Распространение магнитостатических волн в магнитных каналах, создаваемых двумерно неоднородным полем подмагничивания

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

Автореферат

01.04.11 Физика магнитных явлений

Анненков Александр Юрьевич

Москва - 2009

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (Фрязинский филиал).

Научный руководитель:

кандидат физико-математических наук, с.н.с. Герус Сергей Валерианович.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Фетисов Юрий Константинович;

кандидат физико-математических наук, доцент Сырьев Николай Егорович.

Ведущая организация: ФГУП "НПП "Исток", г. Фрязино.

Защита состоится "19" июня 2009 г. в "12:00" на заседании диссертационного совета Д 002.231.01 при Учреждении Российской академии наук Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН по адресу: 125009, г. Москва ГСП-9, ул. Моховая, 11, корп. 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН.

Автореферат разослан "18" мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук, профессор С.Н. Артеменко.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность выбранного направления исследования, сформулированы цель работы и задачи, которые решаются в диссертации, кратко изложено содержание диссертации и перечислены положения, выносимые на защиту.

В начале первого раздела приводится обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных распространению МСВ в неоднородных полях различной конфигурации. Эти работы можно условно разделить на те, в которых исследуется распространение лучей МСВ в неоднородном поле и те, в которых непосредственно изучается волноводный эффект в некой ферритовой структуре.

В первой части этих работ, например [Л 1], [Л 2], [Л 3], [Л 4], [Л 5], для анализа использовались методы геометрической оптики, когда исходная краевая задача решалась в приближении kl " 1, где k -?длина МСВ, l -?характерный размер неоднородности поля подмагничивания или ширина пучка. Были рассчитаны и измерены методом подвижного зонда траектории лучей МСВ в полях типа "вал" [Л 4] и "желоб" [Л 5]и показана возможность фокусировки поверхностных МСВ в касательно намагниченных однородным полем ферритовых пластинах. Во второй части работ либо выбиралась настолько специфическая модель неоднородности поля, что конечное решение удавалось довести до формул [Л 6], [Л 7], [Л 8], либо использовались численные методы: граничных элементов [Л 9], связанных интегральных уравнений [Л 10], частичных областей [Л 11] и конечных элементов [Л 12]для анализа однородно намагниченных МСВ волноводов конечной ширины [Л 9], [Л 10], [Л 11]и ферритовых пленок с неоднородным внутренним полем, канализирующим МСВ [Л 12].

Показано что, несмотря на обилие статей по неоднородным полям, в экспериментальных работах исследовались в основном характеристики каналов как линий задержки, т. е. времена задержки, амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики, сам модовый состав волноводов еще не был исследован, а теоретические работы опирались на недостаточно реальные модели, что создавало трудности при сопоставлении их с экспериментом.

Далее проводится экспериментальное исследование и моделирование на ЭВМ распространения мод поверхностных магнитостатических волн (МСВ) в канале, образованном двумерно-неоднородным магнитным полем малогабаритного магнита в неограниченной ферромагнитной пленке.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

Схема установки приведена на рис. 1. В качестве магнитной среды использовалась пленка железоиттриевого граната (ЖИГ) с развитой плоскостью (111). Волны возбуждались и принимались антеннами-преобразователями. Длина возбуждающей антенны позволяла возбуждать волну сразу по всей ширине канала. МСВ сигнал принимался антенной-зондом. Под пленкой располагался прямоугольный микромагнит, который создавал в пленке намагниченную до насыщения область в виде протяженного канала с практически неизменными свойствами вдоль него. Микромагнит был намагничен вдоль его ширины, что соответствовало касательному намагничиванию ферритовой пленки. Границы канала определялись плавно меняющимся поперек канала внутренним магнитным полем. С приемного преобразователя сигнал подавался на измеритель коэффициента передачи и записывался в компьютер. Положение преобразователей на пленке ЖИГ можно было изменять как вручную, так и с помощью электроприводов, что давало возможность с помощью подключенных к ЭВМ датчиков перемещения выходного преобразователя автоматизировать эксперимент. Датчики позволяли определять положение преобразователей с точностью до 1 мкм. В ходе эксперимента проводились измерения подвижным зондом, который перемещался вдоль канала.

Исследовалась область частот 2…4 ГГц при волновых числах 5…1000 см^-1, где анизотропия и обменное взаимодействие вносят малые возмущения в энергию магнитной системы кристалла, поэтому используемые модели описывают физические процессы достаточно адекватно и отличие измеренных параметров от реальных не велико.

Рис. 2. Сигнал C(y), его спектр и распределения амплитуд первых пяти МСВ_мод по ширине волновода z в зависимости от их волнового числа k

На рис. 2 изображена измеренная зависимость амплитуды прошедшего сигнала от расстояния, на которой хорошо видны биения от суммирования разных мод. Применение к этому сигналу преобразования Фурье, результат которого также приведен на рис. 2, позволяло выделить волновые числа распространяющихся в канале мод. Для получения распределения мод по ширине канала было сделаны множество проходов для разных значений поперечной координаты z. На полученном таким образом распределении хорошо просматривается наличие нескольких мод, распространяющихся в канале. магнитостатическая волна ферритовая канал

Численное моделирование проведено на основе решения двумерной магнитостатической задачи сеточным методом [Л 13, Л 14]. Были найдены распределения МСВ мод по поперечному сечению волновода и исследовано их поведение в зависимости от частоты. Получены дисперсионные кривые МСВ мод. Расчетные и экспериментальные результаты находятся в хорошем согласии.

Анализ полученных результатов показал, что у края канала "полуволны" имеют большую ширину и амплитуду. Объясняется это уменьшением поля и, следовательно, поперечного волнового числа на краю канала. Второй закономерностью является увеличение эффективной ширина моды с ростом ее номера. Так как граница моды соответствует обращению поперечного волнового числа в ноль, то чем больше номер моды, тем больше продольное волновое число, тем меньше поле, при котором поперечное волновое число обращается в ноль и тем больше ширина канала.

Обнаружено, в области малых волновых чисел поверхностные МСВ трансформируются в объемные, так как распределение амплитуды моды по толщине проходит через ноль, что характерно для объемных волн. Ширина моды в этой области увеличивается с ростом волнового числа.

Также были проведены расчеты для объемных волн в прямоугольном канале. Как известно, в свободной пленке объемные МСВ не распространяются перпендикулярно магнитному полю. Однако волноводная мода как бы описывается двумя плоскими волнами, которые распространяются под углом к оси канала и образуют стоячую волну по его ширине, поэтому волновой вектор этих плоских волн имеет разрешенное для объемных волн направление. Дисперсионные кривые волноводных мод получаются сечением дисперсионных поверхностей объемных мод свободной пленки плоскостями Z = n*?/k_y (где k_y - поперечное волновое число, n - целое число) и поэтому имеют прямую дисперсию. При этом возникает множество пересечений дисперсионных кривых между собой, в которых, в зависимости от значения интеграл взаимодействия, либо наблюдается расталкивание, либо нет.

У объемных мод обнаружилось еще одно свойство. При изменении продольного волнового числа от нуля до бесконечности, суммарный волновой вектор продольной и поперечной компонент меняет свое направление от поперечного до продольного. При определенном направлении потенциал на верхней поверхности пленки достигает максимума. В этой точке наблюдается максимальное проникновение поля волны как за пределы пленки ЖИГ, так и за пределы канала. В соответствии с теорией, которая изложена в шестом разделе, направление суммарного вектора в этой точке совпадает с углом отсечки для поверхностных волн.

Во втором разделе экспериментально изучено распространение магнитостатических волн в двухканальной системе, созданной магнитным полем двух прямоугольных микромагнитов в пленке железоиттриевого граната. Магнитостатическая волна возбуждалась в одном из каналов и измерялось изменение ее амплитуды вдоль каждого канала.

В качестве работ, посвященным проблемам взаимодействия МСВ мод в расположенных рядом волноводах, можно привести экспериментальную работу [Л 15] для квазиобъемных обратных МСВ. В работе приводились результаты экспериментального исследования взаимодействия двух волноводов в виде полосок, вырезанных из пленки ЖИГ. Изучалось прохождение возникающих в таких волноводах объемных МСВ мод как по основному каналу, так и ответвление их в соседний канал. Была показана возможность эффективной связи между каналами. Однако взаимодействие магнитных каналов в одной пленке раннее не исследовалось.

На левом графике рис. 3 представлены результаты измерений для первой моды. Зависимость амплитуды от расстояния имела осциллирующий характер на фоне убывания амплитуды. Осцилляции в каждом канале были сдвинуты на полпериода относительно друг друга, что говорило о попеременном обмене энергии между распространяющимися в соседних каналах МСВ. Увеличение расстояния между магнитами приводило к увеличению периода осцилляций и уменьшению их амплитуды до нуля при переходе к невзаимодействующим волноводам.

Рис. 3. Зависимость амплитуды выходного сигнала A от координаты (а) и зависимость характерной длины L и приведенной длины L/l от частоты (б)

На правом графике рис. 3 представлена зависимость приведенного к длине волны периода перекачки L от частоты. Измерения показали, что с ростом волнового числа количество волн на период осцилляций увеличивалось, а, значит, связь между каналами ослабевала, что связано с уменьшением как ширины канала, так и проникновения волны за его пределы.

В третьем разделе проведено численное моделирование квазиповерхностных магнитостатических волн, распространяющихся в ферритовой пленке по двум связанным магнитным каналам.

В качестве каналообразующей модели было выбрано неоднородное поле прямоугольной конфигурации. Для достаточно широких по сравнению с толщиной пленки каналов дисперсионные характеристики этой модели довольно близки к реальным, что позволило использовать ее для анализа общих закономерностей двухканального волновода.

Показано, что взаимодействие между каналами проявляется по-разному в зависимости от длины волны. В длинноволновой области взаимовлияние каналов носит распределенный характер; в коротковолновой области взаимодействие каналов происходит как бы по их границе. Намагниченная область ферритовой пленки между каналами ведет себя и как проводник переменного поля, и как среда с собственными колебаниями, что, при определенных условиях, может превратить волновод в трехканальный, как это видно на рис. 4.

На рис. 4 приведено три распределения пятой моды для разных частот. На первом и втором видно, что волна распространяется по всей ширине волновода, включая центральную часть. Во второй точке она даже преобладает в ней. Последняя точка лежит выше верхней границы существования МСВ в центральном канале и, значит, МСВ в нем не распространяются. Волновод становится двухканальным.

Рис. 4. Нормированное распределение магнитного потенциала Y 5-ой моды при разных частотах

Показано, что дисперсионные кривые магнитостатических мод двухканального волновода лежат в зонах, ограниченных дисперсионными кривыми соответствующих мод одноканального волновода - одиночной и двойной ширины. При увеличении зазора между каналами дисперсионные кривые нечетных мод смещаются в коротковолновую область, а четных - в длинноволновую.

В четвертом разделе проводится численное моделирование волноводного распространения магнитостатических волн в волноводе из двух прямоугольных каналов. Конфигурация поля приведена на рис. 5. Выбор поля позволил обеспечить совместное сосуществование и интеграцию поверхностных и объёмных типов волн.

Были исследованы случаи слабой и сильной связи между сформированными каналами. Рассчитаны дисперсионные характеристики и распределения волновых функций. Показано, что с ростом частоты амплитуды стоячих "полуволн", число которых остаётся постоянным и характеризует данную моду, в соседних каналах попеременно возрастают и убывают. При этом "полуволны" перетекают в канал с более высоким значением поля подмагничивания.

На рис. 5 приведены дисперсионные кривые как для составного волновода, так и для составляющих его каналов. В местах пересечения дисперсионных кривых исходных каналов образовались области расталкивания, обозначенные закрашенными кружками. Наличие сильной связи привело к размытию этих областей и смещению их в сторону меньших волновых чисел. Видно, что в местах расталкивания меняется тип кривизны дисперсионных кривых и появляются вогнутые и выпуклые участки.

Рис. 5. Дисперсионные кривые первых четырех мод составного волновода C (жирные линии), а также уединенных каналов A (сплошные линии) и B (пунктирные линии)

В диапазоне одновременного существования объемной волны в узком канале и поверхностной волны в широком образуется гибридная объемно-поверхностная мода составного волновода. Ее энергия сосредотачивается в том канале, ближе к дисперсионной кривой, которого проходит дисперсионная кривая составного волновода. В области расталкивания исходных мод происходит перетекание энергии волны из одного канала в другой. Следует отметить, что для гибридной объемно-поверхностной моды количество "полуволн" по ширине канала не является постоянным на всем протяжении дисперсионной кривой, как это наблюдалось у поверхностных мод.

В пятом разделе обсуждаются результаты экспериментального исследования взаимодействия поверхностной МСВ с одномерной магнитной решеткой (МР), созданной стационарным пространственно-синусоидальным магнитным полем в пленке железоиттриевого граната (ЖИГ). Геометрия задачи приведена на рис. 6. МР создавалась стационарным пространственно-периодическим магнитным полем и располагалась параллельно плоскости пленки феррита. Поле МР было мало по сравнению внешним однородным полем. Геометрия задачи заведомо исключала режимы брэгговской или раман-натовской дифракции.

Рис. 6. Рассеяние МСВ на магнитной решетке. Геометрия задачи (а) и АЧХ прошедшего и отраженного сигналов (б)

Вначале было исследовано рассеяние падающей поверхностной МСВ на МР. На рис. 6 приведена АЧХ прошедшей и отраженной волны из которой видно, что наличие МР приводит к отражению низкочастотной части спектра МСВ от МР как от зеркала. Это свидетельствуют о том, что МР, несмотря на малую амплитуду создаваемого ею магнитного поля по сравнению с однородным полем подмагничивания H₀ (H_МР/H₀ < 0.15), образует волноводные структуры с дисперсионными характеристиками, заметно отличающимися от существующих для чистой поверхности пленки ЖИГ.

Теоретический анализ указанного явления состоял в решении граничной проблемы, аналогичной задаче Деймона-Эшбаха, но с учетом того, что магнитная проницаемость феррита периодически зависит от координат. Расчеты показали, что наличие МР сдвигает начало дисперсионной кривой поверхностной МСВ вверх по частоте, что и объясняет образование низкочастотной зоны непропускания.

Также было проведено теоретическое и экспериментальное исследование распространения магнитостатических волн в каналах, созданных МР. На рис. 7 приведены АЧХ и дисперсионные кривые для МР с периодом 610 мкм.

Было показано, что стационарное пространственно-синусоидальное магнитное поле может создавать в пленке железоиттриевого граната структуру, канализирующую магнитостатические волны (МСВ). Эти волны являются либо видоизмененными поверхностными (ПМСВ), либо объемными (ОМСВ), имеющими положительную дисперсию. Исследовано изменение волновых функций и дисперсионных характеристик ПМСВ и ОМСВ в зависимости от периода и амплитуды периодического магнитного поля.

Теоретический анализ заключался в решение уравнений Максвелла в магнитостатическом приближении с учетом магнитного поля решетки. Дисперсионные зависимости, полученные в результате расчетов, представлены на графике пунктирными линиями.

Рис. 7. Распространение МСВ в каналах магнитной решетки. Схема измерений, АЧХ и соответствующие ей дисперсионные зависимости МСВ

Шестой раздел посвящен теоретическому исследованию распределения полей поверхностных и объемных магнитостатических волн при их распространении под произвольным углом к постоянному полю в касательно намагниченной ферромагнитной пластине. Исследование является развитием классической работы Деймона и Эшбаха [Л 16].

Рассматривалось магнитостатическое приближение в геометрии, приведенной на рис. 8.

Использованный подход позволил получить решения для волновых чисел и распределения полей при произвольном направлении волнового вектора. Из граничных условий выводилось выражение для отношения нормальной и касательной составляющих магнитного поля на поверхностях ферритовой пластины:

Затем такое же выражение выводилось для поля внутри пластины.

Приравнивание этих выражений позволяло найти значения фазы стоячей волны на поверхностях пленки:

,

а затем, используя формулу

k_x d = (₊ - -),

волновые числа.

Как известно, магнитное поле МСВ вращается по эллипсу, полуосями которого являются нормальная и касательная компоненты. Форма и амплитуда эллипса зависят как от толщинной координаты, так и от волнового числа. Теоретический анализ показал, что в длинноволновой области преобладает нормальная составляющая поля, а в коротковолновой - касательная.

Рис. 8. Распределений по толщине компонент переменного магнитного поля МСВ для разных направлений волнового вектора и разных длин волн в однородно намагниченной касательным полем ферритовой пленке

На рис. 8. приведен ряд распределений по толщине компонент переменного магнитного поля МСВ для разных направлений волнового вектора и разных длин волн. Для поверхностных волн можно отметить, что большая полуось эллипса прецессии перпендикулярна пленке, так как нормальная компонента всегда больше касательной. Рост волнового числа уменьшает эксцентриситет эллипса, а удаление от поверхности вглубь ферритовой пленки - увеличивает.

Объемные волны имеют периодическое распределение по толщине. При этом условия на границе пленки одинаковы для всех мод, а увеличение номера моды сводится к добавлению очередной "полуволны". На рис. 8. приведены распределения для 1-ой моды.

У объемных волн обнаружилась следующая особенность: вид распределения объемных волн по толщине имеет скачкообразное изменение при направлении волнового вектора, соответствующего углу отсечки для поверхностных волн. Это явление представлено на рис. 8. распределениями для трех близких направлений волнового вектора: в направлении угла отсечки и на 1 градус больше и меньше. Для углов больше угла отсечки распределение имеет вид прямой линии, в самом угле отсечки по толщине укладывается четверть волны, а для углов меньше угла отсечки по толщине укладывается пол волны. Таким образом при прохождении угла отсечки в распределение добавляется одна "полуволна".

Рис. 9. Линии магнитного поля объемных МСВ

Были построены мгновенные картины линий магнитного поля волны, приведенные на рис. 9. Для поверхностных волн они не имеют особенностей и хорошо известны. Приведенные картины поля объемных волн построены для одинаковых волновых чисел, но направление волнового вектора на левом рисунке меньше угла отсечки на 2°, а на правом - больше на 2°. Вследствие особенности объемных волн в угле отсечки распределение линий поля внутри ферромагнетика на этих рисунках отличается весьма значительно. Например, горизонтальная линия, соответствующая вырождению эллипса в линейные колебания касательной компоненты, есть только на левом распределении.

В седьмом разделе приведен макет шестиканального частотно разделительного СВЧ фильтра на поверхностных магнитостатических волнах. Поле магнитной системы неоднородно, что создает разные условия распространения МСВ для размещенных в ее межполюсном пространстве трех планарных двухканальных фильтров. Фильтры содержат поликоровую подложку с полосковыми линиями, к которым присоединяются проволочные антенны. Прямоугольные ферритовые пленки ЖИГ установлены так, что они касаются поверхностью и перекрывают входную и выходные антенны. Описан принцип построения и приведены характеристики макета. Указаны пути дальнейшего совершенствования фильтра.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

Глава 1. В результате экспериментальных измерений и численного моделирования на ЭВМ было показано, что протяженное двумерно-неоднородное магнитное поле образует в ферритовой пленке магнитный канал, в котором могут распространяться МСВ-моды, причем распространение носит многомодовый характер. Ширина канала, занимаемого модой, зависит от частоты, причем эта зависимость носит немонотонный характер. В области малых волновых векторов распределение амплитуды МСВ моды по толщине пленки имеет форму, свойственную объемным волнам. Полуволны имеют большую ширину и амплитуду на краях канала. Эффективная ширина моды увеличивается с ростом ее номера.

Дисперсионные кривые объемных мод прямоугольного канала пересекаются между собой. При этом одни из них взаимодействуют между собой, образуя области расталкивания, а другие не взаимодействуют, пересекаясь без расталкивания. В местах расталкивания объемных мод не сохраняется постоянство количества "полуволн" магнитостатического потенциала при движении вдоль дисперсионной кривой. На дисперсионной кривой объемной моды существует точка, в которой наблюдается максимальное проникновение поля как за границы канала, так и за поверхности пленки, и эта точка соответствует характерному углу отсечки суммарного волнового вектора, совпадающего с известным углом отсечки поверхностных МСВ.

Глава 2. В результате проведенных экспериментальных исследований была продемонстрирована возможность создания связанных каналов МСВ с помощью неоднородного магнитного поля. Показано, что эта связь носит частотно зависимый характер и что ею можно управлять, меняя профиль неоднородности постоянного магнитного поля.

Глава 3. В результате проведенного численного моделирования показано, что в длинноволновой области взаимовлияние каналов носит распределенный характер, т. к. в этой части спектра дипольное магнитное поле, определяющее их взаимодействие, является дальнодействующим. Намагниченная область ферритовой пленки между каналами ведет себя и как проводник переменного поля и как среда с собственными колебаниями. При уменьшении разницы в намагничивании центральной и боковых областей до некоторого порога устанавливается мода единого широкого волновода, не "замечающая" границ между каналами.

В коротковолновой области высокочастотное поле не проникает далеко за границы канала и поэтому взаимодействие каналов происходит как бы по их границе. Наличие намагниченной области в промежутке между каналами может приводить к возбуждению в ней собственных МСВ мод, что превращает волновод в трехканальный, а с точки зрения воздействия боковых каналов друг на друга увеличивает константу их взаимосвязи. Волновые функции МСВ мод при этом могут приобретать самые различные формы.

Дисперсионные кривые МСВ мод двухканального волновода лежат в зонах, ограниченных дисперсионными кривыми соответствующих мод одноканального волновода двойной ширины, при увеличении зазора между каналами d дисперсионные кривые нечетных мод смещаются в коротковолновую область, а четных - в длинноволновую; в пределе они попарно сливаются, что означает вырождение соответствующих симметричных и антисимметричных мод.

Глава 4. Показано, что, выбирая соответствующим образом конфигурацию поля подмагничивания, создающего МСВ-волновод, можно "конструировать" дисперсионные кривые, отличные от экспоненциального вида, характерного для одиночных прямоугольных волноводов, создавая в заданных областях дисперсионных кривых выпуклые и вогнутые участки контролируемой кривизны.

Распределение волновой функции в каждом канале двойного волновода имеет вид периодической функции, характеризуемой числом "полуволн". С ростом частоты "полуволны" перетекают из одного канала в другой так, что в высокочастотной области вся волна концентрируется в канале с максимальным полем подмагничивания. Число нулей указанной функции постоянно во всем частотном диапазоне существования поверхностных МСВ.

Если в области кроссовера соседние "полуволны" из разных каналов находятся в фазе, то на дисперсионной кривой имеет место вогнутый участок. В противном случае дисперсионная кривая выпукла. С уменьшением расстояния между каналами (увеличением связи) уменьшается кривизна выпуклых и вогнутых участков на дисперсионной кривой, меняется их расположение.

Области расталкивания объемно-поверхностных мод составного волновода соответствуют либо пересечению дисперсионных кривых мод разных каналов, либо пересечению дисперсионных кривых объемных мод в одном из каналов.

Глава 5. Показано, что МР образует структуры с динамическими характеристиками, заметно отличающимися от существующих для чистой поверхности пленки ЖИГ, создавая возможность частотно-избирательного отражения ПМСВ.

Теоретический анализ указанного явления показал, что для ПМСВ, падающих на область с МР со стороны свободной поверхности ферромагнитной пленки, образуется низкочастотная зона непропускания (отражения) ПМСВ. Это подтверждается наблюдаемым в эксперименте отражением магнитной решеткой ПМСВ из длинноволновой области спектра.

Исследовано возбуждение и распространение МСВ в каналах, создаваемых стационарным пространственно-периодическим магнитным полем малой амплитуды. В результате выявлено смещение спектра ПМСВ в область высших частот с увеличением амплитуды поля МР и обнаружена зависящая от амплитуды поля и периода МР отсечка длинноволновых ПМСВ.

Изучение объемных МСВ, бегущих в каналах МР, показало, что они имеют прямую дисперсию, в отличие от обратной дисперсии у ОМСВ в свободной касательно намагниченной пленке ЖИГ.

Глава 6. Для поверхностных МСВ в свободной ферритовой пленке главная ось эллипса прецессии магнитного поля ориентирована перпендикулярно поверхности пластины ферромагнетика. Эллипс на верхней поверхности стремится стать окружностью при распространении МСВ перпендикулярно полю подмагничивания и стремлении волнового числа к бесконечности. Удаление от поверхности вглубь ферритовой пленки увеличивает эксцентриситет эллипса.

Для объемных МСВ в свободной ферритовой пленке изменение эллипса прецессии при движении по толщине пленки носит периодический характер. При этом он проходит все возможные состояния, включая изменение направления вращения и вырождение в колебания по одной из координат.

У объемных МСВ наблюдается особенность при углах распространения, близких к углу отсечки для поверхностных волн _c. При изменении направления распространения в сторону уменьшения угла во время прохождения значения = _c происходит почти скачкообразное увеличение пространственной фазы на верхней поверхности ферромагнетика, наиболее заметное в области малых волновых чисел, при почти не изменяющемся значении фазы на нижней поверхности, что приводит к резкому изменению картины распределения магнитного поля объемной МСВ по толщине пластины ЖИГ.

БИБЛИОГРАФИЯ

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Анненков А.Ю., Вашковский А.В., Зубков В.И., Щеглов В.И. Многоканальный частотно-разделительный фильтр на пакетированных ферритовых структурах / Сб. трудов V Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника СВЧ", Звенигород, 8_13.10.1991. - С. 123-124.

2. Анненков А.Ю., Герус С. В., Сотников И.В. Канализация магнитостатических волн в квазикасательном неоднородном магнитном поле / Сб. трудов V Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника СВЧ", Звенигород, 8_13.10.1991. - С. 15-16.

3. Анненков А.Ю., Вороненко А.В., Герус С. В., Сотников И.В. Рассеяние поверхностных магнитостатических волн магнитными решетками / Радиотехника и электроника. - 1992. - Т. 37, № 1. - С. 157-159.

4. Анненков А.Ю., Вашковский А.В., Зубков В.И., Щеглов В.И. Частотно-разделительный фильтр на пакете неоднородно намагниченных ферритовых пленок / Сб. трудов XI Международной конференции по гиромагнитной электронике и электродинамике, Москва, МЭИ, 16_20.10.1992.

5. Анненков А.Ю., Герус С.В., Сотников И.В. Распространение магнитостатических волн в стационарном, пространственно-периодическом магнитном поле / Радиотехника и электроника. - 1992. - Т. 37, № 8. - С. 1371_1380.

6. Анненков А.Ю., Герус С. В., Сотников И.В., Васильев И.В., Васильева М.В., Ковалев С.И. Модовый состав волновода ПМСВ, создаваемого неоднородным магнитным полем / Сб. трудов VI Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника СВЧ", Саратов, 4-8.09.1993. - С. 70_71.

7. Анненков А.Ю., Герус С. В., Сотников И.В., Васильев И.В., Васильева М.В., Ковалев С.И. Исследование первой моды ПМСВ в канале, создаваемом неоднородным магнитным полем / Сб. трудов VI Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника СВЧ", Саратов, 4_8.09.1993. - С. 72_73.

8. Annenkov A. Yu., Gerus S.V. Mode structure of magnetostatic waveguide, created by a nonuniform bias field / Proceedings of XII-th International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics). Bulgaria, Gyulechitsa, 19_23.09.1994. - P. 12_16.

9. Анненков А.Ю., Васильев И.В., Герус С. В., Ковалев С.И. Моды поверхностных магнитостатических волн в канале, создаваемом неоднородным магнитным полем / ЖТФ. - 1995. - Т. 65, № 4. - С. 71-82, библ. 27.

10. Анненков А.Ю., Вашковский А.В., Зубков В.И., Щеглов В.И. Использование пакета неоднородно намагниченных ферритовых пленок в многоканальном частотно-разделительном фильтре сверхвысокой частоты / Радиотехника и электроника. - 1995. - Т. 40, № 7. - С. 1146-1152.

11. Анненков А.Ю., Герус С.В. Распространение магнитостатических волн в перекрывающихся магнитных каналах / Тезисы докладов первой объединенной конференция по магнитноэлектронике, Москва, 19-21.09.1995. - С. 141_142, библ.4.

12. Annenkov A. Yu., Gerus S.V. Structure of magnetostatic backward volume waves. / Proceedings of XIII-th International International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics). Romania, Busteni, 23_26.09.1996. - P. 79-84. Bibl. 1.

13. Annenkov A. Yu., Gerus S.V. Magnetostatic waves in overlapped magnetic channels. / Proceedings of XIII-th International International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics). Romania, Busteni, 23_26.09.1996. - P. 85-92. Bibl. 1.

14. Анненков А.Ю., Герус С.В. Распространение магнитостатических волн в двух связанных каналах, образованных магнитным полем. / Радиотехника и электроника. - 1996. - Т. 41, № 2. - С. 216-219.

15. Анненков А.Ю., Герус С.В., Ковалев С.И. Численное моделирование квазиповерхностных магнитостатических волн в ферритовой пленке с двумямагнитными каналами. / ЖТФ. - 1998. - Т. 68, № 2. - С. 91-96.

16. Анненков А.Ю., Герус С. В., Ковалев С.И. Моды квазиповерхностных магнитостатических волн в двухканальном ферритовом волноводе / Сб. трудов XVI Международной школы-семинара "Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники, Москва, МГУ. - 23_26.06.1998. - С. 87-88.

17. Annenkov A. Yu., Gerus S.V. Features of Distribution of magnetostatic Waves in Tangentially Magnetized Ferromagnetic Plate / Proceedings of XIV_th International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics), Hungary, Eger. - 11_15.10.1998. - Vol. 1. - P. 37_40, Bibl. 1.

18. Анненков А.Ю., Герус С.В. Расчет магнитостатических волновых функций для касательно намагниченной ферромагнитной пленки / Proceedings of XIV_th International Conference on Microwave Ferrites (Giromagnetic Electronics & Electrodinamics), Hungary, Eger. - 11_15.10.1998. - Vol. 2. - P. 64_75, Bibl. 6.

19. Анненков А.Ю., Герус С.В. Распределение полей магнитостатических волн в касательно намагниченной ферромагнитной пластине / ЖТФ. - 1999. - Т. 69, № 1. - С. 82-87.

20. Анненков А.Ю., Герус С. В., Ковалев С.И. Влияние формы постоянного неоднородного поля, создающего канал в ферромагнетике, на дисперсионные свойства магнитостатических мод и вид распределения потенциала по ширине канала. / Сб. трудов VIII международной конференции по спиновой электронике. Москва (Фирсановка). - 12-14.11.1999. - Изд-во МЭИ. - С. 116-124.

21. Анненков А.Ю., Герус С.В. Поверхностные магнитостатические волны в канале, создаваемом ступенчатым полем подмагничивания / Сб. трудов XVII Международной школы-семинара "Новые Магнитные Материалы Микроэлектроники", Москва, МЭИ. - 20-23.06. 2000. - С. 397-398.

22. Анненков А.Ю., Герус С. В., Ковалев С.И. Трансформация поверхностных магнитостатических волн, канализируемых ступенчатым полем подмагничивания / ЖТФ. - 2002. - Т. 72, № 6. - С. 85-89.

Annenkov A. Yu., Gerus S.V., Kovalev S.I. Transformation of Surface Magnetostatic Waves Channeled by a Step Bias Field / Technical Physics ISSN 1063-7842. - V. 47, № 6. - P. 737.

23. Анненков А.Ю., Герус С. В., Ковалев С.И. МСВ-моды ступенчатого магнитного волновода / Сб. трудов XII Международной конференции по спиновой электронике и гировекторной электродинамике, Москва (Фирсановка). - 19-21.11.2003 / М: Изд-во УНЦ № 1 МЭИ (ТУ). - 2003. - С. 291-301.

24. Анненков А.Ю., Герус С. В., Ковалев С.И. Объемные и поверхностно-объемные магнитостатические волны в волноводах, создаваемых ступен-чатым полем подмагничивания / ЖТФ. - 2004. - Т. 74, № 2. - С. 98-104.

Цитируемая литература:

Л 1. Awai I., Ikenoue J. Magnetostatic surface wave propagation in a nonuniform magnetic field / J. Appl. Phis. - 1980. - V. 51, № 5. - P. 2326_2331.

Л 2. Бурлак Г.Н. МСВ в ферромагнитных пленках при неоднородном магнитном поле / Письма в ЖТФ. - 1986. - Т. 12, № 24. - С. 1476 1480.

Л 3. Вызулин С. А., Коротков В.В., Розенсон А.Э. Траектория и амплитуда мо-нохроматической МСВ в ферритовой пленке, намагниченной неоднород-ным полем / Радиотехника и электроника. - 1991. - Т. 36, № 10. - С. 2024 2030

Л 4. Зубков В.И., Локк Э.Г., Щеглов В.И. Распространение поверхностных МСВ в неоднородном постоянном магнитном поле с профилем типа вала / РЭ. - 1990. - T. 35, № 8. - C. 1617_1623.

Л 5. Вашковский А.В., Зубков В.И., Локк Э.Г., Щеглов В.И. Распространение ПМСВ в неоднородном постоянном магнитном поле типа протяженной ямы / ЖТФ. - 1990. - Т. 60, № 7. - С. 138 142.

Л 6. Morgenthaler F.R. Control of MSW in thin films by means of spatially nonuniform bias fields / Circuits Syst. Signal Process. - 1985. - V. 4, № 1_2. - P. 63_88.

Л 7. Каменецкий Е.О., Соловьев О.В. МСВ в касательно намагниченных плен-ках феррита с поперечной неоднородностью поля / ЖТФ. - 1990. - Т. 60, № 8. - С. 124 131.

Л 8. Tsutsumi M., Masaoka Y., Ohira T., Kumagai N. New technique for MSW de-lay lines / IEEE Trans. - 1981. - MTT 29, № 6. - P. 583 587.

Л 9. Yashiro Y., Miyazaki M., Ohkawa S. Boundary element method approach to MSW problems / IEEE Trans. - 1985. - MTT 33, № 3. - P. 248 253.

Л 10. Radmanesh M., Chu C.M., Haddad G.I. MSW propagation in finite YIG-loaded rectangular waveguide / IEEE Tranas. - 1986. - MTT 34, № 12. - P. 1377 1382.

Л 11. Radmanesh M., Chu C.M., Haddad G.I, Chu, Haddad_MSW in normally magnetized waveguide structure / IEEE Trans. - 1987. - MTT 35, № 12. - P. 1226 1230.

Л 12. Koshiba M., Long Y. Finite-element analisis of MSW propagation in YIG film of finite dimensions / IEEE Trans. - 1989. - MTT 37, № 11. - P. 1768 1772.

Л 13. Васильев И.В., Ковалев С.И. Электродинамическая теория волноводных структур с МСВ / РЭ. - 1993. - T. 38, № 12. - C. 2174_2185.

Л 14. Александрова М.Г., Белянин А.Н., Брюкнер В. и др. Расчет электрических цепей и элетромагнитных полей на ЭВМ / М.: Радио и связь, 1983. - 344 с.

Л 15. Каменецкий Е.О., Соловьев О.В. Магнитостатические моды в системе связанных спиновых волноводов в касательном поперечном магнитном поле / Письма в ЖТФ. - 1990. - Т. 16, № 17. - С. 28-32.

Л 16. Damon R.W., Eshbach J.R. Magnetostatic modes of ferromagnet slab / J. Phys. Chem. Solids. - 1961. - V. 19, № 3/4. - P. 308.

Размещено на Allbest.ru