一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置及方法，其包括：磁力显微镜、第一信号发生器、第二信号发生器、乘法器、带通滤波器以及锁相放大器；所述第一信号发生器能够为待测垂直磁写头交流信号；所述第二信号发生器提供振动信号；所述光电转换元件接收光信号并转换成电信号后送至锁相放大器作为输入信号；所述乘法器输出第一处理信号；所述带通滤波器滤除低频信号后送至锁相放大器作为参考信号，且所述锁相放大器的输出信号经由成像处理获得对应的磁场强度及分布信息。本发明专利技术利用探针第二机械共振频率能精确测得磁头的高频交流磁场强度及其分布信息，填补了传统磁力显微镜无法高分辨测试高频交流磁场的空白。

【技术实现步骤摘要】
一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置及方法
本专利技术涉及磁写头设计
，尤其涉及一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置及方法。
技术介绍
为增加硬盘的存储密度，磁存储行业面临着巨大的挑战。获得高存储密度取决于磁记录介质和磁写/读头的性能指标。磁写头需要一个大的交流磁场强度和梯度以及一个高速的记录速度。也就是说，驱动磁头的频率越大，那么磁头的记录轨道宽度就越窄。因此，一种能直接探测磁头的高频交流磁场强度及其分布的方法变得重要，它能提供一个有用的反馈对于新型磁头的设计及应用。现有技术中，由于磁力显微镜具有高分辨率，通常采用磁力显微镜作为磁记录介质和磁头的磁场探测工具；然而传统的磁力显微镜方法更易于探测磁头产生的直流磁场，如果磁头产生的交流磁场频率远远大于探针的测试频率，那么测量信号将变得十分微弱，极大地降低分辨率。
技术实现思路
基于此，为解决现有技术存在的不足，特提出了一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置。一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置，其特征在于，包括：磁力显微镜、第一信号发生器、第二信号发生器、乘法器、带通滤波器以及锁相放大器；其中，所述第一信号发生器能够为待测垂直磁写头提供产生交流磁场所需交流信号；所述第二信号发生器通过压电元件提供振动信号，所述振动信号能够驱动所述磁力显微镜的探针进行振动；所述磁力显微镜的光电转换元件接收光信号并转换成对应的电信号后送至锁相放大器作为输入信号，所述光信号为由激光投射在振动中的探针悬臂上所反射出的信号；所述乘法器将第一信号发生器与第二信号发生器的输出信号进行信号处理后输出第一处理信号；所述带通滤波器滤除所述第一处理信号中的低频信号后送至锁相放大器作为参考信号，且所述锁相放大器的输出信号经由成像处理获得对应的磁场强度及分布信息。可选的，在其中一个实施例中，所述第一信号发生器所提供产生交流磁场所需交流信号的频率依据所述磁力显微镜探针的第二机械共振频率设定，对应的计算公式为：ω＝a·ωm，其中，a为经验常数，ωm＝(ωr2-ωd)/2，ωr2是探针的第二机械共振频率，ωd是探针的测试频率。可选的，在其中一个实施例中，所述探针若为软磁探针，则所述第一信号发生器为磁头提供的交流磁场为ωm，第一信号发生器输入到乘法器的信号频率为2倍频信号即2ωm。此外，为解决传统技术存在的不足，还提出了一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量方法，其包括如下步骤：S1、通过第一信号发生器为待测垂直磁写头提供产生交流磁场所需交流信号；同时通过第二信号发生器经由压电元件为探针提供振动信号，所述振动信号能够驱动所述磁力显微镜的探针进行振动；S2、所述磁力显微镜发射的探测激光投射在振动中的探针悬臂上所反射出的光信号，由光电转换元件接收光信号并转换成对应的电信号后送至锁相放大器作为输入信号；S3、所述第一信号发生器与第二信号发生器的输出信号经由乘法器进行信号处理后输出第一处理信号；S4、经由带通滤波器滤除所述第一处理信号中的低频信号后送至锁相放大器作为参考信号；S5、对所述锁相放大器的输出信号进行成像处理获得对应的磁场强度及分布信息。可选的，在其中一个实施例中，所述第一信号发生器所提供产生交流磁场所需交流信号的频率依据所述磁力显微镜探针的第二机械共振频率设定，对应的计算公式为：ω＝a·ωm，其中，a为经验常数，ωm＝(ωr2-ωd)/2，ωr2是探针的第二机械共振频率，ωd是探针的测试频率。可选的，在其中一个实施例中，所述探针若为软磁探针，则所述第一信号发生器为磁头提供的交流磁场为ωm，第一信号发生器输入到乘法器的信号频率为2倍频信号即2ωm。实施本专利技术实施例，将具有如下有益效果：本专利技术利用探针第二机械共振频率能精确测得磁头的高频交流磁场强度及其分布信息，填补了传统磁力显微镜无法高分辨测试高频交流磁场的空白，其有益于推动新型磁头的开发及应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1a为一个实施例中所述硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置的结构示意例图；图1b为一个实施例中所述测量装置的对应第二机械共振频率调制原理例图；图2a为一个实施例中所述测量装置测得的垂直磁记录头的交流磁场强度及分布图；图2b为一个实施例中所述测量装置测得的垂直磁记录头的相应线轮廓图；图2c为一个实施例中传统磁力显微镜方法得到的磁场强度及分布图；图2d为一个实施例中传统磁力显微镜方法得到的相应线轮廓图；图3a为一个实施例中所述测量装置获得的图2a的分辨率图；图3b为一个实施例中传统磁力显微镜方法获得的图2c的分辨率图。图中：I、表示第一机械共振频率，II、表示第二机械共振频率。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本专利技术。可以理解，本专利技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。在本实施例中，特提出了一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置，如图1a-图1b所示，其包括：磁力显微镜、第一信号发生器、第二信号发生器、乘法器、带通滤波器以及锁相放大器；其中，所述第一信号发生器能够为待测垂直磁写头提供产生交流磁场所需交流信号；所述第二信号发生器通过压电元件提供振动信号，所述振动信号能够驱动所述磁力显微镜的探针进行振动；所述磁力显微镜的光电转换元件接收光信号并转换成对应的电信号后送至锁相放大器作为输入信号，所述光信号为由激光投射在振动中的探针悬臂上所反射出的信号；所述乘法器将第一信号发生器与第二信号发生器的输出信号进行信号处理后输出第一处理信号；所述带通滤波器滤除所述第一处理信号中的低频信号后送至锁相放大器作为参考信号，且所述锁相放大器的输出信号经由成像处理获得对应的磁场强度及分布信息。在一些具体的实施例中，所述第一信号发生器所提供产生交流磁场所需交流信号的频率依据所述磁力显微镜探针的第二机械共振频率设定，对应的计算公式为：ω＝a·ωm，其中，a为经验常数，ωm＝(ωr2-ωd本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置，其特征在于，包括：磁力显微镜、第一信号发生器、第二信号发生器、乘法器、带通滤波器以及锁相放大器；其中，所述第一信号发生器能够为待测垂直磁写头提供产生交流磁场所需交流信号；所述第二信号发生器通过压电元件提供振动信号，所述振动信号能够驱动所述磁力显微镜的探针进行振动；所述磁力显微镜的光电转换元件接收光信号并转换成对应的电信号后送至锁相放大器作为输入信号，所述光信号为由激光投射在振动中的探针悬臂上所反射出的信号；所述乘法器将第一信号发生器与第二信号发生器的输出信号进行信号处理后输出第一处理信号；所述带通滤波器滤除所述第一处理信号中的低频信号后送至锁相放大器作为参考信号，且所述锁相放大器的输出信号经由成像处理获得对应的磁场强度及分布信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬盘垂直磁写头高频交流磁场的测量装置，其特征在于，包括：磁力显微镜、第一信号发生器、第二信号发生器、乘法器、带通滤波器以及锁相放大器；其中，所述第一信号发生器能够为待测垂直磁写头提供产生交流磁场所需交流信号；所述第二信号发生器通过压电元件提供振动信号，所述振动信号能够驱动所述磁力显微镜的探针进行振动；所述磁力显微镜的光电转换元件接收光信号并转换成对应的电信号后送至锁相放大器作为输入信号，所述光信号为由激光投射在振动中的探针悬臂上所反射出的信号；所述乘法器将第一信号发生器与第二信号发生器的输出信号进行信号处理后输出第一处理信号；所述带通滤波器滤除所述第一处理信号中的低频信号后送至锁相放大器作为参考信号，且所述锁相放大器的输出信号经由成像处理获得对应的磁场强度及分布信息。


2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述第一信号发生器所提供产生交流磁场所需交流信号的频率依据所述磁力显微镜探针的第二机械共振频率设定，对应的计算公式为：
ω＝a·ωm，其中，a为经验常数，ωm＝(ωr2-ωd)/2，ωr2是探针的第二机械共振频率，ωd是探针的测试频率。


3.根据权利要求1或者2所述的测量装置，其特征在于，所述探针若为软磁探针，则所述第一信号发生器为磁头提供的交流磁场为ωm，第一信号发生器输入到乘法器的信号频率为2倍频信号即2ωm。

【专利技术属性】
技术研发人员：曹永泽，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21