Магнитофотоника : управлять светом с помощью ...
description
Transcript of Магнитофотоника : управлять светом с помощью ...
Магнитофотоника: управлять светом с помощью
магнитного поля
Магнетизм и оптика:вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет
1. В начале сотворил Бог небо и землю.
2. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою.
3. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет.
4. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог
свет от тьмы.
Легенды об открытии магнетизма
(magnet)( ~1500 AD )
1. Пастух по имени «Magnes».
2. «Magnetes» - жители города «Magnesia» на Ближнем Востоке (область Греции).
В природе все магнитно, но кое-что магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but some of them are more equal than the others” G. Orwell
Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)
Ферромагнетизм
Великий экспериментатор Майкл Фарадей
1845 г.М. Фарадей (M. Faraday) поставил эксперименты, доказавшие связь между оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это произошло в то время, когда не было ясного понимания ни природы магнитных свойств, ни природы оптических явлений, и уравнения Максвелла еще не были сформулированы.
“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные формы и силы материи настолько близки и родственны, что могут превращаться друг в друга. Это твердое убеждение побудило меня произвести много изысканий с целью открыть связь между светом и электричеством. Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего твердого убеждения, основанного на научных соображениях. Поэтому я недавно возобновил исследование на очень тонких и строгих началах, и в конце концов мне удалось намагнитить и наэлектризовать луч света, и осветить магнитную силовую линию.”
Эффект Фарадея
VBdβ
Магнитное круговое двулучепреломление
α
А
Р
А
Р
α
А
Р
Визуализация магнитных доменов
Визуализация доменов
Материалы магнитооптики
1253 OFeY
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)
F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
125x-3x OFeYBi
F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Два пути к совершенствуПодбороптимальногохимического
состава
1255.25.0 OFeBiDy
~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)
Подбор оптимальной структуры материала:
наноструктурирование
Периодическое наноструктурирование:фотонные кристаллы
1D 2D 3D
Оптические свойства (коэффициенты прохождения, отражения, поглощения) сильно зависят от структуры
Эффект Фарадея в магнитных фотонных кристаллах
1.4 1.45 1.5 1.55 1.6 1.65 1.70
20
40
60
80
100
Коэффициент прохождения угол Фарадея
Магнитооптический модулятор интенсивности света
Магнитооптический проектор
Магнитооптический проектор
Цветная электронная бумага: микросферы с магнитными фотонными кристаллами
Магнитофотоника и оптические схемы
Лаборатория магнитооптики наноразмерных материалов и фотонных кристаллов Научный руководитель:доц. Белотелов Владимир Игоревич
к. 4-64
Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:дефектная мода
Распределение поля