Рассмотрим подробнее эффект Фарадея.

В ферромагнетиках (ферритах) для поворота плоскости поляризации на угол 45º (p /4) требуется поле 1…2 А/м. В железо-иттриевом гранате с присадкой висмута (ЖИГ + Bi) для поворота на 45º требуется в 100 раз меньшая напряженность магнитного поля.

В парамагнетиках и диамагнетиках требуется поле в 10 и 100 раз большее.

Магнитооптические эффекты связаны с изменением тензора диэлектрической проницаемости среды.

Если магнитное поле направлено вдоль оси z в изотропном кубическом кристалле, то изменяется тензор диэлектрической проницаемости:

(4.26)

где , g_z проекционная ось z вектора гирации , определяемого из уравнения:

(4.27)

На пути L, возникает фазовая задержка:

. (4.28)

Между двумя круговыми поляризациями разность фаз равна

или

,

где C - постоянная Верде.

Постоянная Верде C: для воды составляет 0,019, для кварца 0,025, для Y₃Fe₅O₁₂ 25.

Чувствительность максимальна, когда поляризаторы установлены под углом 45⁰.

Частота модуляции ограниченная частотой модулятора (катушкой) на Y₃Fe₅O₁₂ при А/м, F = 100 кГц при 20 %.

В радиочастотной катушке получаем F = 2 МГц при на .

В тонкой пленке толщиной мкм ЖИГ + Bi формируется спонтанная доменная структура. Домены переключаются за время и изменяют состояние поляризации луча.

На рис. 4.5 показана структура светоклапанных магнитооптических элементов на отражение (а) и на просвет (б) с использованием пленки ЖИГ + Bi. Обозначения следующие: 1- пучок света, 2- поляризатор, 3- ЖИГ + Bi ячейка, 4- зеркальная поверхность, 5- поляризатор-анализатор. На ячейки подается управляющее магнитное поле напряженностью Н.

Рис. 4.5 Светоклапанные магнитооптические элементы на отражение (а) и на просвет (б) с использованием ЖИГ + Bi

Поляризаторы устанавливают под углом 45⁰. В этом случае при одном направлении магнитного поля светопропускание увеличивается. При подаче магнитного поля обратного направления светопропускание уменьшается (ячейка затемняется).

Используются также пространственные модуляторы с монодоменной структурой бистабильного типа с пленками Y₂BiFe_3,8GdGa_1,2O₁₂.

Дата добавления: 2015-07-11