Materiały magnetooptyczne

Prezentacja na temat: "Materiały magnetooptyczne"— Zapis prezentacji:

1 Materiały magnetooptyczne
Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

2 Pole magnetyczne indukuje dwójłomność
znany przykład: Efekt Faraday’a podłużne pole magnet. P B A L gdy poprzeczne pole B ef. Voigta (B2) (Cottona-Moutona) V = stała Verdeta Pole magnetyczne indukuje dwójłomność Typowe wartości V : szkło optyczne 589 nm): flint mrad/G·m, kwarc .48 mrad/G·m, dop. Tb mrad/G·m granaty terbowo-galowe: TGG 633nm, 1064 nm YIG nm  Nieliniowy ef. Faradaya → V  106 rad/G·m Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

3 Anizotropia optyczna Dwójłomność Dichroizm 0 -  –/2 /2 1
0 -  –/2 /2 1 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

4 Dichroizm – selektywna absorpcja
różne współcz. absorpcji dla różnych orientacji E dla mikrofal (3 cm) – siatka z drutów: dla światła (  0,5 m) – siatka z długich łańcuchów molekuł – polimerów: np. folia polaryzacyjna f-my Polaroid, tzw. polaroid Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

5 Dwójłomność Anizotropia: nx= ny ny= nx nz nx ny nz
 różne prędkości fazowe dla różnych orientacji E x y z x y z nx= ny ny= nx nz elipsoida n nx ny nz przekroje kołowe elipsoidy gdy nx ny ,  2 przekroje kołowe i 2 osie optyczne (proste  do tych przekrojów)  ośrodki dwuosiowe gdy nx= ny ,  1 przekrój kołowy i 1 oś optyczna  ośrodki jednoosiowe Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

6 propagacja w ośrodku dwójłomnym:
Wiązki rozchodzące się wzdłuż osi optycznej mają f niezależną od polaryzacji Dla innych kierunków propagacji – dwójłomność promień zwyczajny promień nadzwyczajny (prędkość f zależy od ) E|| pł. główna E  propagacja w ośrodku dwójłomnym: 2 fale o różnych polaryzacjach rozchodzą się z różnymi prędkościami f załamanie na granicy ośrodków (zależne od stosunku prędkości fazowych) rozdzieli promień na dwa – podwójne załamanie = dwójłomność Ale, gdy || , każda składowa wiązki jest promieniem zwyczajnym, bo E  promień zwyczajny O O  E promień zwyczajny promień nadzw. Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

7 O k r ^ płytka fazowa E|| E E d  tylko E||=Ee  tylko E=Eo
 E d  tylko E||=Ee  tylko E=Eo gdy kąt padania = 0 – nie ma załamania, promień zwycz. i nadzw. propagują w tym samym kierunku – nie ma ich przestrzennej separacji Ee Eo E gdy ,  Ee= Eo ale Ee i Eo propagują z różnymi prędkościami fazowymi gdy ćwierćfalówka – polaryzacja kołowa gdy półfalówka – polaryzacja liniowa, ortogonalna do początkowej Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

8 Przykład działania płytki fazowej z pleksiglasu
plexiglas = polimetakrylan – polimer z dwójłomnością wymuszoną w procesie polimeryzacji pręta. Oś optyczna jest na ogół prostopadła do osi pręta oś opt. 45o z góry przes. fazowe: 0, /4, /2, 3/4,  ciemne miejsca wynikają z oscylacji indukowanych dipoli w kierunku obserwacji oś opt. 45o z boku Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011

9 w ośrodkach dwójłomnych
promień zwyczajny promień nadzwyczajny (prędkość f zależy od ) E|| pł. główna E  Przykłady propagacji w ośrodkach dwójłomnych O  E prom. o prom. e d szczególne sytuacje: D. naturalna struktura krystaliczna (kalcyt = szpat islandzki, kwarc, ...) str. molekularna (cukier, ciekłe kryształy, polimery, ...) aktywność optyczna D. wymuszona mechanicznie (elastometria) zewn. pola: - elektryczne (DC, AC, laser) - magnetyczne ef. Faraday’a ef. Voigta (Cottona – Moutona) ef. Pockelsa ef. Kerra (LCD) optyka nieliniowa Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011