磁光效應廣泛應用于磁光調制器、磁光隔離器、磁光傳感器等。隨著不斷革新的納米技術,人們發(fā)現(xiàn)利用磁光材料和亞波長微結構的結合可以得到許多新穎的特性與功能。一方面采用這些結構,可以實現(xiàn)磁場對器件光學性能的新的調控方式,另一方面結構中的共振造成的電磁場增強導致結構磁光性能得到了很大的提高。因此有必要對磁光周期納米光學結構進行深入研究。本文首先研究了磁光材料與貴金屬周期納米結構所組成的磁光表面等離子體共振(MOSPR)器件。目前的MOSPR器件主要采用鐵磁金屬材料,損耗高,將其應用于折射率傳感,存在器件優(yōu)值低的問題。針對這一問題,本文提出了一種基于介質磁光材料的MOSPR傳感器,其中,介質磁性材料薄膜為摻鈰的釔鐵石榴石(Ce:YIG)。Ce:YIG薄膜材料在可見光及近紅外波段有著較低的光學損耗,并且具有較高的磁光效應。通過構建Au周期納米盤,Ce:YIG薄膜和TiN薄膜三層結構,實現(xiàn)Au納米盤局域型表面等離激元和TiN-Ce:YIG界面?zhèn)鞑バ捅砻娴入x激元共振耦合,可顯著降低局域等離激元諧振的散射損耗,并實現(xiàn)磁光效應的顯著增強。其橫向磁光克爾信號(Transverse Magneto-Optical Kerr Effect,TMOKE)的絕對值達到0.21。應用這一器件制備傳感器,使用磁光氧化物的強磁光效應,可以顯著提高LSPR傳感器的品質因數(shù),基于TMOKE譜進行折射率傳感,器件品質因數(shù)達2200 RIU~(-1),相比于傳統(tǒng)LSPR器件(≤108 RIU~(-1))提高了20倍以上。其次研究了全介質磁光周期納米光學結構。由于金屬材料的色散吸收和能量損耗,難以實現(xiàn)高Q值的共振�；诟呓殡姵�(shù)全介質超材料的Mie諧振可以有效地解決這個問題。本文采用聚苯乙烯納米球光刻技術、脈沖激光沉積技術,通過剝離工藝得到大面積的六角周期YIG/Ce:YIG納米孔結構。該結構周期為1μm,納米孔直徑600~800 nm。該全介質光柵結構的透射譜相比于連續(xù)膜出現(xiàn)了明顯的電共振和磁共振峰。這種結構具有增強的磁光效應,在光隔離器、磁光傳感器等器件中具有潛在的應用。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O43;TB383.1
【部分圖文】：

法拉第效應示意圖

各類磁光效應示意圖及原理

局域型表面等離子體共振示意圖

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

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4 周曉t

本文編號：2816271