Engineering
A subscription to JoVE is required to view this content.
You will only be able to see the first 2 minutes.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Spektrala och vinkel-lösta Magneto-optisk karakterisering av fotoniska nanostrukturer
Chapters
Summary November 21st, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Fotoniska band struktur gör det möjligt att förstå hur slutna elektromagnetiska lägen propagera inom en fotonisk kristall. I fotoniska kristaller som inkorporerar magnetiska element åtföljs sådana trånga och resonanta optiska lägen av förbättrad och modifierad Magneto-optisk aktivitet. Vi beskriver ett mätförfarande för att extrahera Magneto-optiska bandstrukturen med Fourierrymdmikroskopi.
Transcript
Fotoniska bandstrukturer kartlägger spridningsförhållandena för de begränsade elektromagnetiska lägena i en fotonisk kristall och är förknippade med förbättrade ljus-materia interaktioner såsom magneto-optiska effekter. Vår metod möjliggör kartläggning av magneto-optiska effekter i den ömsesidiga rymden av den fotoniska kristallen så att vi direkt kan studera hur magnetisering modifierar ett fotoniskt svar. Magneto-optiska kristaller är intressanta för deras icke-ömsesidiga optiska egenskaper.
Medan vi kommer att visa denna teknik med en enkel plasmonisk galler, det är tillämpligt på många andra typer av fotoniska kristaller. En särskild utmaning med denna teknik är att de magneto-optiska effekterna är typiskt mycket svaga så du måste vara extra noga med att se till att eventuellt brus minimeras. Börja med att bygga uppställningen på ett optiskt bord med tillräcklig vibrationsisolering.
Optiken för den balk som kommer ut ur provet bör ställas upp enligt angiven med den oändlighetstillrättalade objektivet som riktar vågfronter som kommer fram från varje punkt av provet till kollinjära strålar. Placera en samlarobjektiv med ett f på 200 millimeter 330 millimeter från målet att fokusera om strålarna för att bilda en bild vid bildplanet. Infoga en vändspegel efter bildplanet för att möjliggöra bildbehandling med verkliga rymden av provet och sätt in en L1-lins med ett f på 125 millimeter så att bildplanet är i fokus.
Placera en L2-lins med ett f på 250 millimeter på 135 millimeters avstånd från L1. Placera en kamera 210 millimeter från L2-objektivet för att fånga en förstorad bild av bildplanet och flytta L1-och L2-objektivet tills ett hål placerat i bildplanet är i bra fokus på CCD-kameran. Placera ett hål i bildplanet på 200 millimeter från samlarobjektivet efter behov för att begränsa den avbildade regionen till ett litet, mönstrat område. Placera en Bertrand-lins med ett f på 75 millimeter 120 millimeter efter bildplanet för att skapa en Fourier-omformning av bildens vinkelkomponenter och placera en kamera 75 millimeter från Bertrand-linsen.
Med hjälp av en liten droppe silverfärg, montera provet, en kommersiell DVD galler täckt med magnetoplasmonic guld-kobolt-guld-film, på provhållaren. Placera provet mellan polerna på en elektromagnet sedan flytta objektivet mot provet tills provet är i gott fokus i CCD-kameran. För att utföra en optisk reflektionsförmåga mätning, med hjälp av det verkliga utrymmet bilden av provet, placera ljuspunkten över en reflekterande, omätad del av provet och vända spegeln för att visualisera baksidan fokalplan av mikroskopet.
Välj det område i det bakre fokalplanet som motsvarar det poliseringstillstånd av intresse och välj ett område av intresse som ett rätlinjeöverstigligt tvärsnitt av det objektiva ryggatusplanet längs axeln som motsvarar den tvärgående magneto-optiska polariseringen. Klicka på Mät normaliseringsspektrum för att mäta ljuskällans spektrum. Eftersom varje våglängd ger en 1D-uppsättning datapunkter sparas det fullständiga spektrumet av ljuskällan som en 2D-tensor där varje datapunkt representerar en kombination av våglängd och vinkel.
Med hjälp av den verkliga rymden bilden av provet, placera ljuskällan över den fotoniska kristallen av intresse och växla tillbaka till baksidan fokalplanet, se till att plasmon lägen är synliga som mörka linjer som korsar baksidan fokalplanet. Med samma intresseområden och mätinställningar klickar du på Mät Reflektionsspektrum för att mäta reflektionsspektrumet i den fotoniska kristallen. För att utföra en magneto-optisk mätning, börja med att mäta en hysteresslinga med hjälp av en vinkel och våglängd som är kända för att motsvara en bra magneto-optisk respons.
Med hjälp av hysteres-slingan väljer du det område av magnetiska fält som ska loopas. För ferromagnetiska prover, slinga fälten från ett helt mättat tillstånd till ett motsatt mättat tillstånd, utvidga intervallet bekvämt över mättnad fältet. Mät slutligen den intensitet som provet återspeglas av provet vid varje definierad magnetisk fältpunkt, som upprepar över flera slingor enligt önskemål.
Varje våglängd och magnetiseringspunkt kommer att ge en enda, 1D-matris med numeriska data för vilka varje punkt i matrisen motsvarar en viss vinkel. För att redogöra för den spektrala variationen i ljuskällans intensitet, normalisera det erhållna spektrumet genom ljuskällans spektrum. Detta kommer att ge en 2D-matris med siffror från noll till en för vilka en motsvarar fullt reflekterande och noll motsvarar helt absorptiva förhållanden.
För dataanalys, med hjälp av hysteres loop av provet, tilldela varje uppmätta ram till antingen av de mättade tillstånd eller till mellantillstånd, sedan kasta de uppmätta intensiteterna för de mellanliggande tillstånden och subtrahera de mättade intensiteterna separat för varje vinkel- och våglängdsdatapunkt. I denna figur, en scanning elektronmikroskop mikroskop mikroskop av en kommersiell DVD galler täckt med en guld-kobolt-guld flerskikt kan observeras. Här kan durkens optiska och magneto-optiska spektra observeras.
Linjerna visar plasmon spridning relationer beräknas från ekvation ett och motsvarar en iögonfallande dopp i reflektoritet som följer av den infallande strålning omvandlas till SPPs och skingras via ohmic dämpning. I det magneto-optiska spektrumet av det plasmoniska gallerdurkningen åtföljs plasmonlinjerna av en ökning av magneto-optisk aktivitet som plötsligt vänder vid ytan plasmonpolariton. Linjens form kan förklaras av det faktum att magnetiseringen något ändrar ytan plasmon polariton excitation villkor, vilket resulterar i två olika yta plasmon polaritons för motsatta magnetisering stater.
På grund av den lilla omfattningen av de magneto-optiska effekterna, måste magnetfältet tillämpas in situ mäta varje våglängd vid den tidpunkten för att säkerställa optimal signal-brusförhållande. Denna inställning kan användas för en mängd olika magneto-optiska tekniker, till exempel för Kerr mikroskopi för att studera den dominerande strukturen av magnetiska material. Vi har studerat de magneto-optiska effekterna i diffraktion genom att begränsa vinkelspridning av infallande ljus att observera diffracted balkar i ryggen fokalplanet.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
