Введение
1 Магнитогиротропные слоистые периодические структуры магнитофотонные кристаллы 11
1.1 Свойства и классификация магнитофотонных кристаллов 11
1.1.1 Высокочастотные свойства магнитофотонных кристаллов 14
1.1.2 Свойства магнитофотонных кристаллов в ближнем инфракрасном и оптическом диапазонах 17
1.1.3 Эффекты запрещенных зон в магнитных жидкостях и магнитных коллоидах 21
1.1.4 Магнитные пленки с доменной структурой в качестве фотонных кристаллов 24
1.1.5 Нелинейные магнитооптические эффекты в магнитофотонных кристаллах 27
1.2 Классификация магнитооптических эффектов 30
1.2.1 Эффекты на прохождение электромагнитных волн 30
1.2.2 Эффекты на отражение электромагнитных волн 32
1.3 Матричные методы исследования периодических слоистых структур 33
1.3.1 Формализм матриц 2x2 для многослойных систем 35
1.3.2 Метод матриц 2x2, коэффициенты отражения и прохождения 37
1.3.3 Формализм матриц 4x4 для многослойных систем 38
1.3.4 Метод матриц 4 х 4, коэффициенты отражения и прохождения 41
2 Дисперсия объемных и поверхностных волн в мелкослоистой периодической структуре феррит-полупроводник 43
2.1 Материальные и эффективные параметры среды 44
2.1.1 Компоненты тензора магнитной проницаемости для среды, обладающей магнитной гиротропией 45
2.1.2 Эффективные материальные параметры бигиротропной среды (вектор намагниченности параллелен границам раздела слоев) 47
2.1.3 Эффективные материальные параметры бигиротропной среды (вектор намагниченности перпендикулярен границам раздела слоев) 52
2.2 Объёмные и поверхностные волны в структуре, намагниченной параллелено границам раздела слоев 54
2.2.1 Волны в эффективной среде 54
2.2.2 Поверхностные волны на границе эффективной среды и вакуума 64
2.2.3 Волны в эффективной среде. Оптический диапазон 67
2.3 Собственные волны в структуре, намагниченной перпендикулярно границам раздела слоев 71
2.3.1 Нормальные моды 73
2.3.2 Поверхностные волны 74
2.3.3 Волны в эффективной среде. Оптический диапазон 77
3 Селективные и волноводные свойства доменных структур с бинарным распределением намагниченности (оптический диапазон) 80
3.1 Фотонный спектр плоскослоистых доменных структур 81
3.1.1 Волноводное распространение 81
3.1.2 Передаточная матрица одного периода 83
3.1.3 Предел мелкослоистости 84
3.1.4 Численный анализ дисперсионного соотношения 86
3.2 Фотониокристаллические свойства полосовой доменной структуры с бинарным распределением намагниченности (высокочастотный диапазон) 89
3.2.1 Волноводное распространение 89
3.2.2 Выражение для матрицы перехода одного периода 92
3.2.3 Мелкослоистая среда 93
3.2.4 Численный анализ дисперсионного соотношения 94
3.2.5 Магнитофотонный спектр одномерной ПДС с дефектом . 99
4 Магнитооптические свойства плоскослоистой структуры магнетик-диэлектрик 103
4.1 Фотониокристаллические свойства одномерной продольно на-, магниченной периодической структуры (высокочастотный диапазон) 103
4.1.1 Основные соотношения 104
4.1.2 Матрицы преобразования и дисперсионные соотношения. 106
4.1.3 Коэффициенты отражения и прохождения 110
4.1.4 Поляризационные эффекты (полярный эффект Керра). 116
4.2 Метод конечных разностей во временной области - КРВО (FDTD) 117
4.2.1 Ячейка Йе 120
4.2.2 Схема КРВО 122
4.2.3 Метод КРВО и стабильность 124
4.2.4 Граничные условия 127
4.2.5 Источники волн 136
4.2.6 Вычисление спектров 143
4.3 Оптические свойства слоисто-периодической структуры магнетик-диэлектрик 146
4.3.1 Собственные ТМ волны в; оптическом диапазоне (поперечно намагниченная периодическая структура) 146
4.3.2 Коэффициенты отражения и прохождения. Экваториальный эффект Керра 150
4.3.3 Классификация дефектов, наблюдаемых в слоистых периодических структурах 153
4.3.4 Собственные циркулярные волны в оптическом диапазоне (продольно намагниченная периодическая структура) 162
Заключение 169
Библиографический список 173
Приложение 187
