Magneto optički materijali rijetkih zemalja
Magneto optički materijali se odnose na optičke informacione funkcionalne materijale sa magneto optičkim efektima u ultraljubičastim do infracrvenim opsezima. Magnetooptički materijali rijetkih zemalja su nova vrsta optičkih informacijskih funkcionalnih materijala koji se mogu napraviti u optičke uređaje s različitim funkcijama korištenjem njihovih magnetooptičkih svojstava i interakcije i konverzije svjetlosti, električne energije i magnetizma. Kao što su modulatori, izolatori, cirkulatori, magneto-optički prekidači, deflektori, fazni pomerači, optički informacioni procesori, displeji, memorija, laserski žiro-bias ogledala, magnetometri, magneto-optički senzori, mašine za štampanje, video rekorderi, mašine za prepoznavanje uzoraka, optički diskovi , optički talasovodi itd.
Izvor magnetne optike rijetkih zemalja
Theelement rijetke zemljegeneriše nekorigovani magnetni moment zbog nepopunjenog 4f elektronskog sloja, koji je izvor jakog magnetizma; Istovremeno, može dovesti i do prelaza elektrona, što je uzrok pobuđivanja svjetlosti, što dovodi do jakih magneto optičkih efekata.
Čisti metali retkih zemalja ne pokazuju jake magnetno optičke efekte. Tek kada se elementi retkih zemalja dopiraju u optičke materijale kao što su staklo, složeni kristali i filmovi od legura, pojaviće se snažan magnetno-optički efekat elemenata retkih zemalja. Uobičajeni magneto-optički materijali su elementi prelazne grupe kao što su (REBi) 3 (FeA) 5O12 kristali granata (metalni elementi kao što su A1, Ga, Sc, Ge, In), RETM amorfni filmovi (Fe, Co, Ni, Mn ), i naočale za rijetke zemlje.
Magneto optički kristal
Magneto optički kristali su kristalni materijali sa magnetno optičkim efektima. Magneto-optički efekat je usko povezan sa magnetizmom kristalnih materijala, posebno sa jačinom magnetizacije materijala. Stoga su neki odlični magnetni materijali često magneto-optički materijali sa odličnim magnetno-optičkim svojstvima, kao što su itrijum željezni granat i kristali željeznog granata rijetkih zemalja. Općenito govoreći, kristali s boljim magneto-optičkim svojstvima su feromagnetski i ferimagnetski kristali, kao što su EuO i EuS koji su feromagneti, itrijum željezni granat i bizmutom dopirani željezni granat rijetke zemlje koji su ferimagneti. Trenutno se uglavnom koriste ove dvije vrste kristala, posebno magnetni kristali željeza.
Magneto-optički materijal od rijetkog metala od željeznog granata
1. Strukturne karakteristike magneto-optičkih materijala retkih zemnih gvozdenih granata
Feritni materijali tipa granat su nova vrsta magnetnih materijala koji su se brzo razvili u moderno doba. Najvažniji od njih je retkozemni gvozdeni granat (takođe poznat kao magnetni granat), koji se obično naziva RE3Fe2Fe3O12 (može biti skraćeno kao RE3Fe5O12), gde je RE ion itrijuma (neki su takođe dopirani sa Ca, Bi plazmom), Fe joni u Fe2 mogu se zamijeniti sa In, Se, Cr plazmom, a Fe ioni u Fe mogu biti zamijenjeni sa A, Ga plazma. Do sada je proizvedeno ukupno 11 vrsta jednostrukog retkozemnog željeznog granata, a najtipičniji je Y3Fe5O12, skraćeno YIG.
2. Itrijum željezni granat magneto-optički materijal
Itrijum željezni granat (YIG) je prvi otkrio Bell Corporation 1956. godine kao monokristal sa jakim magnetno-optičkim efektima. Magnetizirani itrijum željezni granat (YIG) ima magnetni gubitak nekoliko redova veličine manji od bilo kojeg drugog ferita u polju ultra visoke frekvencije, što ga čini široko korištenim kao materijal za pohranu informacija.
3. Visoko dopirani Bi Series Magneto Optički materijali od rijetkih zemalja željeznog granata
Razvojem optičke komunikacione tehnologije povećani su i zahtjevi za kvalitetom i kapacitetom prijenosa informacija. Iz perspektive istraživanja materijala, potrebno je poboljšati performanse magnetooptičkih materijala kao jezgre izolatora, tako da njihova Faradejeva rotacija ima mali temperaturni koeficijent i veliku stabilnost talasne dužine, kako bi se poboljšala stabilnost izolacije uređaja od promjene temperature i talasne dužine. Monokristali i tanki filmovi iz serije rijetkih zemljanih željeznih granata i tankih filmova postali su fokus istraživanja.
Bi3Fe5O12 (BiG) monokristalni tanki film donosi nadu za razvoj integrisanih malih magneto optičkih izolatora. Godine 1988, T Kouda et al. po prvi put su dobili tanke filmove od monokristala Bi3FesO12 (BiIG) koristeći metodu taloženja reaktivnom plazmom sputtering RIBS (reaction lon bean sputtering). Nakon toga, Sjedinjene Države, Japan, Francuska i drugi su uspješno dobili Bi3Fe5O12 i visoko Bi dopirane magnetno-optičke filmove od željeznog granata rijetke zemlje koristeći različite metode.
4. Magneto-optički materijali dopirani retkom zemljom željeznim granatom
U poređenju sa uobičajeno korišćenim materijalima kao što su YIG i GdBiIG, granat od retke zemlje dopiranog Ce (Ce: YIG) ima karakteristike velikog Faradejevog ugla rotacije, niskog temperaturnog koeficijenta, niske apsorpcije i niske cene. To je trenutno najperspektivnija nova vrsta magneto-optičkog materijala Faradejeve rotacije.
Primjena magnetooptičkih materijala rijetkih zemalja
Magneto optički kristalni materijali imaju značajan čist Faradayev efekat, nizak koeficijent apsorpcije na talasnim dužinama i visoku magnetizaciju i permeabilnost. Uglavnom se koristi u proizvodnji optičkih izolatora, optičkih nerecipročnih komponenti, magneto optičke memorije i magneto optičkih modulatora, optičke komunikacije i integriranih optičkih uređaja, računala za pohranu, logičkih operacija i funkcija prijenosa, magneto optičkih displeja, magneto optičkog snimanja, novih mikrovalnih uređaja , laserski žiroskopi, itd. Uz kontinuirano otkrivanje magneto-optičkih kristalnih materijala, povećavat će se i raspon uređaja koji se mogu primijeniti i proizvesti.
(1) Optički izolator
U optičkim sistemima kao što je komunikacija optičkim vlaknima, postoji svjetlost koja se vraća u laserski izvor zbog reflektirajućih površina različitih komponenti na optičkoj putanji. Ovo svjetlo čini izlazni intenzitet svjetlosti laserskog izvora nestabilnim, uzrokujući optički šum i uvelike ograničavajući kapacitet prijenosa i komunikacijsku udaljenost signala u optičkoj komunikaciji, čineći optički sistem nestabilnim u radu. Optički izolator je pasivni optički uređaj koji propušta samo jednosmjernu svjetlost, a njegov princip rada je zasnovan na neuzajemnosti Faradejeve rotacije. Svjetlost koja se reflektira kroz eho optičkih vlakana može se dobro izolirati pomoću optičkih izolatora.
(2) Magneto optički tester struje
Brzi razvoj moderne industrije postavio je veće zahtjeve za prijenos i detekciju električnih mreža, a tradicionalne metode mjerenja visokog napona i velike struje suočit će se s ozbiljnim izazovima. Sa razvojem tehnologije optičkih vlakana i nauke o materijalima, magneto-optički strujni testeri su zadobili široku pažnju zbog svoje odlične izolacije i mogućnosti zaštite od smetnji, visoke preciznosti mjerenja, jednostavne minijaturizacije i bez potencijalnih opasnosti od eksplozije.
(3) Mikrovalna pećnica
YIG ima karakteristike uske linije feromagnetne rezonance, guste strukture, dobre temperaturne stabilnosti i vrlo malih karakterističnih elektromagnetnih gubitaka na visokim frekvencijama. Ove karakteristike ga čine pogodnim za izradu različitih mikrotalasnih uređaja kao što su visokofrekventni sintisajzeri, propusni filteri, oscilatori, AD tuning drajveri, itd. Široko se koristio u mikrotalasnom frekvencijskom opsegu ispod rendgenskog opsega. Osim toga, magneto-optički kristali se također mogu napraviti u magneto-optičke uređaje kao što su uređaji u obliku prstena i magneto-optički displeji.
(4) Magneto optička memorija
U tehnologiji obrade informacija, magneto-optički mediji se koriste za snimanje i pohranjivanje informacija. Magneto optička pohrana je lider u optičkoj memoriji, sa karakteristikama velikog kapaciteta i besplatne zamjene optičke memorije, kao i prednostima brisanja ponovnog pisanja magnetne memorije i prosječne brzine pristupa sličnoj magnetnim tvrdim diskovima. Omjer troškova i performansi bit će ključ za to da li magneto optički diskovi mogu biti najbolji.
(5) TG monokristal
TGG je kristal koji je razvio Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) 2008. Njegove glavne prednosti: TGG monokristal ima veliku magnetno-optičku konstantu, visoku toplotnu provodljivost, mali optički gubitak i visok prag laserskog oštećenja i široko se koristi u laserima za pojačavanje na više nivoa, prstenaste lasere i lasere za ubrizgavanje sjemena kao što su YAG i T-dopirani safir
Vrijeme objave: 16.08.2023