АП / Гонда и Сэко

Магнитооптический эффект — это изменение оптических свойств вещества в зависимости от его намагниченности или от силы приложенного к нему магнитного поля. Под оптическими свойствами сле­дует понимать отражение, пропускание, поляризацию света и другие явления. Среди магнитооптических эффектов с изменением отражения или пропускания света различают эффект Фарадея и эффект Керра. Вещества, в которых наблюдается магнитооптический эффект, называют магнитооптическими материалами. Среди них ферримагнетики, имеющие в структуре магнитные атомы, — Y₃Fе₅О₁₂(YIG), СdFе₃О₁₂ , а так­же ортоферриты, образующие цилиндрические маг­нитные домены, — МnВi, ЕuО, СdТbFе.

В магнитооптических материалах, помещенных в магнитное поле, возникает циклотронное левосторон­нее (если смотреть по направлению вектора поля) вращение электронов в плоскости, перпендикулярной вектору поля. Если линейно поляризованный свет, проходящий через магнитооптическое вещество, представить в виде суммы левосторонней и правосторон­ней круговой поляризации, то из-за циклотронного вращения электронов коэффициенты преломления для каждой из них будут различными. Поэтому на вы­ходе из магнитооптического вещества может возник­нуть разность фаз между составляющими, что приво­дит к повороту плоскости поляризации. Угол поворо­та б пропорционален напряженности магнитного поля θ и

пути l, пройденному светом в веществе. Зависи­мость имеет вид θ= VHl. Коэффициент пропорцио­нальности V называют постоянной Верде, В приборах на основе магнитооптического эффекта используют материалы с высокими значениями постоянной Верде.

На рис.18 показано прохождение света через про­зрачный магнитооптический материал.

Если поляри­затор на входе и анализатор на выходе показанного прибора расположены взаимно перпендикулярно, то проходящий свет можно модулировать, изменяя угол Фарадея, зависящий от напряженности магнитного поля. Однако так как быстрое изменение магнитного поля затруднено, то для модуляции света больше подходит злектрооптический и акустооптический эф­фект. А эффект Фарадея применяют для создания оптических изоляторов. В этих приборах магнитооп­тический кристалл поворачивает плоскость поляриза­ции точно на 45° за один проход в ту или дру­гую сторону. Если в кристалл попадает какой-либо отраженный свет, то во время обратного хода через кристалл плоскость поляризации поворачивается ров­но на 90° и свет не может пройти сквозь входной по­ляризатор. Оптические изоляторы ставят там, где есть паразитное отражение света, например в волноводах оптической связи, чтобы исключить попадание в ис­точник отраженного света.

Магнитооптический эффект Керра с успехом при­меняют для считывания информации из памяти на оптических дисках, позволяющих перезапись, и памя­ти на цилиндрических магнитных доменах, имеющей высокую плотность (рис. 19).

Намагниченность тон­ких пленок таких материалов, как MnBi, ортоферриты, СdТЬFе, перпендикулярна поверхности. Если ма­лый участок пленки, помещенный в магнитное поле, нагреть светом лазера до температуры выше точки Кюри, то этот участок намагничивается (запись в точ­ке Кюри). Когда пленку с такой записью облучают линейно поляризованным светом, различие углов по­ляризации света, отраженного от соседних участков с противоположной намагниченностью, позволяет счи­тывать записанную информацию, пропуская отражен­ный свет через анализатор. Память на цилиндрических доменах уже используют в отдельных логиче­ских элементах и блоках памяти большой емкости в ЭВМ. Оптические диски с записью в точке Кюри при­влекают внимание возможностью стирания и пере­записи информации.