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

(5)5 О 11 С 11/.14 САНИЕ ИЯ 614 И О Оч Фиг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева(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. 610) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СПИРАЛЬ Й ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ В МАГНЕ 1675950 А ТИКЕ И МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР-КОНЦЕНТРАТОР(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 формирование1675950 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 иможет быть использовано в волоконно-оптических линиях связи и интегрально-оптических устройствах для управления иконцентрации светового излучения.Цель изобретения - упрощение спосо.ба, расширение функциональных возмож.ностей эа счет расширения диапазонауглов отклонения светового луча, повышение надежности за счет автоматическогоформирования 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 структурыосуществляют приложением однородногомагнитного поля перпендикулярно плоскости пленки с напряженностью, превь 1- шающей поле насыщения пленки, затемуменьшают напряженность этого поля донуля, причем центром формированияструктуры является область в магнетике спониженным полем анизотропии (Н), а вкачестве оптически прозрачного магнетикаиспользуется доменсодержащая пленкаферрит-граната с перпендикулярной анизотропией, в центре которой выполнена область с пониженным Н,Дефлектор-концентратор содержитэлектромагнит 1, оптически связанные источник 2 света, поляризатор 3, анализатор4 и доменсодержащий магнетик 5.Дефлектор-концентратор работает следующим образом,Вдоль оси легкого намагничивания. пленки (фиг. 1 а) (перпендикулярно ее плоскости) прикладывается магнитное поле ипленка намагничивается до насыщения.При уменьшении этого поля в областипленки с пониженным Н зарождается домен с обратной намагниченностью(фиг, 1 б) и го 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 магнитного поля, поляризатор 3, анализатор 4, доменсодержащий магнетик 5. 2 с. и 2 3. и. ф-лы,2 ил,из центра зародышеобраэования начинается рост полосового. домена, причем головка полосового домена движется в строго определенном направлении (фиг. 1 в) из-за 5 гиротропной силы, действующей на стенкидвижущегося полосового домена, и формируется спиральная доменная структура (фиг. 1 г), Структура сохраняется после выключения внешнего поля, а расстоя 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 пониженнымН имеет сферическую форму, из этой обла сти иногда начинается рост полосовцх доменов одновременно в две стороны (фиг, 1 д), но уже при формировании первого витка один иэ доменов перестает удлиняться, а второй образует спираль (фиг. 1 е).25 Для улучшения формы спирали в еецентральной части область с пониженным Н должна иметь каплеобразную форму, В этом случае благодаря магнитостатическим полям появляется вы деленное направление и из центра зародышеобразования рост полосового домена происходит только в одном направлении,Размер области с пониженным Н дол 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 спи ральной структуры образуется структура, близкаяк лабиринтной (фиг. 1 ж).При 1азародыш с обратной намагниченностью при уменьшении поля расширяется подобно цилиндрическому магнитному до мену (ЦМД), при определенных размерахнаступает 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 кольцевого 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 изобретения51. Способ формирования спиральнойдоменной структуры в магнетике, включающий воздействие на магнетик магнитнымполем, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью10 упрощения способа, воздействие на магнетик магнитным полем осуществляютприложением однородного поля вдольоси легкого намагничивания с напряженностью, превышающей поле насыщения15 магнетика, а затем уменьшают напряженность этого поля до нуля, причем центромформирования кольцевой доменной структуры является область в магнетике с пониженным полем одноосной анизотропии.20 2. Магнитооптический дефлекторконцентратор, содержащий источникмагнитного поля, оптически связанные поляризатор, анализатор и оптически прозрачный доменсодержащий магнетик, о т л 25 и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениянадежности, расширения области примене.ния путем увеличения диапазона углов отклонения светового пучка, магнетик выполнен ввиде пленки феррит-граната, в центре которой30 расположена область с пониженным полем. одноосной анизотропии.3. Дефлектор-концентратор по и, 2, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что область спониженным полем одноосной анизотро 35 пии выполнена каплеобразной формы сразмерами 1=1 - 2) и, где - размер каплеобразной области, со- равновесная ширина доменов в пленке.4. Дефлектор-концентрактор по пп. 2 и40 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что пленкаферрит-граната выполнена состава (81, В)5,Ре, ба)50 а, где й - по крайней мере одинредкоземельный элемент, причем намагниченность насыщения равна 50 - 1200 Гс,45 фактор качества - более 2, коэрцитивнаясила - более 13,1675950 Составитель А.АнуфриевВ,Бугренкова Техред М,Моргентал Корректор Реда дрик эказ 3006 Тираж 321 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго