Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Surface Physics and Department of Physics, Fudan University, Shanghai 200433, China
A high-sensitivity DC magneto-optical Kerr effect (MOKE) apparatus is described in this Letter. Via detailed analysis on several dominating noise sources, we have proposed solutions that significantly lower the MOKE noise, and a sensitivity of is achieved with long-term stability. The sensitivity of the apparatus is tested by measuring a wedge-shaped Ni thin film on with Ni thickness varying from 0 to 3 nm. A noise floor of is demonstrated. The possibility of further improving sensitivity to via applying AC modulation is also discussed.
high sensitivity direct current magneto-optical Kerr effect Chinese Optics Letters
2022, 20(11): 111201
1 电子科技大学国家电磁辐射控制材料工程技术研究中心, 四川 成都 610054
2 电子科技大学电子科学与工程学院, 四川 成都 610054
提出了一种基于Au/Ce∶YIG/TiN结构的磁光表面等离激元共振器件(MOSPR)。通过构建Au周期纳米盘、Ce∶YIG薄膜和TiN薄膜三层结构,实现Au纳米盘局域表面等离激元共振(LSPR)和TiN/Ce∶YIG界面传播型表面等离激元共振耦合,显著降低了LSPR的散射损耗,并实现了磁光效应的显著增强。MOSPR的横向磁光克尔效应(TMOKE)信号的绝对值达0.21。应用这一器件制备传感器,借助磁光氧化物的强磁光效应,可以显著提高LSPR传感器的品质因数(FoM)。基于TMOKE谱进行传感,器件的FoM可达2192.4586 RIU -1。该研究为高灵敏度、高FoM LSPR器件的制备提供了一种新思路。
表面光学 磁光表面等离激元 局域表面等离激元共振 横向磁光克尔效应 折射率传感器 激光与光电子学进展
2019, 56(20): 202411
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
构建光克尔效应时间门物理模型, 采用抽运探测实验获得的二硫化碳(CS2)克尔信号曲线作为光开关门响应函数, 对光束传输进行时间切片和空间离散, 模拟出了光开关门的时空演化规律。研究了在不同的抽运光与探测光夹角和光束空间分布情况下的时间门宽度和光束强度分布。结果表明: 对于高斯空间分布的抽运光束和探测光束, 随着抽运光束与探测光束夹角增大, 时间门变窄, 光斑由对称圆变成椭圆形, 交叉角越大, 椭圆度越大; 如果抽运光束和探测光束的空间分布为超高斯分布, 随着光束夹角增大, 开关门的时间曲线前沿不断变缓, 但光斑空间形状基本没有变化, 椭圆光斑的椭圆度约为1/3。这些结果为抽运探测和光学弹道成像等实验参数的选取提供了一定的参考依据。
非线性光学 光克尔效应 光开关门 抽运探测 超快成像
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过在碲玻璃中添加重金属离子, 尝试制作了具有较大的非线性折射率、时间响应快、吸收小的光开关玻璃。采用超快飞秒光克尔门技术对光开关玻璃的光克尔信号进行测试, 测试结果显示, 光开关玻璃的光克尔信号对称性好, 信号半高宽度达到~225 fs, 三阶非线性极化率达到~0.8×10-20 m2/V2, 透过率达到70%~80%; 研制的光开关玻璃为皮秒和飞秒光开光材料的选取提供了依据。
光开关玻璃 三阶非线性系数 光克尔效应 碲酸盐玻璃 optical shutter glasses three order nonlinear coefficient optical Kerr effect tellurite glasses 红外与激光工程
2018, 47(1): 0121001
1 西安文理学院 陕西省表面工程与再制造重点实验室, 西安 710065
2 西安邮电大学 电子工程学院, 西安 710121
3 西安工程大学 理学院 物理系, 西安 710048
提出一种基于光克尔门空间扫描的单次激光信噪比测量方法.在该方法中, 门光和探测光在光克尔介质中正交传输, 通过光克尔门对探测光的空间扫描实现激光信噪比测量.采用该测量方法进行了单次激光信噪比测量的实验研究, 测得时间窗口和分辨率分别为88.2ps、2.7ps.由于取样门是由光克尔效应来控制, 因此该激光信噪比测量方法对于待测激光的波长没有限制.
单次激光 光克尔效应 光克尔门 激光信噪比 Single-shot laser Optical Kerr effect Optical Kerr gate Laser signal-noise ratio
在基于光克尔效应的径向匀滑方案中，抽运光脉冲序列利用非线性介质的光克尔效应对激光束附加周期性的球面位相调制，从而使激光束远场焦斑内部散斑产生周期性的径向扫动，以改善远场焦斑均匀性。为了分析抽运光时间特性的改变对匀滑效果的影响，建立了径向匀滑方案的理论模型，并利用该模型对抽运光的时间特性参数进行了分析及优化。结果表明，在抽运光子脉冲之间的延迟时间一定时，子脉冲的脉宽过大或过小均会降低激光束远场的辐照均匀性，而随着子脉冲脉宽的增大，激光束远场的辐照均匀性随积分时间的波动相对趋于稳定，因而在避免产生明显“拍频”现象的前提下，选取较大的抽运光子脉冲脉宽更有利于实现稳定的匀滑效果。激光束与抽运光的时间同步精度对初期的匀滑效果有较大的影响，当抽运光提前1/5个周期左右时，可以在更短的积分时间内达到较好的径向匀滑效果。此外，不同的抽运光时间波形所获得的匀滑效果也有所不同，当抽运光的时间波形为三角波时，焦斑内部散斑的径向扫动速度较为稳定，可以使径向匀滑的整体效果及稳定性得到有效改善。
激光光学 惯性约束聚变 光克尔效应 径向匀滑 均匀性 光学学报
2016, 36(11): 1114002
1 南开大学 泰达应用物理研究院, 物理科学学院, 天津 300071
2 天津财经大学 数学经济研究中心, 天津 300222
系统介绍了几种基于瞬态光克尔效应的超快光学快门技术, 包括传统的光克尔双折射快门技术, 瞬态光栅快门技术, 以及利用瞬态克尔透镜效应的光学快门技术。这些技术都是在泵浦-探测的实验配置基础上, 利用门控光对克尔介质折射率的瞬态调制导致的信号光的相位(偏振态)、传播方向或光束发散角等光学特性的改变实现对信号光的超快时间分辨测量。对比讨论了这些超快快门技术的工作原理和实验配置, 结果表明瞬态光束偏折快门技术相比其他快门技术具有无偏振配置要求、无相位匹配条件、超宽带光谱响应范围的特点, 在光与物质相互作用的超快动力学研究中具有更为广阔的应用前景。
光克尔效应 光开关 超快时间分辨光谱 光克尔透镜效应 瞬态光束偏折效应 optical Kerr effect optical gating ultrafast time-resolved spectrum optical Kerr lens effect transient beam deflection effect 强激光与粒子束
2016, 28(10): 101005
西安交通大学电子与信息工程学院陕西省信息光子技术重点实验室, 陕西 西安 710049
超短脉冲激光因其独特的传播性质，在光电对抗领域具有重要的应用潜力。针对传统光限幅器件在超短脉冲激光限幅防护领域中存在的若干问题，提出一种基于超快光克尔效应的超短脉冲光限幅器。该限幅技术利用超短脉冲在非线性介质中诱导非线性偏振椭圆旋转(NER)效应，可实现超低阈值的光限幅输出，同时将非线性偏振椭圆旋转和自聚焦效应相结合，可保证器件在较大动态能量范围内具备限幅功能，该器件具备响应速度快、适用光谱范围宽的优点。系统阐述了NER 效应的基本原理，并利用飞秒脉冲激光验证了基于NER 和自聚焦效应的光限幅器的限幅性能。
非线性光学 光限幅 超短脉冲 光克尔效应
对基于光学Kerr效应的微环谐振腔延时器件进行了研究.采用耦合模式理论计算了波导与微环谐振腔间的耦合系数，给出了所研究器件的材料及各层组分，提出不同阶数微环的情况下延时数值的控制方法.结果表明：微环谐振腔半径为300 μm, 波导截面尺寸为450×1 000 nm2，在小于±5 ps抖动的条件下, 每个通道达到超过130 ps的延时数值, 同时延时带宽达20 GHz, 自由光谱范围达50 GHz, 工作波段在1 550 nm附近, 满足密集波分复用系统的要求.整个结构全光控制，且能耗不超过0.8 dBm, 响应速度达到ps量级, 体积不超过3 mm3, 便于集成,满足多信道光学延时的要求，为全光通信网络中延时线的研究提供了参考.
集成光学 微环谐振腔 光学Kerr效应 延时线 高密度波分多路复用 Integrated optics Microring resonator Time delay Optical Kerr effect Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)
