当输入的微波电磁场频率ω与ω0不一致的时候,YIG单晶小球不会发生铁磁共振,又因为输入输出环正交,所以输入环A的磁通变化并不会影响输出环B的磁通,所以A环和B环无能量交换,B环无微波频率输出。
当输入的微波电磁场频率ω与ω0一致的时候,YIG单晶小球的旋磁场随着A环中输入的微波磁场变化而变化,从而切割B环,B环因此而感应产生微波电流,B环就会有微波频率输出。
当外加磁场H0一定时,进动频率ω0也一定,那么与ω0对应的ω只有一个,即满足共振频率的的角频率ω对应的电磁波才能被输出,这就是YIG小球滤波器的滤波原理。调谐的原理是随着外加的偏置磁场强度改变时,进动频率ω0也随之改变,于是滤波器的中心频率也会发生改变。
1.2.2 YIG薄膜滤波器
微波在YIG薄膜中传播与在YIG小球中传播有所不同,在YIG薄膜中,微波以静磁波的形式传播。静磁波(MSW),是在旋磁介质膜中传播的自旋波的长波部分,是旋磁性材料在外加偏置磁场的作用下,以微波磁场与电子自旋运动相互耦合为主的一种近似纯磁波[19]。自旋波的产生从微观上看,是由于材质中存在无数的磁偶极子,每个磁偶极子都在绕着自身的垂直轴做进动,由于磁偶极子间是存在相互作用的,这种相互作用会导致它们进动的状态发生改变,这种改变会像蝴蝶效应一样向四处扩散,这种进动状态自旋旋进的传播就是自旋波[19]。静磁波存在三种模式,静磁表面波(MSSW)、静磁前向体波(MSFVW)、静磁反向体波(MSBVW),其中静磁表面波在很小的磁化场下就可以在YIG薄膜中被激励出来[19],静磁表面波的磁势在表面最大,在材质内会呈指数衰减。静磁波是一种色散性很强的电磁波,色散即相速与频率有关的现象,它的激励与传输都有很强的色散性,在实际应用中,静磁波的色散特性需要被抑制。
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