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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In this article the specific features and advantages of magneto-optics are first described, justifying their use for applications in many areas. The most usual magneto-optical devices (isolators, circulators, modulators, deflectors, for imaging, etc.) are described. The enormous advances in nano-science (nano-optics, nano-magnetism, nano-materials and nano-patterning) should allow the integration of many functions in miniaturized devices through emergent disciplines, magneto-photonics and magneto-plasmonics. New opportunities are also opening in magneto-optical microscopy applied to materials science, and for studying magnetic nanostructured systems, especially those designed for spin electronics.
Auteur(s)
-
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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KEYWORDS
optics | sensors | electronics | magneto-optics | devices | memories
VERSIONS
- Version archivée 2 de avr. 2016 par Jacques FERRE
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Capteurs magnéto-optiques4. Imagerie des domaines magnétiques
L’effet Kerr fut rapidement identifié comme un outil puissant pour analyser la structure et le comportement dynamique des domaines magnétiques. Cette technique directe et sans inertie, contrairement à la méthode utilisant de la poudre de Bitter, révèle les domaines plutôt que les frontières des domaines. Deux méthodes d’investigation ont été développées : la méthode de la sonde optique, dans laquelle un faisceau de lumière focalisée et polarisée dans un plan balaie le cristal avant d’être réfléchi, et la méthode « photographique », dans laquelle la surface du cristal est entièrement éclairée avec une lumière polarisée et le faisceau réfléchi est soit photographié, soit envoyé sur un détecteur à transfert de charges (CCD qui en anglais signifie Charge-Coupled Device) après passage à travers un analyseur. Dans le dernier cas, l’emploi d’un capteur CCD et d’un calculateur permet d’augmenter le contraste et de réduire le bruit. L’imagerie de domaines magnétiques à l’aide d’un microscope à effet Kerr fut largement employée pour étudier la dynamique des parois de domaines et pour observer en détail la rotation de l’aimantation dans les couches minces magnétiques. Cette technique est parfaitement adaptée à l’étude des domaines magnétiques dans les têtes magnétiques en couches minces. Les progrès récents concernant la croissance de couches minces monoatomiques, par épitaxie par jet moléculaire, épitaxie par plan atomique ou encore pulvérisation cathodique, ont relancé l’intérêt pour les techniques de caractérisation modernes telles que la technique SMOKE (pour Surface Magneto-Optic Kerr Effect ) . SMOKE est bien adapté à l’étude du magnétisme en surface et à l’étude magnéto-optique des couches ultraminces. Des structures monocouches, bicouches et des empilements de matériaux ferromagnétiques (Fe, Co, Ni) et non magnétiques ont été étudiés avec comme but ultime l’investigation des super-réseaux.
Les domaines magnétiques peuvent également être observés...
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Imagerie des domaines magnétiques
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - BADER (S.D.) - J. Magn. Magn. Mater. - 1991, n× 100, p. 440-454.
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