Магнитостатические волны в ферритовых пленках и структурах с геометрическими и магнитными неоднородностями

• Автор: Локк, Эдвин Гарривич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 403 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

Сокращения
Обозначения
ВВЕДЕНИЕ

1. СВОЙСТВА ИЗОЧАСТОТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ И ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ

1.1. Постановка задачи. Определения прямой и обратной волн и коллинеарной оси

1.2. Магнитостатические волны в свободной пленке. Основные соотношения

1.3. Изочастотные поверхности и зависимости - характеристики, определяющие распространение, отражение и преломление волн

1.4. Двумерные и трехмерные геометрии

1.5. Распределение магнитного потенциала и ориентация групповой скорости обратной объемной магнитостатической волны. Свойство невзаимности
1.6. Законы распространения волн
1.6.1. Прямолинейное распространение волны
1.6.2. Правило ориентации волнового вектора
1.6.3. Возможные направления распространения волны
1.6.4. Невзаимиое распространение волны
1.6.5. Однонаправленное распространение волны
1.7. Основные соотношения при исследовании отражения и преломления волн
1.7.1. Закон сохранения импульса. Связь между углами в различных системах координат. Условия отражения и преломления
1.7.2. Ширина падающего, отраженного и преломленного лучей. Условие отсутствия расходимости лучей
1.8. Законы отражения волн
1.8.1. Правило Евклида
1.8.2. Обратное отражение
1.8.3. Положительное и отрицательное отражение
1.8.4. Отсутствие отраженного луча
1.8.5. Возникновение двух или нескольких отраженных лучей
1.8.6. Необратимость хода лучей при отражении
1.9. Отражение обратной объемной магнитостатической волны от прямого края ферритовой пленки
1.9.1. Экспериментальный макет
1.9.2. Закономерности отражения. Положительное и отрицательное отражение. Возникновение двух отраженных лучей
1.10. Законы преломления волн
1.10.1. Преломление волны, фазовый фронт которой параллелен границе
1.10.2. Возникновение двух или нескольких преломленных лучей
1.10.2. Положительное и отрицательное преломление
1.10.3. Отсутствие преломленного луча
1.10.3. Необратимость хода лучей при преломлении
1.11. Преломление поверхностной магнитостатической волны из свободной пленки в структуру феррит-диэлектрик-металл
1.11.1. Экспериментальный макет. Способ определения углов преломления
1.11.2. Зависимость угла преломления от угла падения
1.12. Анализ результатов и выводы к главе
2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ МАГНИТОСТАТИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ В ЭЛЕКТРОМАГНИТНУЮ В НЕОДНОРОДНО НАМАГНИЧЕННОЙ СТРУКТУРЕ ФЕРРИТ-ДИЭЛЕКТРИК

2.1. Вводные замечания
2.2. Требования, предъявляемые к экспериментальным макетам
2.3. Описание экспериментальных макетов
2.4. Конфигурация магнитного поля в ферритовой пленке
2.5. Измерение и анализ диаграмм излучения
2.6. Постановка задачи для теоретического исследования распространения МСВ, при котором излучается электромагнитная волна
2.7. Дисперсионное уравнение для электромагнитных волн в структуре феррит-диэлектрик (на основе уравнений Максвелла)
2.8. Характеристики и свойства электромагнитных волн, распространяющихся в ферритовой пластине с подложкой
2.9. Характеристики поверхностной магнитостатической волны в структуре феррит-диэлектрик, помещенной в медленно меняющееся неоднородное магнитное поле
2.10. Анализ характеристик поверхностной магнитостатической волны
2.11. Механизм излучения и параметры диаграмм при преобразовании магнитостатической волны в электромагнитную
2.12. Механизм приема и параметры диаграмм при преобразовании электромагнитной волны в магнитостатическую
2.13. Анализ экспериментальных результатов на основе установленных теоретических представлений
2.14. Влияние магнитных потерь на характеристики волн
2.15. Выводы к главе
3. МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В ФЕРРИТОВЫХ ПЛЕНКАХ С ДОМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
3.1. Постановка задачи. Типы пленок железоиттриевого граната
3.2. Пленки с высококонтрастной доменной структурой
3.3. Характеристики поверхностных магнитостатических волн в пленках с высококонтрастной доменной структурой
3.3.1. Намагничивание пленки перпендикулярно проекции оси [111]
3.3.2. Намагничивание пленки вдоль проекции оси [111]
3.4. Характеристики объемных магнитостатических волн в пленках с высококонтрастной доменной структурой
3.4.1. Намагничивание пленки перпендикулярно проекции оси [111]
3.4.2. Намагничивание пленки вдоль проекции оси [111]
3.5. Пленки со слабоконтрастной доменной структурой
3.5.1. Параметры пленок и общие свойства их доменных структур
3.5.2. Намагничивание пленки перпендикулярно проекции оси [111]
3.5.3. Намагничивание пленки вдоль проекции оси [111]
3.6. Характеристики поверхностных магнитостатических волн в пленках со слабоконтрастной доменной структурой
3.6.1. Общие свойства характеристик магнитостатических волн
3.6.2. Намагничивание пленки перпендикулярно проекции оси [111]
3.6.3 Намагничивание пленки вдоль проекции оси [111]
3.7. Анализ экспериментальных результатов
3.8. Роль одноосной анизотропии в формировании доменной структуры пленок железоиттриевого граната
3.8.1. Влияние одноосной анизотропии на доменную структуру пленок
3.8.2. Расчет частоты ферромагнитного резонанса при различных ориентациях пленки относительно внешнего поля
3.8.3. Метод измерения параметров пленок
3.8.4. Результаты измерений и их анализ
3.9. Выводы к главе

4. МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В СТРУКТУРЕ ФЕРРИТ - ПЕРИОДИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА ПРОВОДЯЩИХ ПОЛОСОК
4.1. Вводные замечания и постановка задачи
4.2. Характеристики волн в структуре ферритовая пластина - решетка проводящих полосок
4.3. Метод измерения дисперсионной зависимости в структуре ферритовая пленка — решетка проводящих полосок
4.4. Характеристики волн в структуре ферритовая пленка - решетка проводящих полосок
4.5. Дисперсионное уравнение для поверхностной магнитостатической волны в структуре феррит-диэлектрик-металл (на основе уравнений Максвелла)
4.6. Распределение потока мощности поверхностной магнитостатической волны в свободной ферритовой пленке и в структуре феррит-металл
4.7. О механизме распространения поверхностной магнитостатической волны в ферритовой пленке, граничащей с периодической решеткой проводящих полосок
4.8. Экспериментальная проверка и анализ полученных результатов
4.9. Выводы к главе
5. МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ В ФЕРРИТОВЫХ СТРУКТУРАХ С МЕТАМАТЕРИАЛАМИ
5.1. Вводные замечания
5.2. Магнитостатические волны в структуре феррит-диэлектрик, граничащей со средой
с отрицательной диэлектрической проницаемостью
5.2.1. Параметры среды с отрицательной диэлектрической проницаемостью
5.2.2. Характеристики МСВ при различных параметрах структуры
5.3. Влияние магнитной стенки и проводящей плоскости на характеристики магнитостатических волн в касательно намагниченной ферритовой пластине
5.3.1. Дисперсионное уравнение для магнитостатических волн в ферритовой структуре с магнитной стенкой и проводящей плоскостью
5.3.2. Характеристики магнитостатических волн в ферритовой пластине, на некотором расстоянии от которой находится магнитная стенка
5.3.3. Условие, определяющее характер магнитостатических волн. Волны с постоянным по толщине распределением магнитного потенциала
5.3.4. Характеристики магнитостатических волн в ферритовой пластине с двумя границами типа магнитная стенка
5.3.5. Характеристики магнитостатических волн в ферритовой пластине, граничащей с идеально проводящей плоскостью и магнитной стенкой
5.3.6. Общие свойства волн в структурах с магнитной стенкой. Общие коллинеарние оси и частные коллинеарные направления
5.4. Анализ результатов и выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА
ЛИТЕРАТУРА

1. СВОЙСТВА ИЗОЧАСТОТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ И ЗАКОНЫ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ОПТИКИ.
1.1. Постановка задачи. Определения прямой и обратной волн и
коллинеарной оси.
Как отмечалось во введении, в данной главе на основе анализа математических свойств различных изочастотных зависимостей, описанных в ряде экспериментальных и теоретических работ, будут рассмотрены в приближении геометрической оптики закономерности распространения, отражения и преломления волн для двумерных геометрий сплошных анизотропных сред и структур [а71]. Многие указанные закономерности будут исследованы экспериментально на примере МСВ для конкретных геометрий на основе феррито-вых пленок железоиттриевого граната (ЖИГ), где МСВ обладают малыми потерями на распространение [а1, а2, а37-а41, а45-а47, а51, а52, а59-а62].
В последующем изложении, как и в геометрической оптике изотропных сред, будем использовать понятие луча, под которым будем понимать линию, вдоль которой переносится энергия волны. Отметим, что поскольку волны в анизотропных средах имеют в общем случае неколлинеарный характер, то линия луча будет параллельна вектору групповой скорости V, а волновой вектор к будет отклонен от линии луча на некоторый угол х-
Обобщим определения прямой и обратной волн, на случай когда вектор групповой (лучевой) скорости V и волновой вектор к не коллинеарны [а38]. Как известно, «прямой» называют волну, у которой векторы V и к со-направлены, а «обратной» - волну, у которой векторы V и к направлены противоположно [80, стр. 383]. Такое определение справедливо только для изотропной среды. В общем случае, если потери в среде малы, «прямой» следует считать волну, для которой скалярное произведение векторов Ук > 0, а «обратной» - волну2, для которой скалярное произведение Ук < 0. В случае Ук
2 определения прямой и обратной волн при учете потерь даны в [100].