兩(liang) 種類型的偏振顯微鏡用於(yu) 磁光成像:寬視場(“常規”)顯微鏡，它可以立即提供特定樣品區域的圖像;激光掃描顯微鏡，其中激光光斑沿著樣品表麵掃描，依次建立圖像。兩(liang) 者都適合於(yu) 層狀結構的研究，是寬視場反射顯微鏡，因為(wei) 它是常用和通用的技術。
磁光顯微鏡之寬視場(“常規”)顯微鏡
標準寬視場克爾顯微鏡是帶有應變自由光學反射顯微鏡，為(wei) 了允許偏振顯微鏡。通過国产成人在线观看免费网站Köhler照明技術獲得均勻照明圖像，如圖1中的射線圖所示。燈聚焦在光圈光圈的平麵上，通過場光圈，然後被部分反射平麵的玻璃鏡麵線偏振並向下偏轉進入物鏡。樣品反射後的光被物鏡收集，然後再次通過半反射鏡。大多數光學顯微鏡都帶有無限遠校正物鏡，即反射光從(cong) 每個(ge) 方位平行束離開物鏡並投射到無限遠。這些束進入管狀透鏡形成中間圖像，對相機或目鏡進行進一步處理。在無限空間中，增加了反射鏡、分析儀(yi) 、補償(chang) 器等配件，而不會(hui) 使圖像失真。偏振器和分析儀(yi) 通常由二向色偏振片製成，但也可以使用柵格偏振器或格蘭(lan) -湯普森棱鏡。
具有可變開口和可調橫向位置的場膜片在試樣上成像。因此，它確定樣品的哪個(ge) 部分被照亮，而不影響照明的分辨率或強度。後者是由光圈光圈控製的。關(guan) 閉或打開這個(ge) 光闌不僅(jin) 改變光的強度，而且改變到達樣品的光線的角度。因此，孔徑光圈對於(yu) 磁光顯微鏡至關(guan) 重要，因為(wei) 它允許選擇入射方向:中心孔徑光圈(圖1a)產(chan) 生垂直照射樣品的照明錐。由於(yu) 對稱性，由平麵內(nei) 磁化分量產(chan) 生的克爾振幅相互抵消，因此在這種情況下，根據極性克爾效應的要求，給出了對平麵外磁化的唯yi靈敏度。中心孔徑光圈也為(wei) 平麵內(nei) 域的Voigt和梯度顯微鏡提供了zui佳條件。偏離中心的孔徑膜片(圖1b)導致斜入射光束束，這是縱向和橫向克爾靈敏度所必需的。這裏的入射角色散範圍之間的垂直和zui大角度，是由物鏡的數值孔徑的限製光圈的平麵與(yu) 物鏡的後焦平麵共軛，也稱為(wei) 物鏡的衍射平麵或瞳孔。通過使用內(nei) 置的、可調焦的伯特蘭(lan) 透鏡或用輔助望遠鏡代替目鏡，可以在顯微鏡的所謂conconscopical圖像中看到瞳孔。當分析儀(yi) ，偏振器和補償(chang) 器交叉zui大消光時，衍射圖像的特征是十字形消光區(圖1，插圖)，這是由於(yu) 在寬視場顯微鏡中使用會(hui) 聚光束這一事實。所有不位於(yu) 沿偏振麵或垂直於(yu) 偏振麵中心入射麵的光束都不能被熄滅，因為(wei) 它們(men) 在透鏡陡峭的光學界麵處由於(yu) p和s分量的差透射而以橢圓和旋轉偏振狀態反射。這種去極化產(chan) 生了四個(ge) 明亮的象限，由十字分隔。為(wei) 了獲得zui佳的克爾對比度條件，通過正確定位光圈光圈，應將照明限製在conconscopic圖像中zui大消光區域，如圖1插圖所示。對於(yu) 極性克爾效應，使用中心的虹膜光圈，而縱向效應zui好通過平行於(yu) 入射平麵的偏離中心的狹縫孔徑來調節。對於(yu) 橫向克爾效應，偏振片和消光交叉被旋轉45◦(由於(yu) 在反射器去偏振，在這種情況下使用補償(chang) 器是強製性的，以獲得一個(ge) 封閉的消光交叉)。此處，垂直於(yu) 入射平麵的位移狹縫或v形狹縫是zui佳解決(jue) 方案。利用縱向克爾效應，將狹縫孔徑置於(yu) 消光叉的側(ce) 支上，形成橫向入射麵，也可獲得橫向靈敏度。
圖1.寬視場磁光反射顯微鏡的射線路徑和基本組成部分。為(wei) 清晰起見，分別說明了照明和成像射線路徑。用於(yu) 垂直光入射的照明路徑。斜入射(b)需要一個(ge) 移位的孔徑狹縫。(a)和(b)中的插圖顯示了顯微鏡的衍射麵。在這裏，可以查看和調整光圈，以滿足極性克爾效應(居中的虹膜光圈)或縱向和橫向效應(位移的狹縫光圈)的要求。消光交叉的方向取決(jue) 於(yu) 偏振器設置，由(P)表示，分析器(A)和zui終補償(chang) 器被調整為(wei) zui大消光。圖像形成路徑分別顯示在(c)中。
光學顯微鏡的橫向分辨率是由物鏡的數值孔徑和光的波長決(jue) 定的。根據瑞利判據，可以分辨的兩(liang) 個(ge) 物體(ti) 之間的zui小距離為(wei)
其中λ為(wei) 光的波長，N A = n0sinα為(wei) 數值孔徑，α為(wei) 物鏡開孔角的一半(即物鏡接受的試樣錐光角的一半)，n0為(wei) 物鏡與(yu) 物鏡之間介質的折射率(空氣為(wei) n0 = 1;浸沒油N0≈1.5)。α和n值越高，物鏡收集的衍射光階數越多，分辨率越高。可用的zui高數值孔徑為(wei) 1.4，用100倍放大率的油浸物鏡獲得。使用這種物鏡和藍光進行照明，可以分辨窄至150 nm的區域。更小的磁性物體(ti) ，比如十納米大小的疇壁，也可以通過數字對比度增強變得可見，但它們(men) 的圖像會(hui) 被衍射放大。zui近有研究表明，克爾信號也可以從(cong) 寬度僅(jin) 為(wei) 30納米的納米線中獲得。
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