含Co_6Ag_(94)三明治结构的光学和磁光性质

利用隧穿机制研究了含磁光金属Co6Ag94的三明治结构(磁光金属嵌入两个磁光光子晶体中)的透射性质和磁光法拉第旋转效应。在含磁光金属的三明治结构中,分别研究了双透射峰和单透射峰两种情况。研究结果表明,无论是双透射峰还是单透射峰情况,局域在磁光金属和磁光光子晶体界面上的电磁场,都能够同时增强磁光金属的透射和磁光法拉第旋转效应。另外,分析了磁光金属Co6Ag94存在增益时该三明治结构法拉第旋转角达到-45°的情况,此性质为设计小型化的磁光隔离器件提供了理论依据。     

厚金属Ag膜的磁光法拉第旋转效应的增强

为了更全面地认识和了解金属Ag的各种物理性质, 对金属Ag的磁光性质进行了研究. 利用光隧穿机制分析了由全介质光子晶体-厚金属Ag膜-全介质光子晶体组成 的三明治结构的透射和磁光法拉第旋转效应. 研究结果表明, 由于电磁场局域在光子晶体和厚金属Ag膜的界面上, 导致厚金属Ag膜透射和磁光法拉第旋转效应的同时增强.     

磁光光子晶体结构的法拉第效应增强

在超薄薄膜的基础上,基于时域有限差分法原理,利用FDTD Solutions仿真软件分别研究了基于两种多层膜结构和一种金属光栅结构的磁光光子晶体法拉第旋光效应。研究表明,多层膜结构的法拉第旋光效应增强原理为入射光在薄膜中心层的透射谱谐振,而金属光栅周期结构的法拉第效应增强是通过金属光栅激发表面等离子体实现的;在三种结构中,金属光栅周期结构具有更广的法拉第偏转角增强域。进一步通过参数优化,实现对金属光栅周期结构工作波长的可调节性研究,为薄膜型磁光器件设计提供了理论依据。     

一维磁光光子晶体的光学特性研究

详细推导了光在斜入射情况下通过磁光介质的4×4传输矩阵,研究了一维磁光光子晶体的光学特性.研究表明,由于光强主要局域在磁光介质层,波长位于光子禁带长波长带边的光通过磁光光子晶体所产生的法拉第旋转角比短波长带边产生的法拉第旋转角大得多.当光以TM偏振入射时,随着角度增大带边光产生的法拉第旋转角逐渐减小;而在TE偏振情况下,带边光产生的法拉第旋转角却随着角度的增大逐渐增大.     

BiCaInVIG磁光晶体的筛选与处理

对于法拉第光隔离器,其内法拉第旋转器所采用的磁光晶体的光学性能直接决定了光隔离器的性能。从透射光谱、设计波长透射率、镀制增透膜等方面对BiCalnVIG磁光晶体的筛选与．处理进行了研究。     

低介电常数超材料在反射型磁光隔离器中的应用

为设计厚度薄、层数少且具有良好工作性能的反射型磁光隔离器,在一维单缺陷磁光光子晶体中引入低介电常数超材料.利用传输矩阵法研究该光子晶体的克尔磁光效应,结果表明,采用低介电常数超材料制备层间阻抗差异较大的一维单缺陷磁光光子晶体,既易于在磁光介质层形成较强的局域场,获得接近45°的克尔旋转角,又可增强光的反射,获得较高的能量反射率.本研究为低介电常数超材料应用提供了新的可能.     

一维磁光子晶体的法拉第效应

由于一维磁光子晶体能同时展示出很好的光透射率和法拉第旋转,故可用于实现小尺度的磁光隔离器。采用传输矩阵法研究了由磁光膜(Bi∶YIG)和电介质膜(Ta2O5,SiO2)构成的一维磁光子晶体,分别讨论了在垂直入射和斜入射条件下的法拉第效应,并给出了几种可行性结构,对磁光隔离器件的进一步改进设计具有一定的参考价值。     

FeCuNbSiB单层膜和三明治膜的磁特性与巨磁阻抗效应

用射频溅射法制备了Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉单层膜和 Cu或Ag作为中间层的三明治膜.溅态膜为非晶态结构.磁畴观察结果表明,单层膜在380℃退火后,呈现均匀磁化的纳米晶结构,该样品软磁特性最佳,其巨磁阻抗效应最大,在13MHz,最大磁阻抗比纵向为18％,横向为14％.溅态三明治膜具有较大的巨磁阻抗效应,在13MHz,Cu夹层三明治膜的最大磁阻抗比纵向为32％,横向为11％,Ag夹层三明治膜的最大磁阻抗比纵向为47％,横向为57％.Cu夹层三明治膜经250℃退火后,在低频下表现为巨磁电感效应,在100kHz,最大磁电感比为1733％. 关键词：     

反射型磁光多层膜隔离器工作稳定性的研究

与单纯的磁光晶体相比,由磁光介质与电介质周期性或准周期性排列构成的一维磁光光子晶 体能够显著增强磁光效应,可以用于实现小尺度的磁光隔离器,从而大大减小器件的尺寸. 给出更为一般的可用于求解斜入射情况下偏振光在各向异性介质中传播时的传输矩阵方法, 并用这种方法在波长为1053μm处,针对两种“三明治”型的反射磁光多层膜隔离器的 结构,具体讨论了器件应用时入射角度及工艺制作时膜层制备厚度对它们工作稳定性的影响 .发现中心磁光介质夹层较厚的结构具有膜层数目少、工作稳定性好的优点. 关键词： 光隔离器 磁光效应 一维光子晶体     

基于磁光效应和金属等离子体调制下的非互易微腔模式光学隔离器

为实现高效的光学隔离器,设计了两边镀金属薄膜带缺陷的一维磁光光子晶体系统,并用修正的特征矩阵法研究了它的传输特性.在磁光光子晶体微腔缺陷模式与金属等离子体产生耦合共振的条件下,该结构呈现单向传输的特征.隔离器的传输性能依赖于光的入射角度、微腔和两侧金属薄膜的厚度;在入射角为45°,微腔和金属薄膜厚度分别为449nm和150nm时光隔离器具有较好的性能.     

飞秒光诱导铽镓石榴石晶体中的磁化响应研究

运用时间分辨抽运-探测光谱技术,研究了磁光晶体铽镓石榴石(TGG)在不同椭圆偏振态的飞秒激光脉冲诱导下的极化和磁化响应.研究表明,当仅存在逆法拉第效应时,探测光旋转角信号和椭圆率信号的变化方向与圆偏振抽运光的旋向相关.这是由于圆偏振光在TGG晶体中产生的瞬态有效磁场的方向依赖于圆偏振光的旋向所致.光诱导磁化过程与材料的性质有关,TGG晶体的顺磁特性决定了其自旋弛豫时间为几十飞秒.由于探测光旋转角信号和椭圆率信号的半高全宽均为500 fs左右,加之信号强度随着抽运光脉冲能量密度的增加呈线性增长,表明TGG晶 关键词： 铽镓石榴石晶体 抽运-探测光谱技术 逆法拉第效应     

应用于光隔离器的一维磁光光子晶体结构探索

采用传输矩阵方法分析了一维磁光光子晶体.对不同结构参量下的磁光多层膜的光学性质进行了数值计算.得到了一种新颖实用的磁光多层膜结构,可用作实现光集成应用中的光隔离器的元件.典型磁光材料的厚度仅为2.13 μm,一维磁性光子晶体的总厚度仅为7.03 μm.     

柱状磁光颗粒的局域表面等离激元共振及尺寸效应

柱状磁光颗粒的局域表面等离激元共振为二维磁光光子晶体的手征性边缘模的生成提供了重要的机制. 但目前对此类颗粒的局域表面等离激元共振效应的研究局限于长波长近似下的结果, 且缺乏对发生共振时的远场与近场特征的深入了解. 本文从散射理论出发, 计算并分析了柱状磁光颗粒发生局域表面等离激元共振的条件与特殊的场特征, 并讨论了颗粒尺寸对共振峰的影响. 计算结果解释了实验中观察到的二维磁光光子晶体的共振带隙与在长波长近似下得到的局域表面等离激元共振频率的明显偏移, 并展示了颗粒在较大尺寸下形成的高阶共振峰, 这可能有助于利用共振效应在磁光光子晶体中实现多模的手征边缘态.     

直接观测磁通密度分布和运动的磁光图像技术

阐述了应用法拉第磁光旋转效应将磁通密度分布转换为亮度分布的图像，介绍了用微机采集和处理这种磁光图像，直接观测和研究磁通密度分布和运动，研究超导体的磁通动力学和磁性材料的磁性结构，叙述了目前应用磁光图像技术研究高温超导体性质和实用高温超导带材方面的最新进展．     

多缺陷结构的一维磁光多层膜隔离器

由磁光介质（M）和电介质（G）周期性排列构成的磁光光子晶体会出现很强的光 局域性，最近用它来实现磁光隔离器引起人们广泛的兴趣.给出了一种可用于计算 偏振光在各向异性介质传播问题的传输矩阵方法.并用该方法计算了对称多缺陷结构磁光多 层膜隔离器的光学性质，发现随着缺陷数目的增多，旋转角及透过率的频谱响应得到改善. 当缺陷增加到一定数目时，不需要额外的反射层即可实现反射型磁光隔离器的要求. 关键词： 光隔离器 磁光效应 多层膜 光子晶体     

不同过渡层上Co/Cu/Co三明治结构的巨磁电阻效应研究

通过对不同过渡层上Co(5.5nm)/Cu(3.5nm)/Co(5.5nm)三明治结构的研究,发现过渡层的磁性及过渡层诱导的三明治晶格结构对材料的巨磁电阻效应有重要影响.反铁磁Cr过渡层由于和相邻铁磁Co层之间存在着反铁磁耦合,可以获得6％以上的巨磁电阻值,但它同时使材料的矫顽力较大,因此磁灵敏度不高.Ni和Ti过渡层上Co/Cu/Co三明治结构,由于形成了强的（111）织构,其巨磁电阻值也达到5％以上.磁性材料Ni过度层还使三明治结构材料的矫顽力大为下降,从而显著提高了材料的磁灵敏度. 关键词：     

一维磁性光子晶体的电磁场分析和数值计算

本文探讨一维磁性光子晶体的概念和结构.提出了一种分析一维磁性光子晶体的法拉第旋转效应的电磁场方法.分析计算表明:嵌于光子晶体中的一层很薄的磁性材料将可获得比单独一层同样厚度的磁性材料大得多的法拉第旋转效应,从而从理论上验证了文献上的相关实验.同时也分析了一维磁性光子晶体用作光子晶体结构下的光隔离器等器件中的法拉第旋转器的可能.     

半导体激光器混沌法拉第效应控制方法

提出了外腔延时反馈半导体激光器法拉第效应控制下的新激光系统, 构造出两种类型结构光路, 建立了法拉第效应控制下的延时负反馈、延时正反馈激光动力学物理模型, 研究了激光混沌控制与反控制等. 利用法拉第效应原理及磁致旋光性和系统特点, 调节控制光路中的光旋转角度和光延时间可实现双参数控制激光器, 控制激光到双周期、三周期及多周期, 使激光产生拍动等现象, 反控制激光周期到混沌等. 发现了以磁致旋光角分布的激光混沌控制与反控制区域. 并研究了激光混沌控制与周期控制的动态情况, 演示讨论了激光态的转化演变过程等.     

一维磁光子晶体实现光隔离的应用研究

采用4×4传输矩阵法研究了两种结构一维磁光子晶体的光隔离特性.结构一在外加磁场与光路光轴方向呈52.0°时,用7.96μm的总厚度在中心波长附近0.95nm范围内实现了光隔离,在此范围之内法拉第旋转角和透射率分别在45°~50.65°和97.01%~99.96%之间波动,结构仅包含43层光学薄膜,易于实际制备;结构二在外加磁场与光路光轴方向呈32.7°时,用11.54μm的总厚度在中心波长附近0.85nm范围内实现了光隔离,在此范围之内法拉第旋转角和透射率分别在45°~48.55°和98.85%~100%之间波动,结构包含73层光学薄膜,与结构一相比,该结构具有更高的透射率和更平坦的光谱.用这两种结构的一维磁光子晶体代替目前商用磁光隔离器中的块状磁光介质,可实现磁光隔离器的集成化.     

渔网电磁超介质左手通带的超常透射及其电场增强效应的数值研究

本文利用电磁场数值模拟方法研究了分布矩形孔阵列的"金属-电介质-金属"三明治渔网电磁超介质在其左手通带发生的超常透射现象和不同模式激发下的电场增强效应。结果证实左手通带紧邻的超常光学传输峰源于波导共振模式,利用超常传输效应可以有效降低电磁超介质的损耗,提高左手性能;波导共振模和左手通带对应的反对称磁模能够分别在孔洞和金属夹层区域激发超过11倍的增强电场,因此渔网电磁超介质结构在表面增强光谱和传感等方面也具有潜在应用价值。