DE102013203761A1 - Magneto-optics with structured non-magnetic metals - Google Patents

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DE102013203761A1
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Robert Brunner
Tim Kaspar
Oliver G. Schmidt
Heidemarie Schmidt
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ERNST ABBE FACHHOCHSCHULE JENA
ERNST-ABBE-FACHHOCHSCHULE JENA
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Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
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ERNST ABBE FACHHOCHSCHULE JENA
ERNST-ABBE-FACHHOCHSCHULE JENA
Leibniz Institut fuer Festkorper und Werkstofforschung Dresden eV
Helmholtz Zentrum Dresden Rossendorf eV
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Abstract

Die Erfindung beschreibt die Auslegung einer Anordnung eines regelmäßig strukturierten unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystems mit mehreren Basiselementen in der Einheitszellen, bei dem für eine vorgegebene Wellenlänge der einfallenden elektromagnetischen Welle eine bestimmte Polarisation der reflektierten oder transmittierten Welle in Abhängigkeit von einem von außen angelegten Magnetfeld erreicht wird.The invention describes the design of an arrangement of a regularly structured non-magnetic single or multi-layer system with several basic elements in the unit cells, in which a certain polarization of the reflected or transmitted wave is achieved for a given wavelength of the incident electromagnetic wave depending on an externally applied magnetic field .

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines strukturierten, unmagnetischen Einzel-und Mehrschichtsystems, speziell für die magnetooptische Kopplung von elektromagnetischen Wellen an das strukturierte, unmagnetische Einzel- und Mehrschichtsystem, sowie dessen Herstellung und Verwendung. The invention relates to an arrangement of a structured, non-magnetic single and multi-layer system, especially for the magneto-optical coupling of electromagnetic waves to the structured, non-magnetic single and multi-layer system, as well as its production and use.

Stand der TechnikState of the art

Strukturierte, unmagnetische Metalle, beispielsweise Drahtgitter-Polarisatoren (engl. wire grid polarizer, WGP), das sind Metalldrähte mit einer Sub-Wellenlängen-Periodizität, sind für ihre extreme Polarisationsempfindlichkeit bekannt. Structured non-magnetic metals, such as wire grid polarizers (WGP), which are metal wires with sub-wavelength periodicity, are known for their extreme polarization sensitivity.

Die WGPs zeigen eine hohe Reflektivität, wenn die einfallende elektromagnetische Welle so polarisiert ist, dass die Komponente des elektrischen Feldes parallel zu den Drähten des WPG zeigt, und eine hohe Transmission, wenn die einfallende elektromagnetische Welle so polarisiert ist, dass die Komponente des elektrischen Feldes senkrecht zu den Drähten des WPG zeigt. The WGPs exhibit high reflectivity when the incident electromagnetic wave is polarized such that the component of the electric field is parallel to the WPG wires, and high transmission when the incident electromagnetic wave is polarized such that the component of the electric field perpendicular to the wires of the WPG shows.

Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften und ihrer Kompaktheit sind WGPs derzeit von besonderem Anwendungsinteresse in Projektions- und Display-Geräten.Due to their special properties and compactness, WGPs are currently of particular application interest in projection and display devices.

Ladungsdichtewellen (Oberflächenplasmonen) werden an der Grenzfläche zwischen Metallschichten und dem umgebenden Medium, beispielsweise Luft oder ein anderes nichtmetallisches Material mit positivem Vorzeichen des Realteils der Dielektrizitätsfunktion beobachtet.Charge density waves (surface plasmons) are observed at the interface between metal layers and the surrounding medium, for example, air or other non-metallic material having a positive sign of the real part of the dielectric function.

Phänomenologisch wurden bisher keine magnetooptischen Effekte in (strukturierten) unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystemen festgestellt. Phenomenologically, no magneto-optical effects have been found in (structured) non-magnetic single or multi-layer systems.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Technische AufgabeTechnical task

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung eines strukturierten, unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystems anzugeben, bei dem für eine vorgegebene Wellenlänge der einfallenden elektromagnetischen Welle und einer bestimmten Stärke des Magnetfeldes am Ort jeder Einzelschicht des strukturierten, unmagnetischen Einzel- und Mehrschichtsystems eine bestimmte Polarisation der reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Welle erreicht wird. Die Erfindung beschreibt die Auslegung und die Herstellung des strukturierten, unmagnetischen Systems, um die „Ziel“-Polarisation der reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Welle zu erreichen. The object of the invention is to provide an arrangement of a structured, non-magnetic single or multi-layer system, in which for a given wavelength of the incident electromagnetic wave and a certain strength of the magnetic field at the location of each single layer of the structured, non-magnetic single and multi-layer system, a certain polarization reflected or transmitted electromagnetic wave is achieved. The invention describes the design and manufacture of the structured, non-magnetic system to achieve the "target" polarization of the reflected or transmitted electromagnetic wave.

Weiterhin werden mögliche Einsatzgebiete für dieses strukturierte, unmagnetische Einzel- oder Mehrschichtsystem angegeben.Furthermore, possible applications for this structured, non-magnetic single or multi-layer system are given.

Unter elektromagnetischen Wellen sind nicht nur Weißlicht, monochromatisches sichtbares, ultraviolettes oder Infrarot-Licht zu verstehen, sondern die Gesamtheit aller elektromagnetischen Wellen verschiedener Energien bzw. Frequenzen oder Wellenlängen. Under electromagnetic waves are not only white light, monochromatic visible, ultraviolet or infrared light to understand, but the totality of all electromagnetic waves of different energies or frequencies or wavelengths.

Nanostrukturierte Metallfilme zeigen bei Resonanzwellenlängen lokalisierte Oberflächenplasmonen mit stark überhöhter Nahfeld-Amplitude, wenn die lokalisierten Oberflächenplasmonen optisch angeregt werden. Nanostructured metal films exhibit localized surface plasmons at resonant wavelengths with greatly exaggerated near field amplitude as the localized surface plasmons are optically excited.

Die Resonanzwellenlängen der lokalisierten Oberflächenplasmonen von nanostrukturiertem Gold, Kupfer, Silber und Platin liegen im sichtbaren Spektralbereich. Optisch anregbare lokalisierte Oberflächenplasmonen von nanostrukturiertem Aluminium liegen im UV-Spektralbereich.The resonant wavelengths of the localized surface plasmons of nanostructured gold, copper, silver and platinum are in the visible spectral range. Optically excitable localized surface plasmons of nanostructured aluminum are in the UV spectral range.

Im Weiteren wird jede magnetfeldabhängige Änderung der Polarisationseigenschaften von transmittierten oder reflektierten elektromagnetischen Wellen als magnetooptischer Effekt in strukturierten unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystemen bezeichnet, wobei die magnetooptischen Effekte von der Größe und Richtung des Magnetfeldes am Ort der Einzelschichten des strukturierten unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystems abhängt.In the following, any magnetic field-dependent change in the polarization properties of transmitted or reflected electromagnetic waves is referred to as a magneto-optical effect in structured non-magnetic single or multi-layer systems, the magneto-optical effects depending on the size and direction of the magnetic field at the location of the individual layers of the structured non-magnetic single or multi-layer system.

Im Vakuum beträgt das Verhältnis der elektrischen und magnetischen Wechselfeld-Komponente von elektromagnetischen Wellen c0, wobei c0 der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Vakuum entspricht, c0 = 3 × 108 ms–1. Im sichtbaren Spektralbereich beträgt die Amplitude der elektrischen Wechselfeld-Komponente 2,7 × 10–3 Vm–1 und der magnetischen Wechselfeld-Komponente 9 × 10–12 T. In vacuum, the ratio of the alternating electric and magnetic field components of electromagnetic waves c 0 , where c 0 corresponds to the propagation velocity of electromagnetic waves in vacuum, c 0 = 3 × 10 8 ms -1 . In the visible spectral range, the amplitude of the alternating electric field component is 2.7 × 10 -3 Vm -1 and the alternating magnetic field component 9 × 10 -12 T.

Ausführliche ZeichnungsbeschreibungDetailed drawing description

Die erfindungsgemäße Anordnung wird mit Zeichnungen beschrieben. The arrangement according to the invention will be described with drawings.

1 zeigt auf beiden Seiten den Aufbau eines strukturierten Einzelschichtsystems P der Dicke dP auf einer Grenzschicht bzw. einer Grenzfläche G, wobei diese auf einem magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Trägermaterial T der Dicke dT aufgebracht sind. Die magnetooptischen Effekte hängen von die Dielektrizitätseigenschaften εP der Einzelschicht P des strukturierten Einzelschichtsystems, dem Einfallswinkel α, unter dem die elektromagnetischen Wellen auf das strukturierte Einzelschichtsystem treffen, und dem Magnetfeld H am Ort der strukturierten Einzelschicht ab. 1 shows on both sides the structure of a structured single-layer system P of thickness d P on a boundary layer or an interface G, wherein these are applied to a magnetizable or non-magnetizable support material T of thickness d T. The magneto-optical effects depend on the dielectric properties ε P of the Single layer P of the structured single-layer system, the angle of incidence α, under which hit the electromagnetic waves on the structured single-layer system, and the magnetic field H at the location of the structured single layer.

Für einzelne Verwendungen, beispielsweise für die Nutzung zur Bestimmung von magnetischen Gradientenfeldern, kann es sinnvoll sein, dass nur monochromatisches Licht, das in einem Monochromator 10 erzeugt wird, und optional anschließend im Polarisator 11 polarisiert wurde, verwendet wird. For individual uses, for example, for use in determining magnetic gradient fields, it may be useful to use only monochromatic light in a monochromator 10 is generated, and optionally in the polarizer 11 was polarized, is used.

Die beiden Teile der 1 sollen verdeutlichen, das die Dicke dP der Schicht P relevant für das Polarisationsergebnis der reflektierten elektromagnetischen Welle ist. The two parts of the 1 should clarify that the thickness d P of the layer P is relevant to the polarization result of the reflected electromagnetic wave.

2 zeigt auf beiden Seiten den Aufbau eines strukturierten Mehrschichtsystems. Das strukturierte Mehrschichtsystem umfasst einen optionalen Träger T und mindestens zwei strukturierte unmagnetische Einzelschichten Pi. Bei Verwendung eines Träger T, wie in 2 dargestellt, bildet sich zwischen dem Träger T und der an den Träger angrenzenden Einzelschicht Pn eine Grenzschicht bzw. eine Grenzfläche G aus. Die Dicken dieser Schichten und des Trägers werden mit dPi, dG, dT bezeichnet. 2 shows on both sides the structure of a structured multi-layer system. The structured multilayer system comprises an optional carrier T and at least two structured non-magnetic monolayers P i . When using a carrier T, as in 2 is shown formed between the carrier T and the adjacent to the carrier single layer P n, a boundary layer or an interface G from. The thicknesses of these layers and of the carrier are denoted by d Pi , d G , d T.

Analog zu 1 treffen elektromagnetische Wellen unter dem Einfallswinkel α auf die strukturierte Einzelschicht Pi und werden mit dem Reflexionswinkel α‘ reflektiert und mit dem Brechungswinkel β durch das Mehrschichtsystem transmittiert. Analogous to 1 Electromagnetic waves at the angle of incidence α impinge on the structured single layer P i and are reflected at the reflection angle α 'and transmitted at the angle of refraction β through the multilayer system.

Die beiden Teile der 2 sollen verdeutlichen, dass die Reihenfolge der Einzelschichten Pi relevant für das Polarisationsergebnis der reflektierten Welle ist. The two parts of the 2 should clarify that the order of the individual layers P i is relevant to the polarization result of the reflected wave.

3 stellt verschiedene regelmäßig strukturierte Grundformen strukturierter Einzelschichten P mit einem Basis-Element in der Einheitszelle in einem strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 in Draufsicht dar, wobei die Grenzfläche G in strukturierten Bereichen ohne Einzelschicht P erkennbar ist. Der linke Bereich verdeutlicht ein Gitter der Periode py, der mittlere Bereich ein Fischgrätenmuster der Perioden px und dy und der rechte Bereich eine zirkulare Antenne mit der Periode dr. Diese strukturierten Einzelschichten mit einem Basis-Element in der Einheitszelle zeigen nur eine geringe Ankopplung einfallender elektromagnetischer Wellen an die Plasmonen der strukturierten Einzelschicht. 3 presents various regularly structured basic forms of structured monolayers P with a base element in the unit cell in a structured single or multilayer system 2 in plan view, wherein the interface G in structured areas without single layer P can be seen. The left area illustrates a grid of the period p y , the middle area a herringbone pattern of the periods p x and d y and the right area a circular antenna with the period d r . These structured single layers with a base element in the unit cell show only a small coupling of incident electromagnetic waves to the plaques of the structured single layer.

4 stellt verschiedene regelmäßig strukturierte Grundformen mit zwei Elementen in der Einheitszelle in den strukturierten Einzelschichten P in einem strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 in Draufsicht dar, wobei die Grenzfläche G in strukturierten Bereichen ohne Einzelschicht P erkennbar ist. Der linke Bereich verdeutlicht ein Gitter der Periode py’, der mittlere Bereich ein Fischgrätenmuster der Perioden dx’ und dy’ und der rechte Bereich eine zirkulare Antenne mit der Periode dr’. Diese strukturierten Einzelschichten zeigen eine große Ankopplung einfallender elektromagnetischer Wellen an die Plasmonen der strukturierten Einzelschicht und damit eine hohe Magnetfeldabhängigkeit des Polarisationszustandes der transmittierten oder reflektierten elektromagnetischen Welle. 4 provides various regularly structured basic shapes with two elements in the unit cell in the structured monolayers P in a structured single or multi-layer system 2 in plan view, wherein the interface G in structured areas without single layer P can be seen. The left area illustrates a grid of the period p y ', the middle area a herringbone pattern of the periods d x ' and d y 'and the right area a circular antenna with the period d r '. These structured individual layers show a large coupling of incident electromagnetic waves to the plasmon of the structured single layer and thus a high magnetic field dependence of the polarization state of the transmitted or reflected electromagnetic wave.

5 zeigt eine mögliche a) Reihenschaltung oder b) Parallelschaltung aus einzelnen strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystemen, die beliebig erweitert werden und in der Plasmonen-Nanophotonik zum Einsatz kommen kann. Eine Kombination von Reihenschaltungen mit Parallelschaltungen ist ebenfalls möglich. 5 shows a possible a) series connection or b) parallel connection of individual structured single or multi-layer systems, which can be extended arbitrarily and used in plasmonic nanophotonics. A combination of series connections with parallel connections is also possible.

Grundzüge des Lösungsweges Main features of the solution

Die Elektronenbeweglichkeit in strukturierten unmagnetischen Metallschichten ist anisotrop und hängt außerdem von einem statisch festen oder dynamisch veränderlichen Magnetfeld am Ort der strukturierten unmagnetischen Metallschichten ab. Electron mobility in structured non-magnetic metal layers is anisotropic and also depends on a static or dynamically changing magnetic field at the location of the patterned nonmagnetic metal layers.

Die wichtigste treibende Kraft für Elektronen in strukturierten Metallschichten mit auftreffenden elektromagnetischen Wellen ist die Drift entlang der Richtung der elektrischen Wechselfeld-Komponente. The main driving force for electrons in structured metal layers with impinging electromagnetic waves is the drift along the direction of the alternating electric field component.

Auf der anderen Seite wirkt auf Elektronen in strukturierten Metallschichten in einem großen statisch festen oder dynamisch veränderlichen magnetischen Feld, beispielsweise von 4 × 10–4 T eine starke Lorentzkraft in der Ebene senkrecht zur Richtung des statisch festen oder dynamisch veränderlichen magnetischen Feldes und die Elektronen folgen schraubenförmigen Pfaden entlang den Magnetfeldlinien. On the other hand, electrons in patterned metal layers in a large statically fixed or dynamically changing magnetic field, for example of 4 × 10 -4 T, have a strong Lorentz force in the plane perpendicular to the direction of the statically fixed or dynamically changing magnetic field and the electrons follow helical paths along the magnetic field lines.

Es ist eine Joule'sche Erwärmung der strukturierten Metallschichten zu erwarten, wenn ein statisch festes oder dynamisch veränderliches magnetisches Feld an der Position der nanostrukturierten Metallfilme anliegt.Joule heating of the patterned metal layers is expected when a static or dynamically changing magnetic field is applied to the position of the nanostructured metal films.

Die Änderung der Polarisationseigenschaften der transmittierten oder reflektierten elektromagnetischen Wellen hängt sowohl von der Elektronenbeweglichkeit als auch von Plasmonen-Effekten in den strukturierten, unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystemen ab.The change in the polarization properties of the transmitted or reflected electromagnetic waves depends on both the electron mobility and plasmon effects in the structured, non-magnetic single or multi-layer systems.

Die Ursache für diese magnetooptischen Effekte ist eine magnetfeldabhängige Plasmonen-Dispersion von Metallgittern sowie eine Verbreiterung der Resonanzfrequenzen, bei denen der in-plane Wellenzahlvektor der einfallenden elektromagnetischen Welle an den in-plane Wellenzahlvektor des Metallgitters koppeln kann. The cause of these magneto-optical effects is a magnetic-field-dependent plasmonic dispersion of metal lattices and a broadening of the resonance frequencies at which the in-plane Wavelength vector of the incident electromagnetic wave can couple to the in-plane wave number vector of the metal lattice.

Die Plasmonendispersion in strukturierten, unmagnetischen Metallschichten hängt von den Eigenschaften des Dielektrizitätstensors der strukturierten, unmagnetischen Metallschichten und von den Eigenschaften des Dielektrizitätstensors des umgebenden Mediums ab. Plasmonic dispersion in structured, nonmagnetic metal layers depends on the properties of the dielectric tensor of the patterned, non-magnetic metal layers and on the properties of the dielectric tensor of the surrounding medium.

Das Magnetfeld am Ort der strukturierten, unmagnetischen Einzelschichten des Einzel- oder Mehrschichtsystems kann beispielsweise ein externes Magnetfeld und/oder können Magnetgradientenfelder aus einem umgebenden magnetischen und/oder stromführenden Medium sein.The magnetic field at the location of the structured, non-magnetic individual layers of the single or multi-layer system can be, for example, an external magnetic field and / or magnetic gradient fields from a surrounding magnetic and / or current-carrying medium.

So beträgt der magnetooptische Effekt 1° in nanostrukturierten Aluminiumgittern mit zwei Elementen in der Einheitszelle und einer Gitterperiodizität von 200 nm in einem dc Magnetfeld von 0,4 T.Thus, the magneto-optic effect is 1 ° in nanostructured aluminum lattices with two elements in the unit cell and a lattice periodicity of 200 nm in a dc magnetic field of 0.4 T.

Als umgebendes Medium für nanostrukturierte Aluminiumschichten können beispielsweise Luft, Al2O3 und/oder AlN verwendet werden. For example, air, Al 2 O 3 and / or AlN can be used as the surrounding medium for nanostructured aluminum layers.

Aluminium ist der häufigste Metall in der Erdkruste, es macht 8 Gew.% der festen Erdoberfläche aus und ist das am weitesten verbreitete Nichteisenmetall in verschiedenen Bereichen des Transports und in Strukturmaterialien. Es wurde bereits gezeigt, dass Aluminium bis zu einer Temperatur von 1,2 K supraleitend ist.Aluminum is the most abundant metal in the Earth's crust, accounting for 8% by weight of the Earth's solid surface, and is the most widely used non-ferrous metal in various areas of transportation and structural materials. It has already been shown that aluminum is superconducting up to a temperature of 1.2 K.

Die physikalische Ursache für eine grundsätzlich schwache optische Anregung lokalisierter Oberflächenplasmonen ist die Fehlanpassung des in-plane-Wellenvektors einfallender elektromagnetischer Wellen und des in-plane-Wellenvektors der nanostrukturierter Metallschichten, wobei der in-plane Wellenvektor der einfallenden elektromagnetischen Welle von dem Einfallswinkel der elektromagnetischen Welle abhängt. Davon ausgenommen sind starke optische Anregungen lokalisierter Oberflächenplasmonen für bestimmte Resonanzenergien der elektromagnetischen Welle.The physical cause for a fundamentally weak optical excitation of localized surface plasmons is the mismatch of the in-plane wave vector of incident electromagnetic waves and the in-plane wave vector of the nanostructured metal layers, where the in-plane wave vector of the incident electromagnetic wave is from the angle of incidence of the electromagnetic wave depends. Excluded are strong optical excitations of localized surface plasmons for certain resonance energies of the electromagnetic wave.

Die Verwendung mehrerer Basiselemente in der Einheitszelle nanostrukturierter unmagnetischer Metallschichten kann die optische Anregbarkeit lokalisierter Oberflächenplasmonen in diesen nanostrukturierten unmagnetischen Metallschichten verbessern. The use of multiple base elements in the unit cell of nanostructured non-magnetic metal layers can improve the optical excitability of localized surface plasmons in these nanostructured non-magnetic metal layers.

Die Magnetfeldabhängigkeit von Plasmonen in nanostrukturierten unmagnetischen Metallschichten hängt von der plötzlichen Änderung der Permittivität der lokalisierten Oberflächenplasmonen über die Grenzfläche zwischen den nanostrukturierten Metallschichten und dem umgebenden Medium ab. The magnetic field dependence of plasmon in nanostructured non-magnetic metal layers depends on the sudden change in the permittivity of the localized surface plasmons across the interface between the nanostructured metal layers and the surrounding medium.

Lokalisierte Oberflächenplasmonen ergeben sich aus den elektromagnetischen Randbedingungen an der Oberfläche der nanostrukturierten unmagnetischen Metallschichten und den wirksamen Rückstellkräften auf die Elektronen, die durch die elektrische Wechselfeld-Komponente der einfallenden elektromagnetische Welle angetrieben werden. Localized surface plasmons result from the electromagnetic boundary conditions at the surface of the nanostructured nonmagnetic metal layers and the effective restoring forces on the electrons driven by the alternating electric field component of the incident electromagnetic wave.

Zusätzliche lokale Magnetfelder, z. B. ein externes Magnetfeld, Magnetgradientenfelder aus dem umgebenden magnetisierbaren und/oder stromführenden Medium üben auch Antriebskräfte auf die Elektronen in den nanostrukturierten unmagnetischen Metallschichten aus und ändern damit die Resonanzenergie der optisch anregbaren lokalisierten Oberflächenplasmonen, welche sich in Form von elektromagnetischen Wellen ausbreiten. Additional local magnetic fields, eg. B. an external magnetic field, magnetic gradient fields from the surrounding magnetizable and / or current-carrying medium also exert driving forces on the electrons in the nanostructured non-magnetic metal layers and thus change the resonance energy of the optically excitable localized Oberflächenplasmonen, which propagate in the form of electromagnetic waves.

Für den Nachweis der magnetooptischen Effekte in nanostrukturierten unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystemen kann Mueller-Matrix Polarimetrie, eine Erweiterung der Standard-Spektralellipsometrie, verwendet werden. Mueller-Matrix Polarimetry, an extension of standard spectral ellipsometry, can be used to demonstrate the magneto-optic effects in nanostructured non-magnetic single-layer or multi-layer systems.

Mueller-Matrix-Polarimetrie ermöglicht, zwischen Polarisation und Depolarisation zu unterscheiden und jeden Polarisationszustand der transmittierten oder reflektierten elektromagnetischen Wellen zu detektieren. Mueller matrix polarimetry makes it possible to distinguish between polarization and depolarization and to detect any polarization state of the transmitted or reflected electromagnetic waves.

Die magnetooptischen Effekte stellen eine neue Verbindung zwischen der optischen Anregung lokalisierter Oberflächenplasmonen in nanostrukturierten unmagnetischen Metallschichten mit steuerbaren Magnetfeldern an der Position der nanostrukturierten Metallschichten dar. The magneto-optic effects provide a new link between the optical excitation of localized surface plasmons in nanostructured non-magnetic metal layers with controllable magnetic fields at the nanostructured metal layers.

Über die Strukturierung mit mehr als einem Basiselement in der Einheitszelle wird die optische Anregbarkeit lokalisierter Oberflächenplasmonen in nanostrukturierte unmagnetischen Metallschichten verbessert. Die physikalische Ursache dafür ist die Fehlanpassung des in-plane Wellenzahlvektors der sich ausbreitenden elektromagnetischen Welle der in-plane Wellenzahlvektor der Gittervektoren nanostrukturierter Metallfilme außer an bestimmten Resonanzenergien für verschiedene Einfallswinkel der elektromagnetischen Welle.The structuring with more than one base element in the unit cell improves the optical excitability of localized surface plasmons in nanostructured nonmagnetic metal layers. The physical cause for this is the mismatch of the in-plane wavenumber vector of the propagating electromagnetic wave, the in-plane wavenumber vector of the lattice vectors of nanostructured metal films except at certain resonance energies for different angles of incidence of the electromagnetic wave.

Ein Magnetfeld an der Position der strukturierten unmagnetischen Metallschichten kontrolliert die Plasmonendispersion in den strukturierten unmagnetischen Metallschichten. A magnetic field at the position of the structured nonmagnetic metal layers controls the plasmon dispersion in the structured non-magnetic metal layers.

Die Aufgabe wird gelöst durch Verwendung eines strukturierten unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 optional auf einem magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Trägermaterial T, zur definierten magnetfeldabhängigen Änderung des Polarisationszustandes der einfallenden elektromagnetischen Welle nach Transmission oder Reflexion durch das Einzel- oder Mehrschichtsystem 2.The object is achieved by using a structured nonmagnetic single or multi-layer system 2 optional on one magnetizable or non-magnetizable carrier material T, the defined magnetic field-dependent change in the polarization state of the incident electromagnetic wave after transmission or reflection by the single or multi-layer system 2 ,

Die erfindungsgemäße Anordnung umfasst mindestens eine strukturierte unmagnetische Einzelschicht Pi mit einer Dicke di, die optional auf einem magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Trägermaterial T aufgebracht sein kann, zur definierten magnetfeldabhängigen Kopplung der einfallenden elektromagnetischen Welle an das strukturierte Einzel- oder Mehrschichtsystem 2, wobei der Polarisationszustand der reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit ihrer Energie durch die Strukturierung und das Material der Einzelschichten des Einzel- oder Mehrschichtsystems und durch das Magnetfeld Hi am Ort der strukturierten Einzelschicht Pi manipuliert bzw. moduliert wird.The arrangement according to the invention comprises at least one structured nonmagnetic single layer P i with a thickness d i , which can optionally be applied to a magnetizable or non-magnetizable carrier material T, for defined magnetic field-dependent coupling of the incident electromagnetic wave to the structured single or multi-layer system 2 in which the polarization state of the reflected or transmitted electromagnetic waves is manipulated or modulated as a function of their energy by the structuring and the material of the individual layers of the single or multilayer system and by the magnetic field H i at the location of the structured single layer P i .

Die Prozessierung der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt auf der Mikro- oder Nanometerskale.The processing of the arrangement according to the invention takes place on the micro or nanometer scale.

Die strukturierte Einzelschicht Pi weist lokalisierte Oberflächenpolaritonen SPi im Spektralbereich der einfallenden elektromagnetischen Wellen auf und die Eigenschaften der lokalisierten Oberflächenpolaritonen SPi hängen von dem Magnetfeld Hi am Ort der strukturierten Einzelschicht Pi ab. Das Magnetfeld Hi kann zeitlich konstant oder veränderlich sein.The structured single layer P i has localized surface polarites SP i in the spectral range of the incident electromagnetic waves and the properties of the localized surface polarites SP i depend on the magnetic field H i at the location of the structured single layer P i . The magnetic field H i can be constant over time or variable.

Der Dielektrizitätstensor εSP i bestimmt die Eigenschaften der lokalisierten Oberflächenplasmonen der strukturierten (unmagnetischen) Einzelschicht Pi und hängt von dem Magnetfeld Hi am Ort der strukturierten Einzelschicht Pi ab.The dielectric tensor ε SP i determines the properties of the localized surface plasmons of the structured (non-magnetic) single layer P i and depends on the magnetic field H i at the location of the structured single layer P i .

Der Spektralbereich der lokalisierten Oberflächenpolaritonen SPi ist durch die Strukturierung und durch die Eigenschaften der Oberflächenplasmonen der strukturierten Einzelschicht Pi bestimmt.The spectral range of the localized surface polarites SP i is determined by the structuring and by the properties of the surface plasmons of the structured single layer P i .

Das strukturierte Mehrschichtsystem 2 umfasst mindestens eine strukturierte unmagnetische Einzelschichten Pi mit unterschiedlicher Magnetfeldabhängigkeit der Oberflächenpolaritonen SPi und mindestens eine magnetisierbare Einzelschicht Sj mit magnetooptischer Kopplungskonstante Qj.The structured multilayer system 2 comprises at least one structured non-magnetic individual layers P i with different magnetic field dependence of the surface polarites SP i and at least one magnetizable single layer S j with magneto-optical coupling constant Q j .

Die erfindungsgemäße Anordnung kann zur zerstörungsfreien Messung des Magnetfeldes Hi in allen strukturierten Einzelschichten P, Pi des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 unter Nutzung der gemessenen Eigenschaften (Polarisationszustände 12 und 13 und der Wellenlänge λ) der einfallenden elektromagnetischen Wellen bzw. der vom strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Welle verwendet werden.The inventive arrangement can for non-destructive measurement of the magnetic field H i in all structured individual layers P, P i of the structured single or multi-layer system 2 using the measured properties (polarization states 12 and 13 and the wavelength λ) of the incident electromagnetic waves or of the structured single or multilayer system 2 reflected or transmitted electromagnetic wave can be used.

Weiterhin kann mit dem strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 unter Nutzung des Dielektrizitätstensors εSP, εSP i jeder Einzelschicht P, Pi des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 und der Eigenschaften der einfallenden elektromagnetischen Wellen (Wellenlänge λ und Polarisationszustand 12) der Polarisationszustand der reflektierten und transmittierten elektromagnetischen Welle bestimmt werden.Furthermore, with the structured single or multi-layer system 2 using the dielectric tensor ε SP , ε SP i of each individual layer P, P i of the structured single or multi-layer system 2 and the characteristics of the incident electromagnetic waves (wavelength λ and polarization state 12 ) the polarization state of the reflected and transmitted electromagnetic wave can be determined.

Eine weitere Verwendung ist die zeitlich konstante oder veränderliche Modulierung der Polarisationseigenschaften der einfallenden elektromagnetischen Welle, indem am Ort der strukturierten Einzelschichten Pi das Magnetfeld Hi kontrolliert zeitlich veränderlich eingestellt wird.Another use is the temporally constant or variable modulation of the polarization properties of the incident electromagnetic wave by the magnetic field H i is controlled to be temporally variable at the location of the structured individual layers P i .

Das strukturierte Einzel- oder Mehrschichtsystem kann damit als magnetooptischer Sensor, Speicher oder Modulator verwendet werden. The structured single or multi-layer system can thus be used as a magneto-optical sensor, memory or modulator.

Vorteilhafte WirkungenAdvantageous effects

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können magnetooptischen Effekte in strukturierten unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystemen kontrolliert werden. Ein hauptsächlicher Vorteil ist, dass bei den Einsatzmöglichkeiten der mit diesem Verfahren hergestellten Anordnung die Anforderungen an die spezifischen magnetooptischen Effekte des Einzel- bzw. Mehrschichtsystem bezüglich Einfallswinkel des Lichtes, Polarisationszustand des Lichtes, Frequenz des Lichtes, Magnetfeld am Ort des unmagnetischen Einzel- oder Mehrschichtsystems berücksichtigt werden. With the arrangement according to the invention, magneto-optical effects can be controlled in structured non-magnetic single or multi-layer systems. A major advantage is that in the applications of the arrangement produced by this method, the requirements for the specific magneto-optical effects of the single or multilayer system with respect to angle of incidence of the light, polarization state of the light, frequency of light, magnetic field at the location of the non-magnetic single or multi-layer system be taken into account.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine einfache Einstellung der gewünschten Ziel-Polarisation. The inventive method allows easy adjustment of the desired target polarization.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann zur Messung des Magnetfeldes am Ort der strukturierten unmagnetischen Einzelschicht sowie zur Bestimmung der Magnetisierung einzelner strukturierter unmagnetischer Einzelschichten verwendet werden. The arrangement according to the invention can be used to measure the magnetic field at the location of the structured non-magnetic single layer and to determine the magnetization of individual structured non-magnetic individual layers.

Eine weitere Einsatzmöglichkeit des Verfahrens ist die zielgerichtete magnetooptische Modulation einzelner Wellenlängen sowie die magnetooptische Modulation mehrerer Wellenlängen des einfallenden Lichts durch Reihen- bzw. Parallelschaltung mehrerer dieser Anordnungen für einzelne Wellenlängenbereiche. Another possible use of the method is the targeted magneto-optical modulation of individual wavelengths and the magneto-optical modulation of several wavelengths of the incident light by series or parallel connection of several of these arrangements for individual wavelength ranges.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die optimale Auslegung von strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystemen.The inventive method enables the optimal design of structured single or multi-layer systems.

Ausführungsbeispiele embodiments

Neue Sicherheitsmerkmale für Banknoten New security features for banknotes

Ein nanostrukturiertes Aluminiumgitter stellt ein neues Sicherheitsmerkmal für Banknoten dar. Durch das Aufbringen des nanostrukturierten Aluminiumgitters auf Banknoten wird das Fälschen von Banknoten erheblich erschwert oder gar unmöglich gemacht. A nanostructured aluminum grid represents a new security feature for banknotes. The application of the nanostructured aluminum grid on banknotes makes banknote counterfeiting considerably more difficult or even impossible.

Die Nanostruktur des Aluminumgitters bezüglich Basis, Gridbreite und Gridhöhe der Basiselemente, Periodizität sowie Material des umgebenden Mediums bestimmen die Änderung des Polarisationszustandes einer an dem nanostrukturierten Aluminiumgitter reflektierten elektromagnetischen Welle, wobei mindestens der beleuchtete Bereich des nanostrukturierten Aluminiumgitters in einem homogenen Magnetfeld liegt. The nanostructure of the aluminum grid with respect to base, grid width and grid height of the base elements, periodicity and material of the surrounding medium determine the change in the polarization state of an electromagnetic wave reflected at the nanostructured aluminum grid, wherein at least the illuminated area of the nanostructured aluminum grid lies in a homogeneous magnetic field.

Beispielsweise kann das Magnetfeld in einem miniaturisierten Elektromagneten erzeugt werden, wobei die Banknoten zum Testen in das Zentrum des Elektromagneten gebracht und mit einer elektromagnetischen Welle unter einem Einfallswinkel α am Ort des nanostrukturierten Aluminumgitters bestrahlt werden.For example, the magnetic field can be generated in a miniaturized electromagnet, wherein the banknotes are brought into the center of the electromagnet for testing and irradiated with an electromagnetic wave at an angle of incidence α at the location of the nanostructured aluminum grid.

Es können auch andere nanostrukturierte unmagnetische Metallgitter, beispielsweise Au, Ag, Cu, Pt, oder strukturierte Mehrschichtsysteme bestehend aus unmagnetischen und magnetischen Einzelschichten verwendet werden.It is also possible to use other nanostructured nonmagnetic metal lattices, for example Au, Ag, Cu, Pt, or structured multilayer systems consisting of nonmagnetic and magnetic individual layers.

Neue Kommunikationsmittel im TransportNew means of communication in transport

Nanostrukturierte Aluminiumgitter können an der Karosserie von Fahrzeugen unterhalb des Türgriffes angebracht werden. In den Ländern mit Rechtsverkehr empfiehlt es sich, das nanostrukturierte Aluminiumgitter auf der rechten Seite der Karosserie sowie ein Detektorsystem auf der linken Seite der Karosserie anzubringen. Nanostructured aluminum grilles can be attached to the bodywork of vehicles below the door handle. In the countries with right-hand traffic, it is advisable to attach the nanostructured aluminum grid on the right side of the body and a detector system on the left side of the body.

Das lokale Magnetfeld Hi am Ort der nanostrukturierten unmagnetischen Einzelschicht Pi ist durch das magnetisierbare und / oder stromdurchflossene Material des umgebenden Mediums bestimmt. Durch Richtungsänderung des Stromflusses zur Erzeugung des lokalen Magnetfeldes Hi werden die magnetooptischen Effekte des nanostrukturierten Aluminiumgitters elektromagnetisch geschalten. Das an der linken Seite der Karosserie eines anderen zur Detektion verwendeten Fahrzeuges angebrachte Detektorsystem arbeitet vorzugsweise mit einem IR-Diodenlaser. The local magnetic field H i at the location of the nanostructured non-magnetic single layer P i is determined by the magnetizable and / or current-carrying material of the surrounding medium. By changing the direction of the current flow to generate the local magnetic field H i , the magneto-optical effects of the nanostructured aluminum grid are electromagnetically switched. The detector system mounted on the left side of the body of another vehicle used for detection preferably operates with an IR diode laser.

Das beobachtende Fahrzeug detektiert die Reflexion des IR-Lichtes an dem nanostrukturierten Aluminiumgitter des zu beobachtenden Fahrzeuges vorzugsweise unter einem Einfalls- und Reflexionswinkel von 45°. The observing vehicle detects the reflection of the IR light on the nanostructured aluminum grid of the vehicle to be observed, preferably at an angle of incidence and reflection of 45 °.

Weitere AnwendungenOther applications

Die Plasmonen-Nanophotonik hat damit Auswirkungen auf eine Vielzahl von Bereichen, wie Elektronik, Photonik, Chemie, Biologie und Medizin. Plasma nanophotonics has implications for a variety of fields, including electronics, photonics, chemistry, biology and medicine.

Beispielsweise ist eine weitere Anwendung die Nanostrukturierung von verschieden geformten (konkav, konvex, parabolisch) Metall-Spiegeln mit mehreren Basiselementen in der Elementarzelle.For example, another application is the nanostructuring of differently shaped (concave, convex, parabolic) metal mirrors with multiple base elements in the unit cell.

Das berührungslose Sensorprinzip der Magnetooptik eröffnet Möglichkeiten zur Kostenreduktion für die Bereiche der Systeminstallation und -wartung in der Informationstechnik, der Fahrzeugtechnik, dem Maschinenbau und der Medizintechnik. The non-contact sensor principle of magneto-optics opens up possibilities for cost reduction for the areas of system installation and maintenance in information technology, vehicle technology, mechanical engineering and medical technology.

Der magnetooptische Effekt in nanostrukturierten unmagnetischen Metallschichten ermöglicht außerdem die Optimierung polarisierender optischer Element in Transmission und in Reflexion.The magneto-optic effect in nanostructured non-magnetic metal layers also enables the optimization of polarizing optical elements in transmission and in reflection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Magnetisierbares Einzel- bzw. Mehrschichtsystem Magnetisable single or multi-layer system
22
Strukturiertes unmagnetisches Einzel- oder Mehrschichtsystem Structured non-magnetic single or multi-layer system
1010
Monochromator monochromator
1111
Polarisator polarizer
1212
Polarisationszustand vor der Wechselwirkung mit 1 Polarization state before interaction with 1
1313
Polarisationszustand nach der Wechselwirkung mit 1 Polarization state after interaction with 1
1414
Analysator oder weitere Einsatzmöglichkeiten Analyzer or other applications
2020
Magnetisierbares Material mit nicht planparallelen Grenzflächen Magnetizable material with non-plane-parallel interfaces
2121
Material, in welches das magnetisierbare Material 22 eingebettet ist Material into which the magnetizable material 22 is embedded
2222
Segment mit planparallelen Grenzflächen Segment with plane-parallel interfaces
GG
Grenzfläche interface
TT
Trägermaterial support material
S, Si S, S i
Magnetisierbare Schicht  Magnetizable layer
P, Pi P, P i
Strukturierte unmagnetische Schicht mit lokalisierten Oberflächenplasmonen Textured non-magnetic layer with localized surface plasmons
x, y, zx, y, z
kartesisches Koordinatensystem Cartesian coordinate system
dT d T
Dicke des Trägermaterial Thickness of the carrier material
dG d G
Dicke Grenzfläche Thick interface
di d i
Dicke magnetisierbaren Schicht Thick magnetizable layer
α, α‘α, α '
Einfalls-, Reflektionswinkel Incidence, reflection angle
ΒΒ
Brechungswinkel angle of refraction
H, Hi H, H i
Externes Magnetfeld External magnetic field
M, Mi M, M i
Magnetisierung der Schicht Si Magnetization of the layer S i
εi S ε i p
Magnetooptischer Dielektrizitätstensor der Schicht S Magneto-optic dielectric tensor layer S
εi P ε i P
Dielektrizitätstensor der Schicht P Dielectric tensor of layer P
εT ε T
Dielektrizitätstensor des Träger T Dielectric tensor of carrier T
Ni, Ki N i , K i
Brechungsindex und Absorptionsindex der Schicht Si Refractive index and absorption index of the layer S i
Qi Q i
Magnetooptische Kopplungskonstante der Schicht Si Magneto-optic coupling constant of the layer S i

Claims (11)

Strukturiertes, unmagnetisches Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 zur magnetfeldabhängigen Manipulation bzw. Modulierung von einfallenden elektromagnetischen Wellen, umfassend mindestens eine strukturierte unmagnetische Einzelschicht Pi mit einer Dicke di, die optional auf einem magnetisierbaren oder nicht magnetisierbaren Trägermaterial T aufgebracht sein kann, zur definierten magnetfeldabhängigen Kopplung der einfallenden elektromagnetischen Welle an das strukturierte Einzel- oder Mehrschichtsystem 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polarisationszustand der reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit ihrer Energie durch die Strukturierung und das Material der Einzelschichten des Einzel- oder Mehrschichtsystems und durch das Magnetfeld Hi am Ort der strukturierten Einzelschicht Pi manipuliert bzw. moduliert werden kann. Structured, non-magnetic single or multi-layer system 2 for the magnetic-field-dependent manipulation or modulation of incident electromagnetic waves, comprising at least one structured non-magnetic single layer P i with a thickness d i , which may optionally be applied to a magnetizable or non-magnetizable carrier material T, for the defined magnetic field-dependent coupling of the incident electromagnetic wave to the structured Single or multi-layer system 2 , characterized in that the polarization state of the reflected or transmitted electromagnetic waves as a function of their energy by the structuring and the material of the individual layers of the single or multi-layer system and by the magnetic field H i at the location of the structured single layer P i can be manipulated or modulated. Strukturiertes Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Einzelschicht Pi lokalisierte Oberflächenpolaritonen SPi im Spektralbereich der einfallenden elektromagnetischen Wellen aufweist und dass die Eigenschaften der lokalisierten Oberflächenpolaritonen SPi von dem Magnetfeld Hi am Ort der strukturierten Einzelschicht Pi abhängen, wobei das Magnetfeld Hi zeitlich konstant oder veränderlich sein kann.Structured single or multi-layer system 2 according to claim 1, characterized in that the patterned single layer P i has localized Oberflächenpolaritonen SP i in the spectral range of the incident electromagnetic waves and that the properties of the localized Oberflächenpolaritonen SP i of the magnetic field H i depend on the location of the patterned single layer P i, wherein the magnetic field H i can be constant or variable over time. Strukturiertes Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodizität der Strukturierung auf der Mikro- oder Nanometerskale liegen und dass die Einheitszelle mehrere Basiselemente enthält.Structured single or multi-layer system 2 according to the preceding claims, characterized in that the periodicity of structuring on the micro or Nanometerskale lie and that the unit cell contains a plurality of basic elements. Strukturiertes Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Dielektrizitätstensor εSP i und dass die Eigenschaften der lokalisierten Oberflächenplasmonen der strukturierten Einzelschicht Pi von dem Magnetfeld Hi am Ort der strukturierten Einzelschicht Pi abhängen.Structured single or multi-layer system 2 according to preceding claims, characterized in that the Dielektrizitätstensor ε SP i and that the properties of the localized surface plasmons of the patterned single layer P i of the magnetic field H i depend on the location of the patterned single layer P i. Strukturiertes Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Spektralbereich mit lokalisierten Oberflächenpolaritonen SPi durch die Strukturierung und durch die Eigenschaften der Oberflächenplasmonen der strukturierten Einzelschicht Pi bestimmt ist. Structured single or multi-layer system 2 according to the preceding claims, characterized in that the spectral range with localized Oberflächenpolaritonen SP i is determined by the structuring and by the properties of the surface plasmons of the structured single layer P i . Strukturiertes Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das strukturierte Mehrschichtsystem 2 mindestens eine strukturierte unmagnetische Einzelschicht Pi mit unterschiedlicher Magnetfeldabhängigkeit der Oberflächenpolaritonen SPi und mindestens eine magnetisierbare Einzelschicht Sj mit magnetooptischer Kopplungskonstante Qj enthält. Structured single or multi-layer system 2 according to the preceding claims, characterized in that the structured multilayer system 2 at least one structured nonmagnetic single layer P i with different magnetic field dependence of the surface polarites SP i and at least one magnetizable single layer S j with magneto-optical coupling constant Q j . Verfahren zur Vorhersage des Polarisationszustandes der reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Welle des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 unter Verwendung des Dielektrizitätstensors εSP, εSP i jeder Einzelschicht P, Pi des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 in Abhängigkeit von den Eigenschaften Wellenlänge λ und Polarisationszustand 12 der einfallenden elektromagnetischen Wellen.Method for predicting the polarization state of the reflected or transmitted electromagnetic wave of the structured single or multi-layer system 2 using the dielectric tensor ε SP , ε SP i of each individual layer P, P i of the structured single or multi-layer system 2 depending on the characteristics wavelength λ and polarization state 12 the incident electromagnetic waves. Verwendung der strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 zur zerstörungsfreien Messung des Magnetfeldes Hi in allen strukturierten Einzelschichten P, Pi des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 unter Verwendung der gemessenen Eigenschaften (Polarisationszustände 12 und 13 und der Wellenlänge λ) der einfallenden elektromagnetischen Wellen bzw. der vom strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystem 2 reflektierten oder transmittierten elektromagnetischen Welle. Use of the structured single or multi-layer system 2 for non-destructive measurement of the magnetic field H i in all structured individual layers P, P i of the structured single or multi-layer system 2 using the measured properties (polarization states 12 and 13 and the wavelength λ) of the incident electromagnetic waves or of the structured single or multilayer system 2 reflected or transmitted electromagnetic wave. Verwendung des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 zur zeitlich konstanten oder veränderlichen Modulierung der Polarisationseigenschaften der einfallenden elektromagnetischen Welle.Use of the structured single or multi-layer system 2 for temporally constant or variable modulation of the polarization properties of the incident electromagnetic wave. Verwendung des strukturierten Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 zur magnetooptischen Speicherung durch Manipulation der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass ein statisches Magnetfeld Hi in der strukturierten unmagnetischen Einzelschicht Pi des Einzel- oder Mehrschichtsystems 2 durch das magnetische Streufeld einer magnetisierbaren Einzelschicht Sj in der Umgebung der strukturierten unmagnetischen Einzelschicht Pi erzeugt wird. Use of the structured single or multi-layer system 2 for magneto-optical storage by manipulating the propagation of electromagnetic waves, characterized in that a static magnetic field H i in the structured non-magnetic single layer P i of the single or multi-layer system 2 is generated by the stray magnetic field of a magnetizable single layer S j in the vicinity of the structured nonmagnetic single layer P i . Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 als magnetooptischer Sensor, magnetooptischer Modulator oder als magnetooptischer Speicher.Use of the arrangement according to one of claims 1 to 3 as a magneto-optical sensor, magneto-optical modulator or as a magneto-optical memory.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Du, G.-X. et al.: "Magnetic Field Effect on the Localized Plasmon Resonance in Patterned Noble Metal Nanostructures", IEEE Transactions on Magnetics Vol.47, No.10, S.3167-S.3169 (2011) *
Du, G.-X. et al.: „Magnetic Field Effect on the Localized Plasmon Resonance in Patterned Noble Metal Nanostructures", IEEE Transactions on Magnetics Vol.47, No.10, S.3167-S.3169 (2011)

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