совпадающего с направлением спинов, будет иметь место большое поглощение, для противоположного (прямого) - малое. Такие вентили обладают большой добротностью, определяемой как отношение потерь энергии в обоих направлениях ВРобр/Рпр, значение которого достигает порядка сотен.

Невзаимный фазовращатель также основан на различии магнитной проницаемости для двух направлений вращения круговой поляризации или направлений распространения. Это различие обусловливает соответственно увеличение и уменьшение фазовых постоянных для двух противоположных направлений распространения. .Разница по фазе, или так называемый дифференциальный (невзаимный) фазовый.двиг, пропорциональна длине участка с ферритом. Фазовращатель характеризуется таким параметром, как добротность, равным отношению фазового сдвига к вносимым потерям: •0=Аф/3 град/дБ. Хорошие фазовращатели имеют добротность в = = 500-=-800 град/дБ. Вносимый дифференциальный сдвиг зависит от параметров феррита, внешнего магнитного поля и параметров вол-ководной системы. Используя невзаимные фазовращатели, обеспечивающие сдвиг фазы на 180°, можно сконструировать, как и в случае фарадеевского вращателя, циркулятор на прямоугольном волноводе. Эти циркуляторы нашли значительное распространение в милли-, санти- и дециметровом диапазоне длин волн в трактах с повышенными и высокими уровнями мопщости СВЧ, так как "конструкция такого типа циркулятора обеспечивает хороший отвод теплоты (пластина крепится непосредственно на стенку вол-шовода).

§ 4.6. Магнитооптические устройства

Принцип действия магнитооптических устройств (МО-устройства) Основан на использовании различных магнигооптических эффектов В специфических доменных структурах перестраиваемых под воздействием внешних полей (тепловых, магнитных и т. д.).

Возможность создания устройств этого класса стала реальной в результате появления лазерной техники. Как известно, лазер является генератором электромагнитного излучения оптического диапа-.зона длин волн, в который входят инфракрасные, видимые и ультрафиолетовые волны. Это излучение качественно отличается от излучения других источников, например нагретых тел. Лазерное излу-чение характеризуется высокой степенью временной и пространст-венной когерентности, монохроматичностью, малой расходимостью Дострой направленностью) луча, большой плотностью энергии. Лазерный луч можно перемещать непрерывно или дискретно в пространстве (сканирование луча посредством дефлекторов), модулировать, включать и выключать.

Рассмотрим некоторые виды МО устройств.

МО-м одулятор осуществляет пространственную модуляцию световой волны при прохождении ее через перемагничиваемую до-

менную структуру * тонкой магнитной пленки (ТМП), обладающей! высокими МО-свойствами.

Принцип модуляции основан на периодическом повороте плоскости поляризации света в ТМП при подаче периодического управляющего сигнала в обмотку управления. Полученную фазовую модуляцию светового пучка с помощью анализатора преобразуют в амплитудную. Частота и глубина модуляции в основном зависят от МО-свойств ТМП. Рассмотрим модулятор, созданный на материале,, содержащем ЦМД, предназначенный для модуляции большого числа световых потоков. Посредством поля смещения (см. § 1.10) в ТМП формируется многодоменная структура ЦМД одного размера с радиусом R. На ее поверхности для фиксации ЦМД расположены непрозрачные пермаллоевые аппликации в виде кругов радиусом Rk<R, соосно расположенных над каждым доменом. Кроме этого,, для целей управления каждый домен охвачен петлей, при подаче тока 1у в которую происходит уменьшение его радиуса. Предварительно устанавливают взаимное положение анализатора и поляризатора таким, чтобы световые пучки проходили через ЦМД полностью, а на остальных участках ТМП пропускание было минимальным. При /у=0 интенсивности всех световых пучков на выходе ТМП равны между собой. Увеличивая /у в определенной точке ТМП уменьшают интенсивность пучка света, прошедшего через данный домен. При некотором значении /у, когда радиус ЦМД станет равным Rk, интенсивность снизится почти до нуля. Одновременную модуляцию нескольких CBCTQBbix потоков производят параллельным управлением за счет одновременного периодического изменения токов в управляющих петлях, расположенных у соответствующих ЦМД [4.13].,

МО-устройства сканирования света (дефлекто-р ы) предназначены для отклонения светового луча с высокой разрешающей способностью. Они основаны на явлении дифракции света, наблюдаемом при его прохождении через полосовые доменные структуры (см. § il.9). Простейший дефлектор реализуется следующим образом. Поляризованный свет пропускают через ТМП с полосовой доменной структурой. Так как полосовая доменная структура является для света дифракционной решеткой, то, изменяя внешнее поле управления в плоскости пленки, можно изменять период решетки, а следовательно, и положение дифракционных максимумов.

Наибольший интерес представляют оптические запоминающие устройства, обладающие высоким быстродействием, большой емкостью, высокой надежностью и малой стоимостью [4.12].

В оптических ЗУ используют два метода хранения информации: поразрядный и голографический с постраничной организацией. В поразрядном методе каждый бит информации записывается от-

* Разработаны модуляторы на ТМП, в которых свет распространяегся в плоскостях пленки.

Рис. 4.40. Иллюстрация принципа действия голографического ЗУ

дельно, в голографическом - записывается и считывается целая страница, содержащая 10-10 бит.

Поразрядный метод основан на так называемой термомагнитной фотографии, в которой используют термомагнитные эффекты в ферро- и ферримагнитных средах.

В качестве информационной среды для термомагнитной фотографии применяют тонкие пленки из магнитооптических материалов,

обладающих одноосной магнитной анизотропией с направлением оси легкого намагничивания, перпендикулярным плоскости пленки, и большим значением угла поворота плоскости поляризации (эффектом Фарадея или Керра), что обеспечивает высокий сигнал считывания (см. § 1.15). Такие обратимые «фотопленки» позволяют многокрятно записывать и стирать информацию.

Термомагнитная запись основана на перемагничивании локальных участков, т. е. на переводе их в новое магнитное состояние по сравнению с остальной пленкой, путем нагрева этих участков за счет интерференционных максимумов света. Конкретный вид реализации записи зависит от типа используемого термомагнитного эффекта и рассмотрен в § 2,24. Для считывания информации, записанной в магнитной среде в виде системы доменов с различным направлением магнитных моментов, можно использовать эффекты Фарадея и Керра. Стирание информации производится путем изменения направления внешнего магнитного поля на обратное.

При голографическом методе в запоминающее устройство вводят блоков данных емкостью Р = аЬ бит. Для этого исходную информацию Р записывают на ТМП с управляемой доменной структурой, например на материал, содержащий ЦМД, т. е. получают матрицу ячеек (аЬ) памяти на транспаранте. Смену информации на транспаранте производят управляющими полями, чаще всего за счет подачи токов в обмотки управления. Голограмма всех блоков данных фиксируется на специальной голографической пластине, представляющей собой обратимую «фотопленку», пригодную для термомагнитной записи. Голографическое изображение на этом носителе записи 5 получают следующим образом (рис. 4.40). На транспарант 4 направляют через поляризатор 2 мощный луч лазера /, который, проходя через матрицу в виде доменной структуры, модулируется в зависимости от содержания информации, т. е. его структура А оптически эквивалентна блоку данных.

Для перемещения исходного луча по плоскости транспаранта а