通过三磁子过程窃听畴壁纳米通道内的自旋波

磁子学领域的一项近期突破是由宽度 $10-100$ nm 的磁畴壁构成的可重构自旋波纳米通道的实验实现[Wagner \emph{et al}., Nat. Nano. \textbf{11}, 432 (2016)]。这一显著进展实现了沿壁内传播路径具有明确波矢的节能型自旋波传播。在上述实验中，采用微聚焦布里渊光散射光谱以线扫描方式测量受限自旋波的频率。由于其局域化特性，受限自旋波几乎无法从壁通道外部探测到，这在一定程度上保证了信息安全。本工作中，我们从理论上提出了一种通过非线性三磁子过程探测/窃听畴壁纳米通道内自旋波的方案。我们发送一列自旋波于某一磁畴中，与壁中的受限模式相互作用。预期会发生两类三磁子过程，即汇合与分裂。汇合过程是常规的。我们预测了一种受激三磁子分裂（或“磁子激光”）效应：沿畴壁通道传播的束缚磁子的存在，辅助入射波分裂为两种模式，其中之一与通道中的束缚模式完全相同。微磁模拟证实了我们的理论分析。这些结果表明，一旦已知注入波与透射波，便能够唯一推断畴壁纳米通道中自旋波的谱。