基于IFE理论的光诱导磁化场调控研究

基于IFE理论的光诱导磁化场调控研究

论文摘要

近些年,超短激光脉冲技术的发展为人们在极端时间尺度上研究光与物质相互作用提供了有效工具。激光作用在磁材料上所引起的反法拉第效应诱导的磁化场在全光磁记录、大数据存储、粒子捕获和共聚集显微等方面有广泛的应用。为了打破传统二维空间的磁记录局限,作为磁化场特性之一的磁化取向逐渐成为磁化场调控的关键。磁化场取向调控进一步地与磁化场强度调控结合,使得更多新效应和新应用得以实现。本文首先介绍了紧聚焦理论和反法拉第效应,数值模拟了圆偏振光和矢量偏振光紧聚焦条件下的光致磁化场强度分布图,实验探测了一阶旋向偏振涡旋光的磁化场分布,证实了旋性依赖磁化反转的存在。其次,提出了一种基于偶极子辐射理论反向构建入瞳电场来实现三维任意取向磁化场的方法。通过加载计算得到的入瞳光场可以动态调控单个焦点处的光诱导磁化场的磁化取向。该方法是在单个透镜系统下进行的,简单灵活可操作。最后,在单个焦点取向设计的基础上,采用天线阵列远场辐射理论计算获得了针形磁化场。通过控制入瞳面的光场可以控制针形磁化场的磁化取向。引入多焦点的设计,可获得多层取向可控的磁针阵列。通过取向编码可以拓展磁化场在磁信息复用中的应用。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景与进展
  •     1.1.1 光致磁化场的研究背景
  •     1.1.2 国内外研究现状
  •   1.2 本文的研究意义
  •   1.3 主要研究内容
  • 第2章 紧聚焦条件下的光致磁化场特性
  •   2.1 引言
  •   2.2 矢量光的描述
  •     2.2.1 数学表达式
  •     2.2.2 琼斯矢量表示
  •     2.2.3 stokes参量和Poincare球
  •   2.3 基础理论
  •     2.3.1 Debye矢量衍射理论
  •     2.3.2 Richards-Wolf矢量衍射理论
  •     2.3.3 反法拉第效应(IFE)的唯象表示
  •   2.4 偏振光的光致磁化场分布
  •     2.4.1 圆偏振光的光致磁化场分布
  •     2.4.2 径向和旋向偏振光的光致磁化场分布
  •   2.5 旋向偏振光的磁化反转特性
  •   2.6 本章小结
  • 第3章 单透镜系统下的光致磁化场的取向调控
  •   3.1 引言
  •   3.2 半空间上方任意取向电偶极子的远区场
  •   3.3 产生三维任意取向磁化场的理论模型
  •   3.4 单个焦点处的磁化取向调控
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 单透镜系统下针形磁化场的多自由度调控
  •   4.1 引言
  •   4.2 产生针形磁化场的理论模型
  •   4.3 单焦点处针形磁化场的分布特性
  •   4.4 三维空间磁针阵列的构造
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 结束语
  • 参考文献
  • 在读期间发表的学术论文及研究成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 骆建军

    导师: 朱竹青

    关键词: 反法拉第效应,磁化场,全光磁记录,偶极子,磁化取向

    来源: 南京师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,物理学,无线电电子学

    单位: 南京师范大学

    分类号: O441.2;TN24

    DOI: 10.27245/d.cnki.gnjsu.2019.000077

    总页数: 58

    文件大小: 4360K

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