复合结构磁光材料的非互易性理论研究

发布时间：2021-12-02 04:05

　　光是一种电磁波,如何调控光是一个世界性的热点话题,也是集成光子学领域长期存在的难题。不像电子,光子不带电荷,无法直接利用电场或磁场来控制,但是光能跟物质发生相互作用,只要有效地调控物质的属性,就能达到调控光的目的。通过磁场调控光和磁光材料相互作用的法拉第磁光效应和克尔磁光效应就是调控光的有效手段。自然界中材料的磁光效应在可见光频段非常弱,大大限制了磁光效应的应用,因此重新设计材料来增强磁光效应变得非常重要。从最基本的麦克斯韦方程组出发,结合有限元法,分析了磁光效应的电磁特性,并提出了磁光效应的增强方案。利用磁光效应的时间反演对称破缺和洛伦兹非互易性,设计出了左/右旋圆偏振光滤波器和单向传输器件,并研究了磁光材料随机介质的相干背散射现象。具体内容包括:1、以线偏振光沿磁化方向传播的情况为例,通过非共振和共振的方法增强磁光效应。对于非共振增强方法,利用有效介质理论,在铋铁石榴石薄层中加入负介电常数的金属薄层,调节结构的有效介电常数,使得有效介电常数张量的对角项为真空介电常数,能将克尔旋转角增大到约90°,并且工作带宽非常宽。在共振增强方法中,利用光在秘铁石榴石薄层中的共振,可以同时增强克尔... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１?一朿ｙ方向线偏振光入射到介质后的透射和反射示意图

的本征态电场（１．２．１１）和（Ｌ２．１２）分别为ｓ光和ｐ光。如图ｌ－４（ａ）中的ｊｚ平面内，??以ｓ光入射，由公式（１．２．１０）可知，不发生磁光效应，磁光介质等效于相对介电常??数为ｑ的各项同性介质，如图１－４?（ｂ）所示。根据公式（１．３．７），这个本征态的折射??公式为??７＾?＝?§?（丨＿３．丨２）??如果ｑ?＝?￣，则ｓ偏振光在界面上不发生折射和反射，如图ｌ－４（ｃ）所示，Ｓ光将??沿原来的路径继续传播。??？?１?ｅｓｓ１??８??

光在不同介质的界面处都会发生反射和折射，Ｋｅｎ？磁光效应即为磁光介质改??变反射光偏振状态的现象。为了简单，假设在两个半无限的界面处，一束Ｙ方向??的线偏振光沿；ｃ轴正方向垂直入射，如图１－９所示。??，ｒ％?ｙ?＇ｍｌ??Ｆｔ?———Ｘｆ＼?１／—＂?Ｉ??ｋｌ?．?－ｒｒ＾??｜?ｉ?§?ｉＬ－?ｉ??图１－９?一束．ｖ方向线偏振光沿；ｃ轴正方向垂直入射，在各向同性介质和磁光介质界面上的折??射反射示意图，其中两束折射光分别为左右旋圆偏振光。??１２??

【参考文献】：
期刊论文
[1]《梦溪笔谈》研究的主要内容与成果概览[J]. 潘天华.  镇江高专学报. 2009(04)



本文编号：3527692