Õppime koos magneto -optiliste kristallmaterjalide rakenduspõhimõtet!

Optilise kommunikatsiooni ja suure võimsusega lasertehnoloogia väljatöötamisel on magneto-optiliste isolaatori uurimine ja rakendamine muutunud üha ulatuslikumaks, mis on otseselt edendanud magneto-optiliste materjalide arengut, eriti eritiMagneto optiline kristall. Nende hulgas on magneto-optiliste kristallide, nagu haruldane murekeelne ortoferriit, haruldaste muldmetallide molübdaat, haruldaste muldmetallide voldtaati, yttrium rauast granaat (YIG), terbiumi alumiiniumist granaadil (TAG), kõrgemad verdeti konstandid, mis näitavad ainulaadseid magneto-optilisi eeliseid ja laiad rakendusalad.

Magneto-optilisi efekte võib jagada kolme tüüpi: Faraday efekt, Zeemani efekt ja KERRefekt.

Faraday efekt või Faraday pöörlemine, mida mõnikord nimetatakse magneto-optiliseks faraday efektiks (MOFE), on füüsikaline magneto-optiline nähtus. Faraday efekti põhjustatud polarisatsiooni pöörlemine on võrdeline magnetvälja projektsiooniga piki valguse levimise suunas. Formaalselt on see eriline güroelektromagnetismi juhtum, mis saadakse dielektrilise konstantse tenori diagonaalsel. Kui tasapinnaga polariseeritud valguskiire läbib magneto-optilise söötme magnetväljale, pöörleb tasapinna polariseeritud valguse polarisatsioonitasapind magnetväljaga paralleelselt valguse suunaga ja painde nurka nimetatakse faraday pöörlemisnurgaks.

Zeemani efekt (/ˈzeɪmən/, Hollandi hääldus [ˈzeːmɑn]), mis on nimetatud Hollandi füüsiku Pieter Zeemani järgi, on staatilise magnetvälja juuresolekul mitmeks komponendiks jagatud spektri mõju. See sarnaneb terava efektiga, see tähendab, et spekter jaguneb elektrivälja toimimisel mitmeks komponendiks. Sarnaselt ka terava efektiga on erinevate komponentide vahelistel üleminekutel tavaliselt erinev intensiivsus ja mõned neist on täielikult keelatud (dipooli lähendamise all), sõltuvalt valikureeglitest.

Zeemani efekt on aatomi tekitatud spektri sageduse ja polarisatsiooni suuna muutus orbitaaltasapinna muutumisest ja liikumissagedusest elektroni tuuma ümber aatomis välise magnetvälja poolt.

Kerri efekt, mida tuntakse ka sekundaarse elektrooptilise efekti (QEO )na, viitab nähtusele, et materjali murdumisnäitaja muutub välise elektrivälja muutumisega. Kerri efekt erineb Pockeli efektist, kuna indutseeritud murdumisnäitaja muutus on võrdeline elektrivälja ruuduga, mitte lineaarse muutusega. Kõigil materjalidel on Kerri efekt, kuid mõnel vedelikul on see tugevamalt kui teised.

Forestier jt avastasid haruldaste muldmetallide ferriit -refEO3 (Re haruldaste muldmetallide element), mida tuntakse ka kui ortoferriidi. 1950. aastal ja on üks varasemaid avastatud magnetoid optilisi kristalle.

Seda tüüpiMagneto optiline kristallon selle väga tugeva sula konvektsiooni, raskete mitteseadmete võnkumiste ja kõrge pindpinevuse tõttu keeruline kasvada. See ei sobi Czochralski meetodi abil kasvuks ning hüdrotermilise meetodi ja kaaslahusti meetodi abil saadud kristallidel on halb puhtus. Praegune suhteliselt efektiivne kasvumeetod on optiline ujumistsooni meetod, seega on keeruline kasvatada suure suurusega, kvaliteetseid haruldasi ortoferriidide üksikkristalle. Kuna haruldaste maakera ortoferriitkristallide temperatuur on kõrge (kuni 643K), ristkülikukujuline hüstereesisilm ja väike sunniviisiline jõud (toatemperatuuril umbes 0,2emu/g), on neil võimalik kasutada väikestes magneto-optilistes isolaatorites, kui läbilaskvus on kõrge (üle 75%).

Haruldaste Earth Molybdate'i süsteemide hulgas on kõige uuritud skeemiidi tüüpi kahekordne molübdaat (on (MOO4) 2, A on mittevarre Maa metalliioon), kolmekordne molübdaat (qE2 (Moo4) 3), neljakordset molübdaat (A2RE2 (MOO4) 4) 7-fold (MOO4) 4).

Enamik neistMagneto optilised kristallidon sama koostisega sulaühendid ja neid saab kasvatada Czochralski meetodil. MOO3 lendumise tõttu kasvuprotsessi ajal on siiski vaja temperatuurivälja ja materjali ettevalmistamise protsessi optimeerida, et vähendada selle mõju. Haruldaste muldmetallide molübdaadi kasvutefektide probleemi suurte temperatuuride gradientide korral ei ole tõhusalt lahendatud ja suure suurusega kristallide kasvu ei ole võimalik saavutada, seetõttu ei saa seda kasutada suure suurusega magneto-optilistes isolaatorites. Kuna selle VerDeti konstant ja läbilaskvus on nähtava-infrapuna ribas suhteliselt kõrged (rohkem kui 75%), sobib see miniaturiseeritud magneto-optiliste seadmete jaoks.