, позволяющий визуализировать доменную структуру магнитных материалов с малой величиной магнитооптического эффекта. Способ основан на оптическом вычитании двух состояний магнитной структуры образца, реализуемом с помощью двухэкспозиционной голографии при фазовой задержке на ТГ при второй экспозиции. Цри этом достигается существенное снижение интенсивности шумового оптического поля. Показано, что чувствительность метода ограничивается точностью выставления оптической фазовой задержки опорного пучка при второй экспозиции и временной стабильностью излучения источника записи. Экспериментально метод оптического вычитания был использован для исследования процессов перемагничивания магнитных материалов.

Предложен и реализован голографический метод контроля качества магнитных материалов, основанный на выявлении магнитных дефектов в образцах путем определения неоднородности стартового значения поля перемагничивания по поверхности образца, реализуемого методом оптического фазового вычитания.

Для оценки качества магнитных материалов предложен интегральный метод контроля неоднородности магнитных свойств образца по его поверхности, основанный на определении величины корреляционного сигнала при сравнении исходного и перемагниченного состояния образца.

Показано преимущество фазового оптического вычитания по сравнению с известным методом вычитания по интенсивности, не позволяющим отстроиться от аддитивной компоненты шут.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Подпалый, Евгений Анатольевич, 2001 год

1. Мочалов Д.С. Магнитная микроэлектроника. М.: Советское радио, 1977.

2. Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. М.: Изд-во Московского университета, 1976.

3. Кольер Р., Беркхарт К., Лин JI. Оптическая голография: Пер. с англ./ Под ред. Ю.И. Островского. М.: Мир, 1973.

4. Адам Дж., Даниэл М.Р., Шродер Д.К. Применение устройств на магнитооптических волнах один из путей микроминиатюризации СВЧ-приборов// Электроника, 1980, №11. - С. 33-44.

5. Экспериментальное исследование линий задержки и фазовращателя на магнитооптических волнах/ A.B. Белицкий, A.B. Мясников, М.М. Надеев, М.М. Нетук. Ю.Б. Рудый, Г.А. Семенов// Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, 1984. Вып. 3 (363). С. 19-23.

6. A.c. 819789 (СССР). Никитин Л.В., Паныиин И.А., Подпалый Е.А. Способ визуализации поляризационных объектов.

7. Изучение локальных неоднородностей в носителях информации/ В.А. Иг-натченко, Г.И. Фролов, В.А. Середкин, В.Ю. Яковчук. В кн.: Магнитные материалы для радиоэлектроники. - Красноярск, 1982. - С. 70-76.

8. Борн М., Вольф Э. Основы оптики: Пер. с англ./ Под ред. Г.П. Мотулевич. -М.: Наука, 1970.-С. 345.

9. Каталог. Любительская фотокиноаппаратура. М.: Машиностроение, 1969.-С. 364.

10. Gabor D., Stroke G.W., Restrick R., Funkhouser A. Brumm D. Optical image synthesis (complex amplitude addition and substraction) by holographic Fourier transformation. Phys. Lett, 1965, 18. - p. 116-118.

11. Праттон M. Тонкие ферромагнитные пленки: Пер. с англ./ Под ред. Е.О. Брянской и H.H. Калинина. Л.: Судостроение, 1967. - С. 130.

12. Регистрация оптической информации на тонкие магнитные пленки/ Б.М. Абакумов, И.А. Паньшин, Е.А. Подпалый, Б.М. Степанов, В.А. Фабриков.- М.: Атомиздат, 1976.

13. Юу Ф.Т. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию: Пер. с англ./ Под ред. В.К. Соколова. М.: Советское радио, 1979.-С. 120-129.

14. Строук Дж. Введение в когерентную оптику и голографию: Пер. с англ./ Под ред. Л.М. Сороко. М.: Мир, 1967. - С. 112-117.

15. Франсон М. Оптика спеклов: Пер. с англ./ Под ред. Ю.И. Островского. -М.: Мир, 1980.

16. Василенко Г.И. Голографическое опознавание образцов, гл. III. М.: Советское радио, 1977.

17. Herd S.R. ТЕМ observation on the source of perpendicular anisotropy in amorphous Gd-Co(02). -Phys. Stat. Sol. (a), 1977, 44. P. 363-380.

18. Herd S.R. On the nature of perpendicular anisotropy in sputtered Gd-Co thin films. J. Appl. Phys. 1979, 50, №3. - P. 1645-1647.

19. Inove K., Ohkoshi M., Honda S., Kusuda T. Influence of oxygen on magnetic properties in amorphous Gd-Co spattered films. J. Magn. Soc. Jap., 1982, 6, №2.-P. 51-54.

20. Iwata Т., Prosen R,J, Gran B.E. Perpendicular anisotropy in polycrystalline Ni-Fe thin films. J. Appl. Phys., 1966, 37, №3. - P. 1285-1286.

21. Fujiwara H. An estimation of perpendicular anisotropy of magnetic thin films originating from non-magnetic grain boundaries. J. Phys. Soc. Jap., 1965, 20.- 2092 p.

22. Tsunashima S. Takagi H., Kamegaki K. Fujii Т., Uchiyama S. Magnetoelastic contribution to perpendicular anisotropy in amorphous Gd-Co and Gd-Fe films.- IEEE Trans. Magn., 1978, MAG-14, №5. P. 844-846.

23. Takagi H., Tsunashima S. Uchiyama S. Stress induced anisotropy in amorphous Gd-Fe and Tb-Fe sputtered films. -J. Appl. Phys., 1979, 50, №3. P. 1642-1644.

24. Heiman N., Kazama N., Kysez D.F., Minkiewicz Y.J. Effect of substrate bias and annealing on the properties of amorphous alloy films of Gd-Co, Gd-Fe and Gd-Co-X (X=Mo,Cu,Au). J. Appl. Phys., 1978, 49, №1. - P. 366-377.

25. Brown W.F. Magnetostatic principles in ferromagnetism. Amsterdam, North-Holland publ. Co., 1962. P. 151.

26. Schlomann E. A sum rul concerning the inhomogeneous demagnetizing field in nonellipsoidal samples. J. Appl. Phys., 1962, 33, №9. P. 2825-2826.

27. Kaczer J., Klem Z. The magnetostatic energy of coaxial cylinders. Phys. Stat. Sol., 1976, 35(a).-P. 235-242.

28. Chen T. Malmhall R. Anomalous hysteresis loops in single and double layer sputtered TbFe films. J. Magn. and Magn. Mat., 1983, 35. - P. 269-271.

29. Власов K.B., Мицек А.И. К термодинамической теории веществ, в которых возможно существование ферро- и антиферромагнетизма. I. Процессы перемагничивания// ФММ, 1962, 14, №4. С. 487-497.

30. Скроцкий Г.В., Курбатов JI.B. Феноменологическая теория ферромагнитного резонанса. В кн.: Ферромагнитный резонанс. - М.: Гос. изд. физ,-мат. лит-ры, 1961. - С. 25-27.

31. О зависимости магнитных свойств двухслойных пленок Mn-FeBi с обменной анизотропией от толщины слоев/ А.А. Глазер, А.П. Потапов, Р.И. Та-гиров, Я.С. Шур. В кн.: Физика магнитных пленок. Материалы Международного симпозиума. - Иркутск, 1968. - С. 190-195.

32. Угловые зависимости резонансных полей в аморфных Gd-Co пленках/ С.П Жерихов., JLJL Кичатинов, Г.И. Русов, Г.Ф. Торба. В кн.: Физика магнитных пленок. - Иркутск, 1979. - С. 84-88.

33. Argyle В.Е., Gambino R.J. Ahn K.J. Polar Kerr rotation and sublattice magnetization in Gd-Co-Mo bubble-films. J. Magn. and Magn. Mat., 1974, Annu. Conf. AIP 20th, San Francisco, 1974, N.Y., 1975. - P. 564-566.

34. Смирнова E.JI., Смирнов В.И., Уханов Ю.И. Особенности эффекта Фара-дея в точке компенсации ферритов-гранатов// Изв. АН СССР. Сер. физич., 1971, 35, №6.-С. 1186-1189.

35. Процессы перемагничивания в аморфных пленках гадолиний-кобальт вблизи температуры магнитной компенсации/ А.Е. Гафнер, С.П. Жерихов, Е.А. Подпалый, Г.И Русов, В.Т. Сухомлин, Г.Ф. Торба. Деп. в ВИНИТИ 1 июля 1983г., №4121-83 деп.

36. Chaudhari P., Cuomo J.J., Gambino R.J. Amorphous metallic films for magneto-optic application. Appl. Phys. Lett., 1973, 22, №7. - P. 337-339.

37. Ohashi К., Takagi H., Tsunashima S., Uchiyama S. Magnetic aftereffects due to domain wall motion in amorphous Tb-Fe sputtered films. J. Appl. Phys.,1979, 50, №3.-P. 1611-1613.

38. Андреев П.А., Манаков H.A., Сухомлин B.T. Скачки намагниченности в пленках Gd-Co под влиянием тепловых флуктуаций. В кн.: Сегнетоэлек-трики и пьезоэлектрики. - Калинин, 1981. - С. 121-124.

39. Хандрих К., Кобе С. Аморфные ферро- и ферримагнетики. М.: Мир, 1982.-С. 163-174.

40. Hafher D., Hoffman Н., Stobiecki F., Oxygen effects on magnetic properties during aneeling on sputtered Co-Gd-Mo films. J. Magn. and Magn. Mat.,1980, 20, №3.-P. 221-225.

41. Русов Г.И., Гафнер A.E., Сухомлин B.T. Термомагнитная запись на пленках 3d-4f металлов при различных значениях поля записи. В кн.: Физика магнитных пленок. - Иркутск, 1980. - С. 39-42.

42. Gainer А.Е., Podpaly Е.А., Rusov G.I., Suchomlin V.T., Shiljadow S.O. A regi,Listration of optical information in Gd-Co and Gd-Fe films. Abstracts the 10 International Colloquium on magnetic films and surfaces. Yokogama, 1982.

43. Urner-Wille М., Hansen P. Witter К. Magnetic, magnetooptic and switching properties of amorphous Gd-Fe-Sn alloys. IEEE Trans. Magn., 1980, MAG-16, №5.-P. 1188-1193.

44. Исследование температурной стабильности аморфных Gd-Co пленок/ Г.И. Русов, С.П. Жерихов, В.Ф. Бочкарев, Г.Ф. Торба// ФММ, 1980, 40, №6. -С. 1262-1266.

45. Исследование характеристики термомагнитной записи на пленках состава 3d-4f металлов/ А.Е. Гафнер, Т.С Кули-Заде, Е.А. Подпалый, Г.И. Русов, В.Т. Сухомлин, С.О. Шилядов// Ж. научн. и прикладн. фотогр. и кинема-тогр., 1983, вып. 3. С. 204-208.

46. Hant R.P. Magnetics, lasers and memory systems. IEEE Trans. Magn., 1969, MAG-5, №4. - P. 700-716.

47. Mezrich R.S., Cohen R. Materials for magneto-optic memories. RCA Review, 1972, 33.-P. 54-70.

48. Chen D. Magnetic materials for optical recording. Appl. Opt., 1974, 13. - P. 767-778.

49. Berkowitz A.E., Meiklejehn W.H. Thermomagnetic recording: physics and materials. IEEE Trans. Magn., 1975, MAG-11, №4. - P. 996-1017.

50. Балбашов A.M., Червоненкис А.Я. Магнитные материалы для микроэлектроники. М.: Энергия, 1979.

51. Chen D. Ready J.T., Bernal Е. MnBi thin films physical properties and memory applications. - J. Appl. Phys. 1968, 39, №8. - P. 3916-3927.

52. Панынин И.А., Подпалый E.A., Станкевич Т.Ф. Режимы записи топографической информации на марганец-висмутовые пленки. В кн.: Оптическая и магнитооптическая обработка информации. - М.; Наука, 1975. - С. 131-133.

53. Способ снижения пороговой плотности записи на Mn-Bi пленки/ Б.М. Абакумов, Н.Д. Байкова, M.JI. Гурари, С.Н. Марченко// Ж. научн. и прикл. фотогр. и кинематогр., 1979, вып. 5. С. 380-382.

54. Термомагнитная запись на двухслойной структуре/ Б.М. Абакумов, Н.Д. Байкова, А.П. Губарев, С.Н.Марченко, А.Я. Червоненкис, А.А. Шимко// Письма в ЖТФ, 1977, 3, №23. С. 1283-1287.

55. Запись голограмм на аморфные пленки/ В.Ф. Бочкарев, А.Е. Гафнер, И.А. Панынин, Е.А. Подпалый, Т.Ф. Станкевич, С.О. Шилядов. В кн.: Физика магнитных пленок. - Саранск, 1979. - С. 132-134.

56. Гафнер А.Е., Русов Г.И. Эффект Фарадея и оптическое поглощение в пленках Gd-Co, Gd-Fe. В кн.: Физика магнитных материалов. - Иркутск, 1980.-С. 39-42.

57. Mimura J., Imamura N., Kobayashi Т., Okada A., Kushiro J. Magnetic properties of amorphous alloy films with Fe, Gd, Tb, Dy, Ho or Er. J. Appl. Phys., 1978, 49, №3.-P. 1208-1214.

58. Подпалый Е.А. Тонкие магнитные пленки как регистраторы оптической информации: Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МИИТ, 1972.

59. Вандер-Люгт А. Когерентная оптическая обработка информации// ТИИ-ЭР, 1974, 62, №10.-С. 5-28.

60. Лисовский Ф.В. Физика циклических магнитных доменов. М.: Советское радио, 1979.

61. Бобек Э., Делла Toppe Э. Цилиндрические магнитные домены: Пер. с англ./ Под ред. М.А. Боярченкова и В.К. Раева. М.: Энергия, 1977. - С. 192.

62. Герус C.B., Лисовский Ф.В., Мансветова Е.Г. Доменная структура одноосных магнитных пленок в магнитных полях с пространственной периодичностью// Микроэлектроника, 1981, 10, вып. 6. С. 506-515.

63. Подпалый Е.А., Смелов B.C., Шилядов С.О. Оценка качества записи ин-терферограмм на двухслойные магнитооптические структуры. В кн.: Тезисы докладов VIII Всесоюзной школы-семинара "Новые материалы для микроэлектроники". - Донецк, 1982. - С. 262.

64. Губарев А.П. Разработка новых тонкопленочных структур для записи и считывания информации. Автореф. дис. канд. техн. наук. М.: МЭИ, 1984.

65. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. М.: Наука, 1-981.

66. A.c. 676087 (СССР). Способ записи полутоновых изображений на резко-контрастные регистрирующие среды/ A.M. Давыдов, И.А. Паныпин, Е.А. Подпалый, Т.Ф. Станкевич, С.О. Шилядов

67. Kobayashi H., Ono Т., Tsushima A., Suzuki T. Large uniaxial magnetic anisot-ropy in amorphous Tb-Fe evaporated thin films. Appl. Phys. Lett., 1983, 43, №4.-P. 389-390.

68. Соколов A.B. Оптические свойства металлов. M.: Гос. изд. физ.-мат. литры, 1961.

69. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику: Пер. с англ./ Под ред. Г.И. Косо-урова. М.: Мир, 1970.73