用于磁光克尔测量的模式切换设备及磁光克尔测量设备

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，特别涉及一种用于磁光克尔测量的模式切换设备及磁光克尔测量设备。

背景技术

磁光克尔设备基于磁光克尔效应设计，主要用于样品表面磁畴的测量。现有的磁光克尔设备仅能测量单个方向磁场（垂直方向或面内方向）的磁滞回线和磁畴，垂直方向磁场和面内方向磁场的切换需通过搬运电磁铁组件实现，样品测试的人力时间成本高，存在安全隐患；且受限于上述测量方式，现有的磁光克尔设备仅适于安装较小的电磁铁组件，无法实现大磁场电磁铁设置，致使样品端操作空间狭小。此外，电磁铁搬运前后存在样品台与磁极间相对位置的不一致性问题，导致测试结果不重复，降低测量精度，增加切换调试复杂度。因此，需提供一种改进的磁光克尔测量方案，以解决上述现存问题中的至少其一。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少其一，本发明提供了一种用于磁光克尔测量的模式切换设备及磁光克尔测量设备，能够高效切换磁光克尔测量的磁场方向。

一方面，本发明提供了一种用于磁光克尔测量的模式切换设备，包括：

光学面板，用于承载至少两套电磁铁组件，设有至少两个电磁铁安装位，所述至少两个电磁铁安装位沿X轴方向分布设置于所述光学面板的板体上；

龙门架组件，设置于所述光学面板上，用于承载切换机构和显微装置承载组件；

切换机构，包括X轴切换机构和Z轴切换机构，所述X轴切换机构与所述龙门架组件固定连接，所述X轴切换机构与所述Z轴切换机构连接；

显微装置承载组件，用于承载磁光克尔显微装置，与所述Z轴切换机构连接；

所述X轴切换机构用于使所述Z轴切换机构和所述显微装置承载组件相对于所述龙门架组件沿X轴方向协同运动，以使所述磁光克尔显微装置能够运动至所述至少两套电磁铁组件中其一的上方；

所述Z轴切换机构用于使所述显微装置承载组件沿Z轴方向运动以远离或靠近所述光学面板的板面。

一种可能的实施方式中，所述X轴切换机构包括X轴固定组件和X轴切换组件；

所述X轴固定组件与所述龙门架组件固定连接，所述X轴固定组件用于承载所述X轴切换组件、所述Z轴切换机构和所述显微装置承载组件；

所述X轴切换组件与所述X轴固定组件滑动连接，所述X轴切换组件与所述Z轴切换机构固定连接；在外力作用下，所述X轴切换组件能够带动所述Z轴切换机构相对于所述X轴固定组件沿X轴方向运动。

一种可能的实施方式中，所述X轴固定组件包括连接盖体，所述连接盖体与所述龙门架组件固定连接；

所述X轴切换组件包括滑板和X轴滑动组件，所述滑板与所述Z轴切换机构固定连接；所述滑板和所述连接盖体通过所述X轴滑动组件沿X轴滑动连接。

一种可能的实施方式中，所述连接盖体设有间隙结构，所述滑板穿过所述间隙结构后，与所述Z轴切换机构固定连接。

一种可能的实施方式中，所述X轴切换机构包括X轴限位件，所述X轴限位件设置于所述X轴固定组件的X轴方向上的两端侧中的至少一侧；

所述X轴限位件能够限制所述X轴切换组件在X轴方向上的滑动行程；在外力作用下，所述X轴限位件与所述X轴固定组件间的相对位置可调，以使所述X轴切换组件在X轴方向上的滑动行程大小可调。

一种可能的实施方式中，所述X轴切换机构还包括磁吸定位组件，所述磁吸定位组件包括匹配设置的定位磁体和定位磁吸配合件；

所述定位磁体和定位磁吸配合件中二者择一地与所述X轴固定组件的X轴方向上的端侧固定连接，另一与所述X轴切换组件的X轴方向上的端侧固定连接，所述X轴切换组件沿X轴方向运动至滑动行程终点时，所述定位磁体和定位磁吸配合件相吸贴合。

一种可能的实施方式中，所述Z轴切换机构包括转接件和设置于所述转接件上的Z轴滑动组件，所述转接件与所述X轴切换机构固定连接，所述Z轴滑动组件与所述显微装置承载组件连接；

所述X轴切换机构能够带动所述转接件沿X轴方向运动，以携带所述Z轴滑动组件和所述显微装置承载组件协同运动；通过所述Z轴滑动组件，所述显微装置承载组件能够相对于所述转接件沿Z轴方向上下滑动。

一种可能的实施方式中，所述转接件的上端和下端设置有Z轴挡位件，用于限制所述Z轴滑动组件在Z轴方向上的滑动行程。

一种可能的实施方式中，所述Z轴切换机构还包括Z轴驱动装置，所述Z轴驱动装置与所述显微装置承载组件传动连接；

所述Z轴驱动装置用于提供所述显微装置承载组件协同所述磁光克尔显微装置沿Z轴方向上下滑动的驱动力。

一种可能的实施方式中，所述Z轴切换机构还包括吊装盖板、滑轮机构和配重组件；

所述吊装盖板设置于所述龙门架组件的上方，所述吊装盖板与所述转接件连接；

所述滑轮机构与所述吊装盖板固定连接，通过所述滑轮机构，所述配重组件与所述显微装置承载组件传动连接；

所述配重组件吊装于所述吊装盖板上，与所述显微装置承载组件相对设置于所述龙门架组件的两侧，所述配重组件用于为所述显微装置承载组件的运动提供配重平衡力。

一种可能的实施方式中，所述配重组件包括导向轴和配重主体，所述导向轴的上端与所述吊装盖板固定连接，所述配重主体与所述导向轴沿Z轴滑动连接，所述配重主体与所述显微装置承载组件通过所述滑轮机构传动连接；在外力作用下，通过所述滑轮机构传动，所述配重主体能够随所述显微装置承载组件的上升沿所述导向轴向下滑动，或所述配重主体能够随所述显微装置承载组件的下降沿所述导向轴向上滑动。

一种可能的实施方式中，所述导向轴的下端设有止位件，所述止位件用于限制所述配重主体在所述导向轴上的滑动行程。

一种可能的实施方式中，所述Z轴切换机构还包括重力补偿组件，用于为所述配重主体提供重力补偿拉力，所述重力补偿拉力用于补偿所述配重主体与携带有所述磁光克尔显微装置的显微装置承载组件间的重力差。

一种可能的实施方式中，所述重力补偿组件包括磁性件、磁性配合件和补偿连接件；

所述磁性配合件和所述磁性件中二者择一地与所述配重主体固定连接，另一与所述补偿连接件固定连接，所述补偿连接件与所述吊装盖板相对固定设置；

所述磁性件和所述磁性配合件间相互吸引形成所述重力补偿拉力。

一种可能的实施方式中，所述滑轮机构包括滑轮组、滑轮组固定组件和缆绳；

所述滑轮组固定组件与所述吊装盖板固定连接，所述滑轮组固定设置于所述滑轮组固定组件上；

所述缆绳的一端与所述显微装置承载组件固定连接，所述缆绳的另一端穿过所述滑轮组后与所述配重主体固定连接。

一种可能的实施方式中，所述显微装置承载组件包括显微装置连接板和与显微装置连接板连接的微调升降组件，所述显微装置连接板用于承载所述磁光克尔显微装置，所述微调升降组件与所述Z轴切换机构连接；

所述Z轴切换机构能够使所述微调升降组件沿Z轴方向运动，以携带所述显微装置连接板和所述磁光克尔显微装置沿Z轴方向协同运动；所述微调升降组件用于使所述显微装置连接板携带所述磁光克尔显微装置相对于所述Z轴切换机构沿Z轴方向运动。

一种可能的实施方式中，所述微调升降组件包括升降台、微调升降控制器和微调连接组件；

所述升降台置于所述显微装置连接板的下方；所述微调连接组件用于承载所述升降台，设置于所述Z轴滑动组件和所述显微装置连接板之间，分别与所述Z轴滑动组件和所述显微装置连接板连接；

所述Z轴滑动组件能够带动所述微调连接组件沿Z轴方向运动，以携带所述显微装置连接板和所述升降台沿Z轴方向协同运动；

所述微调升降控制器用于控制所述升降台升降，以使所述显微装置连接板相对于所述Z轴切换机构沿Z轴方向上下滑动。

一种可能的实施方式中，所述X轴切换机构和所述Z轴切换机构中的至少其一包括缓冲器；

所述X轴切换机构的缓冲器用于缓冲所述Z轴切换机构相对于所述龙门架组件沿X轴方向运动至行程终点的冲击力；

所述Z轴切换机构的缓冲器用于缓冲所述显微装置承载组件相对于所述龙门架组件沿Z轴方向运动至行程终点的冲击力。

一种可能的实施方式中，所述龙门架组件包括龙门架主体；

所述龙门架主体的底部设置条状安装孔，所述条状安装孔的长度方向沿Y轴设置，所述龙门架主体与所述光学面板通过所述条状安装孔和与所述条状安装孔匹配的安装件固定连接；

通过调节所述安装件与所述条状安装孔的相对位置，能够调整所述龙门架主体在所述光学面板的Y轴方向上的位置。

一种可能的实施方式中，所述龙门架组件包括拖链，用于容置所述磁光克尔显微装置的线束；

所述拖链的第一端与所述X轴切换机构固定连接，所述拖链的第二端与所述Z轴切换机构固定连接，所述拖链的第二端能够随所述Z轴切换机构沿X轴方向运动。

另一方面，本发明提供一种磁光克尔测量设备，包括磁光克尔显微装置、至少两套电磁铁组件和如上述的用于磁光克尔测量的模式切换设备。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明的用于磁光克尔测量的模式切换设备包括光学面板、龙门架组件、切换机构和显微装置承载组件；光学面板用于承载至少两套电磁铁组件，设有至少两个电磁铁安装位，至少两个电磁铁安装位沿X轴方向分布设置于光学面板的板体上，使电磁铁组件固定安装在光学面板上，以实现至少两个方向的磁场布置及相关测试；龙门架组件设置于光学面板上，用于承载切换机构和显微装置承载组件，以及承载设置于显微装置承载组件上的磁光克尔显微装置，为切换机构对显微装置承载组件及其上的磁光克尔显微装置的多向位置调节实现稳定支撑；切换机构包括X轴切换机构和Z轴切换机构，X轴切换机构与龙门架组件固定连接，X轴切换机构与Z轴切换机构连接；Z轴切换机构通过X轴切换机构连接于龙门架组件上；显微装置承载组件用于承载磁光克尔显微装置，与Z轴切换机构连接；X轴切换机构用于使Z轴切换机构和显微装置承载组件相对于龙门架组件沿X轴方向协同运动，以使磁光克尔显微装置能够运动至至少两套电磁铁组件中其一的上方，以便于实现相应磁场方向的显微观测；Z轴切换机构用于使显微装置承载组件沿Z轴方向运动以远离或靠近光学面板的板面，以实现磁光克尔显微装置的Z向位置调节和对准。基于上述模式切换设备，能够高效调节磁光克尔显微装置相对于光学面板的X轴方向和Z轴方向的位置，以实现上下左右移动，进而在不同电磁铁组件间快速切换，无需调整电磁铁方向，降低电磁方向切换成本和操作复杂度；在电磁铁组件位置不变的情况下，实现至少两个方向磁场（垂直方向和至少一个面内方向）的磁滞回线和磁畴的测量模式的快速切换，能够适用于大线圈电磁铁设置，以提供更大的磁场和样品操作空间，同时避免电磁铁搬运前后导致的样品台与磁极间相对位置差异问题，提升多磁场方向的测量准确性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的另一结构示意图；

图3为图2的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的另一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的正视图；

图6为图5的局部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的背视图；

图8为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的侧视图；

图9为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的另一背视图；

图10为图9的局部结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的另一背视图；

图12为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的另一背视图；

图13为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的另一侧视图；

图14为本发明实施例提供的一种X轴切换机构的结构示意图；

图15为本发明实施例提供的一种X轴切换机构的剖视图；

图16为本发明实施例提供的一种X轴切换机构的另一剖视图；

图17为本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备的侧剖图；

其中，图中附图标记对应为：

10-模式切换设备，100-光学面板，110-电磁铁安装位，200-龙门架组件，220-龙门架板体，221-主板，222-面板，230-支撑架组件，231-侧支撑架，232-中间支撑架，233-中间支撑底座，240-拖链，241-第一端，242-第二端，300-X轴切换机构，310-X轴固定组件，311-连接盖体，312-间隙结构，320-X轴切换组件，321-滑板，322-X轴滑动组件，3221-X轴滑轨，3222-X轴滑块，323-X轴限位件，324-安装板，325-定位磁体，326-定位磁吸配合件，400-Z轴切换机构，410-转接件，420-Z轴滑动组件，421-Z轴滑轨，422-Z轴滑块，430-Z轴挡位件，440-吊装盖板，450-滑轮机构，451-滑轮组，452-滑轮组固定组件，4521-滑杆，4522-侧板，453-缆绳，460-配重组件，461-导向轴，462-配重主体，463-轴承，464-止位件，470-重力补偿组件，471-磁性件，472-磁性配合件，473-补偿连接件，500-显微装置承载组件，510-显微装置连接板，520-连接台，530-微调升降组件，531-升降台，532-微调升降控制器，533-承载台，534-微调滑动组件，5341-微调滑轨，5342-微调滑块，535-垫板，600-缓冲器，700-壳体，20-电磁铁组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

相关技术中，常规的磁光克尔测量设备工作过程中，垂直方向磁场和面内方向磁场的切换需通过搬运电磁铁组件实现，在完成垂直磁场方向测试后，需拆卸样品台，将电磁铁组件从垂直方向切换至面内（如X轴）方向后，重新装配样品台，然后进行面内X轴方向磁场测试，测试完成后再拆卸样品台并切换回垂直方向，进而装配样品台后进行第二次垂直方向磁场测试，如此反复。采用该方式，由于电磁铁组件搬运前后位置无法保持一致，即会产生搬运前后用于放置样品的样品台与电磁铁组件的磁极间相对位置的不一致问题，导致测试结果不重复，降低了测量精度，而且也增加了切换调试复杂度。

鉴于此，为解决上述现存问题的至少之一，以下结合附图1-17介绍本发明实施例提供的一种用于磁光克尔测量的模式切换设备10，包括光学面板100、龙门架组件200、切换机构和显微装置承载组件500；光学面板100用于承载至少两套电磁铁组件20，设有至少两个电磁铁安装位110，至少两个电磁铁安装位110沿X轴方向分布设置于光学面板100的板体上，电磁铁安装位110用于安装电磁铁组件20，电磁铁安装位110与电磁铁组件20一一对应设置，实现电磁铁组件20在光学面板100上的固定安装；其中，X轴方向为光学面板100的面内方向。具体地，至少两套电磁组件用于形成至少两个方向的磁场，包括垂直磁场方向和至少一个面内磁场方向，如面内X轴方向磁场，以实现至少两个方向的磁场切换及相关测试。可以理解地，存在n套电磁铁组件20，光学面板100上设置n个电磁铁安装位110，其中，n为正整数，若n=2，可以设置垂直方向和面内方向的两套电磁铁组件20，以实现垂直方向和面内方向的磁场切换，若n≥3，可以设置两种或两种以上面内方向的电磁铁组件20，以实现多种面内方向的磁场切换。

结合图1，龙门架组件200设置于光学面板100上，用于承载切换机构和显微装置承载组件500，以及承载设置于显微装置承载组件500上的磁光克尔显微装置，为切换机构对显微装置承载组件500及其上的磁光克尔显微装置的多向位置调节实现稳定支撑。

切换机构包括X轴切换机构300和Z轴切换机构400，X轴切换机构300与龙门架组件200固定连接，X轴切换机构300与Z轴切换机构400连接；Z轴切换机构400通过X轴切换机构300连接于龙门架组件200上。显微装置承载组件500用于承载磁光克尔显微装置，与Z轴切换机构400连接。X轴切换机构300用于使Z轴切换机构400和显微装置承载组件500相对于龙门架组件200沿X轴方向协同运动，以使磁光克尔显微装置能够运动至至少两套电磁铁组件20中其一的上方，以便于实现相应磁场方向的显微观测；Z轴切换机构400用于使显微装置承载组件500沿Z轴方向运动以远离或靠近光学面板100的板面，以实现磁光克尔显微装置的Z向位置调节和对准。其中，Z轴方向与X轴方向垂直，Z轴方向为光学面板100板面的垂直方向。

本申请实施例中，通过设置至少两个沿X轴方向布置的电磁铁安装位110，固定设置多套电磁铁组件20，协同设置X轴切换机构300和Z轴切换机构400，实现磁光克尔显微装置相对于光学面板100的X轴方向和Z轴方向的位置调节，以实现上下左右位置调整，进而在不同电磁铁组件20间快速切换，无需调整电磁铁方向，降低电磁方向切换成本和操作复杂度，在电磁铁组件20位置不变的情况下，实现至少两个方向磁场（垂直方向和至少一个面内方向）的磁滞回线和磁畴的测量模式的快速切换，能够适用于大线圈电磁铁设置，以提供更大的磁场和样品操作空间，同时避免电磁铁搬运前后导致的样品台与磁极间的相对位置差异问题，提升多磁场方向的测量准确性和效率。

基于上述全部或部分实施方式，一些实施例中，结合图1、2和9，龙门架组件200包括龙门架主体；龙门架主体的底部设置条状安装孔，优选为腰型孔，条状安装孔的长度方向沿Y轴设置，龙门架主体与光学面板100通过条状安装孔和与条状安装孔匹配的安装件固定连接；通过调节安装件与条状安装孔的相对位置，能够调整龙门架主体在光学面板100的Y轴方向上的位置。其中，Y轴方向为光学面板100的面内方向。通过条状安装孔实现龙门架主体在光学面板100上Y轴方向的位置调整，进而实现磁光克尔显微装置的面内Y轴方向切换。

一些实施例中，龙门架组件200还包括拖链240，优选为半封闭式拖链240，用于容置磁光克尔显微装置的线束，以集中归置、牵引和保护线束；结合图2，拖链240的第一端241与X轴切换机构300固定连接，拖链240的第二端242与Z轴切换机构400固定连接，拖链240的第二端242能够随Z轴切换机构400沿X轴方向运动。具体地，拖链240的第二端242可以通过拖链固定件与Z轴切换机构400固定连接。在Z轴切换机构400携带显微装置承载组件500沿X轴方向的运动过程中，拖链240的第一端241固定，第二端242随Z轴切换机构400运动，线束在拖链240的牵引和保护下随之运动。

一些实施例中，结合图1、2和9，龙门架主体包括固定连接的龙门架板体220和支撑架组件230，支撑架组件230与光学面板100固定连接，条状安装孔设置于支撑架组件230的底部。具体地，龙门架板体220可以包括主板221，用于固定安装X轴切换机构300。龙门架板体220还可以包括面板222，面板222与主板221固定连接，用于设置线路接口，如BNC接口、USB接口、type C接口等，以提供信号传输、线路连接等功能。具体地，支撑架组件230可以包括侧支撑架231、中间支撑架232、中间支撑底座233，中间支撑架232和中间支撑底座233固定连接，侧支撑架231、中间支撑底座233分别与光学面板100固定连接，中间支撑底座233用于支撑龙门架板体220，龙门架板体220的两端设置侧支撑架231，实现板体固定。中间支撑架232和中间支撑底座233的设置，能够进一步提升板体固定稳定性，从而提升设备使用过程中的安全性。

基于上述全部或部分实施方式，一些实施例中，结合图2和3，X轴切换机构300包括X轴固定组件310和X轴切换组件320；X轴固定组件310与龙门架组件200固定连接，X轴切换组件320与X轴固定组件310滑动连接，X轴切换组件320与Z轴切换机构400固定连接，X轴固定组件310用于承载X轴切换组件320、Z轴切换机构400和显微装置承载组件500；在外力作用下，X轴切换组件320能够带动Z轴切换机构400相对于X轴固定组件310沿X轴方向运动，以协同显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置在面内X轴方向移动。通过X轴固定组件310实现Z轴切换机构400在龙门架组件200上的固定连接，通过X轴切换组件320实现Z轴切换机构400的X向移动，能够分模块加工、安装及组件更换，实现X向位置切换的同时提升Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置的稳定性。

一些实施例中，结合图5和14-17，X轴固定组件310包括连接盖体311，X轴切换组件320包括滑板321和X轴滑动组件322；连接盖体311与龙门架组件200固定连接，优选连接于龙门架板体220上，滑板321与Z轴切换机构400固定连接；连接盖体311和滑板321通过X轴滑动组件322沿X轴滑动连接。具体地，X轴滑动组件322可以包括X轴滑轨3221和X轴滑块3222，X轴滑轨3221和X轴滑块3222二者择一地固定设置于连接盖体311上，另一固定设置于滑板321上，以实现滑板321相对于连接盖体311的滑动，通过滑板321带动Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置滑动。优选地，滑板321嵌设于连接盖体311上，滑板321的上端和下端暴露于连接盖体311外部，以便于与Z轴切换机构400固定连接。连接盖体311设有间隙结构312，滑板321穿过间隙结构312后，与Z轴切换机构400固定连接。具体地，滑板321的上端和下端凸出于连接盖体311设置，连接盖体311的上端和下端分别设置间隙结构312，以便于滑板321的上端和下端穿出连接盖体311后与Z轴切换机构400固定连接。

一些实施例中，结合图15，X轴切换机构300还包括X轴限位件323，X轴限位件323设置于X轴固定组件310的X轴方向上的两端侧中的至少一侧；优选地，X轴固定组件310的X轴方向上的两端侧均设置X轴限位件323。

具体地，X轴限位件323能够限制X轴切换组件320在X轴方向上的滑动行程；在外力作用下，X轴限位件323与X轴固定组件310间的相对位置可调，以使X轴切换组件320在X轴方向上的滑动行程大小可调。优选地，X轴切换组件320移动至X轴方向上滑动行程的两行程终点时，磁光克尔显微装置与电磁铁安装位110内的电磁铁组件20对准。如此，通过在X轴方向上设置位置可调的X轴限位件323，在对X轴切换组件320进行滑动限位的同时，实现滑动行程的大小调节，进而实现磁光克尔显微装置的投射光路与电磁铁组件20的通光孔间的对准精调。

具体地，X轴限位件323可以设置于连接盖体311的X轴方向上的左端侧和/或右端侧，用于限制滑板321沿X轴方向的滑动行程。滑板321的左端侧与设置于连接盖体311的左端侧的X轴限位件323相对设置，滑板321的右端侧与设置于连接盖体311的右端侧的X轴限位件323相对设置，滑板321能够沿X轴方向滑动至X轴限位件323，以达到滑动行程终点。

一个实施例中，X轴限位件323可以为限位螺丝，连接盖体311的X轴方向上的端侧设置安装板324，两侧的安装板324间形成滑动空间，安装板324上设有螺孔，限位螺丝穿过螺孔后伸入滑动空间中。通过调节限位螺丝相对螺孔的位置，实现滑板321在滑动空间内的滑动行程调节，若磁光克尔显微装置的投射光路在X轴方向上偏移了电磁铁组件20的通光孔，可通过调节限位螺丝的水平位置，实现滑板321滑至左端或右端的定位调节，从而实现磁光克尔显微装置在左侧和/或右侧的定位。优选地，定位调节后可以通过螺母紧固限位螺丝，以固定限位螺丝的位置。

一些实施例中，结合图16，X轴切换机构300还包括磁吸定位组件，磁吸定位组件包括匹配设置的定位磁体325和定位磁吸配合件326；定位磁体325和定位磁吸配合件326中二者择一地与X轴固定组件310的X轴方向上的端侧固定连接，另一与X轴切换组件320的X轴方向上的端侧固定连接，X轴切换组件320沿X轴方向运动至滑动行程终点时，定位磁体325和定位磁吸配合件326相吸贴合。通过磁吸定位组件进一步实现磁光克尔显微装置的精确定位，同时确保测量过程中磁光克尔显微装置的稳定性，避免装置晃动。

一个实施例中，定位磁体325和定位磁吸配合件326中二者择一地设置于安装板324上，另一设置于滑板321的X轴方向上的端侧，滑板321沿X轴方向运动至滑动行程终点时，定位磁体325和定位磁吸配合件326相吸贴合。

一些实施例中，磁吸定位组件与X轴限位件323匹配设置，具体地，定位磁体325和定位磁吸配合件326中的其一与X轴限位件323固定连接，以实现与X轴固定组件310的固定连接，定位X轴固定组件310沿X轴方向的滑动行程终点，定位磁体325和定位磁吸配合件326中的另一与X轴切换组件320固定连接，具体地，定位磁体325和定位磁吸配合件326中的另一与滑板321固定连接；通过调节X轴限位件323与X轴固定组件310间的相对位置，以调节X轴限位件323上的定位磁体325或定位磁吸配合件326的水平位置，滑板321沿X轴方向运动至滑动行程终点时，定位磁体325和定位磁吸配合件326相吸贴合。

可以理解地，光学面板100上可以沿X轴分布设置三个或三个以上的电磁铁安装位110，至少一个电磁铁安装位110位于X轴固定组件310的中部，相应地，X轴切换机构300还可以包括中部定位结构（未图示），包括定位凹槽和定位凸起，定位凹槽和定位凸起中二者择一地设置于连接盖体311上，另一设置于X轴切换组件320上，定位凹槽与定位凸起能够配合以限制X轴切换组件320和X轴固定组件310间的相对运动。定位凹槽沿X轴方向上设置导向槽底，定位凸起沿X轴方向设置导向面，导向面与导向槽底匹配，外力作用下，通过导向面与导向槽底的导向作用，定位凸起能够脱出定位凹槽。优选地，单个电磁铁安装位110对应设置多个沿X轴方向相邻布置的多个定位凹槽，以针对同一电磁铁组件20实现磁光克尔显微装置在X轴方向上的位置精调。

基于上述全部或部分实施方式，一些实施例中，结合图1-6，Z轴切换机构400包括转接件410和设置于转接件410上的Z轴滑动组件420，Z轴滑动组件420与显微装置承载组件500连接；转接件410与X轴切换机构300固定连接，X轴切换机构300能够带动转接件410沿X轴方向运动，以携带Z轴滑动组件420和显微装置承载组件500协同运动，进而实现磁光克尔显微装置的X轴运动；通过Z轴滑动组件420，显微装置承载组件500能够相对于转接件410沿Z轴方向上下滑动，进而实现磁光克尔显微装置相对于光学面板100的上下移动，以靠近或远离光学面板100。具体地，转接件410可以与X轴切换组件320固定连接，优选为与滑板321固定连接，滑板321带动转接件410运动。可选地，转接件410为转接板。

一些实施例中，结合图3，Z轴滑动组件420包括Z轴滑轨421和Z轴滑块422，Z轴滑轨421和Z轴滑块422滑动连接，Z轴滑轨421和Z轴滑块422中二者择一地与转接件410固定连接，另一与显微装置承载组件500固定连接，通过Z轴滑轨421和Z轴滑块422实现显微装置承载组件500相对于转接件410的Z轴方向运动。

一些实施例中，转接件410的上端和下端还设置有Z轴挡位件430，用于限制Z轴滑动组件420在Z轴方向上的滑动行程，具体用于限制Z轴滑块422或Z轴滑轨421沿Z轴的运动行程，避免Z轴滑块422脱出Z轴滑轨421。

一种可能的实现方式中，Z轴切换机构400还包括Z轴驱动装置（未图示），Z轴驱动装置与显微装置承载组件500传动连接；Z轴驱动装置用于提供显微装置承载组件500协同磁光克尔显微装置沿Z轴方向上下滑动的驱动力。如此，通过Z轴驱动装置实现显微装置Z轴方向的自动位置调节，行程精准可控，提升Z向调节精度。

具体地，Z轴驱动装置可以包括驱动电机和传动机构，驱动电机与传动机构传动连接，传动机构与显微装置承载组件500传动连接，驱动电机驱动传动机构运动，以使显微装置承载组件500通过Z轴滑动组件420沿Z轴方向运动，实现磁光克尔显微装置的Z向位置调节。

另一种可能的实现方式中，结合图7-12，Z轴切换机构400包括吊装盖板440、滑轮机构450和配重组件460；吊装盖板440设置于龙门架组件200的上方，吊装盖板440与转接件410连接；滑轮机构450与吊装盖板440固定连接，通过滑轮机构450，配重组件460与显微装置承载组件500传动连接；配重组件460吊装于吊装盖板440上，与显微装置承载组件500相对设置于龙门架组件200的两侧，配重组件460用于为显微装置承载组件500的运动提供配重平衡力。通过设置配重组件460和滑轮机构450以平衡显微装置承载组件500沿X轴方向滑动和Z轴方向滑动时的单边受力，确保顺畅滑动，有利于Z向和X向的位置调节，提升了设备整体的固定稳定性，还能够节省人力，降低操作成本。并且，通过纯机械结构实现磁光克尔显微装置的Z轴方向位置调节，降低设备整体的控制复杂度。

具体地，结合图7和图8，吊装盖板440集成安装滑轮机构450、转接件410和配重组件460，外力作用下，吊装盖板440、滑轮机构450、配重组件460、转接件410、以及转接件410上的Z轴滑动组件420和显微装置承载组件500能够整体沿X轴方向运动。即配重主体462与龙门架主体相邻设置，并能够相对于龙门架主体上下左右移动。

优选地，吊装盖板440、滑轮机构450和配重组件460均与龙门架组件200间不存在直接受力点。优选地，吊装盖板440、滑轮机构450和配重组件460均与X轴切换机构300间不存在直接受力点。吊装盖板440、滑轮机构450、配重组件460通过转接件410承载于X轴切换机构300上，进而通过X轴切换机构300承载于龙门架组件200上。转接件410上的Z轴滑动组件420承载显微装置承载组件500，显微装置承载组件500与配重组件460相对设置于龙门架组件200的两侧，吊装盖板440设置于转接件410和配重组件460的顶端，吊装盖板440的Y轴方向上的两端分别与转接件410和配重组件460固定连接，通过滑轮机构450，配重组件460向显微装置承载组件500施加与重力方向相反的拉力，以减小Z轴切换机构400和X轴切换机构300的承重。

一些实施例中，结合图8和9，配重组件460包括导向轴461和配重主体462，导向轴461的上端与吊装盖板440固定连接，配重主体462与导向轴461沿Z轴滑动连接，以实现配重主体462的限位，通过导向轴461为配重主体462提供沿Z轴运动的导向功能，同时导向轴461用于固定配重主体462与吊装盖板440在X轴方向上的相对位置。具体地，配重组件460还可以包括轴承463，优选为直线轴承463，与配重主体462固定连接，与导向轴461滑动连接。具体地，吊装盖板440还用于对配重主体462沿Z轴的向上运动进行限位。

具体地，结合图9和10，配重主体462与显微装置承载组件500通过滑轮机构450传动连接；在外力作用下，通过滑轮机构450传动，配重主体462能够随显微装置承载组件500的上升沿导向轴461向下滑动，或配重主体462能够随显微装置承载组件500的下降沿导向轴461向上滑动；导向轴461的下端设有止位件464，止位件464用于限制配重主体462在导向轴461上的滑动行程。通过止位件464对配重主体462起到止位作用，防止配重主体462从导向轴461上脱落。通过设置导向轴461和止位件464，实现配重主体462的滑动连接，并确保配重主体462的滑动稳定性和安全性，有利于为显微装置承载组件500及磁光克尔显微装置的Z轴方向运动提供稳定的配重平衡力，进而确保磁光克尔显微装置的运动稳定性。

一些实施例中，滑轮机构450包括滑轮组451、滑轮组固定组件452和缆绳453；滑轮组固定组件452与吊装盖板440固定连接，滑轮组451固定设置于滑轮组固定组件452上；缆绳453的一端与显微装置承载组件500固定连接，缆绳453的另一端穿过滑轮组451后与配重主体462固定连接。通过滑轮组固定组件452将滑轮机构450固定于吊装盖板440上，并通过滑轮组451和缆绳453实现显微装置承载组件500、配重主体462间的传动连接，确保配重平衡，降低显微装置承载组件500携带磁光克尔显示装置沿Z轴方向运动的外驱力需求。

一个实施例中，结合图10，滑轮组固定组件452包括滑杆4521和至少两个侧板4522，滑轮组451包括至少两个滑轮；侧板4522与吊装盖板440固定连接，侧板4522上设有滑杆连接位，相邻两侧板4522间形成滑轮容置空间，滑杆4521两端分别固定连接于相邻侧板4522的滑杆连接位上，滑轮套设在滑杆4521上，能够在滑杆4521上滚动。吊装盖板440能够遮挡滑轮的顶端，避免异物混入，侧板4522遮挡滑轮的同时固定滑杆4521，以通过滑杆4521承载滑轮组451及缆绳453上连接的各组件。

一个实施例中，配重主体462和显微装置承载组件500分别设置缆绳固定孔，缆绳453的两端分别通过紧固件固定连接于缆绳固定孔中。显微装置承载组件500的缆绳固定孔可以固定于显微装置承载组件500中连接台520的靠近转接件410的侧壁上。

一些实施例中，参考图12，Z轴切换机构400还包括重力补偿组件470，用于为配重主体462提供重力补偿拉力，重力补偿拉力用于补偿配重主体462与携带有磁光克尔显微装置的显微装置承载组件500间的重力差。具体地，重力补偿拉力与重力方向相反，用于协同配重主体462的重力形成为显微装置承载组件500及其上的磁光克尔显微装置提供的配重平衡力。如此，通过重力补偿组件470施加的重力补偿拉力，弥补龙门架主体两侧的重量差，节省Z轴切换机构400对显微装置承载组件500及磁光克尔显微装置Z轴切换所需的外驱力，提高切换效率。

一些实施例中，重力补偿组件470设置于配重主体462一侧。一个实施例中，重力补偿组件470可以包括磁性件471、磁性配合件472和补偿连接件473；磁性配合件472和磁性件471中二者择一地与配重主体462固定连接，另一与补偿连接件473固定连接，补偿连接件473与吊装盖板440相对固定设置；磁性件471和磁性配合件472间相互吸引形成重力补偿拉力。如此，通过磁性件471和磁性配合件472相吸平衡配重，弥补龙门架组件200两侧的重力差，便于重力补偿力的精准控制。一个实施例中，补偿连接件473与吊装盖板440固定连接；可选地，磁性配合件472固定在配重主体462上，磁性件471固定连接在补偿连接件473上，补偿连接件473设置于吊装盖板440和磁性件471之间。可选地，磁性配合件472为吸块。

一些实施例中，磁性件471可以为电磁性底座，通过调整电磁场大小，能够灵活调整磁性件471与磁性配合件472间的吸力大小，进而适配于不同型号的磁光克尔显微装置，并降低模式切换设备10中各组件的重量公差要求，提升模式切换设备10的适配灵活性和降低加工成本。

基于上述部分或全部实施方式，一些实施例中，参考图5、6、8和图13，显微装置承载组件500包括显微装置连接板510，显微装置连接板510用于承载磁光克尔显微装置。显微装置连接板510与Z轴切换机构400的转接件410通过Z轴滑动组件420滑动连接。具体地，Z轴滑动组件420的Z轴滑块422和Z轴滑轨421中二者择一地与显微装置连接板510固定连接，另一与转接件410固定连接。具体地，显微装置连接板510可以为L型板，以便于稳定承载磁光克尔显微装置。

一些实施例中，显微装置承载组件500还可以包括连接台520，连接台520设置于显微装置连接板510与Z轴滑动组件420之间，显微装置连接板510通过连接台520与Z轴滑动组件420固定连接，以通过连接台520加固显微装置连接板510与Z轴滑动组件420间的连接稳定性，且便于根据不同磁光克尔显微装置需求配置不同规格的显微装置连接板510，实现模式切换设备10针对不同磁光克尔显微装置的灵活适配。

基于上述部分或全部实施方式，另一些实施例中，参考图3-6和8，显微装置承载组件500包括显微装置连接板510和与显微装置连接板510连接的微调升降组件530，显微装置连接板510用于承载磁光克尔显微装置，微调升降组件530与Z轴切换机构400连接。Z轴切换机构400能够使微调升降组件530沿Z轴方向运动，以携带显微装置连接板510和磁光克尔显微装置沿Z轴方向协同运动；微调升降组件530用于使显微装置连接板510携带磁光克尔显微装置相对于Z轴切换机构400沿Z轴方向运动。如此，通过设置微调升降组件530实现磁光克尔显示装置的Z向位置微调节，能够适用于显微装置聚焦的高度微调场景，使磁光克尔显微装置的镜头精准进入电磁铁组件20的通光孔中。

一些实施例中，参考图3和8，微调升降组件530包括升降台531、微调升降控制器532和微调连接组件。微调连接组件用于承载微调升降控制器532和升降台531，微调连接组件可以连接于显微装置连接板510与Z轴切换机构400之间，以使显微装置连接板510协同磁光克尔显微装置能够相对于Z轴切换机构400整体沿Z轴方向上下滑动。具体地，微调升降组件530设置于Z轴滑动组件420和显微装置连接板510之间，分别与Z轴滑动组件420和显微装置连接板510连接，Z轴滑动组件420能够带动微调升降组件530沿Z轴方向运动，以携带显微装置连接板510、微调升降控制器532和升降台531沿Z轴方向协同运动，实现显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置的整体Z向位置调节。具体地，升降台531可以为电动升降台531或手动升降台531。

具体地，升降台531置于显微装置连接板510的下方，微调升降控制器532用于控制升降台531升降，以使显微装置连接板510相对于Z轴切换机构400沿Z轴方向上下滑动。如此，通过微调连接组件实现显微装置连接板510与Z轴切换机构400的连接，通过升降台531和微调升降控制器532实现显微装置连接板510的稳定升降，进而实现磁光克尔显微装置自身的Z向精准微调。

一个实施例中，当升降台531上升至最大高度时，Z轴滑块422此时所处的最大高度小于或等于Z轴滑轨421的最大高度，如此，避免Z轴滑块422脱出Z轴滑轨421，从而提高操作安全性。

一个实施例中，微调连接组件包括连接台520和承载台533，连接台520的一侧与Z轴滑动组件420固定连接，另一侧与承载台533固定连接，承载台533用于承载微调升降控制器532以及将升降台531，显微装置连接板510固定设置于升降台531上方，与升降台531传动连接。微调升降控制器532控制升降台531升起或下降，以使升降台531上的显微装置连接板510携带磁光克尔显微装置上升或下降，以相对于Z轴切换机构400上下运动。

具体地，承载台533可以为L型板，显微装置连接板510可以为L型板，显微装置连接板510和承载台533叠层设置，且显微装置连接板510的底板与承载台533的底板间形成升降台容置空间，用于放置升降台531，或放置升降台531与微调升降控制器532。

另一个实施例中，参考图6和8，除连接台520和承载台533，微调连接组件还包括微调滑动组件534，显微装置连接板510通过微调滑动组件534与承载台533滑动连接；微调升降控制器532控制升降台531升起或下降，以使升降台531上的显微装置连接板510携带磁光克尔显微装置在微调滑动组件534的限位下上升或下降；微调滑动组件534的滑动方向沿Z轴方向设置，以限制和稳定显微装置连接板510的位置微调的运动方向，避免磁光克尔显微装置偏移，确保微调精度。

具体地，参考图8，微调滑动组件534可以包括微调滑轨5341和微调滑块5342，微调滑轨5341和微调滑块5342中二者择一地设置于承载台533上，另一设置于显微装置连接板510上，升降台531带动显微装置连接板510升降，进而带动微调滑块5342相对于微调滑轨5341滑动。

具体地，连接台520和/或承载台533的顶端设置微调挡位件，用于对微调滑动组件534限位，避免微调滑块5342滑脱。

具体地，承载台533与微调滑动组件534间还设置垫板535，用于安装微调滑轨5341或微调滑块5342。

基于上述全部或部分实施方式，一些实施例中，参考图8和图16，X轴切换机构300和Z轴切换机构400中的至少其一包括缓冲器600；X轴切换机构300的缓冲器600用于缓冲Z轴切换机构400相对于龙门架组件200沿X轴方向运动至行程终点的冲击力；Z轴切换机构400的缓冲器600用于缓冲显微装置承载组件500相对于龙门架组件200沿Z轴方向运动至行程终点的冲击力。通过设置缓冲器600提升Z轴切换机构400、显微装置承载组件500的停靠稳定性，降低撞击对磁光克尔显微装置的运动伤害，并确保X向、Z向的定位精度。

一些实施例中，X轴切换机构300的缓冲器600可以设置于Z轴切换机构400沿X轴方向运动的行程终点；具体可以设置于X轴固定组件310上，以缓冲X轴切换组件320沿X轴方向滑动至行程终点的冲击力。一个实施例中，X轴切换机构300的缓冲器600可以设置于连接盖体311的沿X轴方向上的两端侧；优选地，X轴切换机构300的缓冲器600与X轴限位件323相邻设置。

一些实施例中，Z轴切换机构400的缓冲器600可以设置于显微装置承载组件500沿Z轴方向运动的行程终点；具体可以至少设置于转接件410上端的Z轴挡位件430上；一个实施例中，可以设置于转接件410上端和下端的Z轴挡位件430上，以实现Z轴方向的运动缓冲。

基于上述全部或部分实施方式，参考图1和图4，用于磁光克尔测量的模式切换设备10还可以包括壳体700，设置于Z轴切换机构400的外侧，以美化外观并保护器件，如对Z轴滑动组件420和滑轮机构450等器件做防护，避免外部杂物渗入，进而避免影响切换操作。

另一方面，本发明提供一种磁光克尔测量设备，包括磁光克尔显微装置、至少两套电磁铁组件20和如上述的用于磁光克尔测量的模式切换设备10。

一些实施例中，磁光克尔显微装置可以包括光源装置、光路机构和显微主体，以构成模块化结构。磁光克尔显微装置通过光路机构固定在显微装置承载组件500上，具体可以固定于显微装置连接板510上。至少两套电磁铁组件20沿X轴方向分布设置于光学面板100上，模式切换设备10能够带动磁光克尔显微装置沿X轴方向分别运动至至少两套电磁铁组件20中的每一电磁铁组件20处，并能够调整磁光克尔显微装置的Z轴方向位置，以使其与电磁铁组件20的目标检测位置对准，以实现样品的不同磁场方向的磁光克尔测量。

综上，本发明提供一种用于磁光克尔测量的模式切换设备10及磁光克尔测量设备，具体地，模式切换设备10的工作过程如下：

S1：磁光克尔测量时，通过Z轴切换机构400将显微装置承载组件500协同磁光克尔显微装置整体沿Z轴方向抬升，以避免磁光克尔显微装置的X轴方向运动过程中与电磁铁组件20发生碰撞；

S2：通过X轴切换机构300使Z轴切换机构400协同显微装置承载组件500、磁光克尔显微装置整体沿X轴方向运动至至少两套电磁铁组件20中目标电磁铁组件20的位置，定位后实现光路对准，以实现面内方向调节；

S3：通过Z轴切换机构400将显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体降低至电磁铁组件20的检测位置，存在微调升降组件530的情况下，通过微调升降组件530调整磁光克尔显微装置自身的Z向位置，实现磁光克尔显微聚焦，在当前电磁铁组件20的磁场方向下进行磁光克尔测量，如当前磁场方向为垂直磁场方向；

S4：若需切换磁场方向进行测量，可以先通过微调升降组件530使磁光克尔显微装置上升，使其镜头从电磁铁组件20的通光孔中脱出；通过Z轴切换机构400整体抬升显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置至安全位置，然后通过X轴切换机构300使Z轴切换机构400协同显微装置承载组件500、磁光克尔显微装置整体沿X轴方向运动至另一电磁铁组件20上方，定位后实现光路对准；进一步地，将Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体降低，至磁光克尔显微装置整体到达另一电磁铁组件20的检测位置，通过微调升降组件530调整聚焦后，进行另一磁场方向如面内X轴方向的测量；

S5：测量结束后，可以先通过微调升降组件530使磁光克尔显微装置上升，以使其镜头从电磁铁组件20的通光孔中脱出；通过Z轴切换机构400整体抬升显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置至安全位置，然后通过X轴切换机构300整体移动Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置至一定位置，最后整体下降到适当高度。

结合上述技术方案，本发明的用于磁光克尔测量的模式切换设备10实现磁光克尔显微装置相对于光学面板100的X轴方向和Z轴方向的位置调节，以实现上下左右位置调整，进而在不同电磁铁组件20间快速切换，无需调整电磁铁方向，在电磁铁组件20位置不变的情况下，实现至少两个方向磁场（包括垂直方向和至少一个面内方向）的磁滞回线和磁畴的测量模式的快速切换，能够适用于大线圈电磁铁设置，以提供更大的磁场和样品操作空间，同时降低电磁方向切换成本和操作复杂度，提升操作安全性，避免电磁铁搬运导致的位置差异问题，提升多磁场方向的测量准确性和效率。此外，通过龙门架组件200的底部设置简单的条状安装孔，实现龙门架组件200及切换机构在光学面板100的面内Y轴方向的位置调节，便于面内Y轴方向的位置调整，提升模式切换设备10在不同规格磁光克尔显微装置应用中的适配度和安装灵活性。

以下基于上述技术方案介绍本发明的具体实施例。

实施例一

本实施例提供一种用于磁光克尔测量的模式切换设备10，请参考图1-3、5-6和13-17，包括：光学面板100，用于承载两套电磁铁组件20，设有两个电磁铁安装位110，两个电磁铁安装位110沿X轴方向分布设置于光学面板100的板体上；两套电磁组件用于形成两个方向的磁场，其一为垂直方向磁场（Z轴方向），另一为面内方向磁场（优选为面内X轴方向）；龙门架组件200，设置于光学面板100上，用于承载切换机构和显微装置承载组件500；切换机构，包括X轴切换机构300和Z轴切换机构400，X轴切换机构300与龙门架组件200固定连接，X轴切换机构300与Z轴切换机构400连接；显微装置承载组件500，用于承载磁光克尔显微装置，与Z轴切换机构400连接；X轴切换机构300用于使Z轴切换机构400和显微装置承载组件500相对于龙门架组件200沿X轴方向协同运动，以使磁光克尔显微装置能够运动至两套电磁铁组件20中其一的上方；Z轴切换机构400用于使显微装置承载组件500沿Z轴方向运动以远离或靠近光学面板100的板面。

具体地，参考图1和13-17，龙门架组件200设置于光学面板100上，包括龙门架组件200包括龙门架板体220、支撑架组件230和拖链240，龙门架板体220包括面板222和主板221，主板221上固定安装X轴切换机构300，面板222上设置线路接口，如BNC接口、USB接口、type C接口等。支撑架组件230包括侧支撑架231、中间支撑架232、中间支撑底座233，中间支撑架232和中间支撑底座233固定连接，侧支撑架231、中间支撑底座233分别与光学面板100固定连接，中间支撑底座233支撑龙门架板体220，龙门架板体220的两端设置侧支撑架231，实现板体固定。支撑架组件230底部设置腰型孔，长度方向沿Y轴方向设置，龙门架组件200通过腰型孔和安装件与光学面板100固定连接，通过腰型孔与安装件的相对位置调整，能够调整龙门架组件200在光学面板100的面内Y轴方向的位置。拖链240中容置线束，起到线束归置、保护和牵引作用。拖链240的第一端241与X轴切换机构300固定连接，拖链240的第二端242与Z轴切换机构400固定连接，能够随Z轴切换机构400沿X轴方向运动。

具体地，参考图1、5、14和17，X轴切换机构300包括X轴固定组件310、X轴切换组件320和X轴限位件323，X轴固定组件310具体包括连接盖体311和设置于连接盖体311X轴方向两端部的安装板324，X轴切换组件320具体包括滑板321和X轴滑动组件322；连接盖体311与龙门架板体220固定连接，滑板321与连接盖体311通过X轴滑动组件322沿X轴方向滑动连接，X轴滑动组件322包括X轴滑块3222和X轴滑轨3221，X轴滑轨3221可以设置于连接盖体311上，X轴滑块3222设置于滑板321上。滑板321伸入连接盖体311的内腔，滑板321的上端和下端暴露于连接盖体311外部，以便于与Z轴切换机构400连接。连接盖体311的上端和下端分别设置间隙结构312，滑板321暴露于连接盖体311外部的上端和下端从间隙结构312中穿出。参考图15，X轴限位件323固定连接在安装板324上，X轴限位件323可以为限位螺丝，与安装板324螺接，其伸入连接盖体311内腔的长度可调，以实现X轴滑动行程调节，实现Z轴切换机构400的定位，使磁光克尔显微装置定位至行程终端时，投射光路能够与电磁铁组件20的通光孔对准。具体地，X轴滑块3222可以为4个。

参考图16，一种可能的实施方式中，X轴切换机构300还包括磁吸定位组件，包括匹配设置的定位磁体325和定位磁吸配合件326；定位磁体325可以固定连接于安装板324上，优选设置于X轴限位件323朝向Z轴切换机构400的端侧上，定位磁吸配合件326设置于滑板321的X轴方向的端侧，与相匹配的定位磁体325相对设置。Z轴切换机构400在滑板321带动下沿Z轴运动至X轴限位件323附近位置后，定位磁体325和定位磁吸配合件326相吸合，以稳定定位Z轴切换机构400于X轴滑动行程终点。

Z轴切换机构400、显微装置承载组件500、磁光克尔显微装置沿X轴方向协同运动至连接盖体311一侧的行程终点时，该侧的定位磁体325与定位磁吸配合件326相吸合，通过结合位于该侧的X轴限位件323的位置调整，实现磁光克尔显微装置的投射光路与一套电磁铁组件20的通光孔对准，沿X轴方向协同运动至连接盖体311另一侧的行程终点时，另一侧的定位磁体325与定位磁吸配合件326相吸合，通过结合该另一侧的X轴限位件323的位置调整，实现磁光克尔显微装置的投射光路与另一套电磁铁组件20的通光孔对准。

具体地，X轴切换机构300还包括缓冲器600，缓冲器600固定连接在安装板324上，用于缓冲滑板321带动Z轴切换机构400、显微装置承载组件500、磁光克尔显微装置整体沿X轴方向移动至行程终点的冲击力。

进一步地，参考图5、6、13和17，Z轴切换机构400包括转接件410和设置于转接件410上的Z轴滑动组件420，转接件410与滑板321固定连接，Z轴滑动组件420包括Z轴滑块422和Z轴滑轨421，Z轴滑轨421和Z轴滑块422滑动连接，Z轴滑轨421与转接件410固定连接，Z轴滑块422与显微装置承载组件500固定连接，Z轴滑块422相对于Z轴滑轨421滑动，实现显微装置承载组件500相对于转接件410的Z轴方向运动。转接件410的上端和下端设置有Z轴挡位件430，用于限制Z轴滑块422或Z轴滑轨421沿Z轴的运动行程。结合图13，转接件410的上端和下端设置Z轴挡位件430，用于限制Z轴滑块422的滑动，避免滑脱。具体地，Z轴滑块422可以为4个。

具体地，Z轴切换机构400还包括用于缓冲Z向运动冲击的缓冲器600，该缓冲器600可以转接件410上端的Z轴挡位件430上。

具体地，Z轴切换机构400还包括驱动电机和传动机构，驱动电机与传动机构传动连接，传动机构与显微装置承载组件500传动连接。驱动电机提供驱动力，以通过传动机构带动显微装置承载组件500沿Z向滑动。可选地，参考图13，传动机构可以为滑轮机构，或传动机构可以为气缸或液压缸等（未图示）。可选地，驱动电机可以与转接件410固定连接，或者Z轴切换机构400包括吊装盖板440，吊装盖板440设置于龙门架主体上方，一端与转接件410固定连接，另一端与驱动电机固定连接，存在滑轮机构450的情况下，滑轮机构450与吊装盖板440固定连接，吊装于吊装盖板440上，驱动电机和转接件410相对设置于龙门架主体的两侧。

进一步地，显微装置承载组件500用于承载磁光克尔显微装置。

一种可能的实施方式中，参考图13，显微装置承载组件500包括显微装置连接板510和连接台520，连接台520设置于显微装置连接板510与Z轴滑动组件420之间，分别与显微装置连接板510与Z轴滑动组件420固定连接。具体地，连接台520可以与Z轴滑块422固定连接，Z轴滑块422、连接台520和显微装置连接板510可以协同沿Z轴滑动，以带动磁光克尔显微装置Z向运动。具体地，显微装置连接板510可以为L型板。

另一种可能的实施方式中，参考图2和3，显微装置承载组件500包括连接台520、承载台533、升降台531、微调升降控制器532、显微装置连接板510和微调滑动组件534，微调升降控制器532用于控制升降台531升降，连接台520的两侧分别与Z轴滑动组件420和承载台533固定连接；显微装置连接板510为L型板，包括横板和竖板，微调滑动组件534包括微调滑轨5341和微调滑块5342，微调滑动组件534的滑动方向为Z轴方向，优选地，承载台533背离连接台520的一侧与微调滑轨5341固定连接，微调滑块5342与显微装置连接板510的竖板固定连接，升降台531承载于承载台533上，并位于显微装置连接板510的横板下方，与横板固定连接。升降台531升降驱动过程中，显微装置连接板510和磁光克尔显微装置在微调滑轨5341限位下随升降台531做升降运动，承载台533位置不变。

具体地，模式切换设备10还包括壳体700，设置于Z轴切换机构400的外侧，包括第一壳体和第二壳体，第一壳体设置于配重组件460外侧，第二壳体设置于转接件410外侧，壳体700能够遮挡滑轮机构450或Z轴切换机构400，从而美化外观并避免外物落入。

本实施例中，模式切换设备10的工作过程如下：

S1.测量过程中，通过驱动电机驱动传动机构，以带动显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿Z轴方向抬升至安全高度；然后外力作用下（可以人工推动），使Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿X轴运动至X轴限位件323位置，以位于两套电磁铁组件20中其一的上方，磁吸定位组件吸合以实现定位和光路对准；

S2.通过驱动电机驱动传动机构，以带动显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿Z轴方向下降至电磁铁组件20的检测位置，以进行磁光克尔检测；在存在升降台531和微调升降控制器532的情况下，通过微调升降控制器532控制升降台531的升降高度，以微调磁光克尔显微装置自身的Z向位置，实现磁光克尔显微聚焦，然后进行垂直方向磁场或面内方向的磁光克尔测量；

S3.测量结束后，当需要切换磁场方向时，通过微调升降控制器532控制升降台531的升降高度，将磁光克尔显微装置抬升至脱出电磁铁组件20的通光孔，重复步骤S1中的调节方法，使磁光克尔显微装置位于另一套电磁铁组件20的上方，磁吸定位组件吸合以实现定位和光路对准；然后基于步骤S2的方法进行另一磁场方向的测量；

S4.测量结束后，通过微调升降控制器532控制升降台531抬升显微装置连接板510和磁光克尔显微装置，通过驱动电机驱动以整体抬升显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置至安全高度，然后通过外力推动，使Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿X轴移动至一定位置，最后整体下降到适当高度。

实施例二

本实施例提供一种用于磁光克尔测量的模式切换设备10，与实施例一中的模式切换设备10的相同之处在此不做赘述，请参考 图1-11和图14-17，本实施例二与实施例一中的不同之处在于，Z轴切换机构400不包含驱动电机和与驱动电机传动连接的传动机构，替换地，Z轴切换机构400包括吊装盖板440、滑轮机构450和配重组件460；滑轮机构450包括滑轮组451、滑轮组固定组件452和缆绳453，配重组件460包括导向轴461和配重主体462。

具体地，结合图4-11，吊装盖板440设置于龙门架主体的上方，吊装盖板440的两端分别凸出于龙门架板体220的两侧面，其中一端与转接件410固定连接，另一端固定连接导向轴461，导向轴461沿Z轴方向设置，配重主体462通过轴承463滑动连接于导向轴461上，参考图9-11，导向轴461的底端设置止位件464，以对配重主体462进行滑动限位。滑轮机构450整体吊装于吊装盖板440上，通过滑轮组固定组件452与吊装盖板440固定连接，缆绳453穿设在滑轮组451上。缆绳453的一端固定连接在配重主体462的缆绳固定孔中，缆绳453的另一端固定连接于连接台520的缆绳固定孔中，通过缆绳453连接位于龙门架主体两侧的配重主体462和显微装置承载组件500，以将二者吊装于吊装盖板440，并通过X轴切换机构300承重于龙门架组件200上。外力推动作用下，显微装置承载组件500和配重主体462能够在缆绳453的牵引下沿Z轴彼此反向运动。

具体地，滑轮组固定组件452包括滑杆4521和至少两个侧板4522，滑轮组451包括至少两个滑轮；侧板4522与吊装盖板440固定连接，侧板4522上设有滑杆连接位，相邻两侧板4522间形成滑轮容置空间，滑杆4521两端分别固定连接于相邻滑板321的滑杆连接位上，滑轮套设在滑杆4521上，能够在滑杆4521上滚动。

本实施例中，模式切换设备10的工作过程如下：

S1.测量过程中，外力向上推动显微装置承载组件500，以使显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿Z轴方向抬升至安全高度；然后外力横向推动显微装置承载组件500，使Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿X轴运动至X轴限位件323位置，以位于两套电磁铁组件20中其一的上方，磁吸定位组件吸合以实现定位和光路对准；

S2.通过外力向下推动显微装置承载组件500，以使显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿Z轴方向下降至电磁铁组件20的检测位置，以进行磁光克尔检测；在存在升降台531和微调升降控制器532的情况下，通过微调升降控制器532控制升降台531的升降高度，以微调磁光克尔显微装置自身的Z向位置，实现磁光克尔显微聚焦；

S3.测量结束后，当需要切换电磁场方向时，通过微调升降控制器532和升降台531的抬升显微装置连接板510和磁光克尔显微装置，使磁光克尔显微装置脱出电磁铁组件20的通光孔，外力向上推动显微装置承载组件500，以使其与磁光克尔显微装置整体升高至安全高度，然后外力横向推动作用下，使Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体沿X轴移动至另一套电磁铁组件20的上方，磁吸定位组件吸合以实现定位和光路对准；然后基于步骤S2的方法进行另一磁场方向的测量；

S4.测量结束后，通过微调升降控制器532控制升降台531抬升显微装置连接板510和磁光克尔显微装置，然后外力向上推动使显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体上升后，横向推动使Z轴切换机构400、显微装置承载组件500和磁光克尔显微装置整体移动至一定位置，然后整体下降至适当位置。

实施例三

本实施例提供一种用于磁光克尔测量的模式切换设备10，与实施例一中的模式切换设备10的相同之处在此不做赘述，请参考图1-12和图14-17，本实施例与实施例一中的不同之处在于，Z轴切换机构400还包括重力补偿组件470，结合图12，重力补偿组件470包括磁性件471、磁性配合件472和补偿连接件473；补偿连接件473一端与吊装盖板440固定连接，另一端与磁性件471固定连接，磁性配合件472与配重主体462固定连接，设置于配重主体462朝向吊装盖板440的一侧，磁性件471位于吊装盖板440与磁性配合件472之间，磁性件471和磁性配合件472间相互吸引形成重力补偿拉力。

一个可能的实施方式中，磁性件471为电磁性底座，通过调整电磁场大小，能够灵活调整磁性件471与磁性配合件472间的吸力大小，以形成不同大小的重力补偿拉力。

外力作用下，显微装置承载组件500协同磁光克尔显微装置下降时，配重主体462沿导向轴461逐渐上升，磁性配合件472逐渐靠近磁性件471，以形成配重补偿拉力，平衡龙门架主体的两侧承重，节省显微装置承载组件500及磁光克尔显微装置的Z轴切换外力需求。

综上，通过设置至少两个沿X轴方向布置的电磁铁安装位110，对应固定设置至少两套电磁铁组件20，协同设置X轴切换机构300和Z轴切换机构400，实现磁光克尔显微装置相对于光学面板100的X轴方向和Z轴方向的位置调节，以实现磁光克尔显微装置的上下左右位置调整，进而在不同电磁铁组件20间实现快速切换，而且无需调整电磁铁方向，降低电磁方向切换的人力成本、时间成本和操作复杂度，在电磁铁组件20位置不变的情况下，实现至少两个方向磁场（垂直方向和至少一个面内方向）的磁滞回线和磁畴的测量模式的快速切换，能够适用于大线圈电磁铁设置，以提供更大的磁场和样品操作空间，同时避免电磁铁搬运前后导致的样品台与磁极间相对位置差异问题，提升多磁场方向的测量准确性和效率。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所做出的各种改变以及变化。

在本文中，所涉及的“前”、“后”、“上”、“下”等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本发明请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。