Магнитофотоника: управлять светом с помощью магнитного поля Магнетизм и оптика: вечное сосуществование Библия. Ветхий Завет  1. В начале сотворил небо и землю. Бог  2. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над.

Download Report

Transcript Магнитофотоника: управлять светом с помощью магнитного поля Магнетизм и оптика: вечное сосуществование Библия. Ветхий Завет  1. В начале сотворил небо и землю. Бог  2. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над.

Slide 1

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 2

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 3

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 4

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 5

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 6

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 7

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 8

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 9

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 10

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 11

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 12

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 13

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 14

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 15

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 16

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 17

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 18

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 19

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля


Slide 20

Магнитофотоника:
управлять светом с помощью
магнитного поля

Магнетизм и оптика:
вечное сосуществование
Библия. Ветхий Завет


1.

В начале сотворил
небо и землю.

Бог



2.

Земля же была
безвидна и пуста, и тьма
над бездною, и Дух
Божий носился над
водою.



3.

И сказал Бог: да будет
свет. И стал свет.



4.

И увидел Бог свет, что он
хорош, и отделил Бог свет
от тьмы.

Легенды об открытии
магнетизма (magnet)
( ~1500 AD )
1. Пастух по имени
«Magnes».
2. «Magnetes» - жители
города «Magnesia» на
Ближнем Востоке
(область Греции).

Ферромагнетизм
В природе все магнитно, но кое-что
магнитно больше, чем другое
“All animals are equal but
some of them are more equal
than the others”

G. Orwell

Компас в виде ложки из магнетита Fe3O4 (древний Китай)

Великий экспериментатор
Майкл Фарадей
1845 г.
М. Фарадей (M. Faraday)
поставил эксперименты,
доказавшие связь между
оптикой и магнетизмом
Удивительно, что это
произошло в то время, когда не
было ясного понимания ни
природы магнитных свойств, ни
природы оптических явлений, и
уравнения Максвелла еще не
были сформулированы.

“Намагнитить” луч света
“Я уже давно придерживался мнения, что различные
формы и силы материи настолько близки и родственны,
что могут превращаться друг в друга. Это твердое
убеждение побудило меня произвести много изысканий с
целью открыть связь между светом и электричеством.
Однако результаты оказались отрицательными…
Эти безуспешные изыскания не могли поколебать моего
твердого убеждения, основанного на научных
соображениях. Поэтому я недавно возобновил
исследование на очень тонких и строгих началах, и в
конце концов мне удалось намагнитить и
наэлектризовать луч света, и осветить магнитную
силовую линию.”

Эффект Фарадея

β  VBd

Магнитное круговое
двулучепреломление

Визуализация магнитных доменов
А

А

А
α

α

Р

Р

Р

Визуализация доменов

Материалы
магнитооптики
Y3 Fe 5 O 12
Окно прозрачности 1.2 – 5 мкм (α<1 дБ/см)

F ~ 0.02 °/мкм (λ=1.3 мкм)
Bi x Y3- x Fe 5 O 12

F ~ 0.5 °/мкм (λ=1.3 мкм)

Два пути к совершенству
Подбор
оптимального
химического состава

Dy 0 .5 Bi 2 .5 Fe 5 O12

 ~ 2 °/мкм (λ=0.8 мкм)

Подбор оптимальной
структуры материала:
наноструктурирование

Периодическое наноструктурирование:

фотонные кристаллы

1D

2D

Оптические свойства (коэффициенты
прохождения, отражения, поглощения)
сильно зависят от структуры

3D

Эффект Фарадея в
магнитных фотонных кристаллах

Коэффициент прохождения
1.4
-15

100
80

-10

60
40

-5

20
0
1.4

0

1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

угол Фарадея
1.45

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

Магнитооптический
модулятор интенсивности
света

Магнитооптический
проектор

Магнитооптический
проектор

Цветная электронная бумага:
микросферы с магнитными
фотонными кристаллами

Магнитофотоника и
оптические схемы

Лаборатория
магнитооптики наноразмерных
материалов и фотонных кристаллов
Научный руководитель:
доц. Белотелов
Владимир Игоревич

[email protected]
к. 4-64

Эффект Фарадея в фотонных кристаллах:
дефектная мода

Распределение поля