ДИСКРЕТНАЯ ДИФРАКЦИЯ В МАССИВЕ МАГНИТНЫХ ВОЛНОВОДОВ
А.А. Грачев, А.В. Садовников, Е.Н. Бегинин
Саратовский Государственный Университет им. Н.Г. Чернышевского
E-mail: stig133@gmail.com
Системы латерально связанных волноведущих структур на основе тонких пленок железо-иттриевого граната (ЖИГ) могут быть использованы как базовые элементы для создания различных устройств функциональной магнитоэлектроники: волноводов, интерферометров, мультиплексоров, фильтров и ответвителей [1]. Перестройка рабочих частот таких устройств внешним магнитным полем и путем изменения коэффициента связи между ферритовыми волноводами, разнообразие типов дисперсии и характера связи распространяющихся спиновых волн (СВ), проявление различных нелинейных эффектов (солитонное распространение волн, автомодуляция) позволяют изменять их характеристики и режимы работы в широких пределах.
В данной работе проведено исследование процессов дискретной дифракции поверхностных и обратных объёмных СВ в системе латерально связанных ферритовых волноводов численными методами и методом Мандельштам-Бриллюэновской спектроскопии [2]. Схематически структура представлена на рисунке 1:
Рис. 1. Схема рассматриваемой структуры.
Численное моделирование производилось на анализе решений дискретного нелинейного уравнения Шрёдингера (ДНУШ). Показано, что полученные дифракционные картины существенным образом зависят от частоты и амплитуды входного сигнала возбуждаемого в волноводах с n = -2, -1, 0, 1 и 2. Видно, что с ростом частоты увеличивается длина перекачки в волноводах и, следовательно, режим дифракции сменяется на рефракцию пучка магнитостатических волн (МСВ) и далее наблюдается режим, когда пучок идёт одновременно по пяти волноводам (Рис. 2). Также видно, что при увеличении амплитуды входного сигнала на динамику распространения спиновых волн начинает влиять нелинейность, приводящая к формированию дискретного солитона в такой структуре.
Рис. 2. Распространение пучка МСВ в рассматриваемой структуре.
Методом конечных элементов и конечных разностей во временной области проведен расчет электродинамических характеристик, определен спектр и построены распределения полей и дисперсионные характеристики волноводных мод такой структуры при возбуждении в ней поверхностной СВ. Результаты численного моделирования находятся в хорошем соответствии с данными экспериментального исследования.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ (16-37-60093, 16-37-00217, 16-02-00789) и стипендии (СП-313.2015.5) и гранта (МК-5837.2016.9) Президента РФ.
ЛИТЕРАТУРА
-
Lenk B., Ulrichs H., Garbs F., M. Münzenberg. The building blocks of magnonics // Phys. Rep. 2011. V. 507. P. 107-136.
-
Demokritov S.O., Hillebrands B., Slavin A.N.. Brillouin light scattering studies of confined spin waves: linear and nonlinear confinement // Phys. Rep. 2001. V. 348. P. 441-489.
-
Lederer F., Stegeman G., Christodoulides D., Assanto G.. Discrete solitons in optics //Phys. Rep. 2008. V. 463. P. 1-126.
Сведения об авторах
Грачев Андрей Андреевич – магистрант, дата рождения: 28.03.1994 г. Садовников Александр Владимирович – к.ф.-м.н., доцент, дата рождения: 21.08.1987 г Бегинин Евгений Николаевич– к.ф.-м.н., доцент, дата рождения: 26.08.1962г.
Вид доклада: стендовый
Достарыңызбен бөлісу: |