Гиротропные среды в технике СВЧ. Малков Н.А. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Как показывают численные оценки, влияние неоднородного обмена становится существенным
лишь при очень коротковолновых процессах, когда
5
10≥K м
–1
(длина волны менее 100 мкм). Обычно
рассматриваемым
Рис. 2.1
электромагнитным процессам свойственна значительно большая длина волны, а потому приближение
однородного обмена для них вполне удовлетворительно. Короткие волны, в механизме распространения
которых существенную роль играет неоднородное обменное взаимодействие, называют обменными спи-
новыми волнами. Последние можно представить как прецессию магнитных моментов с весьма быстрым
пространственным изменением фазы прецессии. Ниже проиллюстрировано отличие колебаний магнит-
ных моментов ионов: рис. 2.1, а – длинноволновый процесс (однородная прецессия), рис. 2.1, б – коротко-
волновый процесс (спиновая волна).
Учет неоднородного обмена путем замены
H
ω
на
H
Ω
в (2.2) позволяет получить из (2.2) полный
спектр колебаний в феррите, включая и область обменных спиновых волн. Потерями в феррите пренеб-
регаем, т.е. µ и µ
а
будем считать чисто вещественными. Очевидно возможны две физически крайние
ситуации: распространение волн вдоль статического намагничивания и перпендикулярно ему.
2.2 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛН
ВДОЛЬ ПОЛЯ НАМАГНИЧИВАНИЯ
В общем случае переменные поля имеют проекции на все три оси декартовой системы координат:
.
;
ZZYYXX
ZZYYXX
HeHeHeH
EeEeEeE
rrr
r
r
r
r
r
++=
++=
(2.5)
Проектирование уравнений (2.2) при
KeK
Z
r
r
= на оси координат (с учетом вида
∧
µ
) приводит к систе-
ме шести линейных уравнений. Два из них дают H
Z
= E
Z
= 0. Четыре остальных уравнения образуют
систему и содержат E
X
, E
Y
, H
X
и Н
Y
. После исключения электрических полей система приводится к виду
(
)
()
.0
;0
ф
22
ф
22
=µ−εω−µ
=µ+µ−εω
YXa
YaX
HKHi
HiHK
(2.6)
Собственные волны данной среды отвечают нетривиальному решению данной системы. Последнее
возможно в случае равенства нулю ее определителя
(
)
0
2
ф
22
=µ−εω−µ K
a
.
Это условие является дисперсионным соотношением для случая
i
HK
0
||
r
r
. С учетом (2.2) и (2.4) оно при-
водится к виду
(
)
(
)
ωΩ=ω+ωΩ mm
MMH
KK
2
0
, (2.7)
где cK ω=µεω=
0ф0
– волновое число среды, не обладающей гиротропными свойствами; с – скорость
света в среде. Отсюда видно, что возможны два решения (2.7), соответствующие различным знакам пе-
ред ω. В области сравнительно небольших волновых векторов, где неоднородным обменом можно пре-
небречь,
HH
ω→Ω и дисперсионная характеристика приобретает вид
а) б)

Страницы