飞秒光脉冲允许研究铁磁性金属的超快磁化动力学。超短激光脉冲诱导的初始热电子分布导致在费米能级附近电子的热化时间内发生退磁，典型的时间常数为~100 fs。随后，电子和晶格温度之间的平衡通过电子-声子相互作用发生，其时间常数取决于激光激发的密度。同时发生部分再磁化。在此过程之后，磁化矢量围绕有效场进行阻尼进动。
单个铁磁点的时间分辨磁光显微镜
为了实现这种激光诱导的进动，需要适当的外部磁场配置，要么直接施加，要么来自另一个磁层的交换偏置场。此外，特定的材料性质，如磁晶和形状各向异性，强烈影响进动的动力学。飞秒磁光实验除了可以获得灵敏的时间分辨率外，还需要同时提高测量的空间分辨率，以便研究单个磁点的动力学。精确的时间和空间分辨率的结合是一项重要的技术挑战。它允许探索用于存储和处理信息的磁性介质中的磁性位元的基本特性和zui终性能。为了实现这些目标，人们开发了一种新的实验装置，该装置基于飞秒时间分辨磁光克尔效应，具有衍射有限的空间分辨率。研究了具有垂直各向异性的CoPt3磁点的磁化动力学。
仪器使人们能够在共聚焦显微镜几何结构中测量时间分辨克尔磁光信号，空间精度为300纳米。在中心波长为790nm的Ti:蓝宝石再生放大器上，以5 KHz的重复率提供持续时间为150 fs的激光脉冲。部分光束用作泵浦光。光束的另一部分用于在1.5 mm厚的硼酸钡晶体中通过二次谐波产生395 nm的探测光束。使用孔径为0.65的物镜将两束光束共线聚焦在样品上。在孔径为20 μm的共焦平面上，测量了探头和泵浦光束的光斑直径d。dprobe≤300 nm, dpump≈400 nm。用交叉偏振片技术分析共焦平面后探头的极性克尔旋转。交叉分析仪的消光比<5x10-4。利用光电倍增管和锁相检测方案检测弱泵浦探头Kerr信号，该方案可用于可调至1 ns的不同泵浦探头延迟。测量是在垂直于样品平面的外加磁场的相反方向下进行的。(⏐H0⏐≤4 kOe)。在进行动态测量之前，确定静态克尔信号I Kerr(α)为分析角α的函数，α = 0对应于交叉分析器，用于两个方向±H0的应用领域。先前已经表明，相关的位移抛物线允许检索磁化。对于动态测量，α设为6°。
Co0.25Pt0.75合金薄膜通过分子束外延生长在500 μm取向蓝宝石(0001)衬底上的12 nm Pt缓冲层上，采用电子光刻技术制备了厚度为15 nm的CoPt3点。它们具有较大的垂直磁晶各向异性和铁磁行为，其特征是定义良好的平方磁滞回线，矫顽力场为±3.7 kOe。圆点的直径可在0.2 ~ 1 μm范围内变化。下面只给出1 μm点的结果。
图1
实验配置能成像纳米结构的形貌以及磁化的动力学。图1为泵脉冲激励后直径为1µm的CoPt3点在不同时间延迟下的微分磁化图像。注意，在当前的测量中，激发不是固定在点的中心，而是在成像过程中与探针光束一起移位。图a、b和c的序列表明，可以监测磁点磁化的空间动态。
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