magnetooptika

magnetoòptika (gr. magnētis < Magnētis lithos – akmuo iš Magnezijos + optikē (technē) – regėjimo mokslas), fizikos šaka, tirianti magnetiniame lauke esančios terpės optinių savybių pokyčius, kuriuos lemia optinės spinduliuotės (šviesos) ir tos terpės sąveikos ypatumai. Magnetooptinių reiškinių kristaluose savitumus lemia savoji kristalų anizotropija. Magnetinio lauko simetrija (magnetinio lauko stiprio ir magnetinio srauto tankis – ašiniai vektoriai) lemia papildomą terpės optinę anizotropiją. Skaidrių feritų ir antiferomagnetikų magnetooptinę anizotropiją daugiausia lemia ne išorinis, bet vidinis šių terpių magnetinis laukas, sukeliantis savaiminį šių kristalų įmagnetėjimą. Magnetooptika tiria Zeemano reiškinį (atomo energijos lygmenų ir spinduliuojamos šviesos spektro linijų skaidą), Faraday reiškinį (šviesos poliarizacijos plokštumos sukimą magnetiniame lauke), magnetooptinį Kerro reiškinį, t. p. Cottono ir Moutono reiškinį (dvejopą šviesos spindulių lūžį izotropinėje terpėje, kai šviesa sklinda skersai magnetinio lauko). Plačiai tiriamos puslaidininkių ir magnetiškai tvarkių kristalų (feritų ir antiferomagnetikų) magnetooptinės savybės. Pagrindinis magnetooptinis reiškinys magnetiniame lauke esančiuose puslaidininkiuose yra optinės spinduliuotės sugerties spektro diskretumas už ištisinės sugerties krašto. Tam tikromis sąlygomis puslaidininkyje įvyksta šviesos priverstinė elektroninė sklaida ir šiam procesui būdinga elektrono sukinio apgrąža magnetinio lauko atžvilgiu. Šio proceso metu sklaidomo fotono energija pakinta, kai kuriuose puslaidininkiuose tas pokytis gana didelis. Magnetooptika dar tiria smulkių vandenilio tipo priemaišų ir eksitonų energijos lygmenų Zeemano skaidą, t. p. tiriama infraraudonosios spinduliuotės sugertis ir atspindys siauratarpiuose puslaidininkiuose. Saviti magnetooptiniai reiškiniai kyla skystuosiuose kristaluose, susidedančiuose iš diamagnetinių molekulių – jiems būdinga stipri magnetinės jutos ir elektrinio poliarizuotumo anizotropija. Išorinis magnetinis laukas gali pakeisti skystojo kristalo orientacinę tvarką ir jos pokytis savo ruožtu lemia dvejopo šviesos spindulių lūžimo pokytį. Prie magnetooptinių reiškinių priskiriami ir labai stiprių šviesos srautų (lazerio spinduliuotės) sukelti reiškiniai, pvz., atvirkštinis Faraday reiškinys (apskritai poliarizuota šviesa, sklindanti pro skaidrią terpę, veikia kaip efektinis magnetinis laukas ir sukelia terpės įmagnetėjimą). Atrasta naujų magnetooptinių reiškinių, pvz., šviesos, sklindančios besisukančioje terpėje, poliarizacijos plokštumos sukimas. Magnetooptikos tyrimų rezultatais plačiai naudojamasi kietojo kūno fizikoje ir technikoje. Tiriama metalų ir puslaidininkių elektroninė sandara, puslaidininkių juostinė sandara, elektronų plazmos kolektyviniai virpesiai ir jos sąveika su fononais, sukininių bangų spektras, priemaišiniai energijos lygmenys, fizikinė ir cheminė medžiagos sandara, faziniai virsmai. Magnetooptiniai reiškiniai plačiai naudojami informacijos įrašymo ir kaupimo įrenginiuose (magnetooptiniai diskai), lazerio spinduliuotės valdymo sistemose (kuriami kreiptuvai, optinės užtūros, šviesos moduliavimo įtaisai ir kita), jais naudojamasi konstruojant specialius optinius elementus, lazerinius giroskopus, integrinės optikos įtaisus ir kita.