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激光与光电子学进展 2017年第6期54卷 252-260页

作者：蔡伟邢俊晖杨志勇姚瑞桥火箭军工程大学兵器发射理论与技术国家重点学科实验室陕西西安710025 光电控制技术重点实验室河南洛阳471000

为进一步阐明基于法拉第效应的磁光调制过程中各因素之间的相互影响机理,引入了多场耦合理论,结合麦克斯韦方程并综合考虑磁场作用下物质结构内部参数的变化,构建了偏振光在磁光耦合条件下的传输模型,得到了法拉第旋转角的最终表达式,... 详细信息

为进一步阐明基于法拉第效应的磁光调制过程中各因素之间的相互影响机理,引入了多场耦合理论,结合麦克斯韦方程并综合考虑磁场作用下物质结构内部参数的变化,构建了偏振光在磁光耦合条件下的传输模型,得到了法拉第旋转角的最终表达式,并利用基于有限元的多场耦合软件进行耦合模拟和数值求解。仿真结果表明,在10A电流激励螺线管产生0.0373T的磁感应强度下,入射波长为1064nm的偏振光通过长度为3cm的铽镓石榴石(TGG)磁光玻璃后,发生了2.245°的偏转,在同等条件下,通过MR3-2磁光玻璃时发生的偏转角为2.023°。通过对比仿真结果与理论计算结果,验证了磁光耦合机理模型的正确性。

关键词：物理光学磁光调制磁光耦合机理分析法拉第效应

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静磁波与导波光的磁光耦合理论

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光学学报 1999年第5期19卷 633-639页

作者：武保剑刘公强上海交通大学应用物理系

根据耦合模理论，分析了磁光波导中静磁波与导波光的相互作用特点，给出了导波光模式之间的耦合方程。理论分析表明，仅当垂直磁化时，发生模式转换的导波光才被全部衍射，此时衍射效率等于模式转换效率。计算了斜向场作用下ＹＩＧ薄膜... 详细信息

根据耦合模理论，分析了磁光波导中静磁波与导波光的相互作用特点，给出了导波光模式之间的耦合方程。理论分析表明，仅当垂直磁化时，发生模式转换的导波光才被全部衍射，此时衍射效率等于模式转换效率。计算了斜向场作用下ＹＩＧ薄膜中导波光的反斯托克斯相互作用衍射效率，所得结论与实验结果一致。适当倾斜静磁场，导波光的模式转换和衍射效率均可比垂直磁化时明显提高。同时改变静磁体波传播方向和斜向场的偏离方向（与垂直方向的夹角不变）。

关键词：静磁波导波光模式转换衍射效率磁光耦合

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量子微波-光波相干转换实验系统与研究进展

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激光与光电子学进展 2024年

作者：苗强吴德伟空军工程大学信息与导航学院

量子微波-光波转换作为构建量子网络的关键技术，是驱动量子科学发展的重要引擎之一，其在分布式量子计算、远程量子传感、量子精密测量等方面表现出巨大的应用和发展前景。本文系统总结了当前实现微波-光波转换的电光、原子、光力、磁... 详细信息

量子微波-光波转换作为构建量子网络的关键技术，是驱动量子科学发展的重要引擎之一，其在分布式量子计算、远程量子传感、量子精密测量等方面表现出巨大的应用和发展前景。本文系统总结了当前实现微波-光波转换的电光、原子、光力、磁子等四类主要实验平台系统及其物理原理与模型，梳理了依托四类平台实现微波-光波转换的实验方案及其研究进展，总结对比了各类平台在光子转换效率、转换带宽以及实验条件苛刻程度等方面的性能优劣，最后探讨了微波-光转换当前与未来的发展趋势及在量子信息系统应用中需重点解决的关键问题。

关键词：微波-光波转换电光耦合 Rydberg原子光力耦合磁光耦合

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BaTiO3(Yb/Er)-CoFe2O4多功能陶瓷的磁-电-光耦合效应研究

BaTiO3(Yb/Er)-CoFe2O4多功能陶瓷的磁-电-光耦合效应研究

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作者：周星彤上海师范大学

学位级别：硕士

近年来,发展具有多物理场耦合效应的多功能材料引起了人们极大的研究兴趣。对于磁电、电光和磁光等二种物理效应间的耦合效应研究一直是国内外关注的热点,在磁电传感器和显示设备等领域具有广泛的应用,相比较而言,同时具有多种耦合效应... 详细信息

近年来,发展具有多物理场耦合效应的多功能材料引起了人们极大的研究兴趣。对于磁电、电光和磁光等二种物理效应间的耦合效应研究一直是国内外关注的热点,在磁电传感器和显示设备等领域具有广泛的应用,相比较而言,同时具有多种耦合效应的材料很少。为了发展具有磁、电、光多物理场耦合的多功能材料,本论文将压电、光致发光和磁致伸缩性能相结合,采用传统的固相反应法,制备了(1-x)BaYbErTiO-xCoFeO(BTO(Yb/Er)-CFO)固溶体,对其介电、铁电、压电、铁磁以及发光性能进行了表征,研究原位磁电、电光和磁光效应,主要研究结果如下:1、在前期研究基础之上,通过将稀土离子Yb和Er掺杂的BaTiO(BTO(Yb/Er))与铁磁性材料CoFeO(CFO)复合,实现在单一体系中兼有光致发光效应、铁电、介电、压电与磁致伸缩性能。研究了不同含量固溶的复合体系的介电、铁电、压电、铁磁和光致发光性能。随着BTO(Yb/Er)含量的增加,BTO(Yb/Er)-CFO陶瓷的饱和极化强度从8μC/cm增加到13μC/cm、压电系数从12 pC/N增加到22 pC/N、饱和磁化强度从14.8 emu/g下降到5.5 emu/g,发光强度逐渐增强。2、研究不同组分固溶的BTO(Yb/Er)-CFO复合陶瓷的磁电、电光和磁光耦合效应。研究发现,在实验所施加的偏置磁场范围内,BTO(Yb/Er)-CFO复合陶瓷磁电耦合系数随偏置磁场增加基本保持不变,其中0.65BTO(Yb/Er)-0.35CFO复合陶瓷具有最大的磁电耦合系数α,达到11 mV/Oe?cm。利用压电力显微镜,在偏置磁场下观察到了原位的铁电畴反转。此外,通过给BTO(Yb/Er)-CFO复合陶瓷施加原位电场/磁场,实现原位、动态调控其上转换发光强度。随着电场/磁场的变化,在980 nm激光的激发下,0.65BTO(Yb/Er)-0.35CFO组分在施加原位电场为15 kV/cm和原位磁场2 kOe时,绿色发射强度的调谐率分别达到16%和2%。这些结果为设计和发展全新的具有磁、电、光多重物理效应耦合及其应用提供了一种新的思路。

关键词：多功能材料磁电耦合电光耦合磁光耦合多物理场耦合

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光腔中两磁振子间纠缠增强的研究

光腔中两磁振子间纠缠增强的研究

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作者：李恒慧华中师范大学

学位级别：硕士

磁振子与腔光子已经在实验上实现了耦合,并且磁光耦合因其对量子信息科学的潜在应用,因而受到人们的广泛关注。在本论文中,我们研究了腔冷却对反铁磁体内两磁振子间纠缠的增强效应。首先,我们简要介绍了反铁磁体以及磁振子的相关基础知... 详细信息

磁振子与腔光子已经在实验上实现了耦合,并且磁光耦合因其对量子信息科学的潜在应用,因而受到人们的广泛关注。在本论文中,我们研究了腔冷却对反铁磁体内两磁振子间纠缠的增强效应。首先,我们简要介绍了反铁磁体以及磁振子的相关基础知识,并给出了反铁磁体与腔光子相互作用的哈密顿量以及系统的朗之万方程,接着给出了量子纠缠的定义与判据。其次,我们构建了交叉腔-磁振子系统,给出了该系统的哈密顿量和朗之万方程,利用对数负值计算了两磁振子间的纠缠,并且发现双通道的腔冷却效应对两磁振子间的纠缠有明显增强。最后,我们分析了两磁振子间纠缠增强的原因,给出了双通道腔冷却机制的物理描述,并通过改变耦合强度等参数调整冷却效率,从而实现对磁振子间纠缠的调控。结果表明,相比于没有光子,当反铁磁体与腔光子深强耦合时,在反铁磁体中,两个子晶格上被激发的磁振子间的纠缠有明显的增强。通过调节外部磁场使磁振子的波戈留玻夫模与腔光子模频率共振,磁振子间的纠缠可以达到最大增强,并且这个最大增强随着磁振子与腔光子的耦合强度增加时,会在特定的腔场耗散下达到最佳,我们确定了这种增强来自腔冷却机制。然而,在强耦合以及弱耦合状态下这种增强会消失。另外,相比于只与一个腔光子模耦合的单通道冷却机制,反铁磁体与两个腔光子模耦合后的双通道冷却效果更佳;相比于磁振子与腔光子的耦合强度gac1=gbc2≠0,在gac1=gbc2=0的情况下,两磁振子间的纠缠有明显增强,这是因为有效磁光耦合强度会增强,从而会提高光腔冷却效率,磁振子组合模将更加接近双模压缩真空态。

关键词：反铁磁体磁振子磁光耦合纠缠腔冷却机制

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铁磁二维材料磁光特性研究

铁磁二维材料磁光特性研究

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作者：陈志勇电子科技大学

学位级别：硕士

铁磁二维材料的发现,为磁存储、磁编码和光子芯片等领域提供了广阔的发展前景。通过磁场、电压、静电掺杂和压力调控等方式,磁序可在铁磁性和反铁磁性间变换,这为利用磁光耦合进行信息的传输提供了基础。到目前为止,已经发现了多种金属... 详细信息

铁磁二维材料的发现,为磁存储、磁编码和光子芯片等领域提供了广阔的发展前景。通过磁场、电压、静电掺杂和压力调控等方式,磁序可在铁磁性和反铁磁性间变换,这为利用磁光耦合进行信息的传输提供了基础。到目前为止,已经发现了多种金属、绝缘体甚至半导体二维铁磁和反铁磁材料。薄层铁磁Cr2Ge2Te6表现出P型半导体特性;薄层铁磁金属Fe3GeTe2通过锂离子栅压,增强载流子浓度,提高居里温度至室温;磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4具有层数相依赖的磁相。然而,到目前为止,很少有二维范德华磁性材料显示出发光和激子特性,微激光的磁调控是亟需解决的难题。CrI的PL来自配位场所允许的d-d电子跃迁,因为强烈的电子振动耦合,CrI产生非常宽的光致发光(PL)峰,半峰全宽为100-200nm,这对其在磁光电子器件上的应用造成了极大的阻碍;在反铁磁NiPS3中,由于其临界场高达10 T,导致利用磁场和电场来操控其自旋磁矩的翻转极其困难。本文针对微激光的磁调控,设计并通过原位定点转移方法制备了CrI/microsphere垂直增益结构,利用微球腔的透镜作用和增强屏蔽效应从而增强增益区域与光学模式之间的耦合,提高二维铁磁CrI的自发辐射效率,产生了半峰全宽～5 nm的回音壁模式(Whispering Gallery Mode,WGM)PL,实现了近红外的WGMPL的磁场控制和三态编码,本工作为光子集成芯片上的磁编码微激光研究提供了新的思路。论文主要研究内容如下:1、CrI/microsphere和未耦合微球腔区域的CrI的变温RMCD实验结果显示:二者的居里温度为～50K,表明CrI耦合SiO2微球腔后并不会对CrI本身的居里温度产生影响。2、CrI/microsphere的光泵浦实验结果显示:SiO2微球腔的回音壁模式使得CrI/microsphere产生了半峰全宽～5 nm的窄而强的WGM PL。3、CrI/microsphere的WGM PL磁调控实验表明:圆极化的WGM PL与CrI的磁序相耦合,在+1 T(-1 T)的面外磁场作用下,右旋(左旋)圆极化的WGM PL占优势,通过施加+1、0、-1、0到-1 T之间的循环磁场来操纵每个WGM PL的极化率和强度差来实现多波长的三态编码。

关键词：三碘化铬二氧化硅微球腔磁光耦合可逆磁控磁编码

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