ПОПЕРЕЧНО-НАМАГНИЧЕННЫЙ ФЕРРИТ

Выберем другое направление распространения волны, перпендикулярное постоянному магнитному полю. Пусть по-прежнему а однородная плоская волна распространяется вдоль оси. х. (рис. 16.6).

Рис. 16.6

Поэтому в системе ур-ний (16.11) положим что приводит к следующим соотношениям:

Таким образом, система распадается на две группы независимых уравнений, каждая из которых описывает отдельную волну. Одна из них содержит только две составляющих поля — другая три — и

Обыкновенная волна определяется двумя равенствами со звездочкой, откуда

Поле обыкновенной волны имеет магнитную составляющую, параллельную По своим свойствам эта волна не отличается от плоской однородной волны, распространяющейся в диэлектрике с параметрами Последнее объясняется тем, что для высокочастотной составляющей намагниченный до насыщения феррит эквивалентен вакууму.

Необыкновенная волна описывается оставшимися тремя ур-ниями (16.24). Уравнение устанавливает связь между двумя компонентами магнитного поля, откуда следует, что

т. е. магнитное поле поляризовано эллиптически в плоскости перпендикулярной в этом проявляются гиротропные свойства феррита.

Совместное решение ур-ний (16.24), не отмеченных звездочками и связывающих компоненты Ну и позволяет определить параметры необыкновенной волны:

где эквивалентная магнитная проницаемость феррита для необыкновенной волны.

Найдем вещественную часть магнитной проницаемости, подставив в из (16.9), определенные без учета потерь в материале:

Поле необыкновенной волны, плоской, однородной, но не поперечной, имеет электрическую составляющую, параллельную вектору Н и перпендикулярные ему магнитные составляющие. На рис. 16.7 приведены характеристики полученные по ф-лам (16.27); для сравнения показана характеристика

Рис. 16.7

В дорезонансной области при Тогда, согласно вектор Н описывает эллипс в положительном направлении относительно Эллиптически поляризованное поле можно представить в виде суммы двух волн с круговой поляризацией и противоположными направлениями вращения векторов Волна с большей амплитудой имеет в данном случае положительное направление вращения относительно и сильно взаимодействует с намагниченным ферритом. При и фазовая скорость необыкновенной волны больше, чей обыкновенной.

В зарезонансной области при и вектор Н описывает эллипс в отрицательном направлении; поэтому фазовая скорость необыкновенной волны здесь меньше, чем обыкновенной.

Волна, у которой плоскость поляризации не совпадает с вектором и не перпендикулярна ему, при входе в поперечно намагниченный феррит распадается на обыкновенную и необыкновенную. Так как их фазовые скорости различны, волна в общем случае приобретает эллиптическую поляризацию также в плоскости, перпендикулярной направлению ее распространения. В оптике аналогичное явление называют двойным преломлением, так как различие фазовых скоростей эквивалентно различию коэффициентов преломления среды для указанных волн.

Поперечный ферромагнитный резонанс — явление резонансного поглощения необыкновенной волны при определенном значении поперечного постоянного магнитного поля . Величина поглощения необыкновенной волны определяется мнимой составляющей На рис. 16.7 показан резонансный пик при .

Частоту поперечного резонанса (положение максимума при заданном найдем из условия: соответствующего резонансу в гипотетической среде без потерь. Для этого должен быть равен нулю знаменатель ф-лы (16.28):

очевидно, что Отсюда определим постоянное поле, необходимое для возникновения поперечного резонанса при заданной частоте

оно меньше, чем поле , соответствующее продольному магнитному резонансу.

Подстановка в (16.27) общих соотношений для позволяет определить величину максимума при поперечном резонансе:

Сравнение этого выражения с ф-лой (16.18) для показывает, что поглощение при поперечном резонансе несколько меньше, чем при продольном.

Физические причины резонансного поглощения при продольном и поперечном резонансах одинаковы: составляющая волны с положительным вращением векторов вызывает значительную по амплитуде прецессию спинов в намагниченном феррите. Более сложный характер взаимодействия переменного поля с ферритовой средой при поперечном относительно распространении волны увеличивает резонансную частоту по сравнению с частотой свободной прецессии электронных спинов (при ).