反铁磁/穿孔金属体系二次谐波生成研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wanfl1985
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反铁磁材料共振频率处于远红外及太赫兹频域,对未来通信传输有很大应用前景。穿孔金属材料激发的表面等离激元可增强电磁波透射。穿孔金属透射率与孔大小和孔间距存在函数关系。本文中将穿孔金属与反铁磁相结合,构建反铁磁/电介质/穿孔金属体系,包括三明治结构和光子晶体。利用传输矩阵和等效介质理论方法从理论上研究该体系二次谐波生成并进行了数值模拟。  在Voigt位型下,根据电磁波边界连续条件,得到各介质层间传输矩阵。利用传递矩阵得到反铁磁/穿孔金属体系三明治结构的二次谐波输出。通过数值模拟可以得到当泵浦波垂直入射穿孔金属三明治结构时,三明治结构上方二次谐波输出强度是反铁磁薄膜的30倍,下方二次谐波输出强度是反铁磁薄膜的5倍。作为对比将三明治结构中穿孔金属分别替换成等厚的电介质和纯金属薄膜,分别对两种结构进行了数值模拟,发现穿孔金属三明治结构具有低频有较高的反射率高频有较高的透射率,且二次谐波的输出最强。由于穿孔金属介电函数可控,有利于太赫兹波器件小型化。  磁性光子晶体具有很好的光局域化效果,有利于二次谐波输出增强。设计含穿孔金属的磁性光子晶体,利用非线性传输矩阵得到光子晶体的二次谐波输出。通过数值模拟发现,当泵浦波垂直入射时二次谐波在上方空间的输出强度是单层反铁磁薄膜的130倍,下方输出是单层反铁磁薄膜的25倍。通过研究泵浦波在光子晶体中分布可知,含穿孔金属层的光子晶体可以有效的提高反铁磁层内的光强。
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