научная статья по теме ВЛИЯНИЕ “МАГНИТНОЙ СТЕНКИ” И ПРОВОДЯЩЕЙ ПЛОСКОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В КАСАТЕЛЬНО НАМАГНИЧЕННОЙ ФЕРРИТОВОЙ ПЛАСТИНЕ Электроника. Радиотехника

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ “МАГНИТНОЙ СТЕНКИ” И ПРОВОДЯЩЕЙ ПЛОСКОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В КАСАТЕЛЬНО НАМАГНИЧЕННОЙ ФЕРРИТОВОЙ ПЛАСТИНЕ»

РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, 2007, том 52, № 2, с. 202-210

РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ И ПЛАЗМЕ

ВЛИЯНИЕ "МАГНИТНОЙ СТЕНКИ" И ПРОВОДЯЩЕЙ ПЛОСКОСТИ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В КАСАТЕЛЬНО НАМАГНИЧЕННОЙ ФЕРРИТОВОЙ ПЛАСТИНЕ

Поступила в редакцию 31.03.2006 г.

Проведено сравнение дисперсионных уравнений для касательно намагниченной ферритовой пластины, на некотором расстоянии от поверхностей которой созданы граничные условия типа "магнитной стенки" или идеально проводящей плоскости в любой комбинации. Сформулировано правило, позволяющее по известному дисперсионному уравнению для одной из структур записать уравнение для любой другой структуры. Исследованы изочастотные и дисперсионные характеристики магнитостатических волн в структуре металл-феррит-магнитная стенка. Установлено, что в этом случае волны характеризуются не только однонаправленным распространением во всем диапазоне существования (

5 ГГц), но и почти прямолинейным участком дисперсионной зависимости

2 ГГц. Показано, что в такой структуре в одном и том же интервале частот могут существовать объемные волны, поверхностные волны и волны с постоянной по толщине пластины амплитудой.

В последнее время изотропные искусственные среды с отрицательными диэлектрической и магнитной проницаемостями £ и ц пытаются использовать для наблюдения и исследования необычных физических эффектов [1], которые, как предсказывалось ранее [2], должны возникать в таких средах. В то же время хорошо известно, что в магнитоупорядоченных анизотропных веществах, в частности в ферритах, можно реализовать такие эффекты, которые либо не могут быть получены в изотропной среде, либо принципиально отличаются от аналогичных эффектов в изотропной среде. Например, такие явления, как отражение и преломление электромагнитных волн в анизотропной и в изотропной средах существенно различаются: угол падения может быть не равен углу отражения (причем возможно и "отрицательное" отражение, когда отраженный луч направлен в сторону падающего); коэффициент преломления не является постоянной величиной, а зависит от угла падения и может принимать любые положительные и отрицательные значения [3, 4].

В настоящее время интенсивно разрабатываются новые композитные материалы, поэтому естественно ожидать появления новых искусственных сред и структур, а также наблюдения принципиально новых физических эффектов при использовании этих материалов совместно с ферритами. В частности, сравнительно недавно оказалось возможным создать композитные материалы, которые имитируют граничные условия типа "магнитной стенки" для электромагнитной волны (равенство нулю тангенциальных компо-

нент магнитного поля) на поверхности обычных изотропных диэлектриков [5, 6]. Если б удалось создать материалы, обеспечивающие условия типа магнитной стенки на границе с ферритовой пластиной (или пленкой), то в такой структуре наблюдались бы дипольные спиновые волны, которые можно назвать "однонаправленными" (когда волна может переносить энергию только в определенном направлении). Изочастотные и дисперсионные зависимости этих волн, называемых обычно магнитостатистическими (МСВ), были рассмотрены ранее для ферритовой пластины, вблизи одной из поверхностей которой существовали граничные условия типа магнитной стенки [7-9]. Ниже исследованы геометрия, в которой граничные условия типа магнитной стенки созданы вблизи обеих поверхностей ферритовой пластины, и геометрия, в которой вблизи одной из поверхностей находится идеально проводящая плоскость, а вблизи другой - магнитная стенка. Отметим, что в [10] описано распространение волны вдоль оптической оси для частного случая, когда проводящая плоскость и магнитная стенка прилегают непосредственно к поверхностям ферритовой пластины.

1. ДИСПЕРСИОННОЕ УРАВНЕНИЕ

ДЛЯ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН

В ФЕРРИТОВОЙ ПЛАСТИНЕ С ДВУМЯ ГРАНИЦАМИ ТИПА МАГНИТНАЯ СТЕНКА

Рассмотрим бесконечную плоскопараллельную ферритовую пластину (пленку) 2 толщиной 5 (рис. 1). На некотором расстоянии w от ее нижней поверхности и на некотором расстоянии ё от ее верхней поверхности расположена среда 4, обес-

печивающая граничные условия типа магнитнои стенки (равенство нулю тангенциальных компонент магнитного поля). Пространства 1 и 3, расположенные между ферритом 2 и средоИ 4, представляют собоИ вакуум, магнитная проницаемость которого равна 1. Пластина 2 намагничена до насыщения касательным однородным магнитным

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎