Аннотация:Исследование Бозе-Эйнштейновского конденсата (БЭК) магнонов, возбуждаемого в тонких пленках железо-иттриевого граната (ЖИГ), представляет большой практический интерес в областях квантовой физики, квантовой теории информации и квантовых вычислений. Современный интерес к пленкам ЖИГ обусловлен тем, что в подобных системах были исследованы БЭК магнонов, возникающий при комнатной температуре, и спиновая сверхтекучесть, что открывает широкие возможности для практического применения подобных систем.
Измерение фазы волновой функции квантового состояния конденсата магнонов можно производить радиочастотным и оптическим методами. В работе рассмотрена возможность оптимизации схемы оптической регистрации распределения БЭКа магнонов в ЖИГ пленках с использованием дифракционных решеток с периодом порядка d=1 мкм. Исходная оптическая схема использует треугольную призму с показателем преломления n=1.97 для получения достаточно больших углов падения лазерного излучения на овальную ЖИГ пленку размерами 5 ×1.5 мкм. Образец пленки ЖИГ вытравлен на подложке из гадолиний-галлиевого граната толщиной h=300 мкм. Подложка с образцом помещена на полосковый СВЧ резонатор, полем которого производится возбуждение когерентной прецессии магнонов и который имеет частоту, соответствующую частоте магнитного резонанса. Система находится во внешнем перестраиваемом магнитном поле напряженности H. Когерентная прецессия вектора намагниченности M вокруг вектора H приводит к тому, что в плоскости, соответствующей поверхности пленки ЖИГ, наблюдается прецессия проекции вектора намагниченности M. В лазерном излучении, имеющем при падении на пленку ЖИГ компоненту волнового вектора k параллельную плоскости пленки, при отражении происходит вращение поляризации пропорциональное величине проекции вектора намагниченности M на плоскость пленки ЖИГ. Благодаря тому, что ток лазера модулирован на частоте близкой к частоте СВЧ сигнала в резонаторе, излучение на выходе из призмы детектируется при помощи балансного фотодетектора на разностной частоте, составляющей величину порядка 1кГц.
