反铁磁体的共振区间处于太赫兹波段,研究反铁磁体的非线性效应,对通信频段的扩展具有实际应用价值.
　　一般情况下,反铁磁体的非线性效应非常弱,需要很高的光强才能被激发.如何增强非线性效应对于应用而言非常重要.本论文利用反铁磁体非线性理论研究了反铁磁膜及反铁磁光子晶体的光学双稳态效应及非线性透反射性质.
　　主要研究结果如下: 1.本文根据典型的反铁磁体(MnF2,FeF2等)双子格结构,从磁矩动力学方程出发,计算了外场作用下三阶非线性磁化率,得到显函数形式的磁化率表达式.为研究反铁磁体各阶非线性现象建立了坚固的理论基础.
　　2.研究了Voigt位型下反铁磁薄膜三阶非线性效应之一的光学双稳态效应.研究发现,在高低两个共振频率附近,光学双稳态效应具有不同的特性.当外加磁场为1.0kG时,仅在高共振频率附近探测到光学双稳态效应;当外磁场增加到2.0kG时,低共振频率附近才出现光学双稳态.研究表明,光学双稳态效应可以通过改变入射角度、电场强度及薄膜厚度来进行调制.
　　3.在Voigt位型下,将反铁磁体插入到电介质光子晶体中,利用光子晶体光局域化原理,来增强三阶非线性效应的输出.研究表明,当外磁场为1.0kG时,在电磁波小角度入射范围内,高低共振频率附近均可探测到光学双稳态,而在电磁波大角度入射区域,需要进一步增强外磁场才能在低共振频率附近发现光学双稳态效应.研究发现,通过调节电介质层数可以进一步调制光学双稳态效应.
　　4.探索反铁磁薄膜的非线性透反射问题.电磁波在反铁磁体系内的传播性质可以通过其透反射性质进行表征.计算了反铁磁裸膜及将反铁磁裸膜置于两侧为不同电介质中时,三阶非线性效应对透反射率的影响.研究发现,在两种模型下,透射率和反射率曲线具有不连续性,阶跃点附近的非线性效应十分明显.非线性的相互作用对增加或抑制反铁磁薄膜的吸收起到了相当重要的作用.
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