إذن هذه مادة بصرية مغناطيسية أرضية نادرة

المواد الضوئية المغناطيسية الأرضية النادرة

تشير المواد الضوئية المغناطيسية إلى المواد الوظيفية للمعلومات البصرية ذات التأثيرات الضوئية المغناطيسية في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية إلى الأشعة تحت الحمراء. المواد الضوئية المغناطيسية الأرضية النادرة هي نوع جديد من المواد الوظيفية للمعلومات البصرية التي يمكن تحويلها إلى أجهزة بصرية ذات وظائف مختلفة من خلال الاستفادة من خصائصها الضوئية الممغنطة وتفاعل وتحويل الضوء والكهرباء والمغناطيسية. مثل المعدلات، والعوازل، والدورات، والمفاتيح المغناطيسية الضوئية، والعاكسات، ومبدلات الطور، ومعالجات المعلومات البصرية، وشاشات العرض، والذكريات، ومرايا انحياز الجيروسكوب الليزري، ومقاييس المغناطيسية، وأجهزة الاستشعار المغناطيسية الضوئية، وآلات الطباعة، ومسجلات الفيديو، وآلات التعرف على الأنماط، والأقراص الضوئية ، أدلة الموجات الضوئية، الخ.

مصدر البصريات المغناطيسية الأرضية النادرة

العنصر ارضي نادريولد لحظة مغناطيسية غير مصححة بسبب طبقة الإلكترون 4f غير المملوءة، والتي تعد مصدر المغناطيسية القوية؛ وفي الوقت نفسه، يمكن أن يؤدي أيضًا إلى انتقالات الإلكترون، وهو سبب الإثارة الضوئية، مما يؤدي إلى تأثيرات بصرية مغناطيسية قوية.

لا تظهر المعادن الأرضية النادرة النقية تأثيرات بصرية مغناطيسية قوية. فقط عندما يتم تطعيم العناصر الأرضية النادرة في مواد بصرية مثل الزجاج والبلورات المركبة وأغشية السبائك، سيظهر التأثير المغناطيسي البصري القوي للعناصر الأرضية النادرة. المواد المغناطيسية الضوئية شائعة الاستخدام هي عناصر المجموعة الانتقالية مثل (REBi) 3 (FeA) 5O12 بلورات العقيق (عناصر معدنية مثل A1، Ga، Sc، Ge، In)، أفلام RETM غير المتبلورة (Fe، Co، Ni، Mn). )، والنظارات الأرضية النادرة.

كريستال بصري مغناطيسي

البلورات المغناطيسية الضوئية هي مواد بلورية ذات تأثيرات بصرية مغناطيسية. يرتبط التأثير المغناطيسي البصري ارتباطًا وثيقًا بمغناطيسية المواد البلورية، وخاصة قوة مغنطة المواد. ولذلك، فإن بعض المواد المغناطيسية الممتازة غالبًا ما تكون مواد مغناطيسية بصرية ذات خصائص مغناطيسية بصرية ممتازة، مثل عقيق حديد الإيتريوم وبلورات عقيق الحديد الأرضي النادر. بشكل عام، البلورات ذات الخصائص المغناطيسية الضوئية الأفضل هي بلورات مغنطيسية حديدية وبلورات مغنطيسية حديدية، مثل EuO و EuS كونها مغناطيسات حديدية، وعقيق حديد الإيتريوم وعقيق الحديد الأرضي النادر المخدر بالبزموت عبارة عن مغناطيسات حديدية. في الوقت الحاضر، يتم استخدام هذين النوعين من البلورات بشكل رئيسي، وخاصة البلورات المغناطيسية الحديدية.

مادة مغناطيسية بصرية من الحديد العقيق الأرضي النادر

1. الخصائص الهيكلية للمواد المغناطيسية الضوئية العقيق الحديد الأرضية النادرة

تعتبر مواد الفريت من نوع العقيق نوعًا جديدًا من المواد المغناطيسية التي تطورت بسرعة في العصر الحديث. وأهمها هو العقيق الحديدي الأرضي النادر (المعروف أيضًا باسم العقيق المغناطيسي)، ويشار إليه عادةً باسم RE3Fe2Fe3O12 (يمكن اختصاره باسم RE3Fe5O12)، حيث RE هو أيون الإيتريوم (بعضها أيضًا مشوب بـ Ca، Biplasm)، Fe يمكن استبدال أيونات Fe2 ببلازما In وSe وCr، ويمكن استبدال أيونات Fe في Fe ببلازما A وGa. هناك إجمالي 11 نوعًا من عقيق الحديد الأرضي النادر الذي تم إنتاجه حتى الآن، وأكثرها شيوعًا هو Y3Fe5O12، والمختصر بـ YIG.

2. الإيتريوم الحديد العقيق المواد المغناطيسية الضوئية

تم اكتشاف عقيق حديد الإيتريوم (YIG) لأول مرة بواسطة شركة Bell Corporation في عام 1956 كبلورة واحدة ذات تأثيرات مغناطيسية بصرية قوية. يحتوي عقيق حديد الإيتريوم الممغنط (YIG) على فقدان مغناطيسي أقل بعدة مرات من أي فريت آخر في مجال التردد العالي للغاية، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع كمواد لتخزين المعلومات.

3. المواد البصرية المغناطيسية ذات العقيق الحديدي الأرضي النادرة من سلسلة Bi المخدرة العالية

مع تطور تكنولوجيا الاتصالات البصرية، زادت أيضًا متطلبات جودة وقدرة نقل المعلومات. من منظور أبحاث المواد، من الضروري تحسين أداء المواد المغناطيسية الضوئية باعتبارها جوهر العوازل، بحيث يكون لدوران فاراداي معامل درجة حرارة صغير واستقرار طول موجي كبير، من أجل تحسين استقرار عزل الجهاز ضد التغيرات في درجات الحرارة والطول الموجي. أصبحت بلورات أحادية من العقيق الحديدي الأرضي النادرة والأغشية الرقيقة من سلسلة Bi ion عالية المنشطات هي محور البحث.

إن الأغشية الرقيقة أحادية البلورة Bi3Fe5O12 (BiG) تجلب الأمل في تطوير عوازل بصرية مغناطيسية صغيرة مدمجة. في عام 1988، تي كودا وآخرون. تم الحصول على أغشية رقيقة أحادية البلورة Bi3FesO12 (BiIG) لأول مرة باستخدام طريقة ترسيب البلازما التفاعلية RIBS (رد فعل فاصولياء اللون الاخرق). بعد ذلك، نجحت الولايات المتحدة واليابان وفرنسا ودول أخرى في الحصول على أفلام بصرية مغناطيسية من Bi3Fe5O12 وأغشية مغناطيسية ضوئية عالية من Bi3Fe5O12.

4. المواد المغناطيسية الضوئية والعقيق الحديدي الأرضية النادرة المخدرة بشهادة CE

بالمقارنة مع المواد شائعة الاستخدام مثل YIG وGdBiIG، فإن عقيق الحديد الأرضي النادر المخدر Ce (Ce: YIG) يتميز بخصائص زاوية دوران فاراداي الكبيرة، ومعامل درجة الحرارة المنخفضة، والامتصاص المنخفض، والتكلفة المنخفضة. وهو حاليًا النوع الجديد الواعد من المواد المغناطيسية الضوئية التي تدور في فاراداي.
تطبيق المواد البصرية المغناطيسية الأرضية النادرة

تتمتع المواد البلورية المغناطيسية بتأثير فاراداي النقي، ومعامل امتصاص منخفض عند الأطوال الموجية، ومغنطة ونفاذية عالية. تستخدم بشكل رئيسي في إنتاج العوازل الضوئية، والمكونات البصرية غير المتبادلة، والذاكرة الضوئية المغناطيسية والمعدلات الضوئية المغناطيسية، واتصالات الألياف الضوئية والأجهزة البصرية المتكاملة، وتخزين الكمبيوتر، والتشغيل المنطقي ووظائف الإرسال، وشاشات العرض الضوئية المغناطيسية، والتسجيل البصري المغناطيسي، وأجهزة الميكروويف الجديدة والجيروسكوبات الليزرية وما إلى ذلك. ومع الاكتشاف المستمر للمواد البلورية المغناطيسية الضوئية، سيزداد أيضًا نطاق الأجهزة التي يمكن تطبيقها وتصنيعها.

(1) عازل بصري

في الأنظمة البصرية مثل اتصالات الألياف الضوئية، هناك ضوء يعود إلى مصدر الليزر بسبب الأسطح الانعكاسية للمكونات المختلفة في المسار البصري. هذا الضوء يجعل كثافة الضوء الناتج لمصدر الليزر غير مستقرة، مما يسبب ضوضاء بصرية، ويحد بشكل كبير من قدرة الإرسال ومسافة الاتصال للإشارات في اتصالات الألياف الضوئية، مما يجعل النظام البصري غير مستقر في التشغيل. العازل البصري هو جهاز بصري سلبي يسمح فقط بمرور الضوء أحادي الاتجاه، ويعتمد مبدأ عمله على عدم التبادلية لدوران فاراداي. يمكن عزل الضوء المنعكس من خلال أصداء الألياف الضوئية بشكل جيد بواسطة العوازل الضوئية.

(2) جهاز اختبار التيار البصري المغناطيسي

لقد وضع التطور السريع للصناعة الحديثة متطلبات أعلى لنقل شبكات الطاقة والكشف عنها، وستواجه طرق قياس الجهد العالي والتيار العالي التقليدية تحديات شديدة. مع تطور تكنولوجيا الألياف الضوئية وعلوم المواد، اكتسبت أجهزة اختبار التيار المغناطيسي البصري اهتمامًا واسع النطاق نظرًا لقدراتها الممتازة في العزل ومكافحة التداخل، ودقة القياس العالية، وسهولة التصغير، وعدم وجود مخاطر انفجار محتملة.

(3) جهاز الميكروويف

يتميز YIG بخصائص خط الرنين المغناطيسي الضيق، والبنية الكثيفة، والاستقرار الجيد في درجة الحرارة، وفقدان كهرومغناطيسي مميز صغير جدًا عند الترددات العالية. هذه الخصائص تجعلها مناسبة لصنع أجهزة الموجات الدقيقة المختلفة مثل أجهزة التوليف عالية التردد، ومرشحات تمرير النطاق، والمذبذبات، ومحركات ضبط AD، وما إلى ذلك. وقد تم استخدامها على نطاق واسع في نطاق تردد الموجات الدقيقة أسفل نطاق الأشعة السينية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا تحويل البلورات المغناطيسية الضوئية إلى أجهزة مغناطيسية بصرية مثل الأجهزة ذات الشكل الدائري وشاشات العرض المغناطيسية الضوئية.

(4) الذاكرة الضوئية المغناطيسية

في تكنولوجيا معالجة المعلومات، تُستخدم الوسائط الضوئية الممغنطة لتسجيل المعلومات وتخزينها. يعد التخزين الضوئي Magneto هو الرائد في مجال التخزين البصري، حيث يتميز بخصائص السعة الكبيرة والتبديل المجاني للتخزين الضوئي، بالإضافة إلى مزايا إعادة الكتابة القابلة للمسح للتخزين المغناطيسي ومتوسط ​​سرعة الوصول المشابهة لمحركات الأقراص الصلبة المغناطيسية. ستكون نسبة أداء التكلفة هي المفتاح لمعرفة ما إذا كانت الأقراص الضوئية المغناطيسية يمكنها أن تقود الطريق.

(5) TG كريستال واحد

TGG عبارة عن بلورة طورتها شركة Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) في عام 2008. مزاياها الرئيسية: تتميز بلورة TGG المفردة بثبات مغناطيسي بصري كبير، وموصلية حرارية عالية، وفقدان بصري منخفض، وعتبة عالية لتلف الليزر، و يستخدم على نطاق واسع في ليزر التضخيم متعدد المستويات، والحلقة، وحقن البذور مثل YAG وT-doped sapphire.