基于红外 strobes 光的相位分辨自旋波显微技术
材料科学
2024-12-03 v1
摘要
在研究新型混合磁子系统时，探测磁化动力学的敏感性和可靠性需求日益增长。在这些系统中，spin dynamics 与其他激发模式(包括微波光子、光子或声子)强烈且相干地耦合。近期的量子磁子学进展也凸显了将磁子相作为量子态变量的需求，这需要在芯片级微-和纳米尺度磁子器件中进行高精度检测和映射。本文展示了一种简便的光学技术，可直接实现联合的光谱和成像功能，具有空间分辨率和相位分辨率，使用波长为1550 nm的红外 strobes 光。在展示该方法时，我们对Permalloy和Y3Fe5O12(YIG) bilayer 中的相位分辨自旋动力学进行了光谱研究，并对YIG在偶极自旋波范畴中的backward volume spin wave模式进行了空间成像。通过strobes 光探测器，检测到的预cessional 相位对比可直接用于构建spin wave wavefront的图景，在spin wave 传播的连续波范畴中且处于平稳态下，无需任何光学参考路径。通过选择施加的场、频率和检测相位，spin wave图像对precession振幅和相位都具有灵敏性。我们的结果表明，红外光学 strobes 光可作为一种 versatile 的平台，用于磁光探测磁化动力学，具有调查混合磁子系统的潜在意义。
引用
@article{arxiv.2412.00611,
title = {Phase-resolving spin-wave microscopy using infrared strobe light},
author = {Yuzan Xiong and Andrew Christy and Muntasir Mahdi and Rui Sun and Yi Li and Robert D. Geil and James F. Cahoon and Frank Tsui and Binbin Yang and Tae Hee Kim and Jia-Mian Hu and Dali Sun and Michael C. Hamilton and Valentine Novosad and Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.00611},
year = {2024}
}
备注
16 pages, 12 figures