Продольный магнитооптический эффект Фарадея

Скачать работу - Продольный магнитооптический эффект Фарадея

Открытие магнитооптического эффекта долгое время имело значение в чисто физическом аспекте, но за последние десятилетия оно дало много практических выходов. Также были открыты другие магнитооптические эффекты, в частности, хорошо известный эффект Зеемана и эффект Керра, проявляющийся в повороте плоскости поляризации луча, отраженного от намагниченной среды. наш интерес к эффектам Фарадея и Керра обусловлен их применением в физике, оптике и электронике. К ним относятся : - определение эффективной массы носителей заряда или их плотности в полупроводниках; - амплитудная модуляция лазерного излучения для оптических линий связи и определение времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках; - изготовление оптических невзаимных элементов; - визуализация доменов в ферромагнитных пленках; - магнитооптическая запись и воспроизведение информации как в специальных, так и бытовых целях.

Принципиальная схема устройства для наблюдения и многих применений эффекта Фарадея показана на рис. 1. Схема состоит из источника света, поляризатора, анализатора и фотоприемника. Между поляризатором и анализатором помещается исследуемый образец. Угол поворота плоскости поляризации отсчитывается по углу поворота анализатора до восстановления полного гашения света при включенном магнитном поле.

Интенсивность прошедшего пучка определяется законом Малюса На этом основана возможность использования эффекта Фарадея для модуляции пучков света.

Основной закон, вытекающий из измерений угла поворота плоскости поляризации формулой где - напряженность магнитного поля, - длина образца, полностью находящегося в поле и в себе информацию о свойствах, присущих исследуемому образцу, и может быть выражена через микроскопические параметры среды.

Основная особенность магнитооптического эффекта Фарадея состоит в его невзаимности, т.е. нарушении принципа обратимости светового пучка. Опыт показывает, что изменение направления светового пучка на обратное /на пути 'назад'/ дает такой же угол поворота и в ту же сторону, как на пути 'вперед'. Поэтому при многократном прохождении пучка между поляризатором и анализатором эффект накапливается.

Изменение направления магнитного поля, напротив, изменяет направление вращения на обратное. Эти свойства объединяются в понятии 'гиротропная среда'. . Объяснение эффекта циркулярным магнитным двупреломлением.

Согласно Френелю, поворот плоскости поляризации является следствием циркулярного двупреломления.

Циркулярная поляризация выражается функциями правого вращения /по часовой стрелке/ и для вращения против часовой стрелки.

Линейная поляризация может рассматриваться как результат суперпозиции волн с циркулярной поляризацией с противоположным направлением вращения. Пусть показатели преломления для правой и левой циркулярной поляризации неодинаковы.

Введем средний показатель преломления и отклонение от него . Тогда получим колебание с комплексной амплитудой что соответствует вектору к оси X. Этот угол и есть угол поворота плоскости поляризации при циркулярном двупреломлении, равный 3. Вычисление разности показателей преломления. Из теории электричества известно, что система зарядов в магнитном поле вращается с угловой скоростью которая называется скоростью прецессии Лармора.

Представим себе что мы смотрим навстречу циркулярно поляризованному лучу, идущему через среду, вращающуюся с частотой Лармора; если направления вращения вектора то для среды существенна относительная угловая скорость а если эти вращения имеют разные направления, то относительная угловая скорость равна Но среда обладает дисперсией и мы видим, что Отсюда получаем формулу для угла поворота плоскости поляризации и для постоянной Верде 4. Практические применения эффекта Фарадея.

Эффект Фарадея приобрел большое значение для физики полупроводников при измерениях эффективной массы носителей заряда.

независимая оценка залива в Москве
оценка стоимости гаража в Калуге
оценка незавершенного строительства в Туле