Профессор, доктор физико-математических наук Г. С. Кринчик и старший научный сотрудник М. В. Четкий (МГУ имени М. В. Ломоносова) открыли явление аномальной магнитной восприимчивости ферромагнетиков в оптическом диапазоне частот.
Долгое время считалось, что ферромагнитные вещества непрозрачны для радиоволн и света. В 40-х гг. были получены магниты, прозрачные для радиоволн, а в конце 50-х гг. – ферромагнитные кристаллы, прозрачные для видимого и инфракрасного света. Тогда же в физике магнитных явлений возникло новое направление – оптика прозрачных ферромагнитных кристаллов.
В становлении оптики ферромагнетиков существенную роль сыграли работы, выполненные на кафедре магнетизма физического факультета МГУ профессором Г. С. Кринчиком и старшим научным сотрудником М. В. Четкиным по исследованию прозрачных ферромагнетиков оптическими методами. Эти исследования привели к коренному изменению представлений о роли магнитной восприимчивости ферромагнетиков на оптических частотах.
Оптические свойства тел, в том числе и ферромагнитных, описываются с помощью диэлектрической и магнитной восприимчивостей. Раньше считалось, что магнитная восприимчивость ферромагнетиков на оптических частотах равна нулю, как и магнитная восприимчивость пустоты. Это означало, что ферромагнетик под действием света ведет себя подобно вакууму, что его нельзя намагнитить магнитным полем световой волны. Другими словами, коэффициент пропорциональности между напряженностью магнитного поля световой волны и магнитным моментом ферромагнетика равен нулю. Опыты с прозрачными ферромагнетиками показали, что это не так. Авторами открытия было доказано, что магнитное поле световой волны намагничивает ферромагнетик – заставляет магнитный момент ферромагнетика вращаться вокруг направления постоянного магнитного поля с частотой световой волны, т. е. 1014 раз в секунду.
“Открытие прецессии (вращения) магнитного момента с оптической частотой, – рассказывают Г. С. Кринчик и М. В. Четкий, – привело к обнаружению новых физических явлений в прозрачных ферромагнетиках. Световые волны с определенными направлениями электрического и магнитного полей называются поляризованными волнами. При прохождении такой волны через прозрачный ферромагнетик направление электрического поля волны непрерывно меняется – существует так называемое вращение плоскости поляризации (гиротропия). Это вращение в неферромагнитных веществах известно давно – эффект Фарадея открыт в середине прошлого века. Оно велико в ультрафиолетовой области спектра, а с продвижением в видимую и инфракрасную области спектра резко стремится к нулю. В ферромагнетиках этого стремления нет. Вращение здесь остается большим и не меняется в области максимальной прозрачности. В переходной области между видимым и инфракрасным диапазонами магнитооптические свойства кристалла определяются примерно в равной степени их диэлектрической и магнитной воспри-имчивостями, и мы получаем новую среду, названную нами бигиротропной”.
Открытие способствовало продвижению в область действия оптических квантовых генераторов и в область динамических свойств ферромагнетиков в радио- и СВЧ-диапазонах. Оно позволило Г. С. Кринчику и М. В. Четкину создать приборы для управления световыми лучами – модуляторы света, устройства для считывания информации, записанной на ферромагнитных пленках, и др. На кафедре квантовой электроники Киевского государственного университета созданы устройства для измерения мощно.сти в диапазоне сверхвысоких частот. Магнитооптические модуляторы света работают в сильно сходящихся световых пучках в периодическом и импульсном режимах. Они обеспечивают стопроцентную модуляцию при малых управляющих мощностях.
Найдены прозрачные ферромагнетики, в которых постоянное вращение плоскости поляризации наблюдается не только в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн 2_8 мкм, но и в диапазоне 10-18 мкм, в котором оптический квантовый генератор на (ХЬ работает с наибольшим КПД. С помощью прозрачных ферромагнетиков можно создать приборы, хорошо пропускающие излучение лазера в одну сторону и совершенно не пропускающие его в другую – так называемые невзаимные устройства. Благодаря вращению плоскости поляризации света в прозрачных ферромагнетиках можно бесконтактным способом измерять силу тока в высоковольтных линиях электропередачи.
На основе открытия советских ученых родилась принципиально новая область техники, дальнейший прогресс которой в значительной мере связан с успехами синтезирования новых прозрачных магнитных кристаллов.
Открытие внесено в Государственный реестр открытий СССР под № 175 с приоритетом от 17 марта 1961 г. Формула его такова:
“Установлено неизвестное ранее явление аномальной Магнитной восприимчивости ферромагнетиков в оптическом диапазоне частот, заключающееся в том, что магнитное поле световой волны вызывает аномально большую прецессию магнитного момента ферромагнетиков, приводящую к их бигиротропии и к частотно-независимому вращению плоскости поляризации света”.
Предыдущая статья Следующая
