شبيه سازي سامانه ي هيبريدي كاواك_مگنت

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق جفت‌شدگي قوي ميان يك كاواك مايكروويو مكعب‌مستطيلي با ابعاد 45 20 6 ميليمتر و كره‌اي مغناطيسي از جنس YIG را در دو فركانس تشديدي كاواك معادل GHz 8 و GHz 10 مورد مطالعه قرار مي‌دهيم. بدين منظور، در يك مدل طراحي‌شده در نرم‌افزار كامسول، با تغيير شعاع كره‌ي مغناطيسي از 5ر0 تا 5ر2 ميليمتر، ثابت جفت‌شدگي را از نمودارهاي دافعه‌ي مدي استخراج مي‌نماييم. تحليل نظري نشان مي‌دهد ثابت جفت‌شدگي بايستي با جذر تعداد اسپين‌ها متناسب باشد، كه براي يك نمونه‌ي مغناطيسي همگن، با مكعب ابعاد نمونه تناسب دارد. از اين رو، منحني‌هاي نمائي را به داده‌هاي بدست‌آمده به ازاي هر مد كاواك برازش داديم تا تطابق نتايج خود را با توان 2/3 شعاع كره بررسي كنيم. با حذف داده‌هاي غيرقابل‌اطمينان درمي‌يابيم كه مقدار توان براي مد‌هاي GHz 8 و GHz 10 به ترتيب معادل 601ر1 و 731ر1 است. دستيابي به رژيم جفت‌شدگي قوي در اين سامانه، مستلزم آن است كه اتلاف زيرسامانه‌ي مغناطيسي ( ) و همچنين اتلاف كاواك مايكروويو در مقايسه با ثابت جفت‌شدگي كوچك ‌باشند. براي بررسي اين موضوع، ثابت اتلاف گيلبرت را متغير در نظر گرفته و طيف بازتابي مايكروويو را شبيه‌سازي كرديم. مشاهده مي‌شود دافعه‌ي بين ترازها، كه نمايانگر دستيابي به رژيم جفت‌شدگي قوي مي‌باشد، به ازاي مشخصات اين مدل، در حدود 3-10 كمرنگ و ناپديد مي‌شود. مرتبه‌ي بزرگي اين مقدار آستانه، شرط رژيم جفت‌شدگي قوي را تاييد مي‌نمايد. نمودارهاي طيف بازتابي بدست‌آمده به ازاي شعاع‌هاي بزرگتر كره‌ي مغناطيسي شامل بيش از يك دافعه‌ي ترازي هستند. اين موضوع (تعدد دافعه‌ي ترازها) به دليل برهمكنش كره به عنوان يك محيط دي‌الكتريك با مولفه‌ي الكتريكي ميدان الكترومغناطيسي كاواك مايكروويو رخ مي‌دهد. به منظور نشان دادن اين برهمكنش‌ها، كره‌اي دي‌الكتريك را جايگزين كره‌ي مغناطيسي كرديم و نمودارهاي مشابهي از دافعه‌ي ترازها در طيف بازتابي مايكروويو مشاهده شد.

204578

دانشگاه علم و صنعت ايران

فيزيك

دكتر محمد واحدي- دكتر بابك زارع رمشتي