Распространение электромагнитных волн в плоско-слоистых магнитогиротропных и бианизотропных структурах

• Автор: Иванов, Олег Витальевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 154 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА СЛОИСТЫХ БИАНИ30ТР0ПНЫХ СРЕД
1.1. Материальные уравнения для бианизотропных сред
и электромагнитные волны в них
1.2. Электромагнитные волны в непрерывно неоднородных
и периодических структурах
1.3. Распространение электромагнитных волн в многослойных бианизотропных структурах
Глава 2. БИАНИЗОТРОПНЫЕ СРЕДЫ И ИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
СВОЙСТВА
2.1. Материальные уравнения в бианизотропных средах
2.2. Тензор диэлектрической проницаемости кубического магнетика
2.3. Матричные уравнения для электромагнитных волн в бианизотропной среде. Матрица проницаемости 4x4
2.4. Оптические свойства биизотропных сред
Глава 3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В НЕПРЕРЫВНО НЕОДНОРОДНЫХ
БИАНИЗОТРОПНЫХ СРЕДАХ
3.1. Преобразование собственных волн в слабонеоднородной структуре
3.2. Отражение и прохождение света через доменные границы и приповерхностные неоднородно намагниченные слои
3.3. Магнитооптическое взаимодействие света с периодическими бигиротропными структурами
3.4. Коэффициенты отражения и прохождения периодических бигиротропных структур

Глава 4. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ В ДИСКРЕТНО СЛОИСТЫХ
БИАНИЗОТРОПНЫХ СТРУКТУРАХ
4.1. Оптические характеристики многослойных магнито-гиротропных и биизотропных структур
4.2. Когерентное и некогерентное взаимодействие
электромагнитных волн со слоистой структурой
4.3. Волноводное распространение и преобразование
света в магнитогиротропном слое
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Х-> у> г ~ координаты
X, У, Ъ - координатные оси
ХУ, ХД, ХЪ - координатные плоскости
Е’ Н> В ~ электрические и магнитные поля и индукции
АЛЛА
Є» Д’ <Х’ @ - тензоры диэлектрическом, магнитной и магнито-
электрических проницаемостей С - скорость света в вакууме
О) - частота
X - длина волны
& - постоянная распространения
і - мнимая единица
5 - единичный тензор

в - полностью антисимметричный тензор
і Зк
Д, Г - коэффициенты отражения и прохождения

Г, і - матрицы отражения и прохождения
# - вращение плоскости поляризации
- эллиптичность
р - степень поляризации
р, б - тип поляризации
М, т - вектор намагниченности, его полярный и азиму-
тальный углы д - вектор Пойтинга
/, £ - магнитооптические параметры
К, и ~ параметры киральности и невзаимности
•р , е - тензора линейных и квадратичных магнитоопти-
1 Зк еі Зкі
ческих эффектов у - вектор когерентности
ТДП - тензор диэлектрической проницаемости
ЭМВ - электромагнитная волна

волновода. Экспериментальные исследования преобразования
ТЕ-> ТМ за счет однородного магнитного поля, ориентированного
вдоль направления распространения света в феррит-гранатовой
пленке У Бс Ее ва О толщиной Э мкм на длине волны 3 х 5-х-у у
= 1,15 мкм показали, что преобразование максимально для шестых и седьмых мод и составляет около 40%. В волноводах на основе феррит-гранатовых пленках содержащих висмут достигнута эффективность преобразования на уровне 90% [293- Влияние ориентации магнитного момента в однородно намагниченном волноводном слое на взаимодействие и преобразование мод рассмотрено в [58], при этом, однако, не учитывался квадратичный по намагниченности эффект Коттон-Мутона.
Квадратичные магнитооптические явления приводят к некоторому изменению диагональных элементов тензора диэлектрической проницаемости и к появлению недиагональных, что может уменьшить фазовое рассогласование ТЕ- и ТМ-мод волновода и в определенных конфигурациях привести к связи мод, сравнимой со связью обусловленной линейными по намагниченности эффектами.
Возможность создания динамических волноводных магнитооптических преобразователей лазерного излучения за счет использования режима ферромагнитного резонанса [118] выявила необходимость анализа особенностей преобразования мод в планарных магнитогиротропных волноводах с произвольной ориентацией намагниченности. Подобный анализ проведен при учете только линейной магнитооптической связи и при учете линейной и квадратичной связи, но только для выделенных ориентаций намагниченности [53]. Для более полного описания волноводных свойств магнитогиротропных тонкопленочных структур следует учесть как линейную, так и квадратичную магнитооптическую связь, а также естественную анизотропию феррит-гранатовых пленок.