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基于钇铁石榴石的磁光晶体平板波导磁光性能增强
摘要: 本研究提出了一种基于磁光子晶体(MPC)的偏振无关波导,该晶体采用在氧化铝(Al2O3)衬底上生长的钇铁石榴石(YIG)薄片,其空气孔呈三角形晶格排列,其中类TE和类TM周期性带隙相互重叠。YIG以其优异的磁光(MO)特性而闻名,可用于实现TE模与TM模之间的耦合。因此,通过施加平行于传播方向的外加磁场可获得非互易效应。在1550 nm波长处,采用三维平面波展开法对完整光子带隙进行了模拟与优化。本研究旨在增强法拉第旋转(FR)效应的同时保持低模双折射。利用BeamProp软件进行了磁旋光系数(g)相关的数值分析,结果表明FR、双折射差(?n)与g呈正比关系——当g=0.5时,可获得高达26.11×10? °/cm的显著法拉第旋转效应,同时双折射差仅为7×10??。该YIG基MPC结构展现出法拉第旋转效应增强、模双折射降低且损耗极低的实际改进效果。其磁光性能的显著提升可改善光学隔离器性能,适用于非互易器件应用。
关键词: 模双折射、磁光特性、钇铁石榴石、法拉第旋转、磁性光子晶体
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于纤维素的微粒用于磁控光学调制与传感
摘要: 具有双折射光学特性的响应性材料已被用于多种现代电子设备中的光操控。虽然电场常被用于实现光学调制,但磁刺激可能为远程控制和操纵光提供一种极具吸引力的补充方法。本文报道了具有特殊磁光特性的磁响应双折射微粒的合成与表征。这些功能性微粒通过微流控乳化工艺制备:在水流聚焦装置中生成水基液滴,经拉伸形成各向异性形状后通过光聚合转化为微粒。通过液滴拉伸过程中对微粒内纤维素纳米晶体的定向排列实现双折射特性,而磁响应性则源于初始液滴模板中添加的超顺磁性纳米颗粒。当悬浮于流体中时,这些微??赏ü獯懦】煽夭僮?,从而产生独特的磁光耦合效应。利用与偏振光学显微镜耦合的远程驱动磁场,这些微??捎糜诮判藕抛晃庑藕牛蛲ü徘⒘鞅溲Ч浪阈∫旱恼扯?。
关键词: 磁光特性、偏振光、纤维素纳米晶体、微流控技术、微粒
更新于2025-09-11 14:15:04
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多层纳米级[Co/TiO2]n薄膜的光学与磁光特性
摘要: 通过离子束沉积法在硅衬底Si(001)上制备了层厚2-4纳米的金属-介质多层[Co/TiO2]n结构,研究了其光学与磁光特性。采用光学椭偏仪技术在0.6-5.6电子伏特光谱范围内测量该多层结构的复介电常数,并结合各向同性多层介质结构的光学反射矩阵(考虑光学损耗)及各向异性有效介质方法进行分析。通过偏振测量技术在1.2-4.5电子伏特光谱范围内,以极向和纵向几何构型测量磁光克尔效应。基于磁光克尔效应的场依赖关系确定了磁各向异性类型。研究发现,这种纳米级[Co/TiO2]n结构可视为室温下具有强磁性与光学各向异性的人工光学单轴介质。
关键词: 硅衬底、Co/TiO?、磁光特性、多层纳米薄膜、光学特性、复介电常数、磁光克尔效应、磁各向异性、椭圆偏振光谱法、离子束沉积
更新于2025-09-10 09:29:36
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TGG透明陶瓷的制备与磁光性能
摘要: 采用共沉淀法结合MgO助烧剂真空烧结工艺合成了铽镓石榴石(Tb3Ga5O12,TGG)透明陶瓷。通过研究1500℃、1550℃和1600℃保温20小时烧结样品的物相组成、光学质量、显微结构及磁光性能发现:X射线衍射(XRD)分析表明三种样品均为纯石榴石晶体结构;1550℃烧结样品具有高透光性,在500-1500nm波段光学透过率接近80%;扫描电镜(SEM)显示该温度样品显微结构最佳,平均晶粒尺寸为5.32微米;系统测试了样品在不同波长和温度下的费尔德常数,结果表明TGG陶瓷能满足可见-近红外波段磁光器件的应用需求。
关键词: 法拉第效应、磁光特性、TGG陶瓷、光学材料
更新于2025-09-10 09:29:36
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金刚石中氢空位复合体的量子行为
摘要: 氢在人造金刚石生长过程中起着关键作用,且易与晶格空位形成复合物。尽管学界已对氢-空位(HV)中心的电子结构和基态特性开展了大量研究,但现有结论仍不明确,而含两个及以上氢原子的空位复合物尚未被探索。本文采用自旋极化杂化密度泛函理论方法,研究了金刚石中各类氢-空位团簇的电子结构与磁光特性。理论结果表明:形成多达四个氢原子的HnV复合物具有极强倾向性,这些复合物多为电学和光学活性中心。其中一种缺陷引入了高度关联的电子态,这对密度泛函理论构成挑战,因此在测定电荷与自旋密度相关特性时需特殊处理。我们通过全从头算参数化的扩展哈伯德模型哈密顿量,分析了高度关联的H2V0缺陷复杂电子结构。文中还探讨了氢在HV中心的量子隧穿效应及其对超精细结构的影响。研究表明实验观测到的HV1?中心与著名的NV1?中心相似:其一,在C3v对称性下具有三重态3A基态和3E激发态;其二,计算所得零声子线能量为1.71电子伏特(NV1?为1.945电子伏特)。建议基于光学检测电子顺磁共振光谱开展详细实验复测,以验证HV1?中心是否在基态与激发态三重态之间存在亚稳单重态搁置态,进而判断其是否可能呈现向基态的自旋选择性衰减。
关键词: 量子隧穿、金刚石、氢空位复合体、磁光特性、密度泛函理论、量子行为
更新于2025-09-09 09:28:46