Efecto magneto-óptico
Un efecto magneto-óptico es cualquiera de una serie de fenómenos en los que una onda electromagnética se propaga a través de un medio que ha sido alterado por la presencia de un campo magnético cuasiestático . En dicho medio, que también se denomina girotrópico o giromagnético , las polarizaciones elípticas que giran hacia la izquierda y hacia la derecha pueden propagarse a diferentes velocidades, lo que da lugar a una serie de fenómenos importantes. Cuando la luz se transmite a través de una capa de material magneto-óptico, el resultado se denomina efecto Faraday : el plano de polarización se puede girar, formando un rotador de Faraday .. Los resultados de la reflexión de un material magneto-óptico se conocen como efecto Kerr magneto-óptico (que no debe confundirse con el efecto Kerr no lineal ).
En general, los efectos magneto-ópticos rompen la simetría de inversión del tiempo localmente (es decir, cuando solo se considera la propagación de la luz, y no la fuente del campo magnético), así como la reciprocidad de Lorentz , que es una condición necesaria para construir dispositivos como los ópticos . aisladores (a través de los cuales pasa la luz en una dirección pero no en la otra).
Dos materiales girotrópicos con direcciones de rotación inversas de las dos polarizaciones principales, correspondientes a tensores ε complejos conjugados para medios sin pérdidas, se denominan isómeros ópticos .
En particular, en un material magneto-óptico la presencia de un campo magnético (ya sea aplicado externamente o porque el material en sí es ferromagnético ) puede causar un cambio en el tensor de permitividad ε del material. El ε se vuelve anisotrópico, una matriz de 3×3, con componentes complejos fuera de la diagonal, dependiendo por supuesto de la frecuencia ω de la luz incidente. Si se pueden despreciar las pérdidas por absorción, ε es una matriz hermitiana . Los ejes principales resultantes también se vuelven complejos, correspondientes a la luz polarizada elípticamente donde las polarizaciones giratorias hacia la izquierda y hacia la derecha pueden viajar a diferentes velocidades (análogo a la birrefringencia ).
Más específicamente, para el caso en que se pueden despreciar las pérdidas por absorción, la forma más general de ε hermitiana es:
donde es una matriz simétrica real y es un pseudovector real llamado vector de giro , cuya magnitud es generalmente pequeña en comparación con los valores propios de . La dirección de g se llama eje de giro del material. A primer orden, g es proporcional al campo magnético aplicado :
