magnetooptiisessa

Magnetooptiiset ilmiöt ovat ilmiöitä, joissa magneettinen kenttä tai magneettinen tila vaikuttaa valon kulkuun, sen polarisaatioon tai absorptioon. Näitä ilmiöitä hyödynnetään laitteissa, joissa hallitaan valon liikettä ja polarisaatiota magneettisen tilan perusteella. Keskeisiä magnetooptisia ilmiöitä ovat Faraday-efekti ja Kerr-efekti, sekä erilaiset magneto-optiset vasteet.

Faraday-efektissä lineaarisesti polarisoidun valon polarisaatiokulma kiertyy, kun valo kulkee magneettikentässä. Kerr-efektissä vastaavasti heijastuvaan valoon syntyy polarisaation muutos magneettisen tilan vaikutuksesta. Verdetin vakio kuvaa Faraday-kiertymän voimakkuutta materiaalissa. Magnetooppiin vasteeseen voivat vaikuttaa materiaali sekä valon aallonpituus; ilmiöt voivat olla gyrotropiaa ja/tai anisotrooppia.

Sovelluksia ovat optiset eristimet ja modulointilaitteet laserjärjestelmissä, signaalin ohjaus ja suojaus takaisinheijistystä vastaan sekä historiallisen merkityksen omaavat magneto-optiset tallennusmediat. Nykyisin magnetooptiisia ilmiöitä tutkitaan laajasti magneettikuvauksessa, magneettisten rakenteiden kartoituksessa ja kvanttioptiikan sovelluksissa, joissa pienet magneettiset tilat voidaan havaita ja hallita optisesti.

Materiaalit, joilla magneto-optiset vasteet ovat voimakkaita, sisältävät garnetit kuten yttrium-iron garnet (YIG) sekä useat ferrimagnettiset ja ferromagneettiset yhdisteet. Näitä käytetään sekä tutkimuksessa että erilaisissa optisissa komponenteissa. Tutkimusala yhdistää magnetiikan, optiikan ja materiaalitieteen perusfysiikan ja teknologian kehityksen.