Магнитно-нелинейные материалы для детектирования электромагнитного излучения / Magneto-Nonlinear Materials for Detection of Electromagnetic Radiation

Мартиросян Р. М. / Martirosian, R.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Макарян А. О. / Makaryan, A.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Мыхитарян В. М. / Mekhitarian, V.
Институт физических исследований НАН Армении / RUS Институт физических исследований НАН Армении
Татевосян В. Р. / Tadevosyan, V.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Назари Ф. / Nazari, F.
Ереванский государственный университет / Yerevan State University
Джулфаян А. / Julfayan, A.
Институт радиофизики и электроники НАН Армении / RUS Институт радиофизики и электроники НАН Армении
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1601-088097

Мартиросян Р. М., Макарян А. О., Мыхитарян В. М., Татевосян В. Р., Назари Ф., Джулфаян А. Магнитно-нелинейные материалы для детектирования электромагнитного излучения // Физические основы приборостроения. 2016. Т. 5. № 1(18). С. 88–97.
Martirosian, R., Makaryan, A., Mekhitarian, V., Tadevosyan, V., Nazari, F., Julfayan, A. Magneto-Nonlinear Materials for Detection of Electromagnetic Radiation // Physical Bases of Instrumentation. 2016. Vol. 5. No. 1(18). P. 88–97.

Аннотация: В работе приведены результаты исследований по детектированию лазерного излучения ИК диапазона в прозрачном ферромагнетике железо-иттриевом гранате (ЖИГ) при комнатной температуре. Показано, что величина и знак регистрируемого сигнала существенно зависят от внешнего постоянного магнитного поля и формы кривой намагничивания ферромагнетика. Зависимость регистрируемого сигнала от приложенного магнитного поля хорошо коррелируется со статической кривой намагничивания ферромагнитного образца. Регистрируемый сигнал отличается от нуля только при тех значениях внешнего магнитного поля, при которых кривая намагничивания ферромагнитного образца нелинейна. Эффективность детектирования существенно зависит также от угла поляризации лазерного излучения относительно вектора намагниченности ферромагнитного образца. Наиболее эффективная нелинейность имеет место в том случае, когда магнитное поле линейно поляризованного лазерного излучения лежит в плоскости, параллельной магнитному моменту намагниченного ферромагнетика.

Abstract: The results of research of detecting infrared laser radiation in transparent ferromagnetic YIG at room temperature in this work are presented. It is shown that the magnitude and sign of the detected signal depends essentially on the external magnetic field and the shape of magnetization curve of the ferromagnetic. The dependence of detected signal on applied magnetic field is in good agreement with static magnetization curve of the ferromagnetic sample. The detected signal is different from zero only for those values of the external magnetic field at which the magnetization curve of ferromagnetic sample is non-linear. The detection efficiency greatly depends on the angle of polarization of the laser radiation with respect to the magnetization vector of the ferromagnetic sample. The most effective nonlinearity is evident in the case where the magnetic field of a linearly polarized laser radiation lies in a plane parallel to the magnetic moment of the magnetization of ferromagnetic.

Ключевые слова: детектирование, магнитная нелинейность, лазерное излучение, ферромагнитный материал, magnetization, detection, magnetic nonlinearity, laser radiation, детектирование

Литература / References
  1. Ферриты в нелинейных СВЧ устройствах. / Сб.-к статей под. ред. А.Г. Гуревича. М.: ИИЛ, 1961.
  2. Нелинейные свойства ферритов в полях СВЧ. / Сб.-к статей под. ред. А.Л. Микаэляна. М.: ИИЛ, 1963.
  3. Porter, C.S., Spencer, E.G., Le Craw, R.C. Transparent Ferromagnetic Light Modulator Using Yttrium Iron Garnet // J. Appl. Phys. 1958. Vol. 29. P. 495-496.
  4. Кринчик Г. С., Четкин М. В. Прозрачные ферромагнетики // УФН. 1969. Т. 98. Вып. 1. С. 3-25.
  5. Кабыченков А. Ф. Магнитные фазовые переходы в поле световой волны // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1991. Т. 100. Вып. 4. С. 1219-1237.
  6. Яковлев Ю. М., Генделев С. Ш. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Советское радио, 1975.
  7. Тикадзуми С. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практическое применение. М.: Мир, 1987.
  8. Kimel, A.V., Kirilyuk, A., Usachev, P.A., Pisarev, R.V., Balbashov, A.M., and Rasing, Th. Ultrafast Non-Thermal Control of Magnetization by Instantaneous Photomagnetic Pulses // Nature. 2005. Vol. 435. P. 655-657.
  9. Challener, W. A., McDaniel, T. W., Mihalcea, C. D., Mountfield, K. R., Pelhos, K., and Sendur, I. K. Light Delivery Techniques for Heat-Assisted Magnetic Recordings // Jpn. J. Appl. Phys. 2003. Part 1. T.42. P. 981-988.
  10. Koopmans, B., Van Kampen, M., Kohlhepp, J.T., and de Jonge, W.J.M. Ultrafast Magneto-Optics in Nickel: Magnetism or Optics? // Phys. Rev. Lett. 2000. Vol. 85. P. 844.
  11. Kirilyuk, A. From Magneto-Optics to Ultrafast Manipulation of Magnetism // Journal of Science and Arts. 2011.T. 3. P. 353-356.
  12. Kimel, A.V., Kirilyuk, A., Hansteen, F., Pisarev, R. V., and Rasing, Th. Nonthermal Optical Control of Magnetism and Ultrafast Laser-Induced Spin Dynamics in Solids // J. Phys.: Condens. Matter. 2007. Vol. 19. P. 043201 (1-24).
  13. Kimel, A. V., Bentivegna, F., Gridnev, V. N., Pavlov, V. V., Pisarev, R. V., and Rasing, Th. Room-Temperature Ultrafast Carrier and Spin Dynamics in Gaas Probed by the Photoinduced Magneto-Optical Kerr Effect // Phys. Rev. B. 2001. Vol. 63. P. 235201.
  14. Hansteen, F., Kimel, A., Kirilyuk, A., and Rasing, Th. Nonthermal Ultrafast Optical Control of the Magnetization in Garnet Films // Phys. Rev. B. 2006. Vol. 73. P. 014421.
  15. Wang, J., Sun, C., Hashimoto, Y., Kono, J., Khodaparast, G. A., Cywinski, L., Sham, L. J., Sanders, G. D., Stanton, C. J., and Munekata, H. Ultrafast Magneto-Optics in Ferromagnetic III-V Semiconductors // Journal of Physics: Condensed Matter. 2006. Vol. 18, P. R501-530.
  16. Макарян А. О. Оптическое детектирование в ферромагнитной среде // Молодой научный сотрудник ЕГУ. 1982. Т. 2. С. 134-136.
  17. Hakobyan, H.S., Makaryan, A.H., Mekhitarian, V.M., and Tadevosyan, V.R. Detection of Laser Radiation in Optically Transparent Ferromagnet // Proc. Of International Conference on ‘’Microwave and THz Technologies and Wireless Communications’’. Armenia. 2013. P. 52-60.
  18. Martirosian, R.M., Makaryan, A.H., Mekhitarian, V.M., and Tadevosyan, V.R. Optical Detection in a Ferromagnet // JETP Letters. 2014. Vol. 99. No. 8. P. 435-440.
  19. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика часть 2. М.: Физматлит, 2004.
  20. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория поля. М.: Ф, 2003.
  21. Landau, L. D., Lifshitz, E. M. Theory of theизматлит, 2003.
  22. Landau, L. D., Lifshitz, E. M. Theory of the Dispersion of Magnetic Permeability in Ferromagnetic Bodies// Phys. Z. Sowjetunion. 1935. Vol. 8. No. 153. P. 101-114.
  23. Bloch, F. Nuclear Induction// Phys. Rev. 1946. Vol. 70. P. 460-474.
  24. Gilbert, T. L. A Lagrangian Formulation of the Gyromagnetic Equation of the Magnetic Field // Phys. Rev. 1955. T.100, P. 1243.
  25. Callen, H. B. A Ferromagnetic Dynamical Equation // J. Phys. Chem. Solids. 1958. Vol. 4. P. 256-270.
  26. Bloembergen, N. On the Ferromagnetic Resonance in Nickel and Supermalloy // Phys. Rev. 1950. Vol. 78, P. 572.
  27. Мыхитарян В. М. Инвариантное представление обобщенного импульса // Известия НАН Армении. Физика. 2012. Т. 47. № 6. С. 379-390.