Обнаружена дифракция света на звуке в гематите, обусловленная модуляцией поляризаций нормальных оптических мод.

Лаборатория магнитоакустики.

В легкоплоскостном антиферромагнетике (АФ) α-Fe₂O₃ обнаружена дифракция света на звуке, обусловленная магнитоупругой модуляцией поляризаций нормальных оптических мод, распространяющихся вдоль тригональной оси кристалла C₃. Эксперименты проводились в режиме Рамана-Ната в тонких пластинах гематита в постоянном магнитном поле, приложенном перпендикулярно одной из осей второго порядка С₂ в базисной плоскости (Н||Х⊥С₂, Н⊥C₃). Поперечные звуковые волны на частоте 91МГц распространялись вдоль оси Х (q||Х) и были поляризованы перпендикулярно этой оси (е||Y). Линейно-поляризованное на входе инфракрасное излучение c длиной волны λ=1,35 мкм распространялось вдоль оси C₃. В работе показано, что в этой геометрии звук не дает линейного деформационного вклада в показатели преломления нормальных оптических мод и тем самым не приводит к механизму акустооптической дифракции в режиме Рамана-Ната, определяемой модуляцией фаз этих мод. Однако, благодаря сильной магнитоупругой (МУ) связи, звук линейным образом модулирует поляризацию световых мод, что приводит к возникновению нового, «поляризационного» механизма дифракции в АФ.

Эксперименты показали, что при включении звука возникает дифрагированный луч, поляризация которого перпендикулярна направлению поляризации входящего света, что согласуется с выводами теории. Построена физическая модель, описывающая наблюдаемую полевую зависимость. Показано, что зависимость, наблюдаемая в малых полях, обусловлена деполяризацией света в доменах и рассеянием на доменных границах, уменьшающихся с ростом поля в процессе монодоменизации. В полях, больших поля монодоменизации гематита(Н_D≈1.6kO_e), основную роль начинает играть уменьшение эффективности МУ-связи с ростом поля Н. Этим также объясняется наблюдение максимума интенсивности в полях H_max≈0.9kO_e, меньших поля Н_D. При H≥Н_D зависимость от поля описывается зависимостью величины МУ-связи от Н (сплошная линия).

Публикации:

1. С.А. Мигачев, М.Ф. Садыков, М.М. Шакирзянов: Акустооптическая дифракция в гематите, обусловленная магнитоупругой модуляцией поляризаций оптических мод // Письма в ЖЭТФ 88, вып.1, 54-58 (2008).