光パルスによるコヒーレントマグノンとソリトンの生成・検出

使用光脉冲生成和检测相干磁振子和孤子

基本信息

批准号：
12874035
负责人：
河本敏郎
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12874035/
关键词：
磁気素励起光誘起磁化偏光分光

项目摘要

1.偏光ビームスプリッターと2つのフォトダイオードを使って、磁気素励起の存在をプローブ光の偏光の変化として光学的に検出する高感度な検出器ポラリメー夕ーを製作した。光学ディレイラインを組んでプローブ光を高精度で遅延させ、パソコンで制御された時間分解能1ピコ秒以下のポンプ・プローブ検出システムを製作した。また、ポンプ光の偏光の向きを光弾性変調器でスイッチし、ロックインアンプを用いた高感度な検出を行うことができるようにした。2.典型的な反強磁性体であるMnF_2において、マグノンを生成・検出する実験を行った。マグノンサイドバンド(コールドバンド,〜541nm)の選択則を利用したパルスレーザー光による偏光選択励起を行って片方の部分格子のみにマグノンを生成し、プローブ光のファラデー回転としてマグノンを検出することを試みたが、現在のところマグノンの検出信号は得られていない。3.硫酸マンガン水溶液において、偏光を利用したポンプープローブ法を用いて、マンガンイオンの基底状態の光誘起磁化を生成し、ピコ秒・フェムト秒領域の磁化の減衰を観測した。磁化の方向に磁場を加えると或いは濃度を薄めると緩和時間が長くなることがわかった。この結果は、磁化の減衰がマンガンイオン間の磁気的双極子相互作用によるスピン交差緩和であることを示唆している。4.さらに、ポンプ光によって生成された磁化と垂直方向に磁場を加えると、ピコ秒領域で振動する量子ビート信号が観測された。これは磁場まわりの磁化の才差運動を検出したものであり、フーリエ変換することによって電子スピン共鳴(ESR)信号が得られる。時間領域におけるこのような高速スピンダイナミックスの直接測定は、純光学的方法によって初めて可能になったものである。

1。使用偏光梁插曲仪和两个光二极管制造了高度敏感的检测器，极化仪，它可以光学地检测到磁激励的存在，这是探针光的极化的变化。使用光学延迟线以高精度延迟探测灯，并制造出时间分辨率小于1 picsecond的泵探测系统，由个人计算机控制。此外，光弹性调制器将泵光的极化方向切换，以使用锁定放大器实现高度敏感的检测。 2。进行了一个实验，以生成和检测典型的抗铁磁铁MNF_2中的镁。我们试图使用脉冲激光束选择性地激发极化，使用镁侧带（冷带，〜541 nm）的选择规则，仅在一个部分光栅中生成磁通，并在探针光的法拉第旋转中检测到镁，但目前没有获得检测信号。 3。在硫酸盐水溶液中，使用极化的泵探针方法产生了基态光诱导的锰离子磁化，并观察到皮秒和飞秒区域中磁化的衰减。已经发现，在磁化方向上应用磁场或稀释浓度会增加放松时间。该结果表明，磁化强度的衰减是由于锰离子之间的磁偶极相互作用而引起的旋转松弛。 4.此外，当施加磁场垂直于泵光产生的磁化值时，观察到在皮秒范围内振荡的量子beat信号。这是对磁场周围磁化的独特运动的检测，通过执行傅立叶变换，获得电子自旋共振（ESR）信号。只有通过纯光学方法，可以直接测量时间域中这种快速的自旋动力学。