Диссертация (1103589), страница 16
Текст из файла (страница 16)
3.9 :Азимутальная зависимость интенсивности ВГ, прошедшей через образец,при нормальном падении лазерного излучения. Детектировалась волна ВГ с поляризациейпараллельной (чёрные квадратики) или перпендикулярной (красные кружки) поляризацииволны накачки. Нулевое азимутальное положение соответствует ориентации, при которойсторона треугольной структуры параллельна электрическому полю волны накачки. Сплошныелинии соответствуют аппроксимации экспериментальных данных.двух различных ориентаций анализатора, выбирающего поляризациюдетектируемой волны ВГ. Экспериментальные данные хорошосоответствуют зависимости ∼ sin2 (3), что соответствует симметрии типа3, присущей треугольным частицам.
Нулевое азимутальное положениесоответствует поляризации накачки вдоль основания треугольника (осьOY). Сдвиг азимутальных зависимостей для параллельных и скрещенныхполяризаций накачки и гармоники подтверждает, что наблюдаемыезависимости обусловлены анизотропией структуры. Наличие изотропногофона может объясняться гиперрелеевским рассеянием на частоте ВГ нанеоднородностях структуры. На рис. 3.10 представлены анизотропныезависимости ГВГ при использовании циркулярно поляризованной волнынакачки.
Наличие трех максимумов на изотропном фоне подтверждаетвывод о типе симметрии структуры, влияющем на нелинейнуювосприимчивость (см. раздел 3.3.3).Стоит отметить, что, хотя форма каждой частицы соответствуетправильному треугольнику, массив частиц имеет квадратную решетку, приэтом, как размер структуры, так и период решетки превышают длинуволны ВГ. Эти особенности не позволяют рассматривать структуру вточности как поверхность с симметрией 3, однако, исходя из измереннойанизотропии ВГ, при дальнейшем анализе нелинейных магнитооптических92Интенсивность ВГ, отн.
ед.033030Ab2.01.5300601.00.5 270901.01.52401202.0210150180Рис. 3.10 : Азимутальная зависимость интенсивности ВГ, прошедшей через образец, принормальном падении лазерного излучения. Детектировалась линейно поляризованная волнаВГ для левой (чёрные квадратики) и правой (красные кружки) поляризации волны накачки.Нулевое азимутальное положение соответствует ориентации, при которой сторона треугольнойструктуры параллельна электрическому полю волны ВГ. Сплошные линии соответствуютаппроксимации экспериментальных данных.эффектов мы будем считать, что симметрия структуры определяетсяформой единичной частицы.3.3.2.Магнитоиндуцированные эффекты в ВГМагнитоиндуцированныенелинейно-оптическиеэффектыисследовались путем регистрации ВГ, отраженной от образца, приприложении экваториального магнитного поля.
При этом образецрасполагался в двух положениях: в положении, когда магнитное полесовпадало с осью симметрии структуры, и в перпендикулярном положении.Такая геометрия позволяла формировать в структуре, соответственно,упорядоченные и разупорядоченные вихри намагниченности.На рис. 3.11 показаны зависимости (петли гистерезиса)интенсивности ВГ от магнитного поля для двух перпендикулярныхориентаций образца при линейном p-поляризованном падающемизлучении. Видно, что обе зависимости качественно совпадаютс петлями гистерезиса, полученными в линейном отклике [98], итипичным зависимостям средней намагниченности от внешнего полядля структур с вихревой намагниченностью [86, 60]. При этом полученныеИнтенсивность ВГ, отн.
де.931.6H1.51.41.3-1.0-0.500.51.0Магнитное поле,кЭРис. 3.11 : Зависимость интенсивности ВГ от магнитного поля для p-поляризованных волннакачки и ВГ при приложении магнитного поля вдоль стороны треугольной структуры. Линиисоединяют экспериментальные точки, стрелки указывают направление обхода петли.петли не проявляют чувствительности к упорядоченности вихрей вструктуре. Таким образом, данные результаты соответствуют наблюдениюизменения средней (экваториальной) намагниченности в структуре,проявляющейся в модуляции интенсивности ВГ в результате нелинейногомагнитооптического эффекта Керра (см. 1.3.2).
При малых величинахэффекта изменение интенсивности ВГ можно считать пропорциональнымнамагниченности (при этом детектируемый суммарный откликсоответствует усредненной по структуре намагниченности). Заметим,что приведенные петли характеризуются одновременно незначительнойкоэрцитивностью и остаточной намагниченностью, в то время какпри отличных от нулевого значениях внешнего поля гистерезисразнонаправленных ветвей значителен.
Эта особенность связана собразованием в области малых внешних полей вихревого состояния,имеющего нулевую среднюю намагниченность, и последующей сменойэтого состояния однородной намагниченностью при увеличении внешнегополя.В то время как при использовании линейно поляризованной волнынакачки эксперимент не проявляет чувствительности к направлению вихрянамагниченности в структуре, данная особенность хорошо проявляетсяпри использовании циркулярно поляризованной накачки.
На рис. 3.12а,бпредставлены зависимости интенсивности p-поляризованного излученияВГ от магнитного поля для двух различных циркулярных поляризацийпадающей волны при условии, что направление прикладываемого94магнитного поля перпендикулярно оси симметрии структуры. Видно,что полученные петли качественно отличаются от соответствующихзависимостей в случае линейно поляризованной накачки. Наиболееявное отличие состоит в том, что петля имеет ненулевую толщину вотсутствии внешнего поля - то есть интенсивность ВГ отлична для ветвей,соответствующих разным направлениям обхода при нулевом внешнем поле(и соответствующей ему нулевой средней намагниченностью).
В то жевремя заметим, что разные ветви соответствуют разным направлениямвозникших вихрей (в случае, когда вихри упорядоченны), а в отсутствиевнешнего поля абсолютная величина тороидного момента, которымхарактеризуется вихревое состояние, максимальна.Чтобы удостовериться, что описанный эффект связан с наличиемсреднего по структуре тороидного момента, была измерена зависимость,аналогичная представленной на рис. 3.12а, но с приложением магнитногополя вдоль оси симметрии образца (в данном эксперименте геометриямагнитного поля оставалась экваториальной, а азимутальное положениеобразца изменялось на 90∘ ).
Эта зависимость представлена на рис.3.12в. Видно, что при отсутствии внешнего поля ветви разныхнаправлений совпадают а зависимость интенсивности ВГ от внешнегополя пропорциональна средней намагниченности в среде, что объясняетсяотсутствием макроскопического вихревого состояния из-за симметриивыбранной геометрии по отношению к направлению внешнего поля.Таким образом, полученные результаты позволяют утверждать, чтопри использовании циркулярно поляризованного излучения накачкипроявляется вклад в нелинейно-оптический отклик, позволяющийразличать направления возникающего в структуре усредненного вихревогосостояния.Для дополнительного изучения предполагаемого вклада винтенсивность ВГ зависимости, аналогичные приведенным на рис.3.12а,ббыли также измерены при различных углах падения (рис 3.13).
Видночто в зависимости от угла падения может меняться соотношениеинтенсивностей ВГ при насыщающих значениях поля. Это соотношениеможно охарактеризовать величиной магнитного контраста интенсивностиВГ 2 ( ), который меняет знак в зависимости от угла падения,аналогично тому, что наблюдалось в разделе 3.2.2. В то же время, знакконтраста при нулевом внешнем поле 2 (0) постоянен, что говоритИнтенсивность ВГ,отн.ед.
Интенсивность ВГ,отн.ед.Интенсивность ВГ,отн.ед.951.04(а)ПЦω –P 2ω1.021.000.980.96H0.941.04ЛЦω –P 2ω(б)1.021.000.980.96H0.942.1ПЦω –P 2ω(в)2.01.91.8H1.7-1500 -1000-500050010001500Магнитное поле,кЭРис. 3.12 :Зависимость интенсивности p-поляризованной ВГ от магнитного поля дляправой (а, в) и левой (б)циркулярно поляризованных волн накачки при приложениимагнитного поля параллельно (а, б) и перпендикулярно (в) стороне треугольной структуры.Линии соответствуют аппроксимации экспериментальных данных, стрелки указываютнаправление обхода петли.о том, что магнитный эффект в вихревом состоянии определяетсядругим вкладом, по сравнению с эффектом при насыщении. Такимобразом, ещё раз подтверждается, что в при наличии вихревогосостояния намагниченности (при малых внешних полях в эксперименте)в интенсивности отраженной ВГ присутствует вклад, не связанный сосредней намагниченностью структуры, а определяющийся значениеммагнитного тороидного момента.962,82,8,2,72,72,62,62,52,52,42,42,3-1,5-1,0-0,50,00,51,01,5-1,5-1,0H,Рис.3.13 :-0,50,00,51,01,5-1,5-1,0-0,5Изображениеучасткаобразца,0,00,51,01,5H,H,полученноерастровойэлектронноймикроскопией.3.3.3.Анализ и обсуждение результатовДля описания экспериментальных результатов по генерации ВГ мыбудем рассматривать отклик треугольной наночастицы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
