Bibliographie & annexes
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NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la réédition actualisée de l’article E1962 intitulé « Application de la magnéto-optique» paru en 1997, rédigé par Jean-Paul CASTÉRA.
RÉSUMÉ
Cet article présente tout d’abord les spécificités et avantages de la magnéto-optique, ainsi que ses nombreuses applications. Les dispositifs magnéto-optiques utilisés les plus couramment (isolateurs, circulateurs, modulateurs, déflecteurs, pour l’imagerie…) sont décrits. Les progrès en nanosciences (nano-optique, nano-magnétisme, nanomatériaux et nano-structuration) doivent permettre l’intégration de nombreuses fonctions dans des dispositifs miniaturisés reposant sur des disciplines émergentes: la magnéto-photonique et la magnéto-plasmonique. De nouvelles opportunités sont aussi ouvertes en microscopie magnéto-optique appliquée aux sciences des matériaux et à l’étude de systèmes magnétiques nanostructurés destinés, en particulier, à l’électronique de spin.
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Jean-Paul CASTÉRA : Docteur 3 cycle en Optique - Chef des Laboratoires de magnétisme au Laboratoire central de recherches (LCR) - Thomson-CSF
INTRODUCTION
L’interaction entre une onde optique et un milieu magnétique conduit à une grande variété d’effets, comme le décrit l’article consacré aux effets magnéto-optiques (E 1960).
Ces interactions et plus particulièrement deux d’entre d’elles, l’effet Faraday et l’effet Kerr magnéto-optique, ont été mises à contribution dans des applications très diverses couvrant les domaines des télécommunications optiques, du stockage de l’information, de la visualisation et des capteurs. Ainsi, l’utilisation de dispositifs non réciproques tels qu’isolateurs ou circulateurs dans des systèmes de liaisons optiques permet, par analogie avec les ondes hyperfréquences guidées, de remplir des fonctions nouvelles.
Dans le domaine du stockage des données, après les recherches intensives menées sur les mémoires adressables optiquement qu’elles soient de type holographique ou point par point, le disque magnéto-optique qui est un disque optique réinscriptible s’est imposé comme un standard en péri-informatique et dans l’industrie de l’audio grand public. Toujours dans le domaine du stockage de l’information, la lecture massivement parallèle des bandes magnétiques par voie magnéto-optique pourrait s’avérer déterminante dans le futur car elle permet de concevoir des systèmes d’archivage dont le potentiel de croissance en capacité et débit n’est plus limité par le système de balayage mécanique utilisé dans les systèmes actuels à haute densité.
La rotation Faraday dans les grenats ferrimagnétiques a également été exploitée dans des écrans de visualisation ou pour réaliser des modulateurs de lumière pour imprimantes. Les effets magnéto-optiques dans les fibres optiques ou dans les grenats ferrimagnétiques sont mis à profit pour la mesure des courants forts et en magnétométrie. La magnéto-optique intéresse aussi le secteur du contrôle non destructif, celui du traitement du signal et s’avère également un outil d’analyse très puissant en physique des solides.
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- Version courante de avr. 2016 par Jacques FERRE
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Dispositifs non réciproques9. Autres applications
La plupart des applications qui viennent d’être décrites concernent des dispositifs et la liste se limite aux réalisations les plus significatives. Mais les interactions magnéto-optiques ont été exploitées dans d’autres domaines pour des applications telles que les capteurs de rotation utilisant l’effet Faraday dans des grenats ferrimagnétiques, un système de contrôle de l’état de polarisation basé sur deux rotateurs Faraday à fibres optiques, des commutateurs en optique guidée, un commutateur optique bistable, un réflectomètre optique, ou encore un gyroscope laser utilisant des miroirs magnéto-optiques.
Dans le domaine de la recherche, la visualisation des domaines magnétiques est certainement l’utilisation la plus répandue des effets magnéto-optiques. Mais ils sont également un outil puissant d’analyse en physique des solides. En particulier, ils peuvent fournir des informations sur la structure en bandes et sont utilisés pour mesurer la masse effective de l’électron et du trou, quand l’amortissement est trop grand pour observer la résonance cyclotron. Dans un domaine très différent, la densité des électrons dans l’espace intragalactique est extrêmement faible, mais la distance est énorme, si bien que la rotation Faraday des ondes radio polarisées provenant par exemple des pulsars, a pu être mesurée et est utilisée pour évaluer l’amplitude du champ magnétique galactique.
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BIBLIOGRAPHIE
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