| 研究概要 |
フェライトとしては低損失なイットリウム・鉄・ガーネット(YIG)の膜でも静磁波包絡線ソリトンの伝搬を考えると,十分低損失とは言えない。そのため,静磁波ソリトンを実験的に観察するには適当な条件を選ぶ必要がある。
分散が強いと入力パルスが速やかに変化するので,有限長のYIG膜遅延線実験に適している。そのためには,YIG膜に導体板を近づけて分散効果を大きくすることや短いパルスを入力することが有効である。ソリトンを形作るためには分散効果を打ち消すために,非線形効果,したがって,入力パワーを増やす必要がある。YIG膜の損失によりパルスの振幅が減少するが,入力パワーをあげれば,その減少の速さが摂動理論の示すように線形の場合の2倍の速さになるようにすることも可能である。
静磁表面波では,YIG膜だけの遅延線においては分散効果と非線形効果の符号が同じであるが,YIG膜に導体板を近づけることにより,分散効果の符号を逆にすることができ,明るいソリトンになることがわかった。また,YIG膜表面に導体格子を設けても分散効果の符号を変えることができる。
矩形パルス入力では,入力パワーをある程度以上大きくしても,パルスの立上り部分と立ち下がり部分の変化の激しいところに鋭い突起が発達し,多ソリトンとして鋭い単峰性のピークが観測されるまえに,伝搬損失のために消えてしまう。しかし,入力パルス波形を急激な変化のない滑らかなものにすることにより,10倍以上のパルス圧縮率が得られる可能性があることを明らかにした。
また,信号周波数の半分の周波数のスピン波と結合が起きると,静磁波ソリトンは観測できないので,実験では,動作周波数を静磁表面波では約4GHz以上,静磁後進体積波では3GHz以上に選ぶ必要がある。
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