Lur arraroen material magnetooptikoak
Material magnetooptikoek informazio optikoko material funtzionalak aipatzen dituzte efektu magnetooptikoak dituzten banda ultramoreetatik infragorrietan.Lur arraroen magneto optikoko materialak informazio optikoko material funtzional mota berri bat dira, hainbat funtzio dituzten gailu optiko bihur daitezkeenak, haien propietate magnetooptikoak eta argiaren, elektrizitatearen eta magnetismoaren elkarrekintza eta bihurketa erabiliz.Esaterako, modulatzaileak, isolatzaileak, zirkulatzaileak, etengailu magneto-optikoak, desbideratzaileak, fase-aldatzaileak, informazio optikoko prozesadoreak, pantailak, memoriak, laser giroko bias ispiluak, magnetometroak, sentsore magneto-optikoak, inprimatzeko makinak, bideo grabagailuak, ereduak ezagutzeko makinak, disko optikoak. , uhin-gida optikoak, etab.
Lur arraroen magnetooptikaren iturria
Thelur arraroen elementuaZuzendu gabeko momentu magnetiko bat sortzen du bete gabeko 4f elektroi geruza dela eta, magnetismo indartsuaren iturria dena;Aldi berean, elektroi-trantsizioak ere ekar ditzake, hau da, argiaren kitzikapenaren kausa, efektu magnetooptiko indartsuak eraginez.
Lur arraroen metal hutsek ez dute efektu magnetooptiko sendorik erakusten.Lur arraroen elementuak beira, kristal konposatuak eta aleazio-filmak bezalako material optikoetan dopatzen direnean bakarrik agertuko da lur arraroen elementuen efektu magnetooptiko indartsua.Gehien erabiltzen diren material magnetooptikoak trantsizio taldeko elementuak dira (REBi) 3 (FeA) 5O12 granate kristalak (A1, Ga, Sc, Ge, In bezalako metalezko elementuak), RETM film amorfoak (Fe, Co, Ni, Mn). ), eta lur arraroen betaurrekoak.
Magneto kristal optikoa
Kristal magnetooptikoak efektu magnetooptikoak dituzten kristalezko materialak dira.Efektu magneto-optikoa kristalezko materialen magnetismoarekin lotuta dago, batez ere materialen magnetizazio indarrarekin.Hori dela eta, material magnetiko bikain batzuk propietate magnetooptiko bikainak dituzten material magneto-optikoak izan ohi dira, hala nola itrio burdin granatea eta lur arraroen burdin granate kristalak.Oro har, propietate magnetooptiko hobeak dituzten kristalak kristal ferromagnetikoak eta ferrimagnetikoak dira, hala nola, EuO eta EuS ferroimanak direla, itrio burdin granatea eta bismuto dopatua lur arraroen burdin granate ferrimagnetak.Gaur egun, bi kristal mota hauek erabiltzen dira batez ere, batez ere kristal magnetiko burdinalak.
Lur arraroen burdinazko material magneto-optikoa
1. Lur arraroen burdinazko material magneto-optikoen egitura-ezaugarriak
Granate motako ferrita materialak garai modernoetan azkar garatu diren material magnetiko mota berri bat dira.Garrantzitsuena lur arraroen burdinazko granatea da (granate magnetikoa izenez ere ezagutzen dena), normalean RE3Fe2Fe3O12 izenez ezagutzen dena (RE3Fe5O12 gisa laburtu daiteke), non RE itrio ioia den (batzuk Ca, Bi plasmarekin ere dopatuta daude), Fe. Fe2-ko ioiak In, Se, Cr plasmarekin ordezka daitezke eta Fe ioiak A, Ga plasmarekin ordezkatu daitezke.Orain arte ekoitzi diren lur arraroen burdin granate bakarreko 11 mota daude guztira, tipikoena Y3Fe5O12 izanik, YIG gisa laburtua.
2. Itrio burdina granate material magneto-optikoa
Yttrium burdina granatea (YIG) Bell Corporation-ek 1956an aurkitu zuen lehen aldiz efektu magneto-optiko indartsuak zituen kristal bakar gisa.Magnetizatutako itrio-burdinazko granateak (YIG) galera magnetikoa du beste edozein magnitude-ordena baino txikiagoa den frekuentzia ultra-altuko eremuan, informazio biltegiratze-material gisa oso erabilia izanik.
3. Goi Dopatua Bi Series Rare Earth Iron Garnet Magneto Optical Materials
Komunikazio optikoko teknologiaren garapenarekin, informazioa transmititzeko kalitatearen eta ahalmenaren eskakizunak ere handitu egin dira.Materialen ikerketaren ikuspuntutik, beharrezkoa da material magnetooptikoen errendimendua hobetzea isolatzaileen muin gisa, haien Faraday-ren errotazioak tenperatura-koefiziente txikia eta uhin-luzera handia izan dezan, gailuaren isolamenduaren egonkortasuna hobetzeko. tenperatura eta uhin-luzera aldaketak.Dopazio handiko Bi ioi serie lur arraroen burdinazko kristal bakarreko granateak eta film meheak ikerketaren ardatz bihurtu dira.
Bi3Fe5O12 (BiG) kristal bakarreko film meheak isolatzaile magneto optiko txiki integratuak garatzeko itxaropena dakar.1988an, T Kouda et al.Bi3FesO12 (BiIG) kristal bakarreko film meheak lortu zituen lehen aldiz plasma erreaktiboa sputtering deposizio metodoa RIBS (reaction lon bean sputtering) erabiliz.Ondoren, Estatu Batuek, Japoniak, Frantziak eta beste batzuek arrakastaz lortu zituzten Bi3Fe5O12 eta Bi goi dopatutako lur arraroen burdinazko granate film magnetooptikoak hainbat metodo erabiliz.
4. Ce dopatutako lur arraroak burdina granate material magneto-optikoak
YIG eta GdBiIG bezalako material arruntekin alderatuta, Ce dopatutako lur arraroen burdinazko granateak (Ce: YIG) Faraday biraketa-angelu handiaren, tenperatura baxuko koefizientearen, xurgapen baxuaren eta kostu baxuaren ezaugarriak ditu.Gaur egun, Faraday errotazio magnetooptikoko material berririk itxaropentsuena da.
Lur arraroen material magnetooptikoen aplikazioa
Kristal magnetooptikoko materialek Faraday efektu puru esanguratsua dute, xurgapen koefiziente baxua uhin-luzeretan eta magnetizazio eta iragazkortasun handia dute.Batez ere isolatzaile optikoen ekoizpenean erabiltzen da, elkarrekiko ez diren osagai optikoak, memoria magnetooptikoa eta magnetooptiko moduladoreak, zuntz optikoko komunikazioa eta gailu optiko integratuak, ordenagailuen biltegiratzea, eragiketa logikoa eta transmisio funtzioak, pantaila magnetooptikoak, grabazio magnetooptikoak, mikrouhin gailu berriak. , laser giroskopioak... Kristal magnetooptikoko materialak etengabe aurkitzearekin batera, aplikatu eta fabrikatu daitezkeen gailuen aukera ere handituko da.
(1) Isolatzaile optikoa
Zuntz optikoko komunikazioa bezalako sistema optikoetan, bide optikoko hainbat osagairen islapen gainazalengatik laser iturrira itzultzen den argia dago.Argi honek laser iturriaren irteerako argiaren intentsitatea ezegonkorra egiten du, zarata optikoa eragiten du eta seinaleen transmisio-ahalmena eta komunikazio-distantzia asko mugatzen ditu zuntz optikoko komunikazioan, sistema optikoa funtzionamenduan ezegonkorra bihurtuz.Isolatzaile optikoa gailu optiko pasibo bat da, norabide bakarreko argia igarotzen uzten duena, eta bere funtzionamendu-printzipioa Faraday-ren errotazioaren elkarrekikotasunik ezean oinarritzen da.Zuntz optikoko oihartzunen bidez islatzen den argia isolatzaile optikoek ondo isolatu dezakete.
(2) Korronte magnetooptikoa probagailua
Industria modernoaren garapen azkarrak sare elektrikoak transmititzeko eta detektatzeko eskakizun handiagoak jarri ditu, eta tentsio handiko eta korronte handiko neurketa metodo tradizionalek erronka larriak izango dituzte.Zuntz optikoaren teknologia eta materialen zientziaren garapenarekin, korronte magnetooptikoko probatzaileek arreta handia lortu dute isolamendu eta interferentziaren aurkako gaitasun bikainagatik, neurketa zehaztasun handiagatik, miniaturizazio errazagatik eta leherketa arriskurik ez dutelako.
(3) Mikrouhin-labea
YIG-ek erresonantzia ferromagnetiko lerro estuaren ezaugarriak ditu, egitura trinkoa, tenperatura egonkortasun ona eta galera elektromagnetiko oso txikia maiztasun handietan.Ezaugarri horiei esker, egokia da hainbat mikrouhin-gailu egiteko, hala nola maiztasun handiko sintetizadoreak, banda-iragazkiak, osziladoreak, AD sintonizatzeko kontrolatzaileak, etab. X izpien bandaren azpiko mikrouhinen maiztasun-bandan oso erabilia izan da.Horrez gain, kristal magneto-optikoak gailu magneto-optikoak ere egin daitezke, hala nola, eraztun formako gailuak eta pantaila magneto-optikoak.
(4) Memoria magnetooptikoa
Informazioa prozesatzeko teknologian, euskarri magneto-optikoak erabiltzen dira informazioa erregistratzeko eta gordetzeko.Magneto biltegiratze optikoa biltegiratze optikoaren liderra da, edukiera handiko eta biltegiratze optikoaren doako trukearen ezaugarriekin, baita biltegiratze magnetikoaren berridazketa ezabagarriaren abantailak eta disko gogor magnetikoen antzeko sarbide-abiaduraren batez besteko abantailak ditu.Kostu-errendimenduaren ratioa gakoa izango da magneto-disko optikoek bidea egin dezaketen jakiteko.
(5) TG kristal bakarra
TGG Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) 2008an garatutako kristala da. Bere abantaila nagusiak: TGG kristal bakarrak konstante magneto-optiko handia du, eroankortasun termiko handia, galera optiko txikia eta laserren kalte-atalase handia du, eta asko erabiltzen da maila anitzeko anplifikazio, eraztun eta hazien injekzio-laseretan, hala nola YAG eta T-dopatutako zafiroa.
Argitalpenaren ordua: 2023-abuztuaren 16a