Estudo de efeitos de Faraday e Kerr ópticos em estruturas multicamadas com efeito de transmissão óptica extraordinária

Neste trabalho foi investigada e otimizada uma nova heteroestrutura planar de três camadas com efeitos magneto-ópticos de Faraday e de Kerr aprimorados e transmissão óptica extraordinária na região de comprimento de onda de 925 a 1200 nm. Esta estrutura consiste de uma placa metálica não magnética de ouro perfurada periodicamente e colocada sobre duas finas camadas dielétricas, sendo uma composta por um material não magnético e outra composta por um material magnético (Bi-substituted Yttrium Iron Garnet) uniformemente magnetizado perpendicularmente ao seu plano. Analisando e otimizando esta estrutura, obteve-se rotação de Faraday e rotação de Kerr três vezes e nove vezes maior, respectivamente, que os de dispositivos análogos publicados na literatura. Além disso, esta estrutura foi otimizada para obter um aumento de 40% da transmissão óptica extraordinária, preservando o ângulo de rotação de Faraday. A heteroestrutura investigada pode ser utilizada em dispositivos ópticos não recíprocos.

ABSTRACT: In this work a new planar heterostructure of three layers with an enhanced magneto-optical Faraday and Kerr effects and extraordinary optical transmission in the wavelength region 925 to 1200 nm was investigated and optimized. This structure consists of a periodically perforated non-magnetic metallic (Au) plate, placed on two thin dielectric layers, one composed by non-magnetic material and other composed by magnetic material (Bi-Substituted Yttrium Iron Garnet) uniformly magnetized perpendicularly to its plane. Analyzing and optimizing this structure, we obtained Faraday rotation and Kerr rotation 3 times and 9 times larger, respectively, than those in analogues devices published in the literature. In addition, this structure was optimized to obtain a 40% increase of extraordinary optical transmission, preserving the angle of Faraday rotation. The investigated heterostructure can be used in non-reciprocal optical devices.