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光学二次谐波系统

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光学二次谐波系统(SHG)

测量原理

飞秒激光通过光学系统聚焦到具有中心反演对称性破缺的物质上时,将产生谐波振荡,其中主要成分是频率为基频光两倍的二次谐波(SHG)。将样品放置在低温腔和矢量磁场中,然后通过测量反射的SHG信号的强度、偏振变化,来得到电极化和磁化随温度和外加磁场的变化规律。

                                            

                                图1 SHG测量原理图

测量条件

磁场强度:0-0.4T

测量温度:80-300K

基频光波长:700-900nm

光学分辨率:2μm(低温模式),0.3μm(常温模式

扫描方式:偏振扫描0-360°空间扫描20Í20μm

样品形貌:薄膜、单晶

样品尺寸:面积<12mmÍ12mm,厚度<3mm

                                          

                             图2 SHG磁体和样品台尺寸

典型数据

性能各异的多铁薄膜或二维材料,其中存在丰富的铁电/磁畴态。偏振分辨的SHG,对起偏和检偏角双维度的连续偏转控制,可获得SHG信号强度与偏振分布的全部信息。图3为利用该SHG设备探测BiFeO3条纹畴得到的偏振扫描强度图和面内畴态的空间成像。

                                     

3 BiFeO3中的条纹电极化畴的SHG偏振(左)和空间(右)成像[Adv. Opt. Mater. 10, 2200831 (2022)]

相关文献

1. Adv. Opt. Mater. 10, 2200831 (2022), H. Gao, et al

2. Nano Lett. 22, 7667 (2022), X. Shi, et al

联系人

韩一波(Email: ybhan#hust.edu.cn,#换成@)