1.2. Магнітостатичне наближення. Магнітостатичний потенціал.

Феритові плівки є магнітними діелектриками, і електромагнітні хвилі в них описуються рівняннями Максвела:

, , (7)

, (8)

З усього спектру хвиль нас цікавлять так звані магнітостатичні хвилі (МСХ), для яких:

(9)

Співвідношення (9) представляє магнітостатичне наближення. В цьому наближенні система рівнянь (7) та (9) зводиться до такої системи:

, (10)

(11)

Перше рівняння говорить про потенціальність поля. Отже, можна ввести магнітостатичний потенціал , який зв’язаний з співвідношенням:

(12)

Підстановка (12) в (11), з урахуванням зв’язку та через тензор магнітної проникності, дає рівняння:

, (13)

яке і використовується при аналізі МСХ у феритових плівках. Рівняння (13) називається рівнянням Уокера. При розгляді МСХ в плівках до рівняння Уокера необхідно додати граничні умови, які виражаються в неперервності тангенційних компонент напруженості та нормальної компоненти індукції магнітного поля на границях шару.

1.3. Типи магнітостатичних хвиль. Дисперсійне співвідношення.

Розв’язуючи рівняння (13), можна показати, що в феритовому шарі можуть поширюватись три типи магнітостатичних хвиль: прямі об’ємні МСХ (ПОМСХ), зворотні об’ємні МСХ (ЗОМСХ) та поверхневі МСХ (ПМСХ). Перший тип хвилі відповідає нормальному намагнічуванню (підмагнічуюче поле напрямлене перпендикулярно площині плівки), а другий та третій – дотичному. При цьому ЗОМСХ поширюються вздовж підмагнічуючого поля, а ПМСХ – перпендикулярно йому. В монокристалічних плівках залізо-ітрієвого гранату, вирощених в площині (111), в дотичному режимі можуть також поширюватись анізотропні ПОМСХ та ЗОМСХ. Дисперсійні залежності для феритового шару з урахуванням анізотропії фериту описуються наступними формулами:

- для нульової симетричної моди ПОМСХ

; (14)

- для нульової антисиметричної моди ЗОМСХ

; (15)

- для ПМСХ та анізотропних ПОМСХ та ЗОМСХ

, (16)

Співвідношення (16) при описує дисперсію ПМСХ, а при - дисперсію анізотропних ПОМСХ та ЗОМСХ. В формулі (14) визначається згідно (5), а , , та в формулах (15) та (16) - відповідно (6).

2.Експериментальна методика

2.1. Блок-схема установки.

Для дослідження спектрів магнітостатичних хвиль використовується панорамний вимірювач КСХН та згасання Р2-53 в режимі на відбиття з генераторним блоком діапазону 3,2-5,6 ГГц. Блок-схема експериментальної установки зображена на рис.2.

2.2. Вимірювальна комірка.

В

Рис. 1

имірювальна комірка складається з пінопластової пластини, в якій закріплено полікорову підкладку з сформованою на ній періодичною системою металевих смужок (рис.1). На пластину накладається феритова плівка, яка зверху притискається пінопластовою кришкою. Розміщення вимірювальної комірки в хвилеводі показано на рис.1. Вимірювальна комірка може обертатися навколо своєї осі, що забезпечує перехід від нормального намагнічування до дотичного. Слід зауважити, що періодична структура металевих смужок розташована таким чином, що смужки паралельні вузькій стінці хвилеводу, а тому вони паралельні також вектору напруженості електричного поля хвилі . Структура ефективно збуджує МСХ в напрямку, перпендикулярному смужкам, з хвильовими числами , де - номер піку, - період структури, причому із зростанням ефективність збудження падає. Хвиля, яка поширюється в хвилеводі, падає на вимірювальну комірку та збуджує струми в періодичній структурі смужок, в свою чергу, періодична структура збуджує МСХ в плівці, які, згасаючи, перетворюють енергію хвилі в теплову енергію. Таким чином, на частотах, які відповідають збуджуваним за допомогою періодичної структури хвильовим числам, має місце поглинання потужності, яке можна спостерігати на панорамному вимірювачі у вигляді піків.

Рис. 2