Это направление развивается на стыке нанофотоники и магнетизма. Мотивацией работы является стремление заменить массивные оптические элементы на их плоские аналоги – метаповерхности, составленные из резонансных наночастиц. Если говорить о магнетизме, то основными вызовами современной магнитооптики можно назвать ограничения, вызванные временным и пространственным разрешением. Таким образом, объединение современной нанофотоники с магнетизмом позволит решить проблемы одной области за счет успехов другой и получить симбиоз двух областей знаний. Упор в исследованиях делается на экспериментальное обнаружение эффектов в массивах наночастиц с магнитными материалами, их оптическую и магнитооптическую спектроскопию, исследование временного отклика на масштабе субпикосекунд. На сверхкоротких временах оптическими импульсами можно получить гигантские магнитные поля в несколько Тл. Однако это требует больших мощностей лазерных установок. Наноструктурирование позволяет этот порог значительно снизить.

Введение

Расчёты

В расчетах используется программа Python, написанная на основе метода матриц распространения 4х4. В ней задается длительность и форма исходного лазерного импульса. Для исследуемой структуры вводятся следующие параметры: количество слоев, а затем толщина мнимая и реальная составляющие диэлектрической проницаемости и вектора гирации для каждого из слоев. Входной импульс рассматривается как волновой пакет в частотном пространстве после преобразования Фурье. Для каждой частоты программа рассчитыват электрическое поле, прошедшее через слоистую структуру, используя базис циркулярных поляризаций, который является основным для гиротропных материалов. После этого все частотные компоненты поля используются для обратного преобразования Фурье для получения временной зависимости интенсивности, фазы и эффекта Фарадея в прошедшем импульсе.

Эксперимент

Экспериментальную установку можно разделить на две основные части: магнитооптическую и автокорреляционную. Магнитооптическая часть использует фотоупруний модулятор для точного измерения эффекта Фарадея.

Автокорреляционная часть установки разделяет входной импульс на два одинаковых, один из которых затем проходит через линию задержки. После этого оба импульса фокусируют в одну точку на нелинейном кристалле ВВО. В результате генерируется неколлинеарная вторая гармоника по биссектрисе между лучами накачки, чья интенсивность регистрируется детектором в зависимости от времени задержки между лучами.