由于存储需求的快速增长,硬盘作为最主要的存储介质,其存储密度急需提升。然而,硬盘存储密度的提升近10年因受困于“三难问题”而发展趋缓。虽然热辅助磁记录等技术有进一步提升密度的空间,但潜力不大。光致磁变现象的发现不仅为硬盘存储密度大幅提升提供了一条全新思路,其亚皮秒级的磁动力学过程还可大幅提升硬盘的写入速度。因此,光致磁变现象吸引了众多领先的研究机构的关注。尽管经过全球学者的努力,在光致磁变的实验方面取得了多方面的进展,然而现有理论,如双温度模型等,大多仅能描述其现象,不能很好地解释其超快动力学过程之下的微观物理本质。针对现有理论模型的不足,本项研究从依赖于时间的薛定谔方程着手,建立了基于材料原子能级结构的模型。根据材料对具有左旋或右旋偏振的入射激光的不同响应,光致磁变的研究被分为旋性相关（Helicity Dependent）和旋性无关（Helicity Independent）两种。基于上述两种不同情况,分别构建模型,模拟仿真光致磁变的动力学过程,解释其微观物理本质。对于旋性相关的光致磁变现象,本项研究根据最新实验结果对Pershan等建立的模型进行了改进,得到改进的Pershan模型。主要改进如下:1.作用机制理解的改变:改进的Pershan模型将旋性相关的光致磁变现象解释为因暂态的自旋不平衡引起,而不是传统理解的因轨道角动量的变化引起;2.瞬态过程时间尺度的精细化:原Pershan模型仅适用于描述纳秒级光致磁变过程,改进后的模型适用于描述皮秒级的超快磁动力学过程。根据改进的模型,导致旋性相关的光致磁变的自旋不平衡被归结为受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering）和Rashba效应的共同作用。这一过程由修改的Lindblad方程进行描述,由此可以得到此过程中电子自旋方向的动态变化。仿真结果表明远场情况下存在利用光致磁变效应在超衍射极限区域内操控磁性状态的可能性。本研究建立的旋性无关的光致磁变模型,解决了前人模型无法解释角动量守恒的问题。该模型将旋性无关的光致磁变动力学过程描述为:受到飞秒激光的激发,电子在二能级系统中进行伴随衰退的振荡。该衰退项由系间跃迁引起,并导致电子衰退到二能级系统之外,电子的自旋方向发生翻转,整个系统的磁化方向随之发生改变。振动相关的系间跃迁速率受到包括热、电子能级结构等多种因素的影响。因此,本项研究使用双温度模型与系间跃迁定量分析了热对自旋翻转的影响。计算和仿真结果表明,光致磁变现象中的材料的电子自旋最终状态、动力学过程时间尺度均与实验结果吻合。综上所述,本项研究对Pershan模型进行改进以解释旋性相关的光致磁变,解决了原有模型对磁化强度来源的描述与实验结果不一致的问题;对角动量转移途径的新的论述,解决了旋性无关的光致磁变电子自旋翻转过程中,角动量守恒的问题;对热在旋性无关的光致磁变的作用的研究,量化了定量给出了热对热对自旋翻转的影响。上述两模型均从微观出发揭示光致磁变的物理本质,并为将来的研究提供了基础和新的思路。