Рэдказямельныя магнітааптычныя матэрыялы
Магнітааптычныя матэрыялы адносяцца да аптычных інфармацыйных функцыянальных матэрыялаў з магнітааптычнымі эфектамі ва ўльтрафіялетавым і інфрачырвоным дыяпазонах. Рэдказямельныя магнітааптычныя матэрыялы - гэта новы тып функцыянальных матэрыялаў для аптычнай інфармацыі, з якіх можна вырабляць аптычныя прылады з рознымі функцыямі, выкарыстоўваючы іх магнітааптычныя ўласцівасці, а таксама ўзаемадзеянне і пераўтварэнне святла, электрычнасці і магнетызму. Такія, як мадулятары, ізалятары, цыркулятары, магнітна-аптычныя перамыкачы, дэфлектары, фазавыя зрухі, аптычныя інфармацыйныя працэсары, дысплеі, памяць, лазерныя люстэркі зрушэння гіраскопа, магнітаметры, магнітна-аптычныя датчыкі, друкарскія машыны, відэамагнітафоны, машыны распазнавання вобразаў, аптычныя дыскі , аптычныя хваляводы і інш.
Крыніца рэдказямельнай магнітаоптыкі
Theрэдказямельны элементстварае нескорректированный магнітны момант з-за незапоўненага электроннага пласта 4f, які з'яўляецца крыніцай моцнага магнетызму; У той жа час гэта таксама можа прывесці да пераходаў электронаў, што з'яўляецца прычынай светлавога ўзбуджэння, што прыводзіць да моцных магнітааптычных эфектаў.
Чыстыя рэдказямельныя металы не праяўляюць моцнага магнітааптычнага эфекту. Толькі калі рэдказямельныя элементы дадаюцца ў аптычныя матэрыялы, такія як шкло, складаныя крышталі і плёнкі сплаваў, з'явіцца моцны магнітааптычны эфект рэдказямельных элементаў. Магнітааптычныя матэрыялы, якія звычайна выкарыстоўваюцца, - гэта элементы пераходнай групы, такія як крышталі граната (REBi) 3 (FeA) 5O12 (такія металічныя элементы, як A1, Ga, Sc, Ge, In), аморфныя плёнкі RETM (Fe, Co, Ni, Mn ), і рэдказямельныя акуляры.
Магнітааптычны крышталь
Магнітааптычныя крышталі - гэта крышталічныя матэрыялы з магнітааптычным эфектам. Магнітааптычны эфект цесна звязаны з магнетызмам крышталічных матэрыялаў, асабліва з сілай намагнічанасці матэрыялаў. Такім чынам, некаторыя выдатныя магнітныя матэрыялы часта з'яўляюцца магнітааптычнымі матэрыяламі з выдатнымі магнітааптычнымі ўласцівасцямі, такімі як ітрыевы жалезны гранат і крышталі рэдказямельнага жалезнага граната. Наогул кажучы, крышталі з лепшымі магнітааптычнымі ўласцівасцямі - гэта ферамагнітныя і ферымагнітныя крышталі, такія як EuO і EuS з'яўляюцца ферамагнетыкамі, ітрыевы жалезны гранат і рэдказямельны жалезны гранат, дапаваны вісмутам, з'яўляюцца ферымагнетыкамі. У цяперашні час у асноўным выкарыстоўваюцца гэтыя два тыпы крышталяў, асабліва магнітныя крышталі з жалеза.
Магнітааптычны матэрыял з рэдказямельнага жалеза-граната
1. Структурныя характарыстыкі магнітааптычных матэрыялаў рэдказямельнага жалеза-граната
Ферытавыя матэрыялы тыпу граната - гэта новы тып магнітных матэрыялаў, якія хутка развіваюцца ў наш час. Найбольш важным з іх з'яўляецца рэдказямельны жалезазямельны гранат (таксама вядомы як магнітны гранат), які звычайна называюць RE3Fe2Fe3O12 (можна скараціць як RE3Fe5O12), дзе RE - іён ітрыю (некаторыя таксама легіраваныя Ca, Bi плазмай), Fe іёны ў Fe2 могуць быць заменены на In, Se, Cr плазмы, а іёны Fe ў Fe могуць быць заменены на A, Га плазма. Усяго на сённяшні дзень выраблена 11 тыпаў рэдказямельных гранатаў жалеза, найбольш тыповым з якіх з'яўляецца Y3Fe5O12, скарочана YIG.
2. Магнітна-аптычны матэрыял на аснове жалезнага ітрыевага граната
Ітрый-жалезны гранат (YIG) быў упершыню адкрыты кампаніяй Bell Corporation у 1956 годзе ў выглядзе монакрышталя з моцнымі магнітааптычнымі эфектамі. Намагнічаны жалезаітрыевы гранат (ЖІГ) мае магнітныя страты на некалькі парадкаў ніжэй, чым любы іншы ферыт у полі звышвысокай частаты, што робіць яго шырока выкарыстоўваным у якасці матэрыялу для захоўвання інфармацыі.
3. Магнітааптычныя матэрыялы з высокім утрыманнем легіраванай серыі Bi
З развіццём тэхналогій аптычнай сувязі ўзраслі і патрабаванні да якасці і ёмістасці перадачы інфармацыі. З пункту гледжання даследавання матэрыялаў, неабходна палепшыць характарыстыкі магнітааптычных матэрыялаў у якасці стрыжня ізалятараў, каб іх фарадэеўскае кручэнне мела малы тэмпературны каэфіцыент і вялікую стабільнасць даўжыні хвалі, каб палепшыць стабільнасць ізаляцыі прылады ад змены тэмпературы і даўжыні хвалі. Монакрышталі і тонкія плёнкі рэдказямельнага жалезнага граната серыі іёнаў Bi з высокім утрыманнем легіраў сталі ў цэнтры ўвагі даследаванняў.
Монакрышталічная тонкая плёнка Bi3Fe5O12 (BiG) дае надзею на распрацоўку інтэграваных малых магнітааптычных ізалятараў. У 1988 г. T Kouda і соавт. упершыню атрымаў монакрышталічныя тонкія плёнкі Bi3FesO12 (BiIG) з выкарыстаннем метаду нанясення рэактыўнага плазменнага распылення RIBS (рэакцыйнае распыленне Лона). Пасля ЗША, Японія, Францыя і іншыя краіны паспяхова атрымалі магнітааптычныя плёнкі Bi3Fe5O12 і рэдказямельнага граната з высокім утрыманнем Bi з дапамогай розных метадаў.
4. Магнітааптычныя матэрыялы з жалезазямельнага граната, легаванага цэліем
У параўнанні з звычайна выкарыстоўванымі матэрыяламі, такімі як YIG і GdBiIG, рэдказямельны жалезазямельны гранат, легаваны цэліем (Ce: YIG), мае такія характарыстыкі, як вялікі вугал павароту Фарадэя, нізкі тэмпературны каэфіцыент, нізкае паглынанне і нізкі кошт. У цяперашні час гэта самы перспектыўны новы тып магнітааптычнага матэрыялу кручэння Фарадэя.
Прымяненне рэдказямельных магнітааптычных матэрыялаў
Магнітааптычныя крышталічныя матэрыялы валодаюць значным чыстым эфектам Фарадэя, нізкім каэфіцыентам паглынання на даўжынях хваль і высокай намагнічанасцю і пранікальнасцю. У асноўным выкарыстоўваецца ў вытворчасці аптычных ізалятараў, аптычных неўзаемных кампанентаў, магнітааптычнай памяці і магнітааптычных мадулятараў, валаконна-аптычнай сувязі і інтэграваных аптычных прылад, камп'ютэрнага захоўвання дадзеных, лагічных аперацый і функцый перадачы, магнітааптычных дысплеяў, магнітааптычнай запісу, новых мікрахвалевых прылад , лазерныя гіраскопы і г. д. З бесперапынным адкрыццём магнітна-аптычных крышталічных матэрыялаў будзе павялічвацца дыяпазон прылад, якія можна ўжываць і вырабляць.
(1) Аптычны ізалятар
У такіх аптычных сістэмах, як валаконна-аптычная сувязь, святло вяртаецца да лазернай крыніцы з-за адбіваючых паверхняў розных кампанентаў на аптычным шляху. Гэтае святло робіць інтэнсіўнасць выхаднога святла лазернай крыніцы нестабільнай, выклікаючы аптычны шум і значна абмяжоўваючы здольнасць перадачы і адлегласць перадачы сігналаў у валаконна-аптычнай сувязі, што робіць працу аптычнай сістэмы нестабільнай. Аптычны ізалятар - гэта пасіўная аптычная прылада, якая прапускае толькі аднанакіраванае святло, і яе прынцып працы заснаваны на неўзаемнасці кручэння Фарадэя. Святло, якое адлюстроўваецца праз валаконна-аптычныя рэха, можа быць добра ізалявана аптычнымі ізалятарамі.
(2) Магнітааптычны тэстар току
Хуткае развіццё сучаснай прамысловасці вылучыла больш высокія патрабаванні да перадачы і выяўлення электрычных сетак, і традыцыйныя метады вымярэння высокага напружання і моцнага току сутыкнуцца з сур'ёзнымі праблемамі. З развіццём валаконна-аптычных тэхналогій і матэрыялазнаўства магнітааптычныя тэстары току прыцягнулі шырокую ўвагу дзякуючы сваёй выдатнай ізаляцыі і здольнасці супраць перашкод, высокай дакладнасці вымярэнняў, лёгкай мініяцюрызацыі і адсутнасці патэнцыйнай небяспекі выбуху.
(3) Мікрахвалевая печ
YIG мае характарыстыкі вузкай лініі ферамагнітнага рэзанансу, шчыльнай структуры, добрай тэмпературнай стабільнасці і вельмі малых характэрных электрамагнітных страт на высокіх частотах. Гэтыя характарыстыкі робяць яго прыдатным для вырабу розных мікрахвалевых прылад, такіх як высокачашчынныя сінтэзатары, паласавыя фільтры, асцылятары, драйверы налады AD і г. д. Ён шырока выкарыстоўваецца ў дыяпазоне частот мікрахвалевага дыяпазону ніжэй рэнтгенаўскага дыяпазону. Акрамя таго, з магнітааптычных крышталяў таксама можна зрабіць магнітааптычныя прылады, такія як колцападобныя прылады і магнітааптычныя дысплеі.
(4) Магнітааптычная памяць
У тэхніцы апрацоўкі інфармацыі для запісу і захоўвання інфармацыі выкарыстоўваюцца магнітааптычныя носьбіты. Аптычны назапашвальнік Magneto з'яўляецца лідэрам у аптычным назапашвальніку з характарыстыкамі вялікай ёмістасці і свабоднай замены аптычнага назапашвальніка, а таксама перавагамі сціральнай перазапісу магнітнага назапашвальніка і сярэдняй хуткасцю доступу, падобнай да магнітных жорсткіх дыскаў. Каэфіцыент кошту і якасці будзе ключом да таго, ці змогуць магнітааптычныя дыскі лідзіраваць.
(5) Монакрышталі TG
TGG - гэта крышталь, распрацаваны кампаніяй Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) у 2008 годзе. Яго асноўныя перавагі: монакрышталь TGG мае вялікую магнітааптычную канстанту, высокую цеплаправоднасць, нізкія аптычныя страты і высокі парог лазернага пашкоджання, і шырока выкарыстоўваецца ў шматузроўневых узмацняльных, кальцавых і зародкавых ін'екцыйных лазерах, такіх як YAG і Т-легаваны сапфір
Час публікацыі: 16 жніўня 2023 г