Eine mit dem Magnetzündersehwirkung ist irgendwelche mehrerer Phänomene, in denen sich eine elektromagnetische Welle durch ein Medium fortpflanzt, das durch die Anwesenheit eines quasistatischen magnetischen Feldes verändert worden ist. In solch einem Material, das auch gyrotropic oder gyromagnetic genannt wird, können sich nach links und Recht rotieren lassende elliptische Polarisationen mit verschiedenen Geschwindigkeiten fortpflanzen, zu mehreren wichtigen Phänomenen führend. Wenn Licht durch eine Schicht des mit dem Magnetzündersehmaterials übersandt wird, wird das Ergebnis die Wirkung von Faraday genannt: Das Flugzeug der Polarisation kann rotieren gelassen werden, Faraday rotator bildend. Wie man bekannt, sind die Ergebnisse des Nachdenkens von einem mit dem Magnetzündersehmaterial als die mit dem Magnetzündersehwirkung von Kerr (mit der nichtlinearen Wirkung von Kerr nicht verwirrt).

Im Allgemeinen, mit dem Magnetzünderseheffekten-Brechzeit-Umkehrungssymmetrie lokal (d. h. wenn nur die Fortpflanzung des Lichtes und nicht die Quelle des magnetischen Feldes, betrachtet wird) sowie Reziprozität von Lorentz, die eine notwendige Bedingung ist, Geräte wie optischer isolators zu bauen (durch den Licht in einer Richtung, aber nicht dem anderen geht). (Der andere, weniger nützlich, ist der Weg zur Brechzeit-Umkehrungssymmetrie, sich auf Absorptionsverlust zu verlassen.)

Zwei gyrotropic Materialien mit umgekehrten Folge-Richtungen der zwei Hauptpolarisationen, entsprechend dem kompliziert-verbundenen ε Tensor für lossless Medien, werden optischen isomers genannt.

Gyrotropic permittivity

Insbesondere in einem mit dem Magnetzündersehmaterial kann die Anwesenheit eines magnetischen Feldes (entweder äußerlich angewandt, oder weil das Material selbst eisenmagnetisch ist) eine Änderung im permittivity Tensor ε vom Material verursachen. Der ε wird anisotropic, 3×3 Matrix mit komplizierten außerdiagonalen Bestandteilen, natürlich von der Frequenz ω des Ereignis-Lichtes abhängend. Wenn die Absorptionsverluste vernachlässigt werden können, ist ε eine Matrix von Hermitian. Die resultierenden Hauptäxte werden kompliziert ebenso entsprechend dem elliptisch polarisierten Licht, wohin nach links und Recht rotieren lassende Polarisationen mit verschiedenen Geschwindigkeiten (analog der Doppelbrechung) reisen können.

Mehr spezifisch für den Fall, wo Absorptionsverluste vernachlässigt werden können, ist die allgemeinste Form von Hermitian ε:

:

\varepsilon_ {xx}' & \varepsilon_ {xy}' + ich g_z & \varepsilon_ {xz}' - ich g_y \\

\varepsilon_ {xy}' - ich g_z & \varepsilon_ {yy}' & \varepsilon_ {yz}' + ich g_x \\

\varepsilon_ {xz}' + ich g_y & \varepsilon_ {yz}' - ich g_x & \varepsilon_ {zz}' \\

\end {pmatrix} </Mathematik>

oder gleichwertig ist die Beziehung zwischen der Versetzung Feld D und dem elektrischen Feld E:

:

wo eine echte symmetrische Matrix ist und ein echter Pseudovektor ist, hat den Kreisbewegungsvektoren genannt, dessen Umfang im Vergleich zum eigenvalues dessen allgemein klein ist. Die Richtung von g wird die Achse der Kreisbewegung des Materials genannt. Um zuerst zu bestellen, ist g zum angewandten magnetischen Feld proportional:

:

wo die mit dem Magnetzünder optische Empfänglichkeit (ein Skalar in isotropischen Medien, aber mehr allgemein ein Tensor) ist. Wenn diese Empfänglichkeit selbst vom elektrischen Feld abhängt, kann man eine nichtlineare optische Wirkung der mit dem Magnetzünder optischen parametrischen Generation erhalten (etwas analog zu einer Wirkung von Pockels, deren Kraft vom angewandten magnetischen Feld kontrolliert wird).

Der einfachste Fall, um zu analysieren, ist derjenige, in dem g eine Hauptachse (Eigenvektor) ist, und die anderen zwei eigenvalues dessen identisch sind. Dann, wenn wir g in der z Richtung für die Einfachheit liegen lassen, vereinfacht der ε Tensor zur Form:

:

\varepsilon_1 & + ich g_z & 0 \\

- ich g_z & \varepsilon_1 & 0 \\

0 & 0 & \varepsilon_2 \\

\end {pmatrix} </Mathematik>

Meistens denkt man das leichte Fortpflanzen in der z Richtung (Parallele zu g). In diesem Fall werden die Lösungen elektromagnetische Wellen mit Phase-Geschwindigkeiten elliptisch polarisiert (wo μ die magnetische Durchdringbarkeit ist). Dieser Unterschied in Phase-Geschwindigkeiten führt zur Wirkung von Faraday.

Für das leichte auf der Achse der Kreisbewegung rein rechtwinklige Fortpflanzen sind die Eigenschaften als die Baumwoll-Mouton Wirkung bekannt und für einen Verbreiter verwendet.

Folge von Kerr und elliptische Form von Kerr

Folge von Kerr und Elliptische Form von Kerr sind Änderungen in der Polarisation des Ereignis-Lichtes, das mit einem gyromagnetic Material in Berührung kommt. Folge von Kerr ist eine Folge im Winkel des übersandten Lichtes, und Elliptische Form von Kerr ist das Verhältnis des Majors zur geringen Achse der Ellipse verfolgt durch das elliptisch polarisierte Licht auf das Flugzeug, durch das es sich fortpflanzt. Änderungen in der Orientierung des polarisierten Ereignis-Lichtes können mit diesen zwei Eigenschaften gemessen werden.

Gemäß der klassischen Physik ändert sich die Geschwindigkeit des Lichtes mit dem permittivity eines Materials:

wo die Geschwindigkeit des Lichtes durch das Material ist, das Material permittivity ist, und die materielle Durchdringbarkeit ist. Weil der permittivity anisotropic ist, hat sich gespalten das Licht von verschiedenen Orientierungen wird mit verschiedenen Geschwindigkeiten reisen.

Das kann besser verstanden werden, wenn wir eine Welle des Lichtes denken, das (gesehen nach rechts) kreisförmig polarisiert wird. Wenn diese Welle mit einem Material aufeinander wirkt, an dem der horizontale Bestandteil (grüner sinusoid) mit einer verschiedenen Geschwindigkeit reist als der vertikale Bestandteil (blauer sinusoid), werden die zwei Bestandteile aus dem 90 Grad-Phase-Unterschied (erforderlich für die kreisförmige Polarisation) das Ändern der Elliptischen Form von Kerr fallen.

Eine Änderung in der Folge von Kerr wird im geradlinig polarisierten Licht am leichtesten anerkannt, das in zwei Kreisförmig polarisierte Bestandteile getrennt werden kann: Linkshändiges Kreisförmiges Polarisiertes (LCP) leichtes und Rechtshändiges Kreisförmiges Polarisiertes (RCP) Licht. Der anisotropy des Magnetzünders Sehmaterial permittivity verursacht einen Unterschied in der Geschwindigkeit von LCP und RCP Licht, das eine Änderung im Winkel des polarisierten Lichtes verursachen wird. Materialien, die dieses Eigentum ausstellen, sind als Birefringent bekannt

Von dieser Folge können wir den Unterschied in orthogonalen Geschwindigkeitsbestandteilen berechnen, den anisotropic permittivity zu finden, den Kreisbewegungsvektoren zu finden, und das angewandte magnetische Feld zu berechnen.

Wellenlänge-Parallele-Maß der mit dem Magnetzünder optischen Wirkung

Weil die MO Tätigkeit gewöhnlich, normalerweise weniger als 1 ° in herkömmlichen Systemen sehr klein ist, erzeugt der monochromator quasimonochromatisches Licht in einem schmalen Wellenlänge-Fenster, da der Umfang der Modulation Wellenlänge-Abhängiger ist. Deshalb, um die spektroskopische MO Tätigkeit zu messen, ist eine Vielzahl von Maßen über die vollen Spektren erforderlich, befriedigende Wellenlänge-Entschlossenheit zu erhalten, und ist so sehr zeitaufwendig. Um die spektroskopische Information der MO Tätigkeit zu erhalten, wird leichte Wellenlänge durch den monochromator geändert. Deshalb kosten diese Methoden riesige Zeitdauer, obwohl hohe Empfindlichkeit kleinen MO Tätigkeiten zur Verfügung stellen Sie. Schnell ist die spektroskopische Charakterisierung der MO Tätigkeit so wünschenswert. Können wir weiße leichte Quelle verwenden und mit der Wellenlänge paralleles Maß wie das in ellipsometry für die Charakterisierung des Brechungsindexes durchführen?

Es wird gut gegründet, dass, wenn dieses geradlinige polarisierte Licht einen anderen polarizer, auch genannt Analysator durchführt, die übersandte leichte Intensität abhängig von ihrem Verhältniswinkel θ geregelt durch einen cos^ {2} θ Gesetz geändert werden konnte. Gestützt auf dieser einfachen Idee jetzt hat Forscher ein schnelles spektroskopisches MO System entwickelt, sie können volle geisterhafte Reihe MO Tätigkeit in einem einzelnen magnetischen Feldansehen bekommen. Das System verlangt nur stabile dauernde geisterhafte leichte Quelle, zwei polarizers, einen achromatischen Teller der Viertel-Welle und ein Spektrometer.

Es wird niedrig gekostet und für die Anwendung in der vollen geisterhaften Reihe von UV bis IR, oder sogar in THz Anwendungen flexibel. Dieses neue System würde Boosterrakete die Erforschung zu den MO Eigenschaften einer großen Vielfalt von Materialien in der vollen geisterhaften Reihe. Der minimale auflösbare Winkel hängt vom vollen Skala-Signal der leichten Quelle ab und wird durch die Instabilität und das dunkle Geräusch des Spektrometers beschränkt. Ein minimaler auflösbarer Winkel von 0.004 ° ist in ihrer Konfiguration demonstriert worden.

Siehe auch

• Wirkung von Zeeman
• QMR Wirkung
• Mit dem Magnetzündersehwirkung von Kerr
• Wirkung von Faraday
• Wirkung von Voigt
• Bundesstandard 1037C und von MIL-STD-188
• L. D. Landau und E. M. Lifshitz, Elektrodynamik von Dauernden Medien (Addison-Wesley: Das Lesen, Massachusetts, 1960). §82.
• J. D. Jackson, Klassische Elektrodynamik (3. Hrsg.) (Wiley: New York, 1998). §6.10.
• F. Jonsson und C. Flytzanis, "Optische parametrische Generation und Phase, die in mit dem Magnetzündersehmedien," Optik-Briefe 24 (21), 1514-1516 (1999) zusammenpasst.
• P.S. Pershan, "Mit dem Magnetzünder optische Effekten," J. Angewandte Physik 38 (3), 1482-1490 (1967). (Übersichtsartikel.)
• Marvin J. Freiser, "Ein Überblick über magnetooptic Effekten," IEEE Transaktionen auf der Magnetics ILLUSTRIERTE 4 (2), 152-161 (1968). (Übersichtsartikel.)