Oppitaan Magneto -optisten kristallimateriaalien sovellusperiaate yhteen!

Optisen viestinnän ja suuritehoisen lasertekniikan kehityksen myötä magneto-optisten eristäjien tutkimusta ja soveltamista on tullut yhä laajempaa, mikä on suoraan edistänyt magneto-optisten materiaalien, erityisestiMagneto -optinen kristalli. Niiden joukossa magneto-optiset kiteet, kuten harvinaiset maapallon ortoferriitti, harvinainen maapallon molybdate, harvinainen maapallon tungalsate, yttrium rautagranaatti (YIG), terbium-alumiini-granaatilla (TAG) on korkeammat Verdet-vakiot, jotka osoittavat ainutlaatuisia magneto-optisia suorituskyvyn etuja ja laajoja sovellusprosesseja.

Magneto-optiset vaikutukset voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: Faraday-vaikutus, Zeeman-vaikutus ja Kerr-vaikutus.

Faraday-vaikutus tai Faraday-kierto, jota joskus kutsutaan magneto-optiseksi Faraday-vaikutus (MoFE), on fysikaalinen magneto-optinen ilmiö. Faraday -vaikutuksen aiheuttama polarisaation kierto on verrannollinen magneettikentän projektioon valon etenemissuunnan suuntaan. Muodollisesti tämä on erityistapaus gyroelektromagnetismista, joka saadaan, kun dielektrisyysvakio tensi on diagonaali. Kun polarisoidun valon säde kulkee magneettikenttään asetetun magneto-optisen väliaineen läpi, tason polarisoidun valon polarisaatiotaso pyörii magneettikentällä valon suunnan suuntaisesti ja taipumiskulmaa kutsutaan Faradayn kiertokulmaksi.

Zeeman -vaikutus (/ˈzeɪmən/, hollantilainen ääntäminen [ˈzeːmɑn]), joka on nimetty hollantilaisen fyysikon Pieter Zeemanin mukaan, on spektrin halkeamisen vaikutus useisiin komponentteihin staattisen magneettikentän läsnä ollessa. Se on samanlainen kuin Stark Effect, toisin sanoen spektri halkeaa useisiin komponentteihin sähkökentän vaikutuksesta. Samoin kuin Stark Effect, eri komponenttien välisillä siirtymillä on yleensä erilaiset intensiteetit, ja jotkut niistä ovat täysin kiellettyjä (dipolin likiarvossa) valintasääntöistä riippuen.

Zeeman -vaikutus on atomin tuottaman spektrin taajuuden ja polarisaatiosuunnan muutos kiertoratan muutoksesta ja liiketaajuudesta atomin elektronin ytimen ympärillä ulkoisella magneettikentällä.

Kerr-vaikutus, joka tunnetaan myös nimellä sekundaarinen elektro-optinen vaikutus (QEO), viittaa ilmiöön, että materiaalin taitekerroin muuttuu ulkoisen sähkökentän muutoksen myötä. Kerr -vaikutus on erilainen kuin Pockels -vaikutukset, koska indusoitu taitekerroksen muutos on verrannollinen sähkökentän neliöön lineaarisen muutoksen sijasta. Kaikilla materiaaleilla on Kerr -vaikutus, mutta jotkut nesteet osoittavat sen voimakkaammin kuin toiset.

Forestier et ai. Löysivät harvinaisen maametaisen ferriitin refeO3 (RE on harvinainen maametalli), joka tunnetaan myös nimellä Orthoferriitti. vuonna 1950 ja on yksi varhaisimmista löydetyistä magneto -optisista kiteistä.

TämäntyyppinenMagneto -optinen kristalliOn vaikea kasvattaa suuntaisesti sen erittäin voimakkaan sulan konvektion, vakavien ei-vakaan tilan värähtelyjen ja suuren pintajännityksen vuoksi. Se ei sovellu kasvuun käyttämällä Czochralski-menetelmää, ja hydrotermisellä menetelmällä ja rinnakkaisyytön menetelmällä saadut kiteet ovat huono puhtaus. Nykyinen suhteellisen tehokas kasvumenetelmä on optinen kelluva vyöhykkeen menetelmä, joten on vaikea kasvattaa suurikokoisia, korkealaatuisia harvinaisten maametallien ortoferriittikiteitä. Koska harvinaisten maapallon ortoferriittikiteillä on korkea curien lämpötila (enintään 643k), suorakulmainen hystereesisilmukka ja pieni pakkovoima (noin 0,2emu/g huoneenlämpötilassa), niillä on potentiaalia käyttää pienissä magneto-optisissa eristimissä, kun läpäisy on korkea (yli 75%).

Harvinaisten maametallien molybdate-järjestelmien joukossa tutkituimpia järjestelmiä ovat scheelite-tyyppinen kaksinkertainen molybdate (ovat (MOO4) 2, A on ei-harvinainen maa-metalli-ioni), kolminkertainen molybdate (ｒe2 (MOO4) 3), nelinkertainen molybdate (A2RE2 (MOO4) 4) ja seitsemänkertainen molybdaaatti (A2E2 (MOO4) 4) ja seitsemänkertainen molybdaaatti (A2E2 (MOO4) 7).

Suurin osa näistäMagneto -optiset kiteetovat saman koostumuksen sulat yhdisteet ja niitä voidaan kasvattaa Czochralski -menetelmällä. MOO3: n haihtumisen vuoksi kasvuprosessin aikana on kuitenkin tarpeen optimoida lämpötilakenttä ja materiaalien valmistusprosessi sen vaikutuksen vähentämiseksi. Harvinaisten maametallien molybdaatin kasvuvaurioongelmaa suurissa lämpötilagradienteissa ei ole tehokkaasti ratkaistu, eikä suurikokoista kidekasvua voida saavuttaa, joten sitä ei voida käyttää suurikokoisissa magneto-optisissa eristäjissä. Koska sen Verdet-vakio ja läpäisevyys ovat suhteellisen korkeat (yli 75%) näkyvällä infrapunakaistalla, se soveltuu miniatyroituihin magneto-optisiin laitteisiin.