[发明专利]一种非磁性材料光致磁化及超快退磁的检测方法及其装置和应用

说明书

本发明提供了一种非磁性材料光致磁化及超快退磁的检测方法及其装置和应用，将线偏振激光脉冲分为泵浦光路和探测光路两路，然后将所述泵浦光路的线偏振激光脉冲处理得到单一波长的圆偏振泵浦光，将非磁性材料实现带内激发，并将所述探测光路的线偏振激光脉冲处理得到延迟后的具有波谱的圆偏振探测光，用于探测被激发与未被激发的非磁性材料的瞬态光谱，利用自旋选择定则，通过检测具有不同偏振态的圆偏振探测光的瞬态吸收差异反映光致磁化强度，进一步调节所述圆偏振探测光对应的延迟时间Δt，利用所述光致磁化强度的变化情况拟合得到超快退磁弛豫时间，为非磁性材料用于超快光磁开关或超快光控存储提供可能。

技术领域

本发明涉及纳米光学与磁学技术领域，具体涉及一种非磁性材料光致磁化及超快退磁的检测方法及其装置和应用。

背景技术

随着科技的飞速发展，人们对信息记录和处理的快速发展产生了巨大需求，尤其表现在如何以超快时间尺度操纵材料的磁性，而且研究表明，在飞秒级的激光脉冲作用下，材料的磁性会在很短的时间内急剧下降，被称为超快退磁。但是，目前有关超快退磁的研究对象仅限于磁性材料，例如铁磁材料、亚铁磁材料和顺磁材料，而且材料的尺寸主要为微米级别。因此，突破对材料磁性要求的限制并将器件纳米化具有重要的指导意义和应用价值。

近年来，逆法拉第效应为非磁性材料实现磁化提供了可能，即可以利用圆极化的电磁波诱导产生磁场，简称为光致磁化，而且在超快信息处理和存储领域，超快退磁的响应时间快慢是一个重要的应用指标。但是，现有技术并未对非磁性材料的光致磁化以及超快退磁进行细致研究，尤其是对超快退磁时间的检测以及调控的研究更是少之又少。

因此，目前亟需开发一种非磁性材料光致磁化及超快退磁的检测方法及其装置，为非磁性材料用于超快光磁开关或超快光控存储提供可能。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种非磁性材料光致磁化及超快退磁的检测方法及其装置和应用，将线偏振激光脉冲分为泵浦光路和探测光路两路，然后将所述泵浦光路的线偏振激光脉冲处理得到单一波长的圆偏振泵浦光，将非磁性材料实现带内激发，并将所述探测光路的线偏振激光脉冲处理得到延迟后的具有波谱的圆偏振探测光，用于探测被激发与未被激发的非磁性材料的瞬态光谱，利用自旋选择定则，通过检测具有不同偏振态的圆偏振探测光的瞬态吸收差异来反映所述非磁性材料的光致磁化强度，进一步调节所述圆偏振探测光对应的延迟时间Δt，利用所述光致磁化强度的变化情况拟合得到所述非磁性材料的超快退磁弛豫时间，为非磁性材料用于超快光磁开关或超快光控存储提供可能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种非磁性材料光致磁化及超快退磁的检测方法，所述检测方法包括如下内容：

将线偏振激光脉冲分为泵浦光路和探测光路两路；

所述泵浦光路的线偏振激光脉冲依次经过光参量放大调节与偏振旋转调节得到单一波长的圆偏振泵浦光，所述圆偏振泵浦光照射在非磁性材料样品上形成光斑a并实现带内激发；

所述探测光路的线偏振激光脉冲依次经过延迟调节、白光发生调节与偏振旋转调节得到具有波谱的圆偏振探测光，然后将所述圆偏振探测光分为圆偏振探测光I与圆偏振探测光II，所述圆偏振探测光I照射在所述光斑a上实现光斑重合，所述圆偏振探测光II照射在所述非磁性材料样品上形成光斑b，且所述光斑a与光斑b不重合；

固定所述圆偏振泵浦光为右旋圆偏振泵浦光，调节所述圆偏振探测光分别为左旋圆偏振探测光与右旋圆偏振探测光，同时检测所述光斑a相比于所述光斑b的变化，分别得到左旋瞬态吸收信号ΔA(L)与右旋瞬态吸收信号ΔA(R)，进而得到净自旋态积累ΔA(L)-ΔA(R)，即为所述非磁性材料的光致磁化强度ΔA(L)-ΔA(R)，进一步调节所述圆偏振探测光对应的延迟时间Δt，利用所述光致磁化强度ΔA(L)-ΔA(R)的变化情况拟合得到所述非磁性材料的超快退磁弛豫时间；