Магнитооптический эффект
Магнитооптический эффект — это любое из ряда явлений, при которых электромагнитная волна распространяется через среду, которая была изменена присутствием квазистатического магнитного поля . В такой среде, которую также называют гиротропной или гиромагнитной , лево- и правовращающиеся эллиптические поляризации могут распространяться с разной скоростью, приводя к ряду важных явлений. Когда свет проходит через слой магнитооптического материала, результат называется эффектом Фарадея : плоскость поляризации может вращаться, образуя вращатель Фарадея .. Результаты отражения от магнитооптического материала известны как магнитооптический эффект Керра (не путать с нелинейным эффектом Керра ).
В общем, магнитооптические эффекты локально нарушают симметрию обращения времени (т. е. когда рассматривается только распространение света, а не источник магнитного поля), а также принцип взаимности Лоренца , который является необходимым условием для создания таких устройств, как оптические изоляторы (через которые свет проходит в одном направлении, но не в другом).
Два гиротропных материала с обратным направлением вращения двух основных поляризаций, соответствующие комплексно-сопряженным ε-тензорам для сред без потерь, называются оптическими изомерами .
В частности, в магнитооптическом материале наличие магнитного поля (приложенного извне или из-за того, что сам материал является ферромагнитным ) может вызвать изменение тензора диэлектрической проницаемости ε материала. ε становится анизотропной, матрица 3×3, со сложными недиагональными компонентами, зависящими, конечно, от частоты ω падающего света. Если потерями на поглощение можно пренебречь, ε является эрмитовой матрицей . Результирующие главные оси также становятся сложными, что соответствует эллиптически поляризованному свету, где поляризация с левым и правым вращением может двигаться с разной скоростью (аналогично двойному лучепреломлению ).
В частности, для случая, когда потерями на поглощение можно пренебречь, наиболее общая форма эрмитова ε имеет вид:
где - реальная симметричная матрица и - реальный псевдовектор , называемый вектором вращения , величина которого обычно мала по сравнению с собственными значениями . Направление g называется осью вращения материала. В первом порядке g пропорционально приложенному магнитному полю :
