专利摘要
本发明涉及物理测量技术领域，一种纳米结构磁性测量方法，测量装置包括激光器、分束器、凸透镜I、光电探测器、锁相放大器、棱镜偏振器、凸透镜II、保偏光纤I、电光调制器、保偏光纤II、凸透镜III、波片I、透镜台、原子力显微镜、探针、样品、磁铁、样品台、信号发生器、示波器、波片II、凸透镜IV、平面镜，采用同一束光的两个正交偏振分量干涉的方法来获得样品表面的磁化信息，两个偏振光分量共用一个光路，避免光束分离和重新汇集，能够相对较容易地保证两个光束以同样的光路传播，并减少光路中的光学元件，使得信号较少地受样品以及干涉环路中光学元件的移动影响，提高了信噪比，采用斜入射的光束测量克尔效应的纵向、横向和极向三个分量。
权利要求
1.一种纳米结构磁性测量方法，测量装置主要包括激光器、分束器、凸透镜I、光电探测器、锁相放大器、棱镜偏振器、凸透镜II、保偏光纤I、电光调制器、保偏光纤II、凸透镜III、波片I、透镜台、原子力显微镜、探针、样品、磁铁、样品台、信号发生器、示波器、波片II、凸透镜IV、平面镜，激光器的波长在400纳米到800纳米范围可调，xyz为空间直角坐标系、xy平面为水平面，zx平面与水平面垂直，原子力显微镜位于透镜台下方，探针位于原子力显微镜下方，所述探针为原子力显微镜探针且为圆台形状，所述圆台的上底面直径为3微米、下底面直径为1.5微米，所述圆台轴线方向与水平面垂直，样品、磁铁及样品台依次位于探针的正下方，所述探针中具有通孔I和通孔II，所述通孔I、通孔II的轴线和探针圆台的轴线均位于zx平面内，所述通孔I和通孔II的轴线分别位于探针圆台轴线的两侧、且均与所述探针圆台轴线成45度角，光电探测器与锁相放大器电缆连接，信号发生器、示波器分别电缆连接样品台，保偏光纤I具有慢轴和快轴，棱镜偏振器的透射轴与保偏光纤I的慢轴平行，保偏光纤I的慢轴位于电光调制器的横磁轴和横电轴之间夹角的角平分线上，电光调制器的横磁轴与保偏光纤II的慢轴平行，所述探针中的通孔I和通孔II的直径均为200纳米，所述保偏光纤I长度为2米，所述保偏光纤II长度为9米，波片I为半波片，波片II为1/4波片，激光器发出的光依次经过分束器、棱镜偏振器、凸透镜II、保偏光纤I后，进入电光调制器，光在电光调制器中形成两个正交的偏振分量为面内偏振和面外偏振，且每个分量加上相位φ(t)＝φ0cos(ωt)，两个光分量的相位时间差为τ，光束从电光调制器出来后进入保偏光纤II，光的两个正交的偏振分量分别沿保偏光纤II的快轴和慢轴传输，光离开保偏光纤II后，依次通过凸透镜III、波片I、透镜台、原子力显微镜、通孔I到达样品表面，并第一次被反射，第一次反射光依次经过通孔II、原子力显微镜、透镜台、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并第二次被反射，第二次反射光依次经过凸透镜IV、波片II、透镜台、原子力显微镜、通孔II到达样品表面，并第三次被样品表面反射，第三次反射光依次经过通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器，再被分束器偏转后，经过凸透镜I进入光电探测器，第三次反射光的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉，分别沿保偏光纤II的慢轴和快轴传输的光的两个正交偏振分量，从保偏光纤II输出后对应的琼斯矩阵分别表示为 在经过波片I后，所述光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵转变为 其中 为相位角，定义 为表示光束在经过样品表面的两次反射后回到电光调制器整个过程的琼斯矩阵，光电探测器中得到的光的两个正交偏振分量的相位差表示为 相位差在x、y、z方向的分量分别为αx、αy、αz，对光电探测器中得到的光电流进行傅里叶分析，锁相放大器得到光电流的一阶谐波分量：
和二阶谐波分量：
考虑对称性，αK简化为 其中ω是电光调制器的时间依赖的相位φ(t)的角频率，Iinc是激光器发射的光的光强，γ为光束两次经过下列光学元件分束器、棱镜偏振器、凸透镜II、保偏光纤I、电光调制器、保偏光纤II、凸透镜III、凸透镜IV，并被样品表面反射两次后光强的剩余比例，J1和J2分别是一阶和二阶是贝塞尔方程，αK是样品磁化分量的线性方程，x、y、z方向的样品磁化分量mx、my、mz对αK的贡献取决于 样品的反射系数、光路中的光学元件，
其特征是，所述一种纳米结构磁性测量方法的步骤分别如下：
测量纵向克尔效应的方法：
一.调整波片I的快轴与y方向成22.5度，调整波片II的快轴与y方向一致，使得在经过波片I后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为
二.通过原子力显微镜使得探针逼近样品表面，令探针在二微米范围内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜的扫描反馈；
四.调整激光器的位置，使得激光器发出的激光束进入探针的通孔I，激光束在样品表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针的通孔II、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并被平面镜反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV和平面镜位置，使得第二次反射光通过探针的通孔II射到样品表面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针的通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器后被分束器偏转，经过凸透镜I进入光电探测器，光束的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉；
七.光电探测器输出信号至锁相放大器进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量
纵向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表面的反射率；
八.由公式 计算得到克尔旋转；
测量极向克尔效应方法：
一.调整波片I的快轴与y方向成22.5度，调整波片II的快轴与y方向一致，使得在经过波片I后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为
二.通过原子力显微镜使得探针逼近样品表面，令探针在二微米范围内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜的扫描反馈；
四.调整激光器的位置，使得激光器发出的激光束进入探针的通孔I，激光束在样品表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针的通孔II、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并被平面镜反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV和平面镜位置，使得第二次反射光通过探针的通孔II射到样品表面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针的通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器后被分束器偏转，经过凸透镜I进入光电探测器，光束的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉；
七.光电探测器输出信号至锁相放大器进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量
极向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表面的反射率，
八.由公式 计算得到克尔旋转；
测量横向克尔效应方法：
一.移除波片I，调整波片II的快轴与y方向成45度，使得在经过波片I后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为 和
二.通过原子力显微镜使得探针逼近样品表面，令探针在二微米范围内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜的扫描反馈；
四.调整激光器的位置，使得激光器发出的激光束进入探针的通孔I，激光束在样品表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针的通孔II、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并被平面镜反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV和平面镜位置，使得第二次反射光通过探针的通孔II射到样品表面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针的通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器后被分束器偏转，经过凸透镜I进入光电探测器，光束的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉；
七.光电探测器输出信号至锁相放大器进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量 横向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表面的反射率；
八.由公式 计算得到克尔旋转。
说明书
技术领域
本发明涉及物理测量技术领域，尤其是一种采用光束干涉方法来研究材料表面单个 纳米结构磁光克尔信号的一种纳米结构磁性测量方法。
背景技术
磁光克尔效应测量装置是材料表面磁性研究中的一种重要手段，其工作原理是基于 由光与磁化介质间相互作用而引起的磁光克尔效应，其不仅能够进行单原子层厚度材料的磁 性检测，而且可实现非接触式测量，在磁性超薄膜的磁有序、磁各向异性、层间耦合和磁性 超薄膜的相变行为等方面的研究中都有重要应用。磁光克尔效应测量装置主要是通过检测一 束线偏振光在材料表面反射后的偏振态变化引起的光强变化进行样品表面的磁化观测。现有 技术缺陷一：传统的聚焦克尔显微镜的空间分辨率由光学衍射极限所决定，其成像的效果极 易受到光学元件限制，因此无法得到纳米尺度的磁化动态特征。现有技术缺陷二：在某些通 过测量两束光在样品表面的干涉来得到样品的磁化信息的方法中，两束光的光路是分开控制 的，而且需要在探测之前重新合并，因此需要较多的光学元件，因此得到的信号的信噪比较 低，现有技术缺陷三：现有技术的干涉法测样品的克尔旋转的装置中，只能测量极向克尔效 应，所述一种纳米结构磁性测量方法能解决问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明采用同一束光的两个正交偏振分量干涉的方法来获得样 品表面的磁化信息，光的两个正交偏振分量共用一个光路，减少光路中的光学元件，提高了 信噪比，本发明通过采用斜入射的光束能够测量克尔效应的纵向、横向和极向三个分量；另 外，本发明采用具有通孔的原子力显微镜探针，能够得到样品表面纳米尺度结构的磁化动态 特征。
本发明所采用的技术方案是：
测量装置主要包括激光器、分束器、凸透镜I、光电探测器、锁相放大器、棱镜偏 振器、凸透镜II、保偏光纤I、电光调制器、保偏光纤II、凸透镜III、波片I、透镜台、原 子力显微镜、探针、样品、磁铁、样品台、信号发生器、示波器、波片II、凸透镜IV、平面 镜，激光器的波长在400纳米到800纳米范围可调，xyz为空间直角坐标系、xy平面为水平 面，zx平面与水平面垂直，原子力显微镜位于透镜台下方，探针位于原子力显微镜下方，所 述探针为原子力显微镜探针且为圆台形状，所述圆台的上底面直径为3微米、下底面直径为 1.5微米，所述圆台轴线方向与水平面垂直，样品、磁铁及样品台依次位于探针的正下方， 所述探针中具有通孔I和通孔II，所述通孔I、通孔II的轴线和探针圆台的轴线均位于zx平 面内，所述通孔I和通孔II的轴线分别位于探针圆台轴线的两侧、且均与所述探针圆台轴线 成45度角，光电探测器与锁相放大器电缆连接，信号发生器、示波器分别电缆连接样品台， 保偏光纤I具有慢轴和快轴，棱镜偏振器的透射轴与保偏光纤I的慢轴平行，保偏光纤I的 慢轴位于电光调制器的横磁轴和横电轴之间夹角的角平分线上，电光调制器的横磁轴与保偏 光纤II的慢轴平行，所述探针中的通孔I和通孔II的直径均为200纳米，所述保偏光纤I长 度为2米，所述保偏光纤II长度为9米，波片I为半波片，波片II为1/4波片。
激光器发出的光依次经过分束器、棱镜偏振器、凸透镜II、保偏光纤I后，进入电光调制器，光在电光调制器中形成两个正交的偏振分量为面内偏振和面外偏振，且每个分量 加上相位φ(t)＝φ0cos(ωt)，两个光分量的相位时间差为τ，光束从电光调制器出来后进入保 偏光纤II，光的两个正交的偏振分量分别沿保偏光纤II的快轴和慢轴传输，光离开保偏光纤 II后，依次通过凸透镜III、波片I、透镜台、原子力显微镜、通孔I到达样品表面，并第一 次被反射，第一次反射光依次经过通孔II、原子力显微镜、透镜台、波片II、凸透镜IV到达 平面镜，并第二次被反射，第二次反射光依次经过凸透镜IV、波片II、透镜台、原子力显微 镜、通孔II到达样品表面，并第三次被样品表面反射，第三次反射光依次经过通孔I、原子 力显微镜、透镜台、波片I、凸透镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、 棱镜偏振器，再被分束器偏转后，经过凸透镜I进入光电探测器，第三次反射光的两个偏振 分量在光电探测器处发生干涉，分别沿保偏光纤II的慢轴和快轴传输的光的两个正交偏振分 量，从保偏光纤II输出后对应的琼斯矩阵分别表示为 和 在经过波片I后， 所述光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵转变为 和 其中 为相位角，定义 为表示光束在经过样品表面的两次反射后回到电光调制器整个过程的琼斯矩阵，光电探测器中得到的光的两个正交偏振分量的相位差表示为 相位差在x、y、z方向的分量分别为αx、αy、αz， 对光电探测器中得到的光电流进行傅里叶分析，锁相放大器得到光电流的一阶谐波分量： 和二阶谐波分量： 考虑对称性，αK简化为 其中ω是电光调制器的时间依赖的相位φ(t)的角频率，Iinc是激光器发射的光的光强，γ为光束两次经过下列光学元件分束器、棱镜偏振器、凸透镜II、保偏光纤I、电光调制器、保偏光纤II、凸透镜III、凸透镜IV，并被样品表面反 射两次后光强的剩余比例，J1和J2分别是一阶和二阶是贝塞尔方程，αK是样品磁化分量的 线性方程，x、y、z方向的样品磁化分量mx、my、mz对αK的贡献取决于 样品的反射系数、光路中的光学元件等。
极向克尔效应对应于磁化的z方向的分量，纵向克尔效应对应于磁化的y方向的分量，横向克尔效应对应于磁化的x方向的分量，由于样品磁化分量在不同的晶体对称操作下的转变不同，应该选择合适的P1和P2以及光路中的光学元件，以使得极向或纵向或横向磁光克尔效应的贡献占主要部分。
所述一种纳米结构磁性测量方法包括测量纵向克尔效应的方法、测量极向克尔效应 方法、测量横向克尔效应方法。
所述一种纳米结构磁性测量方法的步骤分别如下：
测量纵向克尔效应的方法：
一.调整波片I的快轴与y方向成22.5度，调整波片II的快轴与y方向一致，使得 在经过波片I后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为
二.通过原子力显微镜使得探针逼近样品表面，令探针在二微米范围内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜的扫描反馈；
四.调整激光器的位置，使得激光器发出的激光束进入探针的通孔I，激光束在样品表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针的通孔II、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并被平面镜反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV和平面镜位置，使得第二次反射光通过探针的通孔II射到样品表 面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针的通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透 镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器后被分束器偏转，经 过凸透镜I进入光电探测器，光束的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉；
七.光电探测器输出信号至锁相放大器进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量 纵向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表 面的反射率；
八.由公式 计算得到克尔旋转。
测量极向克尔效应方法：
一.调整波片I的快轴与y方向成22.5度，调整波片II的快轴与y方向一致， 使得在经过波片I后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为
二.通过原子力显微镜使得探针逼近样品表面，令探针在二微米范围内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜的扫描反馈；
四.调整激光器的位置，使得激光器发出的激光束进入探针的通孔I，激光束在样品表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针的通孔II、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并被平面镜反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV和平面镜位置，使得第二次反射光通过探针的通孔II射到样品表 面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针的通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透 镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器后被分束器偏转，经 过凸透镜I进入光电探测器，光束的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉；
七.光电探测器输出信号至锁相放大器进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量 极向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表 面的反射率，
八.由公式 计算得到克尔旋转。
测量横向克尔效应方法：
一.移除波片I，调整波片II的快轴与y方向成45度，使得在经过波片I后， 入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为 和
二.通过原子力显微镜使得探针逼近样品表面，令探针在二微米范围内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜的扫描反馈；
四.调整激光器的位置，使得激光器发出的激光束进入探针的通孔I，激光束在样品表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针的通孔II、波片II、凸透镜IV到达平面镜，并被平面镜反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV和平面镜位置，使得第二次反射光通过探针的通孔II射到样品表 面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针的通孔I、原子力显微镜、透镜台、波片I、凸透 镜III、保偏光纤II、电光调制器、保偏光纤I、凸透镜II、棱镜偏振器后被分束器偏转，经 过凸透镜I进入光电探测器，光束的两个偏振分量在光电探测器处发生干涉；
七.光电探测器输出信号至锁相放大器进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条 件下，光强一阶谐波分量 横向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表面的反射率；
八.由公式 计算得到克尔旋转。
本发明的有益效果是：
现有技术的干涉法测样品的克尔旋转中，光路的干涉环路有一定的面积，本发明通 过同一个光束的两个正交的偏振分量代替两个独立光束来进行干涉测量，优点是：通过避免 光束分离和重新汇集来相对较容易地保证两个光束以同样的光路传播，使得信号较少地受样 品以及干涉环路中光学元件的移动影响。
附图说明
下面结合本发明的图形进一步说明：
图1是本发明示意图。
图中，1.激光器，2.分束器，3.凸透镜I，4.光电探测器，5.锁相放大器，6.棱镜 偏振器，7.凸透镜II，8.保偏光纤I，9.电光调制器，10.保偏光纤II，11.凸透镜III，12. 波片I，13.透镜台，14.原子力显微镜，15.探针，16.样品，17.磁铁，18.样品台，19.信号 发生器，20.示波器，21.波片II，22.凸透镜IV，23.平面镜。
具体实施方式
如图1是本发明示意图，左下角具有xyz三维方向标，xyz为空间直角坐标系、xy平面为水平面，zx平面与水平面垂直，测量装置主要包括激光器1、分束器2、凸透镜I3、光 电探测器4、锁相放大器5、棱镜偏振器6、凸透镜II7、保偏光纤I8、电光调制器9、保偏 光纤II10、凸透镜III11、波片I12、透镜台13、原子力显微镜14、探针15、样品16、磁铁 17、样品台18、信号发生器19、示波器20、波片II21、凸透镜IV22、平面镜23，激光器1 的波长在400纳米到800纳米范围可调，原子力显微镜14位于透镜台13下方，探针15位于 原子力显微镜14下方，所述探针15为原子力显微镜探针且为圆台形状，所述圆台的上底面 直径为3微米、下底面直径为1.5微米，所述圆台轴线方向与水平面垂直，样品16、磁铁17 及样品台18依次位于探针15的正下方，所述探针15中具有通孔I和通孔II，所述通孔I、 通孔II的轴线和探针15圆台的轴线均位于zx平面内，所述通孔I和通孔II的轴线分别位于 探针15圆台轴线的两侧、且均与所述探针15圆台轴线成45度角，光电探测器4与锁相放大 器5电缆连接，信号发生器19、示波器20分别电缆连接样品台18，保偏光纤I8具有慢轴 和快轴，棱镜偏振器6的透射轴与保偏光纤I8的慢轴平行，保偏光纤I8的慢轴位于电光调 制器9的横磁轴和横电轴之间夹角的角平分线上，电光调制器9的横磁轴与保偏光纤II10的 慢轴平行，所述探针15中的通孔I和通孔II的直径均为200纳米，所述保偏光纤I8长度为 2米，所述保偏光纤II10长度为9米，波片I12为半波片，波片II21为1/4波片。
激光器1发出的光依次经过分束器2、棱镜偏振器6、凸透镜II7、保偏光纤I8后， 进入电光调制器9，光在电光调制器9中形成两个正交的偏振分量为面内偏振和面外偏振， 且每个分量加上相位φ(t)＝φ0cos(ωt)，两个光分量的相位时间差为τ，光束从电光调制器9 出来后进入保偏光纤II10，光的两个正交的偏振分量分别沿保偏光纤II10的快轴和慢轴传输， 光离开保偏光纤II10后，依次通过凸透镜III11、波片I12、透镜台13、原子力显微镜14、 通孔I到达样品16表面，并第一次被反射，第一次反射光依次经过通孔II、原子力显微镜 14、透镜台13、波片II21、凸透镜IV22到达平面镜23，并第二次被反射，第二次反射光依次经过凸透镜IV22、波片II21、透镜台13、原子力显微镜14、通孔II到达样品表面，并第三次被样品16表面反射，第三次反射光依次经过通孔I、原子力显微镜14、透镜台13、波片I12、凸透镜III11、保偏光纤II10、电光调制器9、保偏光纤I8、凸透镜II7、棱镜偏振器6， 再被分束器2偏转后，经过凸透镜I3进入光电探测器4，第三次反射光的两个偏振分量在光 电探测器4处发生干涉，分别沿保偏光纤II10的慢轴和快轴传输的光的两个正交偏振分量，从保偏光纤II10输出后对应的琼斯矩阵分别表示为 和 在经过波片I12后，所述光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵转变为 和 其中 为相位角，定义 为表示光束在经过样品表面的两次反射后回到电光调制器9的整个过程的琼斯矩阵，光电探测器4中得到的光的两个正交偏振分量的相位差表示为 相位差在x、y、z方向的分量分别为αx、αy、αz， 对光电探测器4中得到的光电流进行傅里叶分析，锁相放大器5得到光电流的一阶谐波分 量： 和二阶谐波分量： 考虑对称性，αK简化为 其中ω是电光调制器9的时间依赖的相位φ(t)的角频率，Iinc是激光器发射的光的光强，γ为光束两次经过下列光学元件分束器2、棱镜偏振器6、凸透镜II7、保偏光纤I8、电光调制器9、保偏光纤II10、凸透镜III11、凸透镜IV22， 并被样品16表面反射两次后光强的剩余比例，J1和J2分别是一阶和二阶是贝塞尔方程，αK是样品磁化分量的线性方程，x、y、z方向的样品磁化分量mx、my、mz对αK的贡献取决于 样品的反射系数、光路中的光学元件等。
极向克尔效应对应于磁化的z方向的分量，纵向克尔效应对应于磁化的y方向的分量，横向克尔效应对应于磁化的x方向的分量，由于样品磁化分量在不同的晶体对称操作下的转变不同，应该选择合适的P1和P2以及光路中的光学元件，以使得极向或纵向或横向磁光克尔效应的贡献占主要部分。
所述一种纳米结构磁性测量方法包括测量纵向克尔效应的方法、测量极向克尔效应 方法、测量横向克尔效应方法。
所述一种纳米结构磁性测量方法的步骤如下：
测量纵向克尔效应的方法：
一.调整波片I12的快轴与y方向成22.5度，调整波片II21的快轴与y方向一致， 使得在经过波片I12后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为
二.通过原子力显微镜14使得探针15逼近样品16表面，令探针15在二微米范围 内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针15向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜14的扫描反馈；
四.调整激光器1的位置，使得激光器1发出的激光束进入探针15的通孔I，激光 束在样品16表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针15的通孔II、波片II21、凸透镜IV22到达平面镜23，并被平面镜23反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV22和平面镜23位置，使得第二次反射光通过探针15的通孔II射到样品16表面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针15的通孔I、原子力显微镜14、透镜台13、波片I12、凸透镜III11、保偏光纤II10、电光调制器9、保偏光纤I8、凸透镜II7、棱镜偏振器6 后被分束器2偏转，经过凸透镜I3进入光电探测器4，光束的两个偏振分量在光电探测器4 处发生干涉；
七.光电探测器4输出信号至锁相放大器5进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量 纵向克尔旋转 rp和rs分别为P偏振光和S偏振光在样品表面的反射率；
八.由公式 计算得到克尔旋转。
测量极向克尔效应方法：
一.调整波片I12的快轴与y方向成22.5度，调整波片II21的快轴与y方向一致， 使得在经过波片I12后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为
二.通过原子力显微镜14使得探针15逼近样品16表面，令探针15在二微米范围 内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针15向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜14的扫描反馈；
四.调整激光器1的位置，使得激光器1发出的激光束进入探针15的通孔I，激光 束在样品16表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针15的通孔II、波片II21、凸透镜IV22到达平面镜23，并被平面镜23反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV22和平面镜23位置，使得第二次反射光通过探针15的通孔II射到样品16表面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针15的通孔I、原子力显微镜14、透镜台13、波片I12、凸透镜III11、保偏光纤II10、电光调制器9、保偏光纤I8、凸透镜II7、棱镜偏振器6 后被分束器2偏转，经过凸透镜I3进入光电探测器4，光束的两个偏振分量在光电探测器4 处发生干涉；
七.光电探测器4输出信号至锁相放大器5进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量 极向克尔旋转 rp和rs分别为p偏振光和s偏振光在样品表面的反射率，
八.由公式 计算得到克尔旋转。
测量横向克尔效应方法：
一.移除波片I12，调整波片II21的快轴与y方向成45度，使得在经过波片I12 后，入射光的两个正交偏振分量对应的琼斯矩阵为 和
二.通过原子力显微镜14使得探针15逼近样品16表面，令探针15在二微米范围 内扫描，扫描速度2纳米/秒，通过扫描中得到的样品表面轮廓来确定样品边缘位置；
三.探针15向上回缩距离50纳米，并关闭原子力显微镜14的扫描反馈；
四.调整激光器1的位置，使得激光器1发出的激光束进入探针15的通孔I，激光 束在样品16表面反射后形成的第一次反射光依次通过探针15的通孔II、波片II21、凸透镜IV22到达平面镜23，并被平面镜23反射形成第二次反射光；
五.调整凸透镜IV22和平面镜23位置，使得第二次反射光通过探针15的通孔II射到样品16表面，并形成第三次反射光；
六.第三次反射光依次经过探针15的通孔I、原子力显微镜14、透镜台13、波片I12、凸透镜III11、保偏光纤II10、电光调制器9、保偏光纤I8、凸透镜II7、棱镜偏振器6 后被分束器2偏转，经过凸透镜I3进入光电探测器4，光束的两个偏振分量在光电探测器4 处发生干涉；
七.光电探测器4输出信号至锁相放大器5进行傅里叶分析后得到差分相位，在这个条件下，光强一阶谐波分量 横向克尔旋转 rp和rs分别为p偏振光和s偏振光在样品表面的反射 率；
八.由公式 计算得到克尔旋转。
本发明采用具有通孔的原子力显微镜探针，能够得到样品表面纳米尺度结构的磁化 信息，其次，本发明采用同一束光的两个正交偏振分量干涉的方法来获得样品表面的磁化信 息，两个偏振光分量共用一个光路，避免光束分离和重新汇集，能够相对较容易地保证两个 光束以同样的光路传播，并减少光路中的光学元件，使得信号较少地受样品以及干涉环路中 光学元件的移动影响，提高了信噪比，另外，通过采用斜入射的光束，能够实现在无需对装 置中光路做较大改变的情况下，测量克尔效应的纵向、横向和极向三个分量。
一种纳米结构磁性测量方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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