No description available.

The propagation of light along singular directions in anisotropic media teems with rich asymptotic phenomena that are poorly understood. We study the refraction and diffraction of light beams through crystals exhibiting biaxial birefringence, optical activity, and dichroism. The optical properties and length of the crystal are related to the beam’s width, wavenumber, and alignment, by just three parameters defined by the effect of the crystal on a paraxial plane wave. Singular axes are crystal directions in which the refractive indices are degenerate. In transparent biaxial crystals they are a pair of optic axes corresponding to conical intersections of the propagating wave surface. This gives rise to the well understood phenomenon of conical diffraction. Our interest here is in dichroic and optically active crystals. Dichroism splits each optic axis into pairs or rings of singular axes, branch points of the complex wave surface. Optical activity destroys the optic axis degeneracy but creates a ring of wave surface inflection points. We study the unknown effect of these degeneracy structures on the diffracted light field, predicting striking focusing and interference phenomena. Focusing is understood by the coalescence of real geometric rays, while geometric interference is included by endowing rays with phase to constitute complex rays. Optical activity creates a rotationally symmetric cusped caustic surface threaded by an axial focal line, which should be easy to observe experimentally. Dichroism washes out focusing effects and the field is dominated by exponential gradients crossing anti-Stokes surfaces. A duality is predicted between dichroism and beam alignment for gaussian beams: both are described by a single parameter controlling transition between conical and double refraction. For transparent crystals we predict simple optical angular momentum effects accompanied by a torque on the crystal. We also report new observations with a biaxial crystal that test the established theory of conical diffraction.

Η τεράστια τεχνολογική πρόοδος που έχει επέλθει μέσα από τις μοντέρνες πηγές ακτινοβολίας σύγχροτρον τρίτης γενιάς, έχει καταστήσει δυνατό τον προσδιορισμό των επαγόμενων μαγνητικών ροπών λόγω spin και λόγω τροχιακού αντίστοιχα, για τα μέταλλα μετάβασης 5d, μέσω της τεχνικής του κυκλικού μαγνητικού διχρωϊσμού ακτίνων-Χ XMCD. Σε αυτή τη δουλειά επικεντρώνουμε το ενδιαφέρον μας σε μετρήσεις από πειράματα XMCD στις ακμές απορρόφησης L3,2 της Pt για κράματα και πολυστρωματικά υμένια που βασίζονται στην Pt. Κυρίως ασχολούμαστε με πολυστρωματικά υμένια Co/Pt. Ασχολούμαστε επίσης και με πολυστρωματικά υμένια Ni/Pt με σκοπό να συγκρίνουμε τα αποτελέσματά μας με αυτά που ήδη υπάρχουν στη βιβλιογραφία. Και τα δύο συστήματα θεωρούνται πολύ σημαντικά τεχνολογικώς, αφού χρησιμοποιούνται σαν υλικά μαγνητικής εγγραφής. Τα μαγνητικά πολυστρωματικά υμένια παράγονται με τη μέθοδο της εξάτμισης με δέσμη ηλεκτρονίων υπό συνθήκες υπερυψηλού κενού. Πριν τις μετρήσεις XMCD μελετώνται οι δομικές ιδιότητες των δειγμάτων μέσω της περίθλασης των ακτίνων-Χ. Ο μαγνητικός χαρακτηρισμός πραγματοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου μέσω της μαγνητομετρίας παλλόμενου δείγματος VSM και της μαγνητομετρίας SQUID. Τα πειράματα XMCD εκτελέστηκαν στο European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) στη Grenoble της Γαλλίας, όπου εφαρμόστηκαν μεγάλα μαγνητικά πεδία, που έφτασαν μέχρι και τα 7 Tesla, κάθετα στο επίπεδο του υμενίου. Αναφορικά με την τεχνική XMCD, περιγράφουμε βήμα-βήμα τη διαδικασία για τον καθορισμό των μαγνητικών ροπών της Pt λόγω spin και λόγω τροχιακού. Η συνολική ροπή της Pt κυμαίνεται μεταξύ 0.05-1.3 μΒ/atom και η αναλογία ml/ms μεταξύ 0.1- 0.4. Τα αποτελέσματα συνδέονται με μαγνητικές και μαγνητο-οπτικές ιδιότητες που είναι χρήσιμες στην εγγραφή πληροφορίας. / Modern third-generation synchrotron radiation sources provide photons with tunable energy and with a brilliance of 12 orders of magnitude larger than that of conventional rotation anode X-ray tubes. This huge technological progress has made possible nowadays, the determination of induced spin and orbital magnetic moments of 5d transition metal elements via the element-specific X-ray magnetic circular dichroism technique. In this work we focus on XMCD results on Pt L-edges in Co-based alloys and multilayers. Namely, we deal with Co/Pt multilayers. We also deal with Ni/Pt multilayers in order to compare our results with earlier ones. Both systems are considered to be important for high density magnetic recording applications. We describe and discuss step-by-step the analysis for the determination of the spin and orbital magnetic moments induced to Pt by Co. The Pt 5d magnetic moment is shown to range between 0.05-1.3 μΒ/atom and the ratio ml/ms between 0.1-0.4. These results are well compared to experimental values obtained earlier in similar types of samples and to the predictions of first principle calculations. The magnetic multilayers were produced under ultrahigh vacuum conditions by e-beam evaporation. Prior to the XMCD measurements, the samples were characterized via X-ray diffraction (XRD), which revealed the type of crystallographic structure and the high degree of homogeneity of the multilayer sequences. The bulk samples were prepared by arc melting under 600 mbar Argon atmosphere. All samples were magnetically characterized by conventional magnetometry techniques (VSM or SQUID Magnetometry) before their transport to the Synchrotron Ring. The XMCD experiments were performed at the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble (France) on the ID12 beamline at the L3,2- edges of Pt using a highly efficient total fluorescence yield detection mode recorded in a backscattering geometry. In order to ensure complete magnetic saturation, large magnetic fields up to 7 Tesla were applied perpendicular to the film plane. To exclude any experimental artifacts, it is important that the XMCD spectra are recorded either by changing the helicity of the incoming light or by inverting the direction of the external applied magnetic field. The results are related to magnetic and magneto-optic properties of the samples, valuable for magnetic recording.

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν ο προσδιορισμός της υπερπολωσιμότητας δεύτερης τάξης διάφορων φουλλερενίων, παραγώγων φουλλερενίων και διθειολενικών συμπλόκων και η συσχέτιση αυτής με τη χημική δομή των υπό μελέτη υλικών. Για τη μελέτη των μη-γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων των υλικών αυτών χρησιμοποιήθηκε η τεχνική Z-scan. Η μη-γραμμική τους απόκριση μελετήθηκε για παλμική διέγερση 35 ps και 8 ns, στα 532 και 1064 nm. Παράγοντες όπως ενίσχυση λόγω συντονισμού, μείωση της συμμετρίας, απεντοπισμός ηλεκτρονίων και μεταφορά φορτίου βρέθηκαν ότι επηρεάζουν σημαντικά τις μη-γραμμικές οπτικές ιδιότητες των συστημάτων αυτών. / The objective of this thesis was the determination of the second-order hyperpolarizability of some fullerenes, fullerene derivatives and dithiolene complexes and the understanding of the relation between the hyperpolarizability and the molecular structure. The non-linear optical properties of the above systems were investigated by the Z-scan technique. In particular, their non-linear optical response was studied under pulsed laser excitation having duration 35 ps and 8 ns, at 532 and 1064 nm. Several factors, like resonant enhancement, symmetry reduction, electron delocalization and charge transfer, were found to influence significantly the non-linear optical properties of these molecules.