稀土激活晶体中的非线性法拉第效应与自旋噪声

自旋噪声光谱（SNS）方法意味着将自旋系统磁化强度转换为法拉第旋转角的高效率。通常，这种效率无法用顺磁体常规磁光活性的特性来估算。然而，在光学跃迁具有强非均匀展宽的系统中，这种效率可能会急剧增强。这种增强导致了巨自旋噪声增益效应，并先前使得 SNS 能够应用于稀土激活晶体。我们表明，非线性共振法拉第效应可用于测量非均匀展宽跃迁的均匀宽度，从而评估 SNS 对此类顺磁体的适用性。我们给出了该效应的理论描述，并对氟化物基晶体中三价稀土离子钕和镱的组态内（$4f$-$4f$）跃迁进行了测量。所提出的实验方法在非线性光学效应与含顺磁杂质晶体的自旋噪声特性之间建立了新的联系，并为杂质晶体物理学提供了新的研究途径。