Efecto magneto-óptico
Un efecto magneto-óptico es uno de varios 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 un medio de este tipo, 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 llama efecto Faraday : el plano de polarización se puede rotar, formando un rotador de Faraday .. Los resultados de la reflexión de un material magnetoóptico se conocen como efecto Kerr magnetoóptico (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 dispositivos ópticos . aisladores (a través de los cuales pasa la luz en una dirección pero no en la otra).
Dos materiales gyrotrópicos con direcciones de rotación invertidas de las dos polarizaciones principales, correspondientes a tensores ε conjugados complejos 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 propio material 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 que giran hacia la izquierda y hacia la derecha pueden viajar a diferentes velocidades (análoga a la birrefringencia ).
Más específicamente, para el caso en el que se pueden despreciar las pérdidas por absorción, la forma más general de Hermitian ε 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 :
