《反鐵磁/金屬多層膜的遠紅外線性和非線性光學性質》是依託哈爾濱師範大學，由宋玉玲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：反鐵磁/金屬多層膜的遠紅外線性和非線性光學性質
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：宋玉玲
- 依託單位：哈爾濱師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
金屬膜和磁性材料構成的人工微結構光學性質的研究已經成為科學家研究的熱點。在這種結構中，等離激元對磁極化子的修正使得磁性材料的旋光效應和非線性光學性質得到極大地增強。本項目的研究體系是由金屬膜和反鐵磁材料構成的多層膜結構，主要目標在於研究金屬膜對遠紅外(THz)波在反鐵磁體系中線性傳輸性質的影響及對非線性光學性質的增強，為太赫茲器件的製備提供可靠的理論依據。具體研究內容包括：電介質/反鐵磁/金屬諧振腔和離子晶體/反鐵磁/金屬諧振腔的克爾旋光效應、光局域化以及二次諧波生成；底部塗有金屬膜的一維反鐵磁光子晶體的克爾旋光效應、二次諧波生成和頻率轉換效應；反鐵磁/金屬多層膜的負折射現象、聚焦等光學傳輸性質。探討金屬表面電磁波對磁極化子光學性質的修正，通過改變外加磁場的大小和各介質層的厚度來調控多層膜結構的線性和非線性光學性質。
結題摘要
金屬材料具有表面等離激元特性，磁性材料具有磁極化子光學特性。由這兩種材料構成的人工微結構已經成為了科學界研究的熱點材料。在這種結構中，通過金屬表面等離激元對磁極化子的修正作用，可以大大增強磁性材料的旋光效應和非線性等光學性質。我們將金屬和反鐵磁體系結合，工作在太赫茲 波段，主要研究了金屬對反鐵磁體系的線性和非線性光學性質的影響，具體研究成果為：（1）採用傳輸矩陣法研究了電介質/反鐵磁/金屬三明治結構的克爾旋光效應，發現其旋轉角是單層反鐵磁薄膜的12倍多。在電介質/穿孔金屬/反鐵磁三明治結構中，發現電磁波傳播的非倒易性質；（2）將金屬膜和一維電介質/反鐵磁光子晶體構成多層膜結構，在金屬膜和光子晶體的交界面處出現Tamm等離激元，通過對磁極化子的修正作用，大大提高了磁性材料的旋光效應和二次諧波生成等性質。在局域模附近，結構的最大克爾旋轉角可達單層反鐵磁膜的315倍。這種Tamm等離激元的性質由相鄰層的厚度和介電常數以及磁性光子晶體中薄膜的排列順序等因素決定；（3）研究了鉍鐵石榴石和銀構成的二維光子晶體的克爾效應，在銀表面的等離激元會影響鉍鐵石榴石的磁光性質。這些研究使我們能更好的掌握金屬表面等離激元對磁極化子光學性質的修正機制，為THz器件的設計提供理論基礎。
