反射型結像鏡を用いた顕微カー効果磁気計測装置の開発

摘要

ビットパターン媒体などの硬磁性ナノ構造体の磁気計測を目的として，強磁場中においても偏光軸に 影響が少ない反射型結像鏡を採用した顕微カー効果磁気計測装置の開発を行った．反射型結像鏡には極めて単純な球面鏡のみで構成された Schwarzschild 結像鏡を用いた．この結像鏡の結像式から3次の球面収差を打ち消す条件を用いて，倍率200 倍の光学パラメータの解析設計を行った．光線追跡法により結像評価を行った結果，収差がほとんどなく，直径200μm の光源に対して，ほぼ倍率通りの1．02μmのマイクロビームが得られることがわかった．さらに実際にレーザ光源，光学素子，電磁石を組上げ，75μm ハーフピッチのCo_(80)Pt_(20)メッシュを用いたナイフエッジ法によりビームサイズ評価を行った・その結果，200 μm のピンホールを用いて4，7μm のマイクロビームが得られた．また，上記のCo_(80)Pt_(20)メッシュを用いて直交偏光子法によりカー効果測定を行った結果，市販の装置で得られる磁化曲線とほとんど同じ結果が得られた．%A microscopic Kerr effect magnetometry using reflection objective was developed in order to characterize the magnetic properties of hard magnetic nano-structures such as bit patterned media. Schwarzschild type objective consisted of two spherical mirror was applied as the reflection objective. Optics with magnification of 200 was designed analytically to satisfy the conditions at which the third order spherical aberration was cancelled. For the optics parameters, the simulated spot was derived to 1.02 μm in diameter for a 200 μm-diameter source by a ray tracing. The microscopic Kerr effect magnetometry was fabricated based on optics design parameters, and actual spot diameter was estimated to be 4.7 μm by knife-edge scan using Co_(80)Pt_(20) mesh with half pitch of 75 urn. Furthermore, Kerr effect magnetization loop measured by the developed magnetometer on the mesh agreed with one measured by a commercial equipment.