磁光效應(yīng) 又名：magneto-opticaleffect

　　法拉第效應(yīng)

　　線偏振光透過放置磁場中的物質(zhì)，沿著磁場方向傳播時，光的偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。也稱法拉第旋轉(zhuǎn)或磁圓雙折射效應(yīng),簡記為MCB。一般材料中，法拉第旋轉(zhuǎn)（用旋轉(zhuǎn)角θF表示）和樣品長度l、磁感應(yīng)強(qiáng)度B有以下關(guān)系 θF=VlB,

　　V是與物質(zhì)性質(zhì)、光的頻率有關(guān)的常數(shù),稱為費(fèi)爾德常數(shù)。

　　因為磁場下電子的運(yùn)動總附加有右旋的拉莫爾進(jìn)動，當(dāng)光的傳播方向相反時，偏振面旋轉(zhuǎn)角方向不倒轉(zhuǎn)，所以法拉第效應(yīng)是非互易效應(yīng)。這種非互易的本質(zhì)在微波和光的通信中是很重要的。許多微波、光的隔離器、環(huán)行器、開關(guān)就是用旋轉(zhuǎn)角大的磁性材料制作的。圖1是隔離器的原理。利用法拉第效應(yīng)，還可實現(xiàn)光的顯示、調(diào)制等許多重要應(yīng)用。

　　磁光效應(yīng)

　　當(dāng)左、右旋圓偏振光在置于磁場中的媒質(zhì)內(nèi)傳播而有不同的吸收系數(shù)時，入射的線偏振光傳播一段距離后會變?yōu)闄E圓偏振光，這個效應(yīng)叫法拉第橢圓度效應(yīng)或磁圓二向色性效應(yīng),簡記為MCD。法拉第橢圓度和法拉第旋轉(zhuǎn)均由媒質(zhì)的介電張量非對角組元的實部和虛部決定。

　　科頓－穆頓效應(yīng)

　　又稱磁雙折射效應(yīng)，簡記為MLB。是1907年A.科頓和H.穆頓發(fā)現(xiàn)的。W.佛克脫對它進(jìn)行了較仔細(xì)的研究，故也稱佛克脫效應(yīng)。當(dāng)光的傳播方向與磁場垂直時，平行于磁場方向的線偏振光的相速不同于垂直于磁場方向的線偏振光的相速而產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象。其相位差正比于兩種線偏振光的折射率之差，同磁場強(qiáng)度大小的二次方成正比

　　墹=(np－ns)d/λ=DdH,

　　np與ns分別是垂直和平行于外磁場的線偏振光的折射率，d是樣品厚度，λ是光波長，D是科頓-穆頓常數(shù)。

　　當(dāng)光的傳播方向與外磁場方向垂直時，媒質(zhì)對偏振方向不同的兩種光的吸收系數(shù)也可不同。這就是磁的線偏振光的二向色性，稱磁線二向色性效應(yīng)，簡記為MLD。

　　MCD、MLB、MLD的物理起因、宏觀表述及量子力學(xué)處理都與法拉第效應(yīng)類同(實際上可同時完成)。MLB和MLD通常比MCB和MCD要弱得多，但它們與磁場強(qiáng)度（磁化強(qiáng)度）的二次方成正比。因此對這些效應(yīng)的測量除能得到物質(zhì)中能級結(jié)構(gòu)的信息外，還能用于微弱磁性變化（單原子層的磁性）的研究。

　　克爾磁光效應(yīng)

　　線偏振光入射到磁化媒質(zhì)表面反射出去時，偏振面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。也叫克爾磁光效應(yīng)或克爾磁光旋轉(zhuǎn)。這是繼法拉第效應(yīng)發(fā)現(xiàn)后，英國科學(xué)家J.克爾于1876年發(fā)現(xiàn)的第二個重要的磁光效應(yīng)。

　　按磁化強(qiáng)度和入射面的相對取向，克爾磁光效應(yīng)分極向克爾磁光效應(yīng)、橫向克爾磁光效應(yīng)和縱向克爾磁光效應(yīng)（圖2）。極向和縱向克爾磁光旋轉(zhuǎn)都正比于樣品的磁化強(qiáng)度。通常極向克爾旋轉(zhuǎn)最大、縱向次之。偏振面旋轉(zhuǎn)的方向與磁化強(qiáng)度方向有關(guān)。橫向克爾磁光效應(yīng)中實際上沒有偏振面的旋轉(zhuǎn)，只是反射率有微小的變化，變化量也正比于樣品的磁化強(qiáng)度。1898年P(guān).塞曼等人證實了橫向克爾磁光效應(yīng)的存在。克爾磁光效應(yīng)的物理基礎(chǔ)和理論處理與法拉第效應(yīng)的相同，只是前者發(fā)生在物質(zhì)表面，后者發(fā)生在物質(zhì)體內(nèi)；前者出現(xiàn)于僅在有自發(fā)磁化的物質(zhì)（鐵磁、亞鐵磁材料）中，后者在一般順磁介質(zhì)中也可觀察到。它們都與介電張量非對角組元的實部、虛部有關(guān)。

　　克爾磁光效應(yīng)的最重要應(yīng)用就是觀察鐵磁材料中難以捉摸的磁疇。因不同磁疇區(qū)的磁化強(qiáng)度的不同取向使入射偏振光產(chǎn)生方向、大小不同的偏振面旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過檢偏器后就出現(xiàn)了與磁疇相應(yīng)的明暗不同的區(qū)域。利用現(xiàn)代技術(shù),不但可進(jìn)行靜態(tài)觀察,還可進(jìn)行動態(tài)研究。這些都導(dǎo)致一些重要發(fā)現(xiàn)和關(guān)于磁疇、磁學(xué)參數(shù)的有效測量。

　　塞曼效應(yīng)

　　發(fā)光體放在磁場中時，光譜線發(fā)生分裂的現(xiàn)象。是由于外磁場對電子的軌道磁矩和自旋磁矩的作用，或使能級分裂才產(chǎn)生的。其中譜線分裂為2條(順磁場方向觀察)或3條（垂直于磁場方向觀察）的叫正常塞曼效應(yīng)；3條以上的叫反常塞曼效應(yīng)（見塞曼效應(yīng)）。

　　光磁效應(yīng)

　　光照射物質(zhì)后,物質(zhì)磁性（如磁化率、磁晶各向異性、磁滯回線等）發(fā)生變化的現(xiàn)象。早在1931年就有光照引起磁化率變化的報道，但直到1967年R.W.蒂爾等人在摻硅的釔鐵石榴石 (YIG)中發(fā)現(xiàn)紅外光照射引起磁晶各向異性變化之后才引起人們的重視。這些效應(yīng)多與非三價離子的代換有關(guān)，這種代換使亞鐵磁材料中出現(xiàn)了二價鐵離子，光照使電子在二、三價鐵離子間轉(zhuǎn)移，從而引起磁性的變化。因此，光磁效應(yīng)是光感生的磁性變化，也稱光感效應(yīng)。當(dāng)然這只是一種機(jī)制，其他機(jī)制的光磁效應(yīng)在光存儲、光檢測、光控器件方面的應(yīng)用還在研究之中。