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Titelaufnahme

Titel
Setup and Characterization of a Faraday magnetometer / submitted by Sebastian Michlmayr
AutorInnenMichlmayr, Sebastian
Beurteiler / BeurteilerinZagar, Bernhard
ErschienenLinz, 2018
Umfangix, 159 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Linz, Masterarbeit, 2018
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Magnetometer / Faraday-Magnetometer / Charakterisierung / Faraday-Effekt / magnetooptische Messung / Fourier Transformation
Schlagwörter (EN)magnetometer / Faraday magnetometer / characterization / Faraday effect / magneto optical measurement / Fourier transform
Schlagwörter (GND)Magnetometer / Faraday-Effekt / Magnetooptischer Effekt / Fourier-Transformation
URNurn:nbn:at:at-ubl:1-22993 Persistent Identifier (URN)
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 Das Werk ist gemäß den "Hinweisen für BenützerInnen" verfügbar
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Setup and Characterization of a Faraday magnetometer [155.11 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Faraday-Magnetometer zur quantitativen Messung magnetischer Mikrostrukturen entworfen und konstruiert. Der verwendete magnetooptische Sensor ist ein Faraday-Kristall von Matesy. Die wichtigsten Komponenten des Magnetometers wurden charakterisiert, um die Grenzen des Aufbaus in der zeitlichen, räumlichen und Amplitudenauflösung zu bestimmen. Die Charakterisierung konzentrierte sich auf die Lichtquelle, die Kamera, die Polarisatoren und den Faraday-Kristall. Die Lichtquelle wurde hinsichtlich ihres kurz- und Langzeit-Verhaltens analysiert. Die Charakterisierung der Kamera zeigte, dass das Langzeitverhalten der Lichtquelle direkt im Ausgangssignal der Kamera abgebildet wird. Folglich wurde entschieden, die Intensität des Beleuchtungsweges zu messen, um seinen Einfluss auf den Ausgang der Kamera zu korrigieren. Außerdem wurde die Kamera hinsichtlich ihrer SNR analysiert. Der Faraday-Kristall wurde hinsichtlich seines makroskopischen und mikroskopischen Verhaltens unter Verwendung eines Referenzfeldes, erzeugt von Helmholtz-Spulen, charakterisiert. Die räumliche Auflösung wurde unter Verwendung einer zweidimensionalen Fourier-Transformation analysiert. Die Ergebnisse der Charakterisierung wurden dann verwendet, um die Genauigkeit des Aufbaus zu erhöhen. Der fertige Aufbau zeigt bei einer Messung ein 95 Prozent Wahrscheinlichkeitsintervall von 0.0527 kA/m. Insgesamt zeigte die Charakterisierung eine deutliche Abhängigkeit der zeitlichen, räumlichen und Amplitudenauflösung. Dies muss bei der Auslegung eines Faraday-Magnetometers berücksichtigt werden.

Zusammenfassung (Englisch)

In the work at hand a Faraday magnetometer for quantitative measurement of magnetic micro-structures was designed and constructed. The used magneto-optical sensor is a Faraday crystal from Matesy. The most important components of the magnetometer were characterized in order to evaluate the setup's limits in temporal, spatial, and amplitude resolution. The characterization focused on the light-source, the camera, the polarizers, and the Faraday crystal. The light-source was analyzed with respect to its short and long term behavior. The characterization of the camera showed that the long term behavior of the light-source is directly represented in the camera's output signal. Consequently, it was decided to measure the intensity of the illumination path in order to correct its influence on the cameras output. Furthermore, the camera was analyzed with respect to its SNR. The Faraday crystal was characterized with respect to its macroscopic and microscopic behavior, applying a reference field with Helmholtz coils. The spatial resolution was analyzed using a two-dimensional Fourier transform. The results of the characterization were then used to render the setup more accurate. In the end a measurement with the setup shows a 95 percent probability interval of 0.0527 kA/m. Overall, the characterization showed a clear interdependence of temporal, spatial, and amplitude resolution. This has to be taken into account when designing a Faraday magnetometer.

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