Laten we het toepassingsprincipe van magneto -optische kristalmaterialen samen leren!

Met de ontwikkeling van optische communicatie en krachtige lasertechnologie zijn het onderzoek en de toepassing van magneto-optische isolatoren steeds uitgebreider geworden, wat direct de ontwikkeling van magneto-optische materialen heeft bevorderd, vooralMagneto optisch kristal. Onder hen, magneto-optische kristallen zoals zeldzame aarde-orthoferriet, zeldzame aardmolybdaat, zeldzame aarde wolfraam, yttrium-ijzeren granaat (yig), terbiumaluminium granaat (tag) hebben hogere veridetconstanten, die unieke magneto-optische prestaties en brede applicatieperspectieven vertonen.

Magneto-optische effecten kunnen worden onderverdeeld in drie typen: Faraday-effect, zeeman-effect en Kerr-effect.

Faraday-effect of Faraday-rotatie, ook wel magneto-optisch Faraday-effect (MOFE) genoemd, is een fysiek magneto-optisch fenomeen. De polarisatierotatie veroorzaakt door het Faraday -effect is evenredig met de projectie van het magnetische veld in de richting van de lichtvervreiding. Formeel is dit een speciaal geval van gyro -elektromagnetisme verkregen wanneer de diëlektrische constante tensor diagonaal is. Wanneer een vlakke bundel gepolariseerd licht door een magneto-optisch medium gaat dat in een magnetisch veld wordt geplaatst, roteert het polarisatievlak van het vlak gepolariseerd licht met het magnetische veld parallel aan de richting van het licht en de afbuiginghoek wordt de Faraday-rotatiehoek genoemd.

Het Zeeman -effect (/ˈzeɪmən/, Nederlandse uitspraak [ˈzeːmɑn]), genoemd naar de Nederlandse fysicus Pieter Zeeman, is het effect van het spectrum splitsen in verschillende componenten in aanwezigheid van een statisch magnetisch veld. Het is vergelijkbaar met het Stark -effect, dat wil zeggen, het spectrum splitst zich in verschillende componenten onder de werking van een elektrisch veld. Ook vergelijkbaar met het grimmige effect, hebben de overgangen tussen verschillende componenten meestal verschillende intensiteiten, en sommige zijn volledig verboden (onder de dipoolbenadering), afhankelijk van de selectieregels.

Het Zeeman -effect is de verandering in de frequentie- en polarisatierichting van het spectrum gegenereerd door het atoom vanwege de verandering van het orbitale vlak en de bewegingsfrequentie rond de kern van het elektron in het atoom door het externe magnetische veld.

Het KERR-effect, ook bekend als het secundaire elektro-optische effect (QEO), verwijst naar het fenomeen dat de brekingsindex van een materiaal verandert met de verandering van het externe elektrische veld. Het KERR -effect verschilt van het Pockels -effect omdat de geïnduceerde brekingsindexverandering evenredig is met het kwadraat van het elektrische veld, in plaats van een lineaire verandering. Alle materialen vertonen het KERR -effect, maar sommige vloeistoffen vertonen het sterker dan andere.

Rare Earth Ferrite Refeo3 (Re is een zeldzaam aardelement), ook bekend als orthoferriet, werd ontdekt door Forestier et al. in 1950 en is een van de vroegste ontdekte magneto -optische kristallen.

Dit type vanMagneto optisch kristalis moeilijk op een directionele manier te groeien vanwege de zeer sterke smeltconvectie, ernstige niet-steady-state oscillaties en hoge oppervlaktespanning. Het is niet geschikt voor groei met behulp van de czochralski-methode en de kristallen verkregen met behulp van de hydrothermische methode en de co-oplosmethode hebben een slechte zuiverheid. De huidige relatief effectieve groeimethode is de optische drijvende zone-methode, dus het is moeilijk om grote, hoogwaardige zeldzame aard-orthoferriet enkele kristallen van hoge kwaliteit te laten groeien. Omdat zeldzame aarde-orthoferrietkristallen een hoge curiestemperatuur hebben (tot 643K), een rechthoekige hysteresislus en een kleine dwangkracht (ongeveer 0,2emu/g bij kamertemperatuur), kunnen ze worden gebruikt in kleine magneto-optische isolatoren wanneer de transmissie hoog is (boven 75%).

Onder de zeldzame Earth MolyBDate-systemen zijn de meest bestudeerde twee-voudige molybdate van het Scheeliet-type (zijn (MOO4) 2, A is een niet-zeldzame aardmetaalion), drievoudige MolyBDate (EE2 (MOO4) 3), viervoudige molybdate (A2Re2 (MOO4) 4) en zevenvoudige (MOO4) 7).

De meeste hiervanMagneto -optische kristallenzijn gesmolten verbindingen van dezelfde samenstelling en kunnen worden gekweekt door de czochralski -methode. Vanwege de vervluchtiging van MOO3 tijdens het groeiproces is het echter noodzakelijk om het temperatuurveld en het materiaalbereidingsproces te optimaliseren om de invloed ervan te verminderen. Het groeisefectprobleem van zeldzame aardmolybdaat onder grote temperatuurgradiënten is niet effectief opgelost en grote kristalgroei kan niet worden bereikt, dus het kan niet worden gebruikt in magneto-optische isolatoren met grote grootte. Omdat zijn verderetconstante en transmissie relatief hoog zijn (meer dan 75%) in de zichtbare-infraroodband, is het geschikt voor geminiaturiseerde magneto-optische apparaten.