Способ формирования спиральной доменной структуры в магнетике и магнитооптический дефлектор-концентратор

 

Изобретение относится к оптоэлектроникё и вычислительной технике и может быть использовано в волоконно-оптических линиях связи и интегрально-оптических устройствах для управления и концентрации светового излучения. С целью упрощения способа, расширения функциональных возможностей за счет расширения диапазона углов отклонения светового луча, повышения надежности за счет автоматического формирования доменной структуры и удешевления дефлектора формирование

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 11 С 11/.14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732662/24 (22) 07.07.89 (46) 07.09.91. Бюл. t4 33 (71) Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (72) М.В.Логунов и В.В.Рандошкин (53) 681.327.66(088.8) (56) Элементы и устройства на цилиндрических магнитных доменах. Справочник — М.:

Радио и связь, 1987, с. 488.

Письма в ЖТФ. 1976, т. 2, в. 13, с. 610614. . (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СПИРАЛЬНОЙ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ В МАГНЕ. Ы 1675950 Al

ТИКЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР-КОН ЦЕ HTPATOP (57) Изобретение относится к оптоэлектронике и вычислительной технике и может быть использовано в волоконно-оптических линиях связи и интегрально-оптических устройствах для управления и концентрации светового излучения. С целью упрощения способа, расширения функциональных возможностей за счет расширения диапазона углов отклонения светового луча, повышения надежности за счет автоматического формирования доменной структуры и удешевления дефлектора формирование

1675950 доменной структуры осуществляют приложением однородного магнитного поля перпендикулярно плоскости. пленки напряженности, превышающей поле насыщения пленки, затем уменьшают напряженность этого поля до нуля, причем центром формиоования структуры является область в магнетике с пониженным полем анизотропии (Н»), а в качестве оптически проэрачноИзобретение относится к области оптоэлектроники и вычислительной техники и может быть использовано в волоконно-оптических линиях связи и интегрально-оптических устройствах для управления и концентрации светового излучения.

Цель изобретения — ynpou,:åíèå способа, расширение функциональных возможностей эа счет расширения диапазона углов отклонения светового луча, повышение надежности за счет автоматического формирования доменной структуры и удешевление дефлектора.

На фиг. 1 изображены доменные структуры, соответствующие последовательности формирования спиральной структуры . при уменьшении внешнего поля; на фиг. 2— блок-схема дефлектора-концентратора.

Формирование доменной структуры осуществляют приложением однородного магнитного поля перпендикулярно пло-. скости пленки с напряженностью, превышающей поле насыщения пленки, затем уменьшают напряженность этого поля до нуля, причем центром формирования структуры является область в магнетике с пониженным полем анизотропии (Н»), а в качестве оптически прозрачного магнетика используется доменсодержащая пленка феррит-граната с перпендикулярной анизотропией, в центре которой выполнена область с пониженным Н», Дефлектор-концентратор содержит электромагнит 1, оптически связанные источник 2 света, поляризатор 3, анализатор

4 и доменсодержащий магнетик 5.

Дефлектор-концентратор работает следующим образом.

Вдоль оси легкого намагничивания . пленки (фиг. 1а) (перпендикулярно ее плоскости) прикладывается магнитное поле и пленка намагничивается до насыщения.

При уменьшении этого поля в области пленки с пониженным Н» зарождается домен с обратной намагниченностью (фиг, 1б) и го магнетика используется доменсодержащая пленка феррит-граната с перпендикулярной анизотропией, в центре которой выполнена область с пониженным Н». Дефлектор-»он це нтратор содержит электромагнит 1, оптически связанные источник 2 магнитного поля, поляризатор 3, анализатор 4, доменсодержащий магнетик 5. 2 с. и

2 з. и. ф-лы, 2 ил, из центра зародышеобраэования начинается рост полосового. домена, причем головка полосового домена движется в строго определенном направлении (фиг. 1в) из-за

5 гиротропной силы, действующей на стенки движущегося полосового домена, и формируется спиральная доменная структура (фиг. 1г). Структура сохраняется после выключения внешнего поля, а расстоя10 ние между витками спирали близко к равновесному периоду страйп-структуры в размагниченной пленке. При необходимости формирование Спирали можно проводить неоднократно, при этом центр

15 спирали находится в строго определенном месте и достигается высокая повторяемость процесса,.

В случае, если область с пониженным

Н» имеет сферическую форму, из этой обла20 сти иногда начинается рост полосовых доменов одновременно в две стороны (фиг. 1д), но уже при формировании первого витка один иэ доменов перестает удлиняться, а второй образует спираль (фиг. 1е).

25 Для улучшения формы спирали в ее центральной части область с пониженным Н» должна иметь каплеобразную форму. В этом случае благодаря магнитостатическим полям появляется вы30 деленное направление и из центра зародышеобразования рост полосового домена происходит только в одном направлении, Размер области с пониженным Н» дол35 жен составлять!=(1-2) и, где в — равновесная ширина полосового домена в пленке, иначе при увеличении 1 рост доменов из этой области происходит одновременно в нескольких направлениях и вместе спи40 ральной структуры образуется структура, близкая к лабиринтной (фиг. 1ж).

При t < азародыш с обратной намагниченностью при уменьшении поля расширяется подобно цилиндрическому магнитному до45 мену (ЦМД), при определенных размерах

1675950 наступает эллиптическая неустойчивость и спираль также нестабильна.

При большом числе витков магнитооптический дефлектор со спиральной структурой действует практически так же, как и с кольцевой. В отсутствие внешнего магнитного поля ширина соседних доменов с противоположной намагниченностью одинакова, что позволяет преобразовать падающий световой луч в кольцевой поток света с наибольшей энергией. С помощью внешнего магнитного поля можно изменять соотношение между размерами доменов, управляя таким образом энергией кольцеsoro потока света, При этом по сравнению с известным способом повышается надежность управления рефлектором. Так, в известном способе при случайном небольшом увеличении управляющего поля возможен коллапс кольцевой доменной структуры, а снижение управляющего поля приводит к возникновению лабиринтной или страйпструктуры и работоспособность дефлектора нарушается. В предлагаемом дефлекторе в подобном случае после коллапса при снижении поля спиральная доменная структура формируется автоматически и дефлектор продолжает работать, т. е. выдерживает пе-. регрузки по полю,.в несколько раз превышающие рабочий диапазон.

Изобретение позволяет достичь йоставленные цели благодаря следующим отличиям: упрощение способа за счет формирования доменной структуры с помощью однородного магнитного поля; удешевление за счет применения пленки феррит-граната вместо монокристаллической пластинки ортоферрита; повышение надежности за счет автоматического формирования доменной структуры; расширения функциональных возможностей за счет расширения диапазона углов отклонения светового пучка, так как для пленок феррит-гранатов равновесная ширина доменов может изменяться в диапазоне в= 0,5-100 мкм и более.

Формула изобретения

1. Способ формирования спиральной доменной структуры в магнетике, включающий воздействие на магнетик магнитным полем, отличающийся тем, что. с целью

10 упрощения способа, воздействие на магнетик магнитным полем осуществляют приложением однородного поля вдоль оси легкого намагничивания с напряженностью, превышающей поле насыщения

15 магнетика, а затем уменьшают напряженность этого поля до нуля, причем центром формирования кольцевой доменной структуры является область в магнетике с пониженным полем одноосной анизотропии.

20 2. Магнитооптический дефлекторконцентратор, содержащий источник магнитного поля, оптически связанные поляризатор, анализатор и оптически прозрачный доменсодержащий магнетик, о т л25 и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, расширения области примене.ния путем увеличения диапазона углов отклонения светового пучка, магнетик выполнен в виде пленки феррит-граната, в центре которой

30 расположена область с пониженным полем одноосной анизотропии.

3. Дефлектор-концентратор по и, 2, о тл и ч а ю шийся тем, что область с пониженным полем одноосной анизотро35 пии выполнена каплеобразной формы с размерами l=(1 — 2) и, где I — размер каплеобразной области, а- равновесная ширина доменов в пленке.

4. Дефлектор-концентрактор по пп. 2 и

40 3, отличающийся тем, что пленка феррит-граната выполнена состава (8i, В)в, (Fe, ба)501г, где R — по крайней мере один редкоземельный элемент, причем намагниченность насыщения равна 50 — 1200 Гс, 45 фактор качества — более 2, коэрцитивная сила — более 13.

Составитель А.Ануфриев

Редактор В,Бугренкова Техред M.,Mîðãåíòàë Корректор О.Кундрик

Заказ 3006 Тираж 321 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101