Magnetoptiska material för sällsynta jordartsmetaller
Magnetooptiska material avser funktionella material för optisk information med magnetoptiska effekter i de ultravioletta till infraröda banden.Optiska material för sällsynta jordartsmetaller är en ny typ av funktionsmaterial för optisk information som kan göras till optiska enheter med olika funktioner genom att utnyttja deras magnetoptiska egenskaper och interaktion och omvandling av ljus, elektricitet och magnetism.Såsom modulatorer, isolatorer, cirkulatorer, magneto-optiska omkopplare, deflektorer, fasskiftare, optiska informationsprocessorer, displayer, minnen, lasergyroförspänningsspeglar, magnetometrar, magneto-optiska sensorer, tryckmaskiner, videobandspelare, mönsterigenkänningsmaskiner, optiska skivor , optiska vågledare, etc.
Källan till sällsynt jordartsmagnetoptik
Desällsynt jordartsmetallgenererar ett okorrigerat magnetiskt moment på grund av det ofyllda 4f-elektronskiktet, som är källan till stark magnetism;Samtidigt kan det också leda till elektronövergångar, vilket är orsaken till ljusexcitation, vilket leder till starka magnetoptiska effekter.
Rena sällsynta jordartsmetaller uppvisar inga starka magnetoptiska effekter.Endast när sällsynta jordartsmetaller doppas in i optiska material som glas, sammansatta kristaller och legeringsfilmer kommer den starka magnetoptiska effekten av sällsynta jordartsmetaller att uppstå.De vanligen använda magnetoptiska materialen är övergångsgruppelement som (REBi) 3 (FeA) 5O12 granatkristaller (metallelement som A1, Ga, Sc, Ge, In), RETM amorfa filmer (Fe, Co, Ni, Mn ), och sällsynta jordartsglasögon.
Magneto optisk kristall
Magnetooptiska kristaller är kristallmaterial med magnetoptiska effekter.Den magneto-optiska effekten är nära relaterad till magnetismen hos kristallmaterial, särskilt magnetiseringsstyrkan hos materialen.Därför är vissa utmärkta magnetiska material ofta magneto-optiska material med utmärkta magneto-optiska egenskaper, såsom yttriumjärngranat och sällsynta jordartsmetallkristaller.Generellt sett är kristaller med bättre magneto-optiska egenskaper ferromagnetiska och ferrimagnetiska kristaller, såsom EuO och EuS är ferromagneter, yttriumjärngranat och vismutdopad sällsynt jordartsmetallgranat är ferrimagneter.För närvarande används huvudsakligen dessa två typer av kristaller, särskilt järnhaltiga magnetiska kristaller.
Sällsynt jordartsmetall magneto-optiskt material av järngranat
1. Strukturella egenskaper hos magneto-optiska material av granat av sällsynt jordartsmetall
Ferritmaterial av granattyp är en ny typ av magnetiska material som snabbt har utvecklats i modern tid.Den viktigaste av dem är sällsynt jordartsmetallgranat (även känd som magnetisk granat), vanligen kallad RE3Fe2Fe3O12 (kan förkortas som RE3Fe5O12), där RE är en yttriumjon (en del är också dopad med Ca, Bi-plasma), Fe joner i Fe2 kan ersättas med In-, Se-, Cr-plasma och Fe-joner i Fe kan ersättas med A, Ga-plasma.Det finns totalt 11 typer av järngranat av en enda sällsynt jordartsmetall som har producerats hittills, varav den mest typiska är Y3Fe5O12, förkortat YIG.
2. Magnetoptiskt material med granat av yttriumjärn
Yttriumjärngranat (YIG) upptäcktes först av Bell Corporation 1956 som en enda kristall med starka magneto-optiska effekter.Magnetiserad yttriumjärngranat (YIG) har en magnetisk förlust som är flera storleksordningar lägre än någon annan ferrit i det ultrahöga frekvensfältet, vilket gör den allmänt använd som informationslagringsmaterial.
3. Högdopade Bi-serien Rare Earth Iron Granat Magneto Optical Materials
Med utvecklingen av optisk kommunikationsteknik har också kraven på informationsöverföringskvalitet och kapacitet ökat.Ur materialforskningens perspektiv är det nödvändigt att förbättra prestandan hos magneto-optiska material som kärnan i isolatorer, så att deras Faraday-rotation har en liten temperaturkoefficient och stor våglängdsstabilitet, för att förbättra stabiliteten hos enhetsisolering mot temperatur- och våglängdsförändringar.Högdopade Bi ion-serien sällsynta jordartsmetaller järngranat enkristaller och tunna filmer har blivit fokus för forskning.
Bi3Fe5O12 (BiG) enkristall tunn film ger hopp om utvecklingen av integrerade små magnetoptiska isolatorer.1988, T Kouda et al.erhöll Bi3FesO12 (BiIG) enkristall tunna filmer för första gången med hjälp av reaktiv plasmaförstoftningsdepositionsmetod RIBS (reaction lon bean sputtering).Därefter erhöll USA, Japan, Frankrike och andra framgångsrikt Bi3Fe5O12 och hög Bi-dopad sällsynt jordartsmetall magneto-optiska filmer av granat med olika metoder.
4. Ce-dopad sällsynt jordartsmetall järngranat magneto-optiska material
Jämfört med vanliga material som YIG och GdBiIG, har Ce-dopad sällsynt jordartsmetallgranat (Ce: YIG) egenskaperna hos stor Faraday-rotationsvinkel, låg temperaturkoefficient, låg absorption och låg kostnad.Det är för närvarande den mest lovande nya typen av Faraday-rotationsmagnetoptiskt material.
Användning av sällsynta jordartsmagnetoptiska material
Magnetooptiska kristallmaterial har en signifikant ren Faraday-effekt, låg absorptionskoefficient vid våglängder och hög magnetisering och permeabilitet.Används huvudsakligen vid produktion av optiska isolatorer, optiska icke-ömsesidiga komponenter, magnetoptiskt minne och magnetoptiska modulatorer, fiberoptisk kommunikation och integrerade optiska enheter, datorlagring, logikdrift och överföringsfunktioner, magnetoptiska displayer, magnetooptisk inspelning, nya mikrovågsenheter , lasergyroskop, etc. Med den kontinuerliga upptäckten av magneto-optiska kristallmaterial kommer även utbudet av enheter som kan appliceras och tillverkas att öka.
(1) Optisk isolator
I optiska system som fiberoptisk kommunikation finns det ljus som återgår till laserkällan på grund av reflektionsytorna hos olika komponenter i den optiska banan.Detta ljus gör laserkällans utgående ljusintensitet instabil, orsakar optiskt brus och begränsar kraftigt överföringskapaciteten och kommunikationsavståndet för signaler i fiberoptisk kommunikation, vilket gör det optiska systemet instabilt i drift.En optisk isolator är en passiv optisk enhet som endast tillåter enkelriktat ljus att passera igenom, och dess funktionsprincip är baserad på Faraday-rotationens icke-ömsesidighet.Ljuset som reflekteras genom fiberoptiska ekon kan isoleras väl av optiska isolatorer.
(2) Magnetooptisk strömtestare
Den snabba utvecklingen av modern industri har ställt högre krav på överföring och detektering av kraftnät, och traditionella högspännings- och högströmsmätningsmetoder kommer att stå inför stora utmaningar.Med utvecklingen av fiberoptisk teknologi och materialvetenskap har magneto-optiska strömtestare fått stor uppmärksamhet på grund av deras utmärkta isolerings- och anti-interferensförmåga, höga mätnoggrannhet, enkel miniatyrisering och inga potentiella explosionsrisker.
(3) Mikrovågsugn
YIG har egenskaperna hos en smal ferromagnetisk resonanslinje, tät struktur, god temperaturstabilitet och mycket liten karakteristisk elektromagnetisk förlust vid höga frekvenser.Dessa egenskaper gör den lämplig för att tillverka olika mikrovågsenheter såsom högfrekvenssynthesizers, bandpassfilter, oscillatorer, AD-avstämningsdrivrutiner, etc. Den har använts i stor utsträckning i mikrovågsfrekvensbandet under röntgenbandet.Dessutom kan magneto-optiska kristaller också göras till magneto-optiska enheter såsom ringformade enheter och magneto-optiska displayer.
(4) Magneto optiskt minne
Inom informationsbehandlingsteknik används magneto-optiska medier för att registrera och lagra information.Magneto optisk lagring är ledande inom optisk lagring, med egenskaperna stor kapacitet och fritt utbyte av optisk lagring, såväl som fördelarna med raderbar omskrivning av magnetisk lagring och genomsnittlig åtkomsthastighet som liknar magnetiska hårddiskar.Kostnadsförhållandet kommer att vara nyckeln till om magnetoptiska skivor kan leda vägen.
(5) TG enkristall
TGG är en kristall utvecklad av Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) 2008. Dess främsta fördelar: TGG enkristall har en stor magneto-optisk konstant, hög värmeledningsförmåga, låg optisk förlust och hög laserskadtröskel, och används ofta i multi-level amplification, ring och fröinjektionslasrar som YAG och T-dopad safir
Posttid: 2023-aug-16