นี่คือวัสดุออปติคอลแมกนีโตของแรร์เอิร์ธ

วัสดุออปติคัลแมกนีโตของโลกที่หายาก

วัสดุออปติคัลแม๊กโตหมายถึงวัสดุเชิงฟังก์ชันข้อมูลเชิงแสงพร้อมเอฟเฟกต์แสงแมกนีโตในแถบอัลตราไวโอเลตถึงอินฟราเรดวัสดุออพติคัลแมกนีโตของธาตุหายากเป็นวัสดุเชิงฟังก์ชันข้อมูลเชิงแสงรูปแบบใหม่ที่สามารถนำไปสร้างเป็นอุปกรณ์เชิงแสงที่มีฟังก์ชันต่างๆ ได้โดยใช้คุณสมบัติเชิงแสงของแมกนีโตและปฏิกิริยาและการแปลงของแสง ไฟฟ้า และแม่เหล็กเช่น โมดูเลเตอร์ ไอโซเลเตอร์ เครื่องหมุนเวียน สวิตช์แมกนีโตออปติคอล เดเฟลกเตอร์ ตัวเปลี่ยนเฟส ตัวประมวลผลข้อมูลเชิงแสง จอแสดงผล ความทรงจำ กระจกไบอัสของไจโรเลเซอร์ แมกนีโตมิเตอร์ เซ็นเซอร์ออปติคัลแมกนีโต เครื่องพิมพ์ เครื่องบันทึกวิดีโอ เครื่องจดจำรูปแบบ แผ่นดิสก์แสง , ท่อนำคลื่นแสง ฯลฯ

แหล่งที่มาของเลนส์แมกนีโตโลกที่หายาก

ที่ธาตุหายากสร้างโมเมนต์แม่เหล็กที่ไม่ถูกแก้ไขเนื่องจากชั้นอิเล็กตรอน 4f ที่ไม่ได้เติมเต็ม ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของแม่เหล็กแรงสูงในเวลาเดียวกัน ยังสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นสาเหตุของการกระตุ้นแสง ส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์แสงแมกนีโตที่รุนแรง

โลหะแรร์เอิร์ธบริสุทธิ์ไม่มีเอฟเฟกต์แสงแบบแมกนีโตที่รุนแรงเฉพาะเมื่อธาตุหายากถูกเจือลงในวัสดุเชิงแสง เช่น แก้ว คริสตัลผสม และฟิล์มโลหะผสม จึงจะเกิดเอฟเฟกต์ทางแสงแบบแมกนีโตที่รุนแรงของธาตุหายากปรากฏขึ้นวัสดุแมกนีโตออปติกที่ใช้กันทั่วไปคือองค์ประกอบกลุ่มทรานซิชัน เช่น (REBi) 3 (FeA) 5O12 ผลึกโกเมน (องค์ประกอบโลหะ เช่น A1, Ga, Sc, Ge, In), ฟิล์มอสัณฐาน RETM (Fe, Co, Ni, Mn ) และแก้วแรร์เอิร์ธ

คริสตัลออปติคัลแม๊ก

ผลึกแมกนีโตออปติกเป็นวัสดุคริสตัลที่มีเอฟเฟกต์แมกนีโตออปติกเอฟเฟกต์แมกนีโตออปติคอลมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเป็นแม่เหล็กของวัสดุคริสตัล โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแข็งแรงของการดึงดูดของวัสดุดังนั้น วัสดุแม่เหล็กที่ดีเยี่ยมบางชนิดมักเป็นวัสดุออปติกแบบแมกนีโตที่มีคุณสมบัติออปติคอลแบบแมกนีโตที่ดีเยี่ยม เช่น โกเมนเหล็กอิตเทรียม และคริสตัลโกเมนเหล็กหายากโดยทั่วไปแล้ว คริสตัลที่มีคุณสมบัติทางแสงแมกนีโตดีกว่าคือคริสตัลเฟอร์โรแมกเนติกและเฟอร์ริแมกเนติก เช่น EuO และ EuS เป็นเฟอร์ริแมกเนติก โกเมนเหล็กอิตเทรียม และโกเมนเหล็กธาตุหายากที่เจือด้วยบิสมัทเป็นเฟอร์ริแมกเนติกปัจจุบันนิยมใช้คริสตัลทั้งสองประเภทนี้เป็นหลัก โดยเฉพาะคริสตัลแม่เหล็กที่เป็นเหล็ก

วัสดุออปติคัลโกเมนเหล็กโกเมนหายาก

1. ลักษณะโครงสร้างของวัสดุออปติคัลโกเมนเหล็กโกเมนที่หายาก

วัสดุเฟอร์ไรท์ชนิดโกเมนเป็นวัสดุแม่เหล็กชนิดใหม่ที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วในยุคปัจจุบันสิ่งสำคัญที่สุดคือโกเมนเหล็กธาตุหายาก (หรือที่เรียกว่าโกเมนแม่เหล็ก) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า RE3Fe2Fe3O12 (เรียกย่อว่า RE3Fe5O12) โดยที่ RE คืออิตเทรียมไอออน (บางชนิดเจือด้วย Ca, Bi plasma), Fe ไอออนใน Fe2 สามารถถูกแทนที่ด้วย In, Se, Cr พลาสมา และไอออน Fe ใน Fe สามารถถูกแทนที่ด้วย A, Ga plasmaจนถึงขณะนี้มีโกเมนเหล็กธาตุหายากชนิดเดียวทั้งหมด 11 ชนิดที่มีการผลิตขึ้น โดยชนิดที่พบมากที่สุดคือ Y3Fe5O12 หรือเรียกโดยย่อว่า YIG

2. วัสดุออปติคัลโกเมนเหล็กอิตเทรียม

โกเมนเหล็กอิตเทรียม (YIG) ถูกค้นพบครั้งแรกโดย Bell Corporation ในปี 1956 ในรูปผลึกเดี่ยวที่มีผลทางแสงจากแมกนีโตที่รุนแรงโกเมนเหล็กอิตเทรียมแม่เหล็ก (YIG) มีการสูญเสียแม่เหล็กซึ่งมีขนาดต่ำกว่าเฟอร์ไรต์อื่นๆ หลายชั้นในสนามความถี่สูงพิเศษ ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นวัสดุจัดเก็บข้อมูล

3. วัสดุออปติคอลแม๊กโกเมนเหล็กโลกที่หายากที่มีเจือสูง Bi Series

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการสื่อสารด้วยแสง ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพและความสามารถในการรับส่งข้อมูลก็เพิ่มขึ้นเช่นกันจากมุมมองของการวิจัยวัสดุ จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุแมกนีโตออปติกเป็นแกนหลักของตัวแยก เพื่อให้การหมุนของฟาราเดย์มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเล็กน้อยและความเสถียรของความยาวคลื่นสูง เพื่อปรับปรุงความเสถียรของการแยกอุปกรณ์ต่อ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความยาวคลื่นซีรีส์ไบไอออนธาตุหายากที่มีสารเจือปนสูง โกเมนเหล็ก ผลึกเดี่ยวและฟิล์มบางกลายเป็นจุดสนใจของการวิจัย

ฟิล์มบางผลึกเดี่ยว Bi3Fe5O12 (BiG) นำมาซึ่งความหวังในการพัฒนาตัวแยกแสงแมกนีโตขนาดเล็กแบบบูรณาการในปี 1988 T Kouda และคณะได้รับฟิล์มบางผลึกเดี่ยว Bi3FesO12 (BiIG) เป็นครั้งแรกโดยใช้วิธีการสะสมสปัตเตอร์พลาสมาปฏิกิริยา RIBS (ปฏิกิริยาลอนบีนสปัตเตอร์)ต่อมา สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น ฝรั่งเศส และประเทศอื่นๆ ประสบความสำเร็จในการได้รับ Bi3Fe5O12 และฟิล์มออปติกออปติกเหล็กโกเมนเหล็กหายากที่เจือด้วย Bi สูงโดยใช้วิธีการต่างๆ

4. วัสดุเจือธาตุหายากเหล็กโกเมนแมกนีโตออปติคอล

เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่ใช้กันทั่วไปเช่น YIG และ GdBiIG โกเมนเหล็กธาตุหายากที่เจือด้วย Ce (Ce: YIG) มีลักษณะของมุมการหมุนของฟาราเดย์ขนาดใหญ่ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำ การดูดซับต่ำ และต้นทุนต่ำปัจจุบันเป็นวัสดุแมกนีโตออปติคอลแบบหมุนของฟาราเดย์ชนิดใหม่ที่มีแนวโน้มมากที่สุด
การประยุกต์ใช้วัสดุออปติกแมกนีโตของโลกที่หายาก

วัสดุคริสตัลออปติคอลแม๊กมีเอฟเฟกต์ฟาราเดย์บริสุทธิ์อย่างมีนัยสำคัญ ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงต่ำที่ความยาวคลื่น และมีสนามแม่เหล็กและการซึมผ่านสูงส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตตัวแยกแสง, ส่วนประกอบทางแสงที่ไม่ซึ่งกันและกัน, หน่วยความจำแสงแมกนีโตและโมดูเลเตอร์แสงแมกนีโต, การสื่อสารใยแก้วนำแสงและอุปกรณ์ออปติคอลแบบบูรณาการ, ที่เก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์, การดำเนินการลอจิกและฟังก์ชั่นการส่งสัญญาณ, การแสดงแสงแมกนีโต, การบันทึกออปติคอลแมกนีโต, อุปกรณ์ไมโครเวฟใหม่ , ไจโรสโคปแบบเลเซอร์ ฯลฯ ด้วยการค้นพบวัสดุคริสตัลแมกนีโตออปติคอลอย่างต่อเนื่อง ทำให้ขอบเขตของอุปกรณ์ที่สามารถนำมาใช้และผลิตได้ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

(1) ตัวแยกแสง

ในระบบออปติก เช่น การสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติก มีแสงที่ส่งกลับไปยังแหล่งกำเนิดเลเซอร์เนื่องจากการสะท้อนของพื้นผิวของส่วนประกอบต่างๆ ในเส้นทางออปติคัลแสงนี้ทำให้ความเข้มแสงเอาท์พุตของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ไม่เสถียร ทำให้เกิดสัญญาณรบกวนทางแสง และจำกัดความสามารถในการส่งและระยะการสื่อสารของสัญญาณในการสื่อสารใยแก้วนำแสงอย่างมาก ทำให้ระบบออปติคัลในการทำงานไม่เสถียรตัวแยกแสงเป็นอุปกรณ์ออปติคอลแบบพาสซีฟที่ยอมให้แสงในทิศทางเดียวผ่านได้เท่านั้น และหลักการทำงานของอุปกรณ์นั้นขึ้นอยู่กับการหมุนของฟาราเดย์แบบไม่ตอบแทนกันแสงที่สะท้อนผ่านใยแก้วนำแสงสะท้อนสามารถแยกได้ดีโดยใช้ตัวแยกแสง

(2) เครื่องทดสอบกระแสไฟฟ้าแม๊กออปติก

การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ทำให้เกิดข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการส่งและการตรวจจับโครงข่ายไฟฟ้า และวิธีการวัดแรงดันสูงและกระแสสูงแบบดั้งเดิมจะเผชิญกับความท้าทายที่รุนแรงด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีใยแก้วนำแสงและวัสดุศาสตร์ เครื่องมือทดสอบกระแสไฟฟ้าแบบแมกนีโตออปติคัลได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีความเป็นฉนวนและความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่ยอดเยี่ยม ความแม่นยำในการวัดสูง การย่อขนาดได้ง่าย และไม่มีอันตรายจากการระเบิด

(3) อุปกรณ์ไมโครเวฟ

YIG มีลักษณะของเส้นเรโซแนนซ์เฟอร์โรแมกเนติกที่แคบ โครงสร้างหนาแน่น ความเสถียรของอุณหภูมิที่ดี และการสูญเสียแม่เหล็กไฟฟ้าลักษณะเฉพาะที่น้อยมากที่ความถี่สูงลักษณะเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ไมโครเวฟต่างๆ เช่น เครื่องสังเคราะห์ความถี่สูง ตัวกรองแบนด์พาส ออสซิลเลเตอร์ ไดรเวอร์การปรับค่า AD เป็นต้น ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในย่านความถี่ไมโครเวฟที่อยู่ต่ำกว่าแถบรังสีเอกซ์นอกจากนี้ ผลึกแมกนีโตออปติคัลยังสามารถสร้างเป็นอุปกรณ์แมกนีโตออปติคัลได้ เช่น อุปกรณ์รูปวงแหวน และจอแสดงผลแบบแมกนีโตออปติคอล

(4) หน่วยความจำออปติคอลแม๊ก

ในเทคโนโลยีการประมวลผลข้อมูล สื่อแมกนีโตออปติคัลใช้สำหรับบันทึกและจัดเก็บข้อมูลอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัล Magneto เป็นผู้นำในการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัลโดยมีลักษณะของความจุขนาดใหญ่และการสลับที่จัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัลฟรี รวมถึงข้อดีของการเขียนใหม่ที่เก็บข้อมูลแบบแม่เหล็กและความเร็วในการเข้าถึงโดยเฉลี่ยคล้ายกับฮาร์ดไดรฟ์แบบแม่เหล็กอัตราส่วนประสิทธิภาพด้านต้นทุนจะเป็นกุญแจสำคัญในการพิจารณาว่าดิสก์ออปติคัลแบบแมกนีโตสามารถเป็นผู้นำได้หรือไม่

(5) TG ผลึกเดี่ยว

TGG เป็นคริสตัลที่พัฒนาโดย Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) ในปี 2551 ข้อได้เปรียบหลัก: ผลึกเดี่ยวของ TGG มีค่าคงที่ของแมกนีโตออปติคอลขนาดใหญ่ การนำความร้อนสูง การสูญเสียแสงต่ำ และเกณฑ์ความเสียหายของเลเซอร์สูง และ ใช้กันอย่างแพร่หลายในการขยายหลายระดับ วงแหวน และเลเซอร์ฉีดเมล็ด เช่น แซฟไฟร์ YAG และ T-doped