1/8磁光材料的研究现状1.综述磁光材料是具有磁光效应的材料,磁光效应包括法拉第效应、磁光克尔效应、塞曼效应和磁致线双折射效应(科顿-穆顿效应和瓦格特效应)等。磁光材料需要同时具备一定的光学特性和磁学特性。1.1 法拉第效应法拉第效应指偏振光通过磁场下的介质后,偏振面因磁场作用而发生偏转。牛=VBd其中与是沿着光线传播方向看去偏振面的旋转角,叫做法拉第转角;V 是 Verdet常数,与材料性质有关;B 是磁感应强度在光线传播方向上的投影;d 是光在介质中传播的距离。当磁感应强度投影 B 与光线传播方向同向时,偏振面右旋,与〈0;反之,偏振面左旋,与〉0。与普通旋光效应不同的是,光线通过介质后再反射,原路返回再次通过介质,偏振面会在原来的基础上再旋转与角,而不是恢复原状。这为利用法拉第效应的磁致旋光材料提供了一种新的应用空间,如磁光调制器、磁光隔离器等。目前,对法拉第效应磁光材料的研究相对透彻,应用也相对广泛。以钇铁石榴石(Y3Fe5Oi2,简称 YIG)为代表的稀土铁石榴石(Re3Fe^i2)材料是常见的法拉第效应磁光材料[1]。1.2 磁光克尔效应磁光克尔效应指线偏振光在磁化的介质表面反射后,在磁场作用下偏振面发生偏转,偏转角度称为磁光克尔转角蚣。根据磁场强度方向的不同,磁光克尔效应分为三种:极向克尔效应:磁场方向垂直于介质表面,通常,兀随入射角的减小而增大;横向克尔效应:磁场方向平行与介质表面且垂直于入射面,光线的偏振方向不会发生变化,p 偏振光入射时会发生微小的反射率变化;纵向克尔效应:磁场方向平行与介质表面且平行于入射面,力随入射角的减小而减小,纵向克尔效应的强度比极向克尔效应小几个数量级,不易观察。应用最广的是极向克尔效应,可用来进行磁光存储和观察磁体表面或磁性薄膜的磁畴分布。1.3 塞曼效应2/8塞曼效应指光源位于强磁场中时,分析其发光的谱线,发现原来的一条谱线分裂成三条或更多条。原子位于强磁场中时,破坏自旋-轨道耦合,一个能级分裂成多个能级,而且新能级间有一定的间隔,能级的分裂导致了谱线的分裂。能级分裂的方式与角量子数 J 和朗德因子 g 有关。塞曼效应证明了原子具有磁矩,而且磁矩的空间取向量子化。塞曼效应可应用于测定角量子数和朗德因子,还可分析物质的元素组成。1.4 磁致线双折射效应磁致线双折射效应指透明介质处于磁场中时,表现出单轴晶体的性质,光线入射能产生两条折射线。在铁磁和亚铁磁体中的磁致线双折射效应称...