磁光效应与磁光材料.ppt

磁致线双折射效应:构成介质的分子有各向异性的性质,即具有永久磁矩。在不加磁场时各分子的排列杂乱无章,使得介质在宏观上表现为各向同性,而在加上足够强的外磁场时,分子磁矩受到了力的作用,各分子对外磁场有了一定的取向,从而使介质在宏观上有了各向异性的性质。在磁场中的介质,当光以不同于磁场的方向通过它时,也会出现象单轴晶体那样的双折射现象,称为磁致线双折射效应。磁致线双折射效应又包括科顿—穆顿效应(Cotton-Moutoneffect)和瓦格特效应(Voigteffect),通常把铁磁和亚铁磁介质中的磁致线双折射称为科顿—穆顿效应,反铁磁介质中的磁致线双折射称为瓦格特效应。B磁致线双折射效应第30页,共55页，星期六，2024年，5月磁线振二向色性是发生在光沿着垂直于磁化强度方向传播的情况，铁磁体对被分解成的两个偏振光的吸收不同，两个偏振光以不同的衰减通过铁磁体，从而出现磁线振二向色性。科顿—穆顿效应：如图当线偏振光垂直于磁化强度矢量方向透射时，光波的电矢量将分成两束，一束与磁化强度矢量平行，称为正常光波，另一束与磁化强度矢量垂直，称非正常光波。两者之间有相位差δ，这二者的折射率不同而有双折射现象，此称为科顿—穆顿效应。第31页,共55页，星期六，2024年，5月C磁光克尔效应（重点）磁光克尔效应:线偏振光被磁化了的铁磁体表面反射时,反射光将是椭圆偏振的,且以椭圆的长轴为标志的偏振面相对于入射线偏振光的偏振面转过了一定角度θk，这种现象就是磁光克尔效应,θk称为磁光克尔转角。第32页,共55页，星期六，2024年，5月磁光克尔效应包括三种情况:1)纵向克尔效应:即磁化强度既平行于介质表面又平行于光线的入射面时的克尔效应;2)极向克尔效应:即磁化强度与介质表面垂直时发生的克尔效应;3)横向克尔效应,即磁化强度与介质表面平行时发生的克尔效应。极向和纵向克尔效应的磁致旋光都正比于磁化强度，一般极向的效应最强，纵向次之，横向则无明显的磁致旋光。克尔效应最重要的应用是观察铁磁体的磁畴第33页,共55页，星期六，2024年，5月近几年,市场上出现了一种磁光盘,它既具有光盘的巨大容量及信息存储密度,还同时能像普通磁盘那样可擦重写,因此受到普遍的关注.磁光盘表面的信息存储材料被称为磁光介质.评价磁光介质性能的重要指标是它的磁光克尔转角,它直接反映磁光介质的信息读出性能.磁光介质写入信息的方法是在激光照射下同时处在磁场当中的热磁写入.具体过程是:将磁光介质以薄膜形式附着在磁光盘表面上,将激光聚焦后逐点照射在材料的表面,使得该材料局部受热而发生矫顽力降低,这时利用外加磁场对该材料进行磁化.由于磁光介质都具有垂直表面各向异性,在介质上的点受热而同时被磁化时,磁化方向可有两种情况:垂直表面向上和垂直表面向下(可称为正向磁化和反向磁化),通常将这两种磁化情况分别代表信息的“0”和“1”.当激光光点移开刚才被磁化的点时,那里的温度迅速降低,磁畴的磁化方向即固定下来.因此,逐点磁化的过程也就是信息写入的过程.第34页,共55页，星期六，2024年，5月磁光盘上信息读出的原理是利用磁光克尔效应.对已写入信息的磁光介质,要读出所写信息则要利用磁光克尔效应。具体方法是:将一束单色偏振光聚焦后照射在介质表面上的某点,通过检测该点处磁畴的磁化方向来辨别信息的“0”或“1”.例如,被照射的点为正向磁化,则在该点的反射光磁光克尔转角应为+θk,相反被照射的点为反向磁化,则在该点的反射光磁光克尔转角应为-θk.第35页,共55页，星期六，2024年，5月因此,如果偏振分析器的轴向恰好调整为与垂直于记录介质的平面成θk夹角,那么在介质上反向磁化点的反射光线将不能通过偏振分析器,而在介质的正向磁化处,反射光则可以通过偏振分析器.这表明反射光的偏振面旋转了2θk的角度.这样,如果我们在经过磁光介质表面反射的光线后方,在通过偏振分析器后的光路上安放一光电检测装置(例如光电倍增管),就可以很方便地辨认出反射点是正向磁化还是反向磁化,也就是完成了“0”和“1”的辨认.可见,磁光克尔转角在磁光信息读出时扮演着十分重要的角色.如果把磁光介质附着在可旋转的圆盘表面,就构成了磁光盘.磁光盘旋转时,如果同时有单色偏振光聚焦在磁光盘表面,就可实现光线的逐点扫描,即信息被连续读出.第36页,共55页，星期六，2024年，5月磁光克尔转角的测量方法磁光克尔转角的测量装置在实际测量时,通常采用He-Ne激光做为光源,波长λ=63218nm.磁光介质样品安放在电磁铁建立的磁场之中,磁场的磁感应