¿Cómo cambia la óptica de los materiales magnéticos?

La mayoría de los materiales no tienen una respuesta magnética muy potente a frecuencias ópticas. El ferromagnetismo depende de la orientación del dominio magnético, y el cambio de orientación del dominio es demasiado lento para la óptica.

Sin embargo, para muchos materiales hay algunos efectos magnéticos muy interesantes en la óptica. Por ejemplo, el efecto Faraday causará una rotación no recíproca de polarización a través de materiales susceptibles sesgados con un campo magnético estático externo, con cambios en la intensidad del campo que producen una rotación más fuerte.

En materiales como Granate de hierro de tierras raras sustituido con bismuto (B-RIG), este efecto es extremadamente fuerte. ¿Alguna vez has visto imágenes de los campos magnéticos en un superconductor? Estos se toman con luz polarizada y una losa de B-RIG en la parte superior.

En la reflexión, algunos materiales exhiben el efecto Kerr magnetoóptico, que está relacionado con el efecto Faraday, excepto que está en la reflexión: la polarización de la onda reflejada cambia.
En realidad, la onda reflejada no solo gira en polarización, sino que se polariza elípticamente porque la reflexión del eje transversal está desfasada, mientras que con el efecto Faraday la transmisión está en fase y, en consecuencia, es más estrictamente una rotación.

Nuevamente, todo esto es donde un campo magnético estático afecta las ondas ópticas.

Cuando entras en metamateriales, hay un gran interés en crear efectos magnéticos, que se realizan simplemente al tener pequeñas partículas de metal que conducirán una corriente y, en consecuencia, tendrán campos magnéticos a la frecuencia de interés. El objetivo es adaptar la permeabilidad magnética a esa frecuencia para obtener ciertas propiedades, como una combinación de velocidad de fase e impedancia de onda, o en el caso más sagrado, la permeabilidad magnética negativa simultánea y la permitividad eléctrica para crear una “superlens”. ” Pero ese es un tema completamente diferente.

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