Наноструктурированные среды, известные под именем фотонных и плазмонных кристаллов, широко используются в оптике для усиления всевозможных эффектов: электрооптических, магнитооптических, нелинейных оптических и др. Намного реже приходится слышать о принципиально новых эффектах, которые вообще бы отсутствовали в материале, не будь в нем наноструктуры. Как раз ***такой эффект продемонстрирован в недавней статье коллектива с обширным международным представительством** (Россия, Германия, Индия, Швеция и Австралия): благодаря нанесенной на магнитооптический материал металлической решетке магнитное поле способно значительно увеличивать прозрачность материала.

Рис. 1. Рассчитанное распределение амплитуды
электрического поля E электромагнитной волны:
a – в размагниченном состоянии; b – в магнитном поле B
(стрелками показаны компоненты электрического
поля в плоскости рисунка, цветом – в направлении
перпендикулярно рисунку).

В качестве магнитооптического материала использовали пленки висмут-замещенного редкоземельного феррита-граната, прозрачного для длинноволнового видимого и ближнего инфракрасного диапазонов. На него наносили металлическое покрытие в виде тонких (меньше 100 нм) полосок золота с субмикронным периодом. Инфракрасное излучение, падающее по нормали к пленке, возбуждает гибридную плазмонно-волноводную моду (рис. 1). Приложение магнитного поля в плоскости пленки перпендикулярно щелям решетки позволяет возбудить дополнительную волноводную моду, ортогональную первой, что приводит к изменению оптических спектров магнитоплазмонного кристалла и увеличивает его коэффициент оптического пропускания (рис. 1б).

Авторами [1] продемонстрирована модуляция интенсивности света 24% и это далеко не предел. Здесь следует отметить, что магнитная модуляция интенсивности, и весьма значительная, наблюдается также в магнитных жидкостях, за счет образования цепочек из частичек ферромагнетика во внешнем поле. Однако характерные времена такого процесса – десятки или сотни секунд. В этом аспекте наблюдаемый магнитооптический эффект с характерными временами переключения в пикосекундном диапазоне и меньше, намного перспективнее для использования в фотонике, главным достоинством которой является как раз быстродействие.

1. V.I.Belotelov et al, Nature Commun. 4, 2128 (2013).