Odraz a lom světla v magnetických materiálech

Vedoucí: doc. RNDr. Tomáš Ostatnický, Ph.D.

K měření fyzikálních parametrů materiálů se mezi jinými používají metody optické spektroskopie, kdy se měří vlastností laserového záření odraženého od vzorku. Pro vyhodnocení dat je pak často třeba sestavit matematický model, který popisuje celý experiment včetně šíření světla skrz celý vzorek a následně s jeho pomocí experiment numericky nasimulovat.

Pro výpočet je třeba znát řešení vlnové rovnice (resp. Maxwellových rovnic) ve všech vrstvách vzorku. Nalézt toto řešení v izotropních materiálech, tedy těch, které jsou z pohledu elektromagnetických vln popsatelné indexem lomu, je velmi snadné. Situace se komplikuje v materiálech, které vykazují anizotropii, například v krystalech nebo magnetických materiálech. Pokud je anizotropie jenom slabá nebo pokud materiál absorbuje světlo, vstupuje do hry problém s numerickou přesností výpočtu a je třeba zvolit vhodnou numerickou metodu, která nebude zkreslovat výsledky.

Cílem tohoto projektu je sestavit numerický kód pro hledání řešení Maxwellových rovnic se zadanou okrajovou podmínkou v slabě anizotropních materiálech. Projekt bude zaměřený na hledání blízkých řešení s dostatečnou numerickou přesností, včetně tzv. výjimečných bodů (exceptional points), kde existuje jenom jediné řešení vlnové rovnice namísto obvyklých dvou. Numerická přesnost kódu se pak bude numericky testovat, aby se ověřilo, že je vhodný pro popis magnetických materiálů se slabou magneto-optickou odezvou.