Tanuljuk meg együtt a Magneto Optic Crystal anyagok alkalmazási elvét!

Az optikai kommunikáció és a nagy teljesítményű lézertechnológia fejlődésével a magneto-optikai leválasztók kutatása és alkalmazása egyre kiterjedtebbé vált, ami közvetlenül elősegítette a magneto-optikai anyagok fejlődését, különösenMagneto optikai kristály. Ezek közül az olyan magneto-optikai kristályok, mint a ritkaföldfém-ortoferrit, a ritkaföldfém-molibdát, a ritkaföldfém-volframát, az ittrium-vas-gránát (YIG), a terbium-alumínium-gránát (TAG) magasabb Verdet-állandókkal rendelkeznek, amelyek egyedülálló magneto-optikai teljesítményelőnyöket és széles körű alkalmazási lehetőségeket mutatnak.

A mágneses optikai effektusok három típusra oszthatók: Faraday-effektus, Zeeman-effektus és Kerr-effektus.

A Faraday-effektus vagy Faraday-forgás, amelyet néha magneto-optikai Faraday-effektusnak (MOFE) is neveznek, egy fizikai magneto-optikai jelenség. A Faraday-effektus által okozott polarizációs forgás arányos a mágneses tér fényterjedési iránya szerinti vetületével. Formálisan ez a giroelektromágnesesség speciális esete, amelyet akkor kapunk, ha a dielektromos állandó tenzor átlós. Amikor egy sík polarizált fénysugár áthalad egy mágneses térbe helyezett magneto-optikai közegen, a sík polarizált fény polarizációs síkja a mágneses térrel párhuzamosan forog a fény irányával, és az elhajlási szöget Faraday elfordulási szögnek nevezzük.

A Zeeman-effektus (/ˈzeɪmən/, holland kiejtés [ˈzeːmɑn]), amelyet Pieter Zeeman holland fizikusról neveztek el, a spektrum statikus mágneses tér jelenlétében több komponensre szakadásának hatása. Hasonló a Stark-effektushoz, vagyis a spektrum több komponensre bomlik fel elektromos tér hatására. Szintén a Stark-effektushoz hasonlóan a különböző komponensek közötti átmenetek általában eltérő intenzitásúak, és ezek egy része teljesen tiltott (a dipólus közelítés alatt), a kiválasztási szabályoktól függően.

A Zeeman-effektus az atom által generált spektrum frekvenciájának és polarizációs irányának változása a pályasík és az atomban lévő elektron atommagja körüli mozgási frekvencia külső mágneses tér hatására bekövetkező változása miatt.

A Kerr-effektus, más néven másodlagos elektrooptikai effektus (QEO), arra a jelenségre utal, hogy egy anyag törésmutatója a külső elektromos tér változásával változik. A Kerr-effektus eltér a Pockels-effektustól, mivel az indukált törésmutató-változás arányos az elektromos tér négyzetével, nem pedig lineáris változással. Minden anyag rendelkezik Kerr-effektussal, de egyes folyadékok erősebben mutatják, mint mások.

A ritkaföldfém-ferrit ReFeO3 (Re egy ritkaföldfém elem), más néven ortoferrit Forestier és munkatársai fedezték fel. 1950-ben, és az egyik legkorábban felfedezett mágneses optikai kristály.

Ez a fajtaA mágneses optikai effektusok három típusra oszthatók: Faraday-effektus, Zeeman-effektus és Kerr-effektus.nagyon erős olvadékkonvekciója, erős nem állandósult állapotú oszcillációi és nagy felületi feszültsége miatt nehezen irányíthatóan termeszthető. Czochralski-módszerrel történő növesztésre nem alkalmas, a hidrotermikus módszerrel és a társoldós módszerrel kapott kristályok tisztasága gyenge. A jelenlegi viszonylag hatékony növesztési módszer az optikai lebegőzóna módszer, így nehéz nagy méretű, jó minőségű ritkaföldfém ortoferrit egykristályokat termeszteni. Mivel a ritkaföldfém-ortoferrit kristályoknak magas Curie-hőmérséklete (akár 643 K), téglalap alakú hiszterézishurokkal és kis kényszerítő erővel (körülbelül 0,2 emu/g szobahőmérsékleten) rendelkeznek, alkalmasak kis magneto-optikai szigetelőkben történő felhasználásra, ha az áteresztőképesség magas (75% felett).

A ritkaföldfém-molibdát rendszerek közül a legtöbbet vizsgált scheelit típusú kétszeres molibdát (ARe(MoO4)2, A nem ritkaföldfém-ion), háromszoros molibdát (Ｒe2(MoO4)3), négyszeres molibdát (A2Re2(MoO4)4) és hétszeres molibdát (A2！O47)4.

A legtöbb ilyenMagneto optikai kristályokazonos összetételű olvadt vegyületek, és Czochralski módszerrel termeszthetők. A növekedési folyamat során fellépő MoO3 elpárologtatása miatt azonban a hőmérsékleti mezőt és az anyag-előkészítési folyamatot optimalizálni kell annak hatásának csökkentése érdekében. A ritkaföldfém-molibdát növekedési hiba problémája nagy hőmérsékleti gradiensek mellett nem megoldott hatékonyan, és nem érhető el nagyméretű kristálynövekedés, így nem használható nagy méretű magneto-optikai izolátorokban. Mivel Verdet-állandója és áteresztőképessége viszonylag magas (több mint 75%) a látható-infravörös sávban, alkalmas miniatürizált magneto-optikai eszközökhöz.