Сверхбыстрое формирование лазерных импульсов плазмонными кристаллами

Рис.1 Установка для измерения корреляционных функций интенсивности с временным разрешением. Ti:Sa — титан-сапфировый фемтосекундный лазер. Длительность импульса — 150 фс, длина волны перестраивается от 690 нм до 1020 нм, частота повторения 80 МГц, интегральная мощность 1,5-3 В. Шаг сканирующей линии задержки составляет 13 фс. BBO — нелинейный кристалл. ФЭУ — фотоэлектронный умножитель.

Различные варианты изменения профиля (Рис.2), а именно уширение, сжатие, задержка, опережение и расщепление импульсов, выявляются спектральной перестройкой длины волны несущей импульса в окрестности поверхностных плазмонных резонансов, поскольку такая модификация импульса сильно зависит от взаимодействия параметров фемтосекундного импульса и резонанса ППП, например, длительность лазерного импульса должна быть сопоставима со временем релаксации ППП.

Рис.2. измеренные корреляционные функции и реконструированные импульсы, отраженные от 1D плазмонного кристалла для несущей длины волны λ0 в диапазоне от 722 нм до 780 нм.

Магнитооптический эффект Керра в магнитоплазмонных кристаллах

Сверхбыстрый магнитооптический эффект Керра в магнитоплазмонных кристаллах

С другой стороны, поскольку усиление МОЭК индуцируется ППП, которые имеют ограниченное фемтосекундное время жизни, то зависящий от времени экваториальный магнитооптический эффект Керра (эМОЭК) может экспериментально наблюдаться в пределах фемтосекундных лазерных импульсов. Нетривиальная эволюция эМОЭК продемонстрирована с помощью спектроскопии корреляционных функций в пределах импульсов длительностью 200 фс и 45 фс, отраженных от одномерных магнитоплазменных кристаллов на основе никеля и железа [8,9]. Возбуждение ППП с зависимой от магнитного поля дисперсией ферромагнитных металлов позволяет управлять формой отраженного импульса (Рис.4).

Рис. 4. Иллюстрация сверхбыстрого зависящего от времени эМОЭК. Падающий импульс, показанный красным цветом, преобразуется в волну ППП с законом дисперсии, зависящим от намагниченности образца. Влияние ППП сильнее в более поздние моменты времени. Как следствие, отраженный импульс содержит различный профиль для различных направлений намагниченности образца, что приводит к возникновению внутриимпульсного, зависящего от времени МОЭК.