磁性物质/金属结构线性及非线性光学效应理论研究

发布时间：2021-08-29 09:09

　　磁性物质的线性及非线性效应来源于磁性物质对磁场的响应。对磁性物质的线性及非线性研究可以从其动力学磁化入手,求出其线性及非线性磁化率,找出其共振频率区间,并在此基础上进一步研究磁性物质的线性及非线性效应。铁磁性物质的共振区间处于微波频段,可以用来加工微波器件,典型的反铁磁材料的共振频率处于THz区间,可以用来加工THz信号。一般情况下反铁磁体的非线性效应比较弱,激发其非线性效应需要入射光具有很高的光强,现有的光源很难实现,因此,在现有光源的基础上设法提高磁性体系线性及非线性效应是一项很有意义的课题。目前,二次谐波技术及和频与差频技术是实现频率上转换和下转换的方法,也是产生新光源的常用手段。本文初步建立了反铁磁体和频及差频的二阶非线性理论,构造了磁性物质/金属结构,从理论上研究了法拉第旋光效应、克尔效应等线性磁光效应及和频生成、差频生成等二阶非线性光学效应,探索了可以提高线性效应及增强反铁磁膜和频与差频转换效率的方法。本文所研究的反铁磁非线性效应基于反铁磁磁矩和电磁波间的偶极相互作用而非传统非线性光学理论的非线性极化。主要研究方法、过程及结果如下:1.计算了反铁磁体非线性二阶和频及差频磁化... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 磁性物质及其磁非线性
    1.2 光子晶体和磁光子晶体
    1.3 磁光效应及和频与差频效应
        1.3.1 磁光效应
        1.3.2 和频与差频效应
    1.4 金属的光学性质
    1.5 本文课题的来源及主要研究内容
第2章 反铁磁体在磁场中非线性磁化率的计算
    2.1 外场存在时反铁磁体非线性磁化率的计算
    2.2 一阶磁化率的计算
    2.3 和频磁化率的计算
        2.3.1 xy分量二阶和频磁化率的计算
        2.3.2 z分量二阶和频磁化率的计算
    2.4 差频磁化率的计算
        2.4.1 xy分量二阶差频磁化率的计算
        2.4.2 z分量二阶差频磁化率的计算
    2.5 本章小结
第3章 Bismuth iron garnet/Ag结构磁光子晶体磁光效应理论研究
    3.1 一维Bismuth iron garnet/Ag结构磁光子晶体Faraday效应理论研究
        3.1.1 理论模型
        3.1.2 数值模拟及结果讨论
    3.2 二维Bismuth iron garnet/Ag结构磁光子晶体Kerr效应理论研究
        3.2.1 理论模型
        3.2.2 数值模拟及结果讨论
    3.3 本章小结
第4章 Voigt位型下反铁磁/电介质体系和频效应生成
    4.1 Voigt位型下反铁磁体系单层膜结构和频效应
        4.1.1 理论模型与推导
        4.1.2 数值模拟与结果讨论
    4.2 Voigt位型下电介质/反铁磁体系和频效应生成
        4.2.1 和频生成
        4.2.2 数值模拟与结果讨论
    4.3 本章小结
第5章 Voigt位型下电介质/反铁磁/Ag结构差频效应生成
    5.1 差频生成
    5.2 数值模拟与结果讨论
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Giant enhancement of Kerr rotation in two-dimensional Bismuth iron garnet/Ag photonic crystals[J]. 梁红,刘欢,张强,付淑芳,周胜,王选章.  Chinese Physics B. 2015(06)
[2]High sum-frequency generation in dielectric/antiferromagnet/Ag sandwich structures[J]. 付淑芳,梁红,周胜,王选章.  Chinese Physics B. 2014(05)
[3]基于非线性光学差频及参量效应的太赫兹源[J]. 王兵兵,黄敬国,陆金星,黄志明,沈学民.  激光与光电子学进展. 2011(05)
[4]一维受限反铁磁光子晶体的性质[J]. 宋玉玲,王选章.  光学学报. 2008(12)
[5]基于GaSe和ZnGeP2晶体差频产生可调谐太赫兹辐射的理论研究[J]. 刘欢,徐德刚,姚建铨.  物理学报. 2008(09)
[6]基于差频产生太赫兹的中远红外非线性光学晶体[J]. 段延敏,朱海永,张戈,邱怡申,黄呈辉,魏勇,黄凌雄.  激光与红外. 2007(12)
[7]ZnGeP2晶体差频产生THz波的研究[J]. 王卓,姚建铨.  科学技术与工程. 2007(13)
[8]利用各向同性半导体晶体差频产生可调谐THz辐射的理论研究[J]. 孙博,姚建铨,王卓,王鹏.  物理学报. 2007(03)
[9]LBO晶体和频产生589 nm激光的数值模拟及实验研究[J]. 石靖波,张凯,马毅,王卫民,彭跃峰,鲁燕华.  强激光与粒子束. 2006(09)
[10]低频和高频区域内大禁带的二维各向异性光子晶体[J]. 肖三水,沈林放,何赛灵.  物理学报. 2002(12)

博士论文
[1]反铁磁光子晶体的磁/声极化子及光学性质研究[D]. 塔金星.哈尔滨工业大学 2012
[2]反铁磁光子晶体电磁性质的理论研究[D]. 宋玉玲.哈尔滨工业大学 2011
[3]反铁磁体系三阶非线性效应理论研究[D]. 白晶.哈尔滨理工大学 2011
[4]反铁磁/电介质体系磁光学非线性研究[D]. 周胜.哈尔滨理工大学 2010
[5]磁性多层膜的线性和非线性静磁波与磁极化子[D]. 王选章.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2003



本文编号：3370355