混杂磁振子系统中高阶边带产生的理论研究

作     者：卫艳 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴颖

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：YIG 磁振子 非线性效应 高阶边带 

摘      要：磁振子是铁磁材料中磁有序集体激发的自旋波的量子化,其特性可以通过磁性材料的选择、样品的形状以及施加的偏置磁场的方向和大小而改变。近年来,旋磁铁氧体材料钇铁石榴石(YIG)备受研究者青睐,其集体激发的磁振子具有丰富的线性、非线性特征,是研究物理特征的极好对象。此外,由于磁振子与微波光子、声子等自由度有很好的协调性与兼容性,因此在实现不同信息载体之间的信息相互转换方面有巨大的潜力。构造结构简单且性能多样的混杂磁振子系统是近些年研究的热点。在本论文中,我们主要研究了磁振子非线性效应诱导的边带产生效应,从磁振子动力学相变的角度揭示了产生强高阶边带的潜在物理机制。主要研究内容如下:1、在腔磁和腔电磁力混杂系统中分别定量分析了磁克尔效应和磁致伸缩效应诱导的二阶边带产生效应。通过微扰法和输入—输出关系得到表征边带振幅的解析表达式。分析了系统各参数对边带产生效应的影响。用计算机数值计算了探测信号的输出光谱,验证了弱探测情况下二阶边带产生效应微扰近似的合理性。2、我们提出了在光腔中放入微波参量放大器以调节系统动力学行为的方案,实现了磁振子在低功率、弱耦合条件下的动力学相变。从磁振子动力学相变出发,计算磁振子相空间的不动点,给出了微扰法适用区间,并给出了强高阶边带产生的潜在物理机制。