Материал: Физика магнитных диэлектриков.

кубического кристалла, намагниченного в своей плоскости. Пусть направляющие косинусы а. задают направление намагниченности, а косинусы [3. — направление, перпен­ дикулярное намагниченности,и направлению распростра­ нения света. Для двупреломлеішя имеем

Лк = к„ — гах = у прГ * [(Рц — р12) (Д + аі + 4 — a f f x — _

Проанализируем теперь несколько основных случаев ориентации намагниченности вдоль выделенных кристалло­ графических положений.

М II [001]. В этом случае изменение главных показате­ лей преломления деформироваииой индикатрисы равно

света вдоль любого направления в плоскости (001), пер­ пендикулярной памагничеииости. Кубический кристалл в этом случае под действием намагниченности из оптически изотропного превращается в одноосный, причем оптиче­ ская ось направлена вдоль намагниченности.

М у [111]. Изменения показателей преломления в на­ правлении памагничеииости и вдоль любого направления, перпендикулярного [111], например Ди001, равны

386

Как и в предыдущем случае, при такой ориентации кристалл из оптически изотропного превращается в одно­ осный с оптической осью вдоль намагниченности.

Этими двумя ориентациями исчерпываются случаи перехода кристалла из оптически изотропного в одноос­ ный. При всех других ориентациях намагниченности кри­ сталл будет переходить в общем случае в оптически двухос­ ный (кроме частного случая магнитооптической изотро­ пии, о котором будет сказано ниже). Рассмотрим для при­ мера случай ориентации намагниченности вдоль оси вто­ рого порядка М у [110]. Главные показатели индикатрисы изменятся следующим образом:

Диооі= — Y по?і2т -

Двупреломление для светового лучаг распространя­ ющегося вдоль направлений [001] и [110], выражается разными формулами:

k II [001], А» = пп — »л = —«оР44^2.

(5 . 6 1 а )

к II [НО], А» = »и —»и = — \ п% (рп — ріг + 2p«) il/2,

т. е. кристалл становится оптически двухосным.

Для характеристики оптического поведения кубиче­ ских кристаллов под действием намагниченности удобно ввести в рассмотрение отношение величии двупреломления для двух главных случаев ориентации намагниченности вдоль осей третьего и четвертого порядка, а именно отно­ шение

которое описывает магнитооптическую анизотропию. Дей­ ствительно, если а = ‘1, то из полученных формул (5. 59) — (5. 61) следует, что при любом направлении намагниченно­ сти двупреломление будет иметь одну и ту же величину, т. е. двупреломление будет изотропным. Кристалл будет при этом оптически одноосным, с осью, направленной

вдоль намагниченности. Если я^М, то кристалл магнито­ оптически анизотропен, т. е. величина двупреломления будет меняться при изменении ориентации намагничен­ ности. Кристалл будет оптически двухосным, а положение оптических осей будет зависеть от знака и величины па­ раметра я. Интересно отметить, что при яу^'1 двупреломление наблюдается и при распространении света вдоль на­ магниченности.

Проанализируем положения оптических осей в куби­ ческом магнитном кристалле, направив намагниченность

Рис. 5.4. Зависимость положе­ ния оптических осей в кубиче­ ском кристалле от величины параметра магнитооптической анизотропии при М |] [110].

вдоль оси второго порядка куба (рис. 5. 4). Эти положе­ ния можно найти, исходя из общей формулы для оптичес­ ких осей двухосного кристалла

где У — угол между оптической осью и намагниченностью, пд, пти пр -г- больший, средний и мёяыпий главные пока­

затели преломления. По определению оптические оси всегда лежат в плоскости индикатрисы с полуосями эл­ липса пд и пр.

Разобьем возможные случаи по значениям параметра

используя общую формулу, находим

где угол отсчитывается от направления намагниченности в плоскости (001). При a=-f- 1 оптическая ось направлена вдоль намагниченности, при а= — 1 — перпендикулярно на-

388

магничеииости вдоль оси [110]. В случае а= +оо оптиче­ ские оси составляют угол 45° с намагниченностью, т. е. лежат вдоль взаимно перпендикулярных осей четвертого

ские оси лежат в плоскости (110) и угол между оптической

-4 P«

Вслучае а= 0 оптическая ось совпадает с направлением [001]; при а —— 1 — с направлением [ПО].

^.'1 Мы рассмотрели случай расположения осей при ориен­ тации иамагиичениости вдоль оси "[НО]. При движении намагниченности к другому направлению, например [001] или [111], угол между оптическими осями будет уменьшаться, обращаясь в нуль, когда намагниченность совпадает с этими направлениями (при любом значении а).

Гнроашізотропные явления

вмагнитоупорядоченных кристаллах

Вмагнитоупорядочениых кристаллах круговое

илинейное двупреломления за счет намагниченности могут быть сравнимыми по величине эффектами, что заставляет специально рассмотреть задачу о распространении в них света. В общем случае такие кристаллы характеризуются

эллиптическим двупреломлением.

Мы видели, что круговое двупреломление или ЭФ определяется антисимметричной частью тензора диэлек­ трической проницаемости, которая может быть представ­ лена в виде

389