Magnetooptics deals with the phenomena arising when light interacts with a material subject to magnetic field, and
thus it represents a powerful tool for investigation of both magnetic ordering and microscopic structure of the
material. This lecture provides a comprehensive overview of theoretical and experimental approaches utilized in
magnetooptics, with a main focus on their practical applications.
Last update: T_KCHFO (21.03.2014)
Magnetooptika se zabývá jevy, které vznikají při interakci světla s materiálem vystaveném magnetickému poli, a je
tak cenným nástrojem pro zkoumání jak magnetického uspořádání v látkách, tak jejich mikroskopické struktury.
Tato přednáška poskytuje ucelený přehled o teoretických i experimentálních přístupech užívaných v
magnetooptice, se zaměřením na jejich praktické využití.
Aim of the course -
Last update: T_KCHFO (26.03.2014)
This lecture aims to familiarize students both with experimental and theoretical methods used in magnetooptics.
In the first part of the course a basic electromagnetic approach to the magnetooptical (MO) effects in a matrix formalism will be presented, together with its application for calculation of the magnetooptical parameters. In the second part of the lecture a microscopic origin of the MO effects will be outlined and various materials for the MO applications will be discussed. The third part of the course will deal with MO experimental techniques.
Last update: T_KCHFO (21.03.2014)
Cílem přednášky je seznámit studenty s postupy užívanými v magnetooptice, a to jak výpočetními, tak experimentálními.
V první části kurzu bude vysvětlen základní elektromagnetický popis magnetooptických jevů v maticovém formalismu a jeho využití pro výpočty magnetooptických parametrů. V druhé části přednášky bude nastíněn mikroskopický původ MO jevů a uvedeny různé materiály vhodné pro MO aplikace. V třetí části budou rozebrány různé experimentální metody založené na užití MO jevů.
Přednáška bude doplněna o cvičení, v němž budou mít studenti možnost seznámit se s praktickým užitím studovaných teoretických postupů i vybraných experimentálních metod.
Course completion requirements -
Last update: RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. (11.06.2019)
Practical lesson conditions: laboratory class + final report
Exam conditions: written and oral part
Finishing of practical lessons is independent of the oral and written exam.
Last update: RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. (11.06.2019)
Podmínky zápočtu: praktické cvičení v laboratoři, vypracování protokolu
Podmínky pro zkoušku: písemná + ústní část
Udělení zápočtu není podmínkou pro zkoušku.
Literature -
Last update: T_KCHFO (26.03.2014)
A. K. Zvezdin, V. A. Kotov, Modern Magnetooptics and Magnetooptical Materials, Institute of Physics Publishing, Bristol/Philadelphia 1997.
S. Sugano, N. Kojima, Magneto-Optics, Springer, 2000
R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, North-Holland, Amsterdam / New York / Oxford 1977.
S. Višňovský, Optics in Magnetic Multilayers and Nanostructures, Taylor&Francis, Boca Raton/New York/Amsterdam 2006.
A. Kirilyuk, A. V. Kimel, T. Rasing, Ultrafast Optical Manipulation of Magnetic Order, Reviews of Modern Physics 82, 2731 (2010)
Last update: T_KCHFO (26.03.2014)
A. K. Zvezdin, V. A. Kotov, Modern Magnetooptics and Magnetooptical Materials, Institute of Physics Publishing, Bristol/Philadelphia 1997.
S. Sugano, N. Kojima, Magneto-Optics, Springer, 2000
R. M. A. Azzam, N. M. Bashara, Ellipsometry and Polarized Light, North-Holland, Amsterdam / New York / Oxford 1977.
S. Višňovský, Optics in Magnetic Multilayers and Nanostructures, Taylor&Francis, Boca Raton/New York/Amsterdam 2006.
A. Kirilyuk, A. V. Kimel, T. Rasing, Ultrafast Optical Manipulation of Magnetic Order, Reviews of Modern Physics 82, 2731 (2010)
Requirements to the exam -
Last update: RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. (11.06.2019)
Requirements for written exam:
analytical solutions of fundamental magneto-optical effect by wave-optics formalism (Yeh, Jones)
applications to simple magneto-optical setups
Requirements for oral exam:
experimental methods of magneto-optics
magneto-optical materials
fundamentals of thery of magneto-optical effects
Last update: RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. (11.06.2019)
Písemná část zkoušky:
analytická řešení základních magneto-optických jevů pomocí formalismů vlnové optiky (Yehův, Jonesův)
aplikace formalisů na jednoduchá magneto-optická uspořádání
Ústní část zkoušky:
experimentální metody magneto-optiky
magneto-optická odezva materiálů
základy teorie magneto-optických jevů
Syllabus -
Last update: T_KCHFO (26.03.2014)
1. Description of light states and propagation of light through optical systems. Polarization and space modulation of light, Jones matrix formalism.
2.Interaction of light with matter. Dispersion properties of materials.Light propagation in anisotropic media. Magnetooptics.
3. Overview of magnetooptical (MO) effects. Matrix approach to MO effects description - electromagnetic theory of light propagation in layers (multilayers), Yeh formalism.
4. Examples of magnetooptical calculations - Kerr and Faraday effect in matrix formalism, general analytical formulae. Basics of MO spectra modelling.
5. Microscopic origin of MO effects. Lorenz classical theory, basics of quantum-mechanical description.
6. MO materials and their applications.
7. Experimental methods of MO spectroscopy. Fundamentals of ellipsometry. MO imaging methods.
8. Time-resolved MO measurements. Methods of non-linear magnetooptics.
9. Excursions.
Last update: RNDr. Eva Schmoranzerová, Ph.D. (11.06.2019)
1. Popis stavů světla a šíření prostředím. Polarizace a prostorová modulace světla. Jonesovy matice.
2. Interakce světla s hmotou, disperzní vlastnosti materiálů. Šíření světla v anizotropním prostředí. Magnetooptika.
3. Přehled magnetooptických (MO) jevů - reflexe, transmise. Maticový přístup k popisu MO jevů - elektromagnetická teorie šíření světla ve vrstvách (multivrstvách), Yehův formalismus.
4. Příklady výpočtů v magnetooptice - Kerrův a Faradayův jev v maticovém formalismu, zobecněné analytické vztahy. Základy modelování MO spekter.
5. Mikroskopický původ magnetooptických jevů. Lorenzova klasická teorie. Základy kvantově-mechanického popisu.
6. Materiály z hlediska magnetooptické aktivity a jejich využití v MO aplikacích.
7. Experimentální metody MO spektroskopie. Základy elipsometrie. MO zobrazovací metody.
8. Časově rozlišená magnetooptická měření. Metody nelineární magnetooptiky.
