자기 광학 효과

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자기광학 효과는 전자기파가 퀘이시스트 자기장의 존재에 의해 변형된 매체를 통해 전파되는 여러 현상 중 하나이다. 이러한 매체에서는 자이로방성 또는 자이로마그네틱이라고도 하며, 좌회전 및 우회전 타원 편극화가 서로 다른 속도로 전파되어 여러 가지 중요한 현상으로 이어질 수 있다. 빛이 자기광학 물질 층을 통해 전달되면 그 결과를 패러데이 효과라고 하는데, 양극화의 평면이 회전하여 패러데이 회전기를 형성할 수 있다. 자석 광학 물질에서 반사된 결과를 자석 광학 커 효과(비선형 커 효과와 혼동하지 않음)라고 한다.

일반적으로 자석-광학 효과는 시간 역전의 대칭성을 국소적으로(즉, 자기장의 근원이 아닌 빛의 전파만을 고려할 때) 광학 아이솔레이터와 같은 장치를 구성하는 데 필요한 조건인 로렌츠 상호주의(빛은 한 방향으로 통과하지만 다른 방향으로 전달되지 않음)를 말한다.

무손실 매체용 복합 콘주게이트 ε 텐더에 해당하는 두 개의 주요 편광의 역회전 방향을 가진 두 개의 회전방성 물질을 광학 이소머라고 한다.

자이로방성 허용률

특히 자기장 물질에서 자기장의 존재(외부적으로 도포되거나 물질 자체가 강자성이기 때문)는 물질의 허용성 텐서 tens에 변화를 일으킬 수 있다. ε은 입사광의 주파수 Ω에 따라 3×3 매트릭스인 비등방성이 되며, 복잡한 비대각성 구성요소를 가진다. 흡수손실을 소홀히 할 수 있다면 ε은 에르미트 행렬이다. 그 결과로 나타나는 주축도 복잡해져 좌회전 편광과 우회전 편광화가 서로 다른 속도(양방향 편광과 아날로그)로 이동할 수 있는 타원극광에 해당된다.

좀 더 구체적으로 말하면, 흡수 손실을 소홀히 할 수 있는 경우에 있어서, 에르미트 of의 가장 일반적인 형태는 다음과 같다.

${\displaystyle \varepsilon ={\begin{pmatrix}\varepsilon _{xx}'&\varepsilon _{xy}'+ig_{z}&\varepsilon _{xz}'-ig_{y}\\\varepsilon _{xy}'-ig_{z}&\varepsilon _{yy}'&\varepsilon _{yz}'+ig_{x}\\\varepsilon _{xz}'+ig_{y}&\varepsilon _{yz}'-ig_{x}&\varepsilon _{zz}'\\\end{pmatrix}}}$

또는 동등하게 변위장 D와 전기장 E 사이의 관계는 다음과 같다.

${\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon \mathbf {E} =\varepsilon '\mathbf {E} +i\mathbf {E} \time \mathbf {g}}$

where ${\displaystyle \varepsilon '}$ is a real symmetric matrix and ${\displaystyle \mathbf {g} =(g_{x},g_{y},g_{z})}$ is a real pseudovector called the gyration vector, whose magnitude is generally small compared to the eigenvalues of ${\displaystyle \varepsilon '}$. g의 방향은 재료의 Gyration 축이라고 한다. 첫 번째 순서로 g는 적용된 자기장에 비례한다.

${\displaystyle \mathbf {g} =\varepsilon _{0}\chi ^{(m)}\mathbf {H}}}$

여기서 $\chi {\displaystyle {}^{}}$( ${\displaystyle m^{}}$) $displaystyle \chi ^{(m)}\!}$은(는) 자석-광택 감수성(동방성 매체에 있는 스칼라지만, 일반적으로 텐서)이다$$. 이 민감성 자체가 전기장에 의존하는 경우, 자기 광학 파라메트릭 생성의 비선형 광학 효과(응용된 자기장에 의해 강도가 제어되는 Pockels 효과와 유사한 효과)를 얻을 수 있다.

분석하기에 가장 간단한 경우는 $g{\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {\prime }^{}}$ ${\$의 주축(유겐벡터)인 g와${\displaystyle {}^{}}\epsilon {\displaystyle {}^{}}$ ${\$$\text{'}\}$의 다른 두 고유값이 동일한$$ 경우다. 그런 다음 단순성을 위해 g를 z 방향으로 눕히면 ε 텐서는 다음과 같은 형태로 단순화된다.

${\displaystyle \varepsilon ={\pmatrix}\varepsilon _{1}>ig_{z}\-ig_{z}&\\varepsilon _{1}&0\0&\&\varepsilon _{2}\end{pmatrix}}}}}}}}}}}$

가장 일반적으로는 z 방향으로 전파되는 빛(g와 평행)을 고려한다. 이 경우 용액은 위상 속도 $1{\displaystyle \mathrm{}}$ /${\displaystyle \mu \sqrt{}}$ (${\displaystyle \sqrt{{}_{}}}$ ${\displaystyle \sqrt{{1\mathrm{}}_{}}}$± ${\displaystyle \sqrt{g_{}}}$ z$){\$여기서 μ는 자기 투과성이다. 위상 속도의 차이는 패러데이 효과로 이어진다.

순전히 교정의 축에 수직으로 전파되는 빛의 경우, 그 성질을 코튼-무톤 효과라고 하며 순환기에 사용된다.

커 로테이션과 커 타원시티

커 로테이션과 커 타원시티는 자성 물질과 접촉하는 입사광의 양극화 변화다. 커 로테이션은 전달된 빛의 양극화 평면에서 회전하는 것으로, 커 타원은 그것이 전파되는 평면에서 타원 편광에 의해 추적된 타원의 주축과 부축의 비율이다. 편광 입사광의 방향 변화는 이 두 특성을 사용하여 정량화할 수 있다.

고전 물리학에 따르면 빛의 속도는 물질의 순도에 따라 다르다.

${\displaystyle v_{p}={\frac {1}{\sqrt{\\epsilon \mu }}}}}$

여기서 $v{\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle p_{}}$ ${\$는 재료를 통과하는 빛의 속도, $ϵ{\displaystyle }$ ${\displaystyle \epsilon }$은 재료의 허용 속도, $\mu {\displaystyle }$ ${\displaystyle \mu}$은$$ 재료 투과성이다. 허용율은 비등방성이기 때문에 다른 방향의 편광은 다른 속도로 이동할 것이다.

이것은 우리가 원형으로 편극된 빛의 파동을 고려한다면 더 잘 이해할 수 있다. 이 파동이 수직 성분(파란색 사인파)과는 다른 속도로 수평 성분(녹색 사인파)이 이동하는 물질과 상호작용하면 두 성분은 90도 위상차(원형 분극에 필요)에서 벗어나 커 타원성을 변화시킨다.

커 로테이션의 변화는 선형 편광에서 가장 쉽게 인식되며, 이는 두 개의 원형 편광 성분인 좌-손 편광(LCP) 빛과 우-손 편광(RCP) 빛으로 분리될 수 있다. 자석 광물질의 음이소트로피는 LCP와 RCP 빛의 속도 차이를 일으켜 편광 각도에 변화를 일으킨다. 이 성질을 나타내는 물질은 비레프링겐트라고 알려져 있다.

이 회전을 통해 직교 속도 성분의 차이를 계산하고, 비등방성 허용률을 찾아내고, 규율 벡터를 찾아내고, 적용된 $자기장$^[1] H ${\$을(를) 계산할 수 있다.

참고 항목

• 지만 효과
• QMR 효과
• 마그네토-옵틱 커 효과
• 패러데이 효과
• 보이그트 효과
• 광전 효과

참조

• 연방 표준 1037C 및 MIL-STD-188부터
• Lev Davídovich Landau; Evgeniĭ Mikhaĭlovich Lifshit︠s︡ (1960). Electrodynamics of continuous media. Pergamon Press. p. 82. Retrieved 3 June 2012.
• Jackson, John David (1998). Classical electrodynamics (3rd ed.). New York: Wiley. pp. 6–10. ISBN 978-0471309321.
• Jonsson, Fredrik; Flytzanis, Christos (1 November 1999). "Optical parametric generation and phase matching in magneto-optic media". Optics Letters. 24 (21): 1514. Bibcode:1999OptL...24.1514J. doi:10.1364/OL.24.001514.
• Pershan, P. S. (1 January 1967). "Magneto-Optical Effects". Journal of Applied Physics. 38 (3): 1482. Bibcode:1967JAP....38.1482P. doi:10.1063/1.1709678.
• Freiser, M. (1 June 1968). "A survey of magnetooptic effects". IEEE Transactions on Magnetics. 4 (2): 152–161. Bibcode:1968ITM.....4..152F. doi:10.1109/TMAG.1968.1066210.
• 광대역 자기광학 분광학

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