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फोटोनिक नैनोस्ट्रक्चर का स्पेक्ट्रल और एंगल-हल मैग्नेटो-ऑप्टिकल लक्षण वर्णन
Chapters
Summary November 21st, 2019
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फोटोनिक बैंड संरचना यह समझने में सक्षम बनाती है कि फोटोनिक क्रिस्टल के भीतर विद्युत चुम्बकीय मोड कैसे प्रचारित होते हैं। चुंबकीय तत्वों को शामिल करने वाले फोटोनिक क्रिस्टल में, ऐसे सीमित और सुनाई देने वाले ऑप्टिकल मोड में बढ़ाया और संशोधित मैग्नेटो-ऑप्टिकल गतिविधि होती है। हम फोरियर स्पेस माइक्रोस्कोपी द्वारा मैग्नेटो-ऑप्टिकल बैंड संरचना निकालने के लिए एक माप प्रक्रिया का वर्णन करते हैं।
Transcript
फोटोनिक बैंड संरचनाएं एक फोटोनिक क्रिस्टल में सीमित विद्युत चुम्बकीय मोड के फैलाव संबंधों को मैप करती हैं और मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभाव जैसे उन्नत प्रकाश-पदार्थ बातचीत से जुड़ी होती हैं। हमारी विधि फोटोनिक क्रिस्टल के पारस्परिक अंतरिक्ष में मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभावों से मानचित्रण को सक्षम बनाती है ताकि हम सीधे अध्ययन कर सकें कि चुंबकीयकरण फोटोनिक प्रतिक्रिया को कैसे संशोधित करता है। मैग्नेटो-ऑप्टिकल क्रिस्टल उनके गैर-पारस्परिक ऑप्टिकल गुणों के लिए दिलचस्प हैं।
जबकि हम एक साधारण प्लाज्मोनिक झंझरी के साथ इस तकनीक का प्रदर्शन करेंगे, यह फोटोनिक क्रिस्टल के कई अन्य प्रकार के लिए लागू है। इस तकनीक की एक विशेष चुनौती यह है कि मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभाव आमतौर पर बहुत कमजोर होते हैं इसलिए आपको यह सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त देखभाल करनी होगी कि किसी भी शोर को कम किया जाए। पर्याप्त कंपन अलगाव के साथ एक ऑप्टिकल टेबल पर सेटअप का निर्माण करके शुरू करें।
नमूने से उभरने वाले बीम के प्रकाशिकी को स्थापित किया जाना चाहिए जैसा कि नमूने के प्रत्येक बिंदु से उभरने वाले तरंग मोर्चों को कोलिनियर बीम में अनंत-सही उद्देश्य लेंस निर्देशित करने के साथ इंगित किया गया है। छवि विमान में एक छवि बनाने के लिए बीम को फिर से केंद्रित करने के उद्देश्य से 200 मिलीमीटर 330 मिलीमीटर के एफ के साथ एक कलेक्टर लेंस रखें। नमूना के वास्तविक अंतरिक्ष इमेजिंग को सक्षम करने के लिए छवि विमान के बाद एक फ्लिप दर्पण डालें और 125 मिलीमीटर के एफ के साथ एक L1-लेंस डालें ताकि छवि विमान ध्यान में रहे।
L1 से 135 मिलीमीटर की दूरी पर 250 मिलीमीटर के एफ के साथ एक L2-लेंस रखें। छवि विमान की एक बढ़ाया छवि पर कब्जा करने के लिए L2-लेंस से एक कैमरा २१० मिलीमीटर प्लेस और L1-और L2 लेंस ले जाने जब तक एक पिनहोल छवि विमान में रखा सीसीडी कैमरे पर अच्छा ध्यान में है । इमेज वाले क्षेत्र को एक छोटे, पैटर्न वाले क्षेत्र तक सीमित करने के लिए आवश्यक कलेक्टर लेंस से 200 मिलीमीटर पर छवि विमान में एक पिनहोल रखें। छवि के कोणीय घटकों का एक फोरियर ट्रांसफॉर्म बनाने के लिए छवि विमान के बाद 75 मिलीमीटर 120 मिलीमीटर के एफ के साथ एक बर्ट्रेंड लेंस रखें और बर्ट्रेंड लेंस से 75 मिलीमीटर कैमरा रखें।
चांदी के रंग की एक छोटी सी बूंद का उपयोग करना, नमूना माउंट, एक वाणिज्यिक डीवीडी झंझरी मैग्नेटोप्लाज्मोनिक सोने के साथ कवर-कोबाल्ट-सोने की फिल्म, नमूना धारक पर । एक इलेक्ट्रोमैग्नेट के ध्रुवों के बीच नमूना रखें फिर नमूना की ओर उद्देश्य लेंस ले जाएं जब तक कि नमूना सीसीडी कैमरे में अच्छे फोकस में न हो जाए। एक ऑप्टिकल परावर्तन माप करने के लिए, नमूने की वास्तविक अंतरिक्ष छवि का उपयोग करके, नमूने के एक चिंतनशील, अपावर्तन अनुभाग पर प्रकाश स्थान की स्थिति और माइक्रोस्कोप के पीछे फोकल विमान की कल्पना करने के लिए दर्पण फ्लिप करें।
बैक फोकल प्लेन के क्षेत्र का चयन करें जो ब्याज की ध्रुवीकरण स्थिति से मेल खाता है और अक्ष के साथ उद्देश्य बैक फोकल प्लेन के एक रेक्टिलीन क्रॉस-सेक्शन के रूप में ब्याज के क्षेत्र का चयन करता है जो ट्रांसवर्स मैग्नेटो-ऑप्टिकल ध्रुवीकरण से मेल खाता है। प्रकाश स्रोत के स्पेक्ट्रम को मापने के लिए सामान्यीकरण स्पेक्ट्रम को मापने पर क्लिक करें। जैसा कि प्रत्येक तरंगदैर्ध्य डेटा बिंदुओं का 1D सेट पैदा करता है, प्रकाश स्रोत का पूरा स्पेक्ट्रम 2D टेनर के रूप में सहेजा जाता है जिसमें प्रत्येक डेटा बिंदु तरंगदैर्ध्य और कोण के संयोजन का प्रतिनिधित्व करता है।
नमूने की वास्तविक अंतरिक्ष छवि का उपयोग करना, ब्याज की फोटोनिक क्रिस्टल पर प्रकाश स्रोत की स्थिति और वापस फोकल विमान को वापस स्विच करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्लाज्मन मोड पीछे फोकल विमान को पार करने वाली अंधेरी लाइनों के रूप में दिखाई दे रहे हैं। ब्याज और माप सेटिंग्स के समान क्षेत्रों का उपयोग करना, फोटोनिक क्रिस्टल के प्रतिबिंब स्पेक्ट्रम को मापने के लिए उपाय प्रतिबिंब स्पेक्ट्रम पर क्लिक करें। मैग्नेटो-ऑप्टिकल माप करने के लिए, एक कोण और तरंगदैर्ध्य का उपयोग करके हिस्टीरेसिस लूप को मापकर शुरू करें जो एक अच्छे मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रतिक्रिया के अनुरूप जाना जाता है।
हिस्टीरिया लूप का उपयोग करके, लूप के लिए चुंबकीय क्षेत्रों की सीमा का चयन करें। फेरोमैग्नेटिक नमूनों के लिए, पूरी तरह से संतृप्त राज्य से विपरीत संतृप्त राज्य तक खेतों को लूप करें, संतृप्ति क्षेत्र पर आराम से सीमा का विस्तार करें। अंत में प्रत्येक परिभाषित चुंबकीय क्षेत्र बिंदु पर नमूने द्वारा परिलक्षित तीव्रता को मापने, वांछित के रूप में कई छोरों पर दोहरा ।
प्रत्येक तरंगदैर्ध्य और चुंबकीय बिंदु संख्यात्मक डेटा की एक एकल, 1D सरणी निकलेगा जिसके लिए सरणी का प्रत्येक बिंदु एक विशेष कोण से मेल खाता है। प्रकाश स्रोत तीव्रता में वर्णक भिन्नता के लिए खाते में, प्रकाश स्रोत के स्पेक्ट्रम द्वारा प्राप्त स्पेक्ट्रम को सामान्य करें। इससे शून्य से एक तक 2डी व्यूह निकलेगा जिसके लिए कोई पूरी तरह से चिंतनशील से मेल खाता है और शून्य पूरी तरह से अवशोषण स्थितियों से मेल खाता है।
डेटा विश्लेषण के लिए, नमूने के हिस्टीरिया लूप का उपयोग करके, प्रत्येक मापा फ्रेम को संतृप्त राज्यों में से किसी को या मध्यवर्ती राज्य में आवंटित करें, फिर मध्यवर्ती राज्यों के लिए मापी गई तीव्रता को त्यागें और प्रत्येक कोणीय और तरंगदैर्ध्य डेटा बिंदु के लिए अलग से संतृप्त तीव्रता को घटाएं। इस आंकड़े में, सोने के कोबाल्ट-गोल्ड मल्टीलेयर से ढके एक वाणिज्यिक डीवीडी झंझरी का एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप माइक्रोग्राफ देखा जा सकता है। यहां झंझरी के ऑप्टिकल और मैग्नेटो-ऑप्टिकल स्पेक्ट्रा देखे जा सकते हैं।
लाइनें एक समीकरण से गणना प्लाज्मोन फैलाव संबंधों को दिखाने के लिए और परावर्तकता में एक विशिष्ट डुबकी के अनुरूप है कि घटना विकिरण से परिणाम SPPs में परिवर्तित किया जा रहा है और ohmic डैमिंग के माध्यम से नष्ट । प्लाज्मोनिक झंझरी के मैग्नेटो-ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम में, प्लाज्मन लाइनों के साथ मैग्नेटो-ऑप्टिकल गतिविधि में वृद्धि होती है जो अचानक सतह प्लाज्मन पोलरिटन पर उलट जाती है। लाइन के आकार को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि चुंबकीकरण सतह प्लाज्मन पोलिटोन उत्तेजन स्थितियों को थोड़ा बदलता है, जिसके परिणामस्वरूप विपरीत चुंबकत्व राज्यों के लिए दो अलग-अलग सतह प्लाज्मन पोलारिटन होते हैं।
मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभावों के छोटे परिमाण के कारण, चुंबकीय क्षेत्र को इष्टतम सिग्नल-टू-शोर अनुपात सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक तरंगदैर्ध्य को मापने वाले सीटू में लागू करने की आवश्यकता होती है। इस सेटअप का उपयोग विभिन्न प्रकार की मैग्नेटो-ऑप्टिकल तकनीकों के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, केर माइक्रोस्कोपी के लिए चुंबकीय सामग्री की प्रमुख संरचना का अध्ययन करने के लिए। हमने पीछे के फोकल प्लेन में विवर्तित बीम का निरीक्षण करने के लिए घटना प्रकाश के कोणीय प्रसार को प्रतिबंधित करके विवर्तन में मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभावों का अध्ययन किया है।
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