La oss lære bruksprinsippet for magnetoptiske krystallmaterialer sammen!

Med utviklingen av optisk kommunikasjon og høyeffektlaserteknologi har forskning og anvendelse av magneto-optiske isolatorer blitt mer og mer omfattende, noe som direkte har fremmet utviklingen av magneto-optiske materialer, spesieltMagneto optisk krystall. Blant dem har magneto-optiske krystaller som ortoferritt av sjeldne jordarter, molybdat av sjeldne jordarter, wolframat av sjeldne jordarter, yttriumjerngranat (YIG), terbiumaluminiumgranat (TAG) høyere Verdet-konstanter, og viser unike magneto-optiske ytelsesfordeler og brede bruksmuligheter.

Magneto-optiske effekter kan deles inn i tre typer: Faraday-effekt, Zeeman-effekt og Kerr-effekt.

Faraday-effekt eller Faraday-rotasjon, noen ganger kalt magneto-optisk Faraday-effekt (MOFE), er et fysisk magneto-optisk fenomen. Polarisasjonsrotasjonen forårsaket av Faraday-effekten er proporsjonal med projeksjonen av magnetfeltet langs lysets utbredelsesretning. Formelt sett er dette et spesielt tilfelle av gyroelektromagnetisme oppnådd når den dielektriske konstanttensoren er diagonal. Når en stråle av planpolarisert lys passerer gjennom et magneto-optisk medium plassert i et magnetfelt, roterer polarisasjonsplanet til det planpolariserte lyset med magnetfeltet parallelt med lysets retning, og avbøyningsvinkelen kalles Faraday-rotasjonsvinkelen.

Zeeman-effekten (/ˈzeɪmən/, nederlandsk uttale [ˈzeːmɑn]), oppkalt etter den nederlandske fysikeren Pieter Zeeman, er effekten av at spekteret deler seg i flere komponenter i nærvær av et statisk magnetfelt. Det ligner på Stark-effekten, det vil si at spekteret deler seg i flere komponenter under påvirkning av et elektrisk felt. Også lik Stark-effekten, har overgangene mellom forskjellige komponenter vanligvis forskjellige intensiteter, og noen av dem er helt forbudt (under dipoltilnærmingen), avhengig av valgreglene.

Zeeman-effekten er endringen i frekvensen og polarisasjonsretningen til spekteret generert av atomet på grunn av endringen av baneplanet og bevegelsesfrekvensen rundt elektronkjernen i atomet av det eksterne magnetfeltet.

Kerr-effekten, også kjent som den sekundære elektrooptiske effekten (QEO), refererer til fenomenet at brytningsindeksen til et materiale endres med endringen av det eksterne elektriske feltet. Kerr-effekten er forskjellig fra Pockels-effekten fordi den induserte brytningsindeksendringen er proporsjonal med kvadratet på det elektriske feltet, snarere enn en lineær endring. Alle materialer viser Kerr-effekten, men noen væsker viser den sterkere enn andre.

Rare earth ferritt ReFeO3 (Re er et sjeldent jordelement), også kjent som orthoferritt, ble oppdaget av Forestier et al. i 1950 og er en av de tidligste oppdagede Magneto Optic Crystals.

Denne typenMagneto optisk krystaller vanskelig å vokse på en retningsbestemt måte på grunn av sin meget sterke smeltekonveksjon, alvorlige ikke-stabile svingninger og høye overflatespenninger. Den er ikke egnet for vekst ved bruk av Czochralski-metoden, og krystallene oppnådd ved bruk av hydrotermisk metode og co-solvent-metoden har dårlig renhet. Den nåværende relativt effektive vekstmetoden er den optiske flytende sonemetoden, så det er vanskelig å dyrke store, høykvalitets sjeldne jordartsortoferrittenkelkrystaller. Fordi sjeldne jordartsortoferrittkrystaller har en høy Curie-temperatur (opptil 643K), en rektangulær hysteresesløyfe og en liten tvangskraft (ca. 0,2emu/g ved romtemperatur), har de potensial til å brukes i små magneto-optiske isolatorer når transmittansen er høy (over 75%).

Blant molybdatsystemene for sjeldne jordarter er de mest studerte scheelitt-type todobbelt molybdat (ARe(MoO4)2, A er et ikke-sjeldent jordmetallion), tredobbelt molybdat (Ｒe2(MoO4)3), firedobbelt molybdat (A2Re2(MoO4)4) og syvdobbelt (A2 molybdat) (4 ganger) molybdat.

De fleste av disseMagneto optiske krystallerer smeltede forbindelser med samme sammensetning og kan dyrkes ved Czochralski-metoden. På grunn av fordampningen av MoO3 under vekstprosessen, er det imidlertid nødvendig å optimalisere temperaturfeltet og materialforberedelsesprosessen for å redusere dens innflytelse. Vekstdefektproblemet med molybdat av sjeldne jordarter under store temperaturgradienter har ikke blitt effektivt løst, og krystallvekst i stor størrelse kan ikke oppnås, så det kan ikke brukes i magneto-optiske isolatorer i stor størrelse. Fordi Verdet-konstanten og transmittansen er relativt høy (mer enn 75 %) i det synlige infrarøde båndet, er den egnet for miniatyriserte magneto-optiske enheter.