Магнітне поле здатне значно збільшувати прозорість матеріалу

Наноструктуровані середовища, відомі під ім’ям фотонних і плазмонных кристалів, широко використовуються в оптиці для посилення всіляких ефектів: електрооптичних, магнітооптичних, нелінійних оптичних та ін. Набагато рідше доводиться чути про принципово нові ефекти, які взагалі були відсутні в матеріалі, не будь у ньому наноструктури. Як раз такий ефект продемонстрований у недавній статті [1] колективу з обширним міжнародним представництвом (Росія, Німеччина, Індія, Швеція і Австралія): завдяки нанесеній на магнітооптичний матеріал металевій решітці магнітне поле здатне значно збільшувати прозорість матеріалу.

Рис. 1. Розраховане розподіл амплітуди електричного поля E електромагнітної хвилі:
a – размагниченном стані; b – в магнітному полі B
(стрілками показані компоненти електричного поля в площині малюнка, кольором – в напрямку перпендикулярно малюнку).

Як магнитооптического матеріалу використовували плівки вісмут-заміщеного рідкоземельного фериту-граната, прозорого для довгохвильового видимого та ближнього інфрачервоного діапазонів. На нього наносили металеве покриття у вигляді тонких (менше 100 нм) смужок золота з субмикронным періодом. Інфрачервоне випромінювання, що падає по нормалі до плівці, збуджує гібридну плазмонно-волноводную моду (рис. 1). Додаток магнітного поля в площині плівки перпендикулярно щілин решітки дозволяє порушити додаткову волноводную моду, ортогональну першої, що призводить до зміни оптичних спектрів магнитоплазмонного кристала і збільшує його коефіцієнт оптичного пропускання (рис. 1б). Авторами [1] продемонстрована модуляція інтенсивності світла 24% і це далеко не межа.

Тут слід зазначити, що магнітна модуляція інтенсивності, і досить значна, спостерігається також в магнітних рідинах, за рахунок утворення ланцюжків із частинок феромагнетика у зовнішньому полі. Проте характерні часи такого процесу – десятки або сотні секунд. В цьому аспекті спостерігається магнітооптичний ефект з характерними часами перемикання в пикосекундном діапазоні і менше, набагато перспективніше для використання у фотоніці, головним достоїнством якої є як раз швидкодію.

 

1. V. I. Belotelov et al, Nature Commun. 4, 2128 (2013).

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *