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

Vladimir.Belotelov@gmail.com

к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:дефектная мода

Распределение поля