近场时间分辨扫描克尔显微镜平台

时间分辨扫描克尔显微镜（TRSKM）是一种利用磁光克尔效应（MOKE）在亚微米尺度上研究皮秒级磁化动力学的强大技术。使用显微镜物镜的传统（聚焦）克尔显微镜的空间分辨率受光学衍射极限的限制，导致磁化动力学的纳米尺度特征丢失。在此，我们提出了一种克服该限制的平台，即近场 TRSKM，它将原子力显微镜（AFM）与光学通路相结合，使用尖端具有纳米孔径的金属 AFM 探针。我们通过对比在 800 nm 波长下，利用近场和聚焦 TRSKM 技术获取的微米级 NiFe 矩形内磁化动力学的时间分辨极向克尔图像，展示了该仪器的近场能力。面内平衡磁化的磁通闭合畴态在中心畴壁处提供了最大的动态极向克尔对比度，从而能够评估每种技术的磁光空间分辨率。从克尔图像中提取的线剖面表明，近场空间分辨率相较于聚焦克尔图像有所提升。此外，尽管 AFM 尖端内部反射可能导致探针光损失，但近场极向克尔信号（~1 mdeg）仍超过聚焦克尔信号的一半。我们通过探索针尖 - 样品间距的影响确认了近场操作，并确定对于直径为 400 nm 的亚波长孔径，其空间分辨率约为 550 nm。近场 TRSKM 的空间分辨率与孔径的有限元建模结果吻合良好...