Работа выполнялась при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований 05-03-33068 и программы №8.5 по ОХМН РАН.

В антиферромагнитных (АФ) кристаллах эффект магнитного двулучепреломления (ДП) света определяется в основном теми магнитными вкладами в тензор диэлектрической проницаемости εαβ, которые квадратичны по компонентам вектора АФ L

(слагаемые типа (LiLj)) (см.ссылки в [1-3]). В то же время, в присутствии магнитного поля В

, как показано в тех же работах, значительный вклад в эффекты ДП могут внести также магнитные вклады в компоненты тензора εαβ вида (LiBj). В исследуемом легкоплоскостном АФ α-Fe2O3 (L

┴ С

3), при перпендикулярном падении линейно-поляризованного света на образец вдоль тригональной оси С

3 существенную роль играют лишь те вклады, которые связаны с компонентами магнитного поля вдоль этой оси С

3║Z

(слагаемые типа (LiBz)) [1]. В этом случае распространяющиеся в образце нормальные оптические моды являются эллиптически поляризованными. Показатели преломления этих мод нелинейным образом зависят от компонент тензора диэлектрической проницаемости εxy ∞ Вz (в системе осей координатX

║С

2,Y

в плоскости базиса). Это должно привести к нелинейной зависимости от магнитного поля также и эффектов ДП [1,3]. Несмотря на подробное изучение явления магнитного ДП в АФ, особенно в гематите (см.ссылки в [1-3]), влияние на эффекты ДП вкладов, определяемых членами вида (LiBz), изучалось не столь тщательно. В этой работе изложены результаты экспериментального исследования одного из аспектов данного вопроса, связанного, как будет показано ниже, с нарушением однородности магнитного поля в образце, приложенного в базисной плоскости (B

^С

3), вдоль оси второго порядка С

2.

Изучалось прохождение линейно поляризованного на входе света (), перпендикулярно падающего на образец вдоль оси С

3 (k

║С

3, k

– волновой вектор света) в зависимости от величины В

и угла между направлением магнитного поля и направлением поляризации входящего света (f). Длина образцов вдоль оси С

3 составляла 0,057 и 0,62 cm. Эксперименты проводились с двумя значениями зазора электромагнита (13 и 50 mm). Магнитное поле контролировалось при помощи ЯМР-измерителя магнитной индукции. В первом случае (зазор 13mm.) поле было практически однородным во всем объеме образца. При этом z-компонента поля (Bz) вдоль оси С

3 оказалась очень малой и можно было полагать Bz » 0. При зазоре 50mm. магнитное поле имело неоднородность с градиентом до 3-4 mT/cm. Регистрировались зависимости угла поворота q плоскости поляризации света на выходе образца от угла f (для эллиптической поляризации выходящего света разность (f - q) определялась углом между большой полуосью эллипса и направлением В

). Измерения проводились при комнатной температуре. На Рис.1 приведены зависимости угла поворота q плоскости поляризации света на выходе из образца от угла f для более высокой (пуст. треуг.) и худшей (темн.треуг.) однородности магнитного поля В.

Как видно из Рис.1, в однородном магнитном поле зависимость в интервалах 0 - 40o и 50о - 90о является линейной, неоднородность поля приводит к заметному отклонению от линейности. В экспериментах поляризация выходящего света менялась с изменением угла f: она линейная при f=0 и 90°, круговая при f = 45° и эллиптическая при промежуточных значениях. Это подтверждалось характером изменения интенсивности проходящего света от минимума при почти полном поглощении линейно поляризованного света скрещенными поляризаторами до максимума при круговой поляризации света на выходе из образца (Рис.1, темн. прямоуг). На Рис.2 представлена зависимость угла поворота q при фиксированном угле f = 22,50 от величины магнитного поля высокой однородности (пуст. прямоуг).

Результаты измерений могут быть объяснены из следующих соображений. Согласно [1-3], при перпендикулярном падении (k

║С

3) линейно поляризованного света в случае Bz » 0 (малый зазор) нормальные оптические моды в образце также линейно поляризованы и угол поворота плоскости поляризации выходящего света (q) определяется выражением: