反鐵磁體系光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)理論研究.pdf

1、磁性材料的非線性效應(yīng)來自于材料本身的一種內(nèi)稟性質(zhì)。反鐵磁材料作為一種典型的磁結(jié)構(gòu)，它的光學(xué)非線性研究已成為當(dāng)前的一個熱點。反鐵磁材料的共振頻率響應(yīng)區(qū)間處于遠(yuǎn)紅外到毫米波之間，正是位于太赫茲頻段。而太赫茲波頻區(qū)又是目前國際上新的通信和探測技術(shù)開發(fā)的重要頻譜區(qū)域。因此研究這一區(qū)間反鐵磁材料的非線性性質(zhì)是有實際意義的。理論上傳統(tǒng)非線性光學(xué)性質(zhì)主要來自于介質(zhì)中的電極化對電磁波電場的非線性響應(yīng)；而對于磁性物質(zhì)來說，動力學(xué)磁化的非線性響應(yīng)主要來自于

2、介質(zhì)中的磁化對電磁波磁場的非線性響應(yīng)。反鐵磁材料的非線性效應(yīng)比較弱，要激發(fā)其非線性效應(yīng)需要很高的光強(qiáng)。因此，在現(xiàn)有光源的基礎(chǔ)上，提高其非線性效應(yīng)對實際應(yīng)用研究是非常有意義的。
　　本文以傳遞矩陣方法和光局域化原理為理論基礎(chǔ)，研究了反鐵磁三明治結(jié)構(gòu)及一維反鐵磁光子晶體光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)性質(zhì)。研究獲得以下有意結(jié)果：
　　1.通過研究Voigt位型下反鐵磁體三明治結(jié)構(gòu)(SiO2/MnF2/ZnF2)，發(fā)現(xiàn)通過改變電磁波的入射角、入射頻率以

3、及外磁場強(qiáng)度可進(jìn)一步調(diào)控光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的閾值范圍及出現(xiàn)的頻率位置。
　　2.Voigt位型下，將反鐵磁薄膜插入電介質(zhì)中構(gòu)成一維反鐵磁光子晶體。研究發(fā)現(xiàn)，激發(fā)非線性效應(yīng)所需的入射光強(qiáng)上閾值有所降低。這主要是光在反鐵磁層內(nèi)局域化造成的。
　　本文研究結(jié)果展示了反鐵磁體系豐富的物理現(xiàn)象，揭示電磁波磁場與反鐵磁原子磁矩相互作用的物理機(jī)制與規(guī)律，從理論上實現(xiàn)調(diào)節(jié)外加磁場強(qiáng)度來間接控制反鐵磁材料性能的目的，為反鐵磁材料應(yīng)用研究奠定理論基礎(chǔ)，