CC BY
12
УДК 621.372.85
А. С. БЕРЕГОВ, канд. физ.-мат. наук, И. В. СТАШУК, студ.
ДИФРАКЦИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ОБЪЕМНЫХ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛН В ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКЕ
В статье представлен анализ дифракции магнитостатических волн (МСВ) в ферромагнитной пленке. В реальных структурах конечные размеры преобразователя МСВ вдоль оси х (см. рисунок) приводят к зависимости формы пучка волн от х. Поскольку решение точной задачи определения трехмерной диа-
Ферромагнитная ' пленка
граммы направленности такого преобразователя достаточно сложно, ограничимся изучением пучка МСВ, распространяющихся в изотропной ферромагнитной пленке, параллельной плоскости хОу (см. рисунок), и описываемых двумерным скалярным магнитостатическим потенциалом (МСП) г|з (х, у), позволяющим определить высокочастотное магнитное поле /г =* = — grad (Ц>) [1].
Пусть слева на плоскость у—0 (см. рисунок) падает волна с заданными характеристиками так, что МСП в этой плоскости известен, а апертура преобразователя выбранной формы обращает 1|э в нуль для всех \х | > а в плоскости у = 0. Освещенность апертуры зададим выражением
и*0« (1)
[0, \х\>а.
Аналогично исследование поверхностных акустических волн (ПАВ) потенциал в плоскости хОу справа от апертуры запишем в виде [2]
* (*. У) = | Р (*«) ехр [I {к„х + киу)] <Игх
(2)
где кх, — компоненты волнового вектора & = ки, 0}. Тогда при у = 0 из выражения (2) получим распределение МСП на апертуре
оо
ч» (а:. 0) — {/ЧУехрО'М^,. (3)
—оо
Задавая гр(л:, 0) в соответствии с равенством (1), из выражения (3) можно определить Фурье-образ распределения МСП Р(кх)
а
Р (*«) = (2яГ1 $ ^о (*) ехр (- 1кхх) йх, (4)
—о
а затем по формуле (2) рассчитать ^(х,у).
Связь кх и ки задается дисперсионным соотношением для МСВ вида
£ + к1 = /г2 (ф, оз) . (5)
(Ф —• угол между волновым вектором й и осью у; со — угловая частота), полученным в неявном виде в работе [1]. Предполагая незначительное расплывание пучка (ф «С 1) вдоль оси «чистой моды» МСВ [2] в параболическом приближении, представим /г = Л (ф) в виде ряда
*(Ф) = М1+*>*+...), (6)
1
«„ =
дк
ф=о л' К д<Р
= 0.
<р=0
где к0 = к(0), ^ =
Из соотношения (5) с учетом (6) при кх/к0ж ф получим выражение для йг/
кужк0-(1-2Ь)кУ2к0. (7)
Подстановка его в выражение (2) позволяет записать МСП
оо
1|> (х, у) = ехр (1к0у) £ Т7 (кх) ехр [I (кхх - у (1 - 2к"ы) к2х12к0)] йкх. (8)
— оо
Исследуем профили пучка | (х, у) | поверхностных (П) МСВ и обратных объемных (00) МСВ для однородной освещенности апертуры
г|)0(л:)= 1, а =0,3 см при направлении поля подмагничивания
—> —*■
Но = Я0(ф',Э) вдоль оси х(9 = я/2, ф' = 0) и вдоль оси у (0 =ф' = = л/2) соответственно. На рисунке представлены поперечные дифракционные профили ПМСВ для й = ь>1уАпМ0 — 0,7; Q¡i = Я0/4я/И0= = 0,29; 4лУИ0 = 1750 Гс; у — 2,8 МГц/э, где у — намагниченность насыщения феррита, и ООМСВ для £2=0,47; £2^ = 0,29; 4яМ0 = = 1750 Гс, рассчитанных по формуле (8) с учетом дисперсионного уравнения, полученного в работе [1].
Анализ дифракционных профилей волн показал более сильное расплывание пучка ПМСВ по сравнению с ООМСВ, что подтвердило экспериментальные результаты работы [4] и предположения, сделан-
ные в работе 13]. Таким образом, расчет позволяет оценивать степень дифракции пучка для различных типов МСВ, что необходимо учитывать при разработке приборов на МСВ с оптимальными параметрами.
1. Берегов А. С. Управлвние спектром и групповой скоростью магнитостачи-ческих волн// Радиотехника и электроника. 1983. XXVIII, № I. С. 127. 2. Оли-нер А. Поверхностные акустические волны. М.:Мир, 1981. 390 с. 3. Parekh I. Р., Тиап Н. S. Beams steering and difraction of magnetostatic backward volume waves// J. ApnI. Phys. 1981. Vol. 52, p. II, N 3. P. 2279—2281. 4. Smith С. V., Owens I. M., Mears T. /., Parikh N. D. Induction probing of magnetostatic delay line fields // IEEE Trans. 1979. Vol. MAG- 15, N 6. P. 1738—1740.
Поступила в редколлегию 03.09.84
УДК 621.373.826:62
Н. Ф БОГОМОЛОВ, мл. науч. сотр.. С. Н. ХОТЯИНЦЕВ, канд. техн. наук, В. А. АНДРУЩЕНКО, В. Г. ГУМЕНЮК, В. А. ЖИТНИК, студенты
ЛАЗЕРНЫЙ ДОППЛЕРОВСКИИ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (ЛДИС) ГАЗОПЫЛЕВЫХ ПОТОКОВ
Рассмотрим лазерный допплеровский измеритель скорости с волоконно-оптическим трактом, позволяющим осуществить передачу зондирующего излучения к выбранной точке исследуемого потока через оптически мутную среду [2]. Измеритель работает совместно с аппаратурой обработки допплеровского сигнала.
Оптическая часть измерителя выполнена по гетеродинной схеме (1), принцип работы которой основан на выделении методом фотосмешения допплеровского сдвига частоты, пропорционального скорости исследуемого потока: /я = 2 V cos 0 / где V — скорость потока, X — длина волны излучения лазера в исследуемой среде, ©— угол между осью оптического волновода и вектором скорости потока.
Прибор (рис. 1) состоит из передающего и приемного узлов, расположенных в одном несущем корпусе 1 на основании 2, мягко подвешенном внутри корпуса на пружинных амортизаторах 3. Этим обеспечивается сохранность лазера и фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) при транспортировке и эксплуатации прибора. Излучение лазера 4 (ЛГ-72-1) мощностью 15 мВт через юстируемый оптосоедини-тель 5 вводится в световодный тракт. Световод подсоединен через смеситель и устройство вывода оболочечных мод 6 к направленному ответвителю 7, обеспечивающему развязку зондирующего и рассеянного потоком излучений. Световодный тракт в приборе оканчивается выходным юстируемым оптическим разъемом 8. К нему подсоединяется рабочий волоконный зонд 9 длиной до 25 м, на выходе которого расположена коллимирующая сменная оптическая насадка 10. Параметры насадки 10 определяют форму измерительного объема, что позволяет измерить бесконтактно на расстояниях 0 ... 50 мм от насадки скорость газопылевых потоков, формируемых эжектором 11 в канале 12.
В приемной части использован фотопрнемник 13 (ФЭУ-79), связанный с приемным световодом, юстируемым двухкоординатным оп-
