Модуляция оптического излучения при магнитомеханических колебаниях в трехслойных композиционных структурах

Abstract

Нами рассмотрены особенности модуляции оптического излучения за счет эффекта Фарадея при возбуждении толщинных магнитомеханических колебаний в композиционной структуре подложка–магнитооптический кристалл-феррит. Получены частотные зависимости для амплитуды и начальной фазы переменной составляющей эффекта Фарадея. Показано, что при размещении магнитооптического кристалла между магнитопассивной подложкой и магнитострикционным ферритом происходит дополнительное усиление механических напряжений в кристалле в условиях магнитомеханического резонанса. Дополнительное увеличение переменной составляющей эффекта Фарадея может достигать 50 % по сравнению с однослойной структурой. Показано, что для рассмотренного типа модулятора свойственна начальная фазовая задержка переменной составляющей эффекта Фарадея до значений 30–60° в момент резонанса. Резонансная зависимость начального фазового сдвига для переменной составляющей эффекта Фарадея характеризуется абсолютной стабильностью по отношению к амплитуде переменного магнитного поля и определяется характеристиками магнитомеханических колебаний в структуре.

Нами розглянуто особливості модуляції оптичного випромінювання внаслідок ефекту Фарадея при порушенні товщинних магнітомеханічних коливань у композиційній структурі підкладка–магнітооптичний кристал-ферит. Отримано частотні залежності для амплітуди й початкової фази змінної складової ефекту Фарадея. Показано, що при розміщенні магнітооптичного кристала між магнітопасивною підкладкою та магнітострикційним феритом відбувається додаткове посилення механічних напруг у кристалі в умовах магнітомеханічного резонансу. Додаткове збільшення змінної складової ефекту Фарадея може досягати 50 % в порівнянні з одношарової структурою. Показано, що для розглянутого типу модулятора властива початкова фазова затримка змінної складової ефекту Фарадея до значень 30–60° у момент резонансу. Резонансна залежність початкового фазового зсуву для змінної складової ефекту Фарадея характеризується абсолютною стабільністю по відношенню до амплітуди змінного магнітного поля та визначається характеристиками магніто-механічних коливань у структурі.

The paper discusses the features of the modulation of optical radiation due to the Faraday effect of the thickness of magneto mechanical excited vibrations in the composite structure of the substrate-magneto optical crystal-ferrite. The frequency dependence of the amplitude and the initial phase of the variable component of the Faraday effect was obtained. It is shown that when the magneto optical crystal is placed between substrate and magnet passive magnet strictive ferrite there is an additional enhancement of mechanical stress in the crystal under magnetomechanical resonance. Additional increase of the variable component of the Faraday effect can reach up to 50 % compared with a single-layer structure. It is shown that for the considered type of modulator the initial phase delay of the variable component of the Faraday effect to the values of 30–60° at resonance is typical. The resonance dependence of the initial phase shift for the variable component of the Faraday effect is characterized by an absolute stability to the amplitude of the alternating magnetic field and is determined by the characteristics of magneto mechanical oscillations in the structure.