Материалы для магнитооптических устройств и их основные характеристики

Анализатор.

Анализатор – устройство, предназначенное для анализа характера поляризации света. В данной работе применяется линейный анализатор – служащий, для обнаружения линейно поляризованного света и определения угла наклона его плоскости поляризации.

Рис. 1.14.

Два поляроида поставлены друг за другом, так что их оси ОА₁ и ОА₂ образуют между собой некоторый угол α (рис. 1.14). Первый поляроид пропустит свет, электрический вектор Е₀ которого параллелен его оси ОА₁. Обозначим через I₀ интенсивность этого света. Разложим Е₀ на вектор Е_||, параллельный оси ОА₂ второго поляроида, и вектор Е_┴, перпендикулярный к ней (Е₀=Е_||+Е_┴). Составляющая Е будет задержана вторым поляроидом. Через оба поляроида пройдет свет с электрическим вектором Е Е_||, длина которого Е= Е₀cos α. Интенсивность света, прошедшего через оба поляроида, будет

Закон Малюса – для любого поляризатора и анализатора.

Матрица Мюллера имеет вид для анализатора тот же, что и для поляризатора, т.к. применяется точно такой же поляроид:

Нормированный вектор Стокса падающего света в данном случае представляет собой:

Теперь перемножим матрицы Мюллера и вектор Стокса:

Итак, видно, что интенсивность в системе поляризатор-МОК-анализатор составляет 0.637 от интенсивности входного оптического сигнала.

Интенсивность света I^* на выходе МО прибора определяется следующим образом [1]:

,

где C – коэффициент, учитывающий оптические потери в поляризаторе и анализаторе, а также потери на отражение I₀ – интенсивность падающего на поляризатор излучения, - коэффициент оптического поглощения МО среды, h – толщина пленки, - коэффициент, учитывающий неполноту погасания в системе поляризатор – МО среда – анализатор, Фпа – угловое отклонение от положения погасания в системе поляризатор – анализатор, - удельное фарадеевское вращение, - угол падения излучения.

Контраст изображения K определяется следующим выражением

Оптическая эффективность η определяется по формуле

Приведенные графики зависимости K(Ф_па) на рис.1.15 (при толщине пленки h равной 4 мкм), и K(h) на рис. 1.16 (при Ф_па равным 5 град.) показывают, что контраст получаемого изображения определяется отклонением от положения погасания и достигает максимального значения при значении .

Максимальная чувствительность к управляющему полю достигается при равной 45 град., при этом

Рис. 1.15. Угловая зависимость контраста изображения при отклонении поляризаторов от положения скрещивания при различных значениях

 

Рис. 1.16. Зависимость контраста изображения от толщины пленки феррит-граната

Для получения максимальной чувствительности толщина пленки определяется следующей зависимостью

Оптический КПД тем выше, чем меньше оптическое поглощение и сильнее эффект Фарадея, другими словами, чем выше магнитооптическая добротность

.

Для того, чтобы выбрать наиболее подходящий материал магнитооптического кристалла для решения поставленной задачи, необходимо рассмотреть известные магнитооптические материалы и их основные характеристики. В настоящий момент самыми распространенными материалами для магнитооптических устройств являются: монокристаллические пленки феррит-гранатов, выращиваемые на подложках из немагнитных гранатов методом жидкофазной эпитаксии; ортоферриты; металлические аморфные пленки.

Дата добавления: 2017-01-14