Preview

Российский технологический журнал

Расширенный поиск

ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ГАРМОНИКИ В ЦЕНТРОСИММЕТРИЧНОМ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ LaFeO3

https://doi.org/10.32362/2500-316X-2017-5-2-22-31

Полный текст:

Аннотация

В работе представлены экспериментальные и теоретические нелинейно-оптические исследования тонкой пленки центросимметричного антиферромагнетика LaFeO3, в котором электродипольная генерация второй оптической гармоники запрещена. Спектроскопические исследования показали наличие резонансной частоты в спектре генерации второй оптической гармоники (ГВГ) при энергии фотона накачки 2ћω ≈ 2.85 эВ. В результате сравнения спектра ГВГ со спектром поглощения на частоте 2ω выявлены особенности, связываемые с наличием в образце электронного перехода, приводящего к резонансной спектральной зависимости. Предложены модели для описания поляризационных зависимостей для двух длин волн лазерного излучения (нерезонансной 800 нм и резонансной 860 нм), а также для расчета компонент тензора нелинейной восприимчивости. Показано наличие магнитоиндуцированной ГВГ, проявляющейся при максимальном подавлении кристаллографического (электродипольного или электроквадрупольного) вклада путем выбора оптимальных поляризационных соотношений для волн накачки и второй гармоники.

Об авторе

А. М. Буряков
Московский технологический университет
Россия


Список литературы

1. Nalla V., Medishetty R., Wang Y., Bai Z., Sun H., Wei J., Vittal J.J. Second harmonic generation from the “centrosymmetric” crystals // IUCrJ. 2015. V. 2. № Pt 3. P. 317-321.

2. Kaminski B., Lafrentz M., Pisarev R. V., Yakovlev D.R., Pavlov V. V., Lukoshkin V.A., Henriques A.B., Springholz G., Bauer G., Abramof E., Rappl P.H.O., Bayer M. Optical second harmonic generation in the centrosymmetric magnetic semiconductors EuTe and EuSe // Phys. Rev. B. American Physical Society. 2010. V. 81. № 15. P. 155201.

3. Meijer E.W., Havinga E.E., Rikken G.L.J.A. Second-harmonic generation in centrosymmetric crystals of chiral molecules // Phys. Rev. Lett. American Physical Society. 1990. V. 65. № 1. P. 37-39.

4. Ashwell G.J., Jefferies G., Hamilton D.G., Lynch D.E., Roberts M.P.S., Bahra G.S., Brown C.R. Strong second-harmonic generation from centrosymmetric dyes // Nature. 1995. V. 375. № 6530. P. 385-388.

5. Bloembergen N. Nonlinear optics. Reading, MA: W.A. Benjamin, Inc. 1977 (1965). 229 p.

6. Shen Y.R. The principles of nonlinear optics. Wiley-Interscience, 2003. 563 p.

7. Fiebig M., Fröhlich D., Krichevtsov B.B., Pisarev R.V. Second harmonic generation and magnetic-dipole-electric-dipole interference in antiferromagnetic Cr2O3 // Phys. Rev. Lett. American Physical Society. 1994. V. 73. № 15. P. 2127-2130.

8. Biegalski M.D., Qiao L., Gu Y., Mehta A., He Q., Takamura Y., Borisevich A., Chen L.- Q. Impact of symmetry on the ferroelectric properties of CaTiO3 thin films // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 106. № 16. P. 162904.

9. Prinz G.A. Magnetoelectronics applications // J. Magn. Magnet. Mater. 1999. V. 200. № 1. P. 57-68.

10. Ando K., Fujita S., Ito J., Yuasa S., Suzuki Y., Nakatani Y., Miyazaki T., Yoda H. Spin-transfer torque magnetoresistive random-access memory technologies for normally off computing // J. Appl. Physics. 2014. V. 115. № 17.

11. LaFeO3 crystal structure, physical properties // Ternary Compounds, Organic Semiconductors. Berlin/Heidelberg: Springer-Verlag. P. 1-4.

12. Fiebig M., Fröhlich D., Lottermoser T., Pavlov V. V., Pisarev R. V., Weber H.-J. Second harmonic generation in the centrosymmetric antiferromagnet NiO // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87, № 13. P. 137202.

13. Kielich S. Optical second-harmonic generation by electrically polarized isotropic media // IEEE J. Quantum Electron. 1969. V. 5. № 12.

14. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики. М.: Наука, 1989. 560 с.

15. Kielich S.Z.R. Optical nonlinear phenomena in magnetized crystals and isotropic bodies // Acta Phys. Pol. A. 1973. V. 43. P. 579-603.

16. Kielich S.Z.R. On new nonlinear magneto-optical phenomena in crystals and liquids // Opt. Acta (Lond). 1973. V. 20. P. 867-877.

17. Tabor W.J., Anderson A.W., Van Uitert L.G. Visible and infrared Faraday rotation and birefringence of single-crystal rare-earth orthoferrites // J. Appl. Phys. 1970. V. 41. № 7. P. 3018-3021.

18. Sipe J.E., Mizrahi V., Stegeman G.I. Fundamental difficulty in the use of secondarmonic generation as a strictly surface probe // Phys. Rev. B. American Physical Society. 1987. V. 35. № 17. P. 9091-9094.

19. Sipe J., Moss D., van Driel H. Phenomenological theory of optical second- and thirdharmonic generation from cubic centrosymmetric crystals // Phys. Rev. B. American Physical Society. 1987. V. 35. № 3. P. 1129-1141.

20. Guyot-Sionnest P., Shen Y.R. Bulk contribution in surface second-harmonic generation // Phys. Rev. B. American Physical Society. 1988. V. 38. № 12. P. 7985-7989.

21. Maki J.J., Kauranen M., Persoons A. Surface second-harmonic generation from chiral materials // Phys. Rev. B. American Physical Society. 1995. V. 51. № 3. P. 1425-1434.

22. Muthukumar V.N., Valentí R., Gros C. Theory of nonreciprocal optical effects in antiferromagnets: The case of Cr2O3 // Phys. Rev. B. American Physical Society. 1996. V. 54. № 1. P. 433-440.


Для цитирования:


Буряков А.М. ГЕНЕРАЦИЯ ВТОРОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ГАРМОНИКИ В ЦЕНТРОСИММЕТРИЧНОМ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ LaFeO3. Российский технологический журнал. 2017;5(2):22-31. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2017-5-2-22-31

For citation:


Buryakov A.M. SECOND HARMONIC GENERATION IN THE CENTROSYMMETRIC ANTIFERROMAGNET LaFeO3. Russian Technological Journal. 2017;5(2):22-31. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2500-316X-2017-5-2-22-31

Просмотров: 92


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-316X (Online)