反铁磁结构中自旋极化波的激发及其太赫兹相干控制实验研究

利用太赫兹(THz)泵浦-飞秒脉冲探测和THz时域光谱技术，研究基于THz辐射的磁场脉冲实现对磁有序介质中自旋极化波的激发和控制；采用飞秒脉冲整形方法合成具有特定波前结构的THz脉冲，实现对反铁磁介质中自旋极化波的相干控制；研究飞秒激光脉冲直接作用于反铁磁介质，基于逆Faraday效应而产生的有效瞬态磁场实现对反铁磁介质中自旋极化波的激发和控制，并结合飞秒激光脉冲整形技术，研究超短光脉冲对磁有序结构中自旋极化波的间接激发和相干控制；建立磁有序介质中电子自旋极化的全光学激发和相干调控实验原理和实验技术，并探索基于超短光脉冲产生超短、高强度磁场脉冲的有效性和可行性。

本研究课题利用超快激光，太赫兹时域光谱和太赫兹时间分辨光谱研究多种稀土铁氧化物单晶中自旋极化波的激发、输运特性和相干控制实验研究。并探索了温度和外磁场诱导自旋重取向动态相变的太赫兹探测。同时，结合飞秒超快激光与磁有序结构相互作用的逆法拉第效应，实现自旋极化的激发与光学相干控制。理论上，利用LLG方程模拟准铁磁(FM)模式和准反铁磁(AFM)模式进动的自由感应衰减(FID)动态过程。此外，我们还探索了超快激光脉冲与多铁薄膜的相互作用，基于电子-晶格-自旋自由度间的耦合效应，研究了磁电的动态耦合过程。结合飞秒微加工技术，我们还研制了一系列太赫兹光子学器件，实现了太赫兹脉冲的波前主动和被动调控。