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Active magneto-plasmonics in hybrid metal–ferromagnet structures

机译：混合金属-铁磁体结构中的有源磁等离子体

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Surface-plasmon-mediated confinement of optical fields holds great promise for on-chip miniaturization of all-optical circuits1–4. Following successful demonstrations of passive nanoplasmonic devices5–7, active plasmonic systems have been designed to control plasmon propagation. This goal has been achieved either by coupling plasmons to optically active materials8–13 or by making use of transient optical nonlinearities in metals via strong excitation with ultrashort laser pulses14–17. Here, we present a new concept in which the active optical component is a metal–ferromagnet–metal structure. It is based on active magneto-plasmonic microinterferometry, where the surface plasmon wave vector in a gold–ferromagnet–gold trilayer system is controlled using a weak external magnetic field. Application of this new technique allows measurement of the electromagnetic field distribution inside a metal at optical frequencies and with nanometre depth resolution. Significant modulation depth combined with possible all-optical magnetization reversal induced by femtosecond light pulses18 opens a route to ultrafast magneto-plasmonic switching.
机译：表面等离子体激元介导的光场限制对于全光电路的片上小型化具有广阔的前景1-4。在成功演示了无源纳米等离子体装置5-7之后，已经设计了有源等离子体系统来控制等离子体激元的传播。通过将等离激元耦合到光学活性材料8-13或通过利用超短激光脉冲14-17的强激发来利用金属中的瞬态光学非线性来实现此目标。在这里，我们提出了一个新的概念，其中有源光学组件是金属-铁磁体-金属结构。它基于有源磁等离子体微干涉技术，其中金-铁磁体-金三层系统中的表面等离激元波矢量是通过弱外部磁场控制的。这项新技术的应用允许以光频率和纳米深度分辨率测量金属内部的电磁场分布。飞秒光脉冲引起的显着调制深度和可能的全光磁化反转18开启了超快磁等离子体切换的途径。

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