Light modulation by resonance excitations of periodic stripe domain lattices in magnetic garnet films

Magnetic garnet films of composition (Y, Bi)3(Fe, Al)5O12 are grown by liquid phase epitaxy on [111] oriented substrates of Gd3Ga5O12. They support periodic lattices of parallel stripe domains. A planar slot line antenna is used to excite the domain wall resonance and the two branches of the domain resonance in the frequency range up to 4 GHz. Linearly polarized light passes the crystal perpendicular to the film plane and is diffracted and modulated by the excited domain lattice. The modulation intensity is measured at zero diffraction order as function of frequency and of the static induction applied in the film plane parallel to the stripes. The experimental results are in agreement with calculations on the basis of a hybridization model which takes into account the interaction of all resonances. From the experimental data the precession angles and the wall oscillation amplitudes are derived. Magnetische Granatfilme der Zusammensetzung (Y, Bi)3(Fe, Al)5O12 werden mittels Flussigphasenepitaxie auf [111] orientierten Substraten aus Gd3Ga5O12 hergestellt. In ihnen lassen sich periodische Gitter paralleler Streifendomanen erzeugen. Eine planare Schlitzleitung dient als Antenne zur Anregung der Domanenwandresonanz und der beiden Zweige der Domanenresonanzen im Frequenzbereich bis 4 GHz. Linear polarisiertes Licht, das den Kristall senkrecht zur Filmebene durchlauft, erfahrt durch das angeregte Domanengitter Beugung und Modulation. In der nullten Beugungsordnung wird der Modulationshub als Funktion der Frequenz und der statischen Induktion, die in der Filmebene parallel zu den Streifendomanen anliegt, gemessen. Die Experimente sind in Ubereinstimmung mit den berechneten Ergebnissen eines Hybridisierungsmodells, das die Wechselwirkung aller Resonanzen berucksichtigt. Aus den Messungen werden die Prazessionswinkel und die Wandoszillationsamplituden bestimmt.