发表机构
ETH Zurich; Kyoto University; University of Konstanz; Université Grenoble Alpes（苏黎世联邦理工学院; 京都大学; 康斯坦茨大学; 格勒诺布尔阿尔卑斯大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。AI 中文总结
本文推导了单轴各向异性薄膜中磁子Kerr效应的哈密顿量，分析了不同外场方向下的Kerr系数，并建立了混合腔-磁子系统运动方程，以描述非线性效应及实验可观测的微波透射特性。
AI 中文摘要
磁子Kerr效应是一种非线性现象，普遍存在于任何具有有限磁各向异性的铁磁体中。它表现为磁子色散关系随磁子布居数变化而改变。在此，我们推导了具有单轴各向异性薄膜的磁子Kerr效应的哈密顿量。我们考虑了外场平行、垂直以及与各向异性轴成中间角度的情况，并确定了每种情况下的Kerr系数。我们展示了不同磁性材料的非线性如何随磁子频率和磁性样品体积变化而缩放。此外，我们推导了具有此类薄膜磁子Kerr非线性的混合腔-磁子系统运动方程，以获得光子和磁子的布居数，以及腔的微波透射散射矩阵项，这些对于实验观测具有重要意义。
英文摘要
The magnon Kerr effect is a nonlinear phenomenon that occurs universally in any ferromagnet with finite magnetic anisotropy. It manifests itself as a magnon population-dependent change in the magnon dispersion relation. Here, we derive the Hamiltonian for the magnon Kerr effect for a thin film with uniaxial anisotropy. We consider the external field, parallel, perpendicular, and at an intermediate angle to the anisotropy axis, and determine the Kerr coefficient in each case. We show how the nonlinearity scales for different magnetic materials as a function of magnon frequency and magnetic sample volume. Moreover, we derive the equations of motion for a hybrid cavity-magnon system with such thin-film magnon Kerr nonlinearity, to obtain populations of photons and magnons, and scattering matrix terms for the microwave transmission of the cavity, relevant for experimental observations.
Comments14 pages, 9 figures
