Harvinaisten maametallien magneettiset optiset materiaalit
Magnetooptisilla materiaaleilla tarkoitetaan optisia informaatiotoiminnallisia materiaaleja, joilla on magnetooptisia vaikutuksia ultravioletti-infrapunakaistoilla. Harvinaisten maametallien magnetooptiset materiaalit ovat uudenlaisia optisen informaation toiminnallisia materiaaleja, joista voidaan valmistaa erilaisia optisia laitteita hyödyntäen niiden magnetooptisia ominaisuuksia sekä valon, sähkön ja magnetismin vuorovaikutusta ja muuntamista. Kuten modulaattorit, isolaattorit, kiertovesipumput, magneto-optiset kytkimet, deflektorit, vaiheensiirtimet, optiset tietoprosessorit, näytöt, muistit, lasergyro-bias-peilit, magnetometrit, magneto-optiset anturit, painokoneet, videonauhurit, hahmontunnistuskoneet, optiset levyt , optiset aaltoputket jne.
Harvinaisten maametallien magneettioptiikan lähde
Theharvinaista maametalliamuodostaa korjaamattoman magneettisen momentin täyttämättömän 4f-elektronikerroksen takia, joka on voimakkaan magnetismin lähde; Samalla se voi myös johtaa elektronisiirtymiin, mikä on syynä valon virittymiseen, mikä johtaa vahvoihin magnetooptisiin vaikutuksiin.
Puhtailla harvinaisilla maametalleilla ei ole voimakkaita magnetooptisia vaikutuksia. Vain kun harvinaisten maametallien elementit seostetaan optisiin materiaaleihin, kuten lasiin, yhdistelmäkiteisiin ja seoskalvoihin, harvinaisten maametallien voimakas magneto-optinen vaikutus ilmenee. Yleisesti käytettyjä magneto-optisia materiaaleja ovat siirtymäryhmäelementit, kuten (REBi) 3 (FeA) 5O12 granaattikiteet (metallielementit kuten A1, Ga, Sc, Ge, In), RETM amorfiset kalvot (Fe, Co, Ni, Mn ) ja harvinaisten maametallien lasit.
Magneto optinen kristalli
Magnetooptiset kiteet ovat kidemateriaaleja, joilla on magnetooptisia vaikutuksia. Magneto-optinen vaikutus liittyy läheisesti kidemateriaalien magnetismiin, erityisesti materiaalien magnetointivoimakkuuteen. Siksi jotkut erinomaiset magneettiset materiaalit ovat usein magneto-optisia materiaaleja, joilla on erinomaiset magneto-optiset ominaisuudet, kuten yttriumrautagranaatti ja harvinaisten maametallien rautagranaattikiteet. Yleisesti ottaen kiteet, joilla on paremmat magneto-optiset ominaisuudet, ovat ferromagneettisia ja ferrimagneettisia kiteitä, kuten EuO ja EuS ovat ferromagneetteja, yttriumrautagranaatti ja vismutilla seostettu harvinaisten maametallien granaatti ovat ferrimagneetteja. Tällä hetkellä käytetään pääasiassa näitä kahden tyyppisiä kiteitä, erityisesti rautamagneettisia kiteitä.
Harvinaisen maametallin rautagranaattimagneettinen optinen materiaali
1. Harvinaisten maametallien rautagranaattimagnetooptisten materiaalien rakenteelliset ominaisuudet
Granaattityyppiset ferriittimateriaalit ovat uudentyyppisiä magneettisia materiaaleja, jotka ovat kehittyneet nopeasti nykyaikana. Tärkein niistä on harvinaisten maametallien rautagranaatti (tunnetaan myös nimellä magneettigranaatti), jota kutsutaan yleisesti nimellä RE3Fe2Fe3O12 (voidaan lyhentää RE3Fe5O12), jossa RE on yttrium-ioni (jotkut on myös seostettu Ca:lla, Bi plasmalla), Fe Fe2:n ionit voidaan korvata In-, Se-, Cr-plasmalla ja Fe-ionit Fe2:ssa voidaan korvata A, Ga-plasmalla. Yksittäisiä harvinaisten maametallien rautagranaattia on tähän mennessä valmistettu yhteensä 11 tyyppiä, joista tyypillisin on Y3Fe5O12, lyhennettynä YIG.
2. Magneto-optinen yttrium-rautagranaattimateriaali
Bell Corporation löysi yttrium-rautagranaatin (YIG) ensimmäisen kerran vuonna 1956 yksikiteenä, jolla oli voimakkaita magneto-optisia vaikutuksia. Magnetoidun yttriumrautagranaatin (YIG) magneettihäviö on useita suuruusluokkia pienempi kuin minkään muun ferriitin ultrakorkeataajuuskentässä, joten sitä käytetään laajalti tiedon tallennusmateriaalina.
3. High Doped Bi-sarjan harvinaisten maametallien rautagranaattimagneettiset optiset materiaalit
Optisen viestintätekniikan kehittyessä vaatimukset tiedonsiirron laadulle ja kapasiteetille ovat myös lisääntyneet. Materiaalitutkimuksen näkökulmasta on välttämätöntä parantaa magneto-optisten materiaalien suorituskykyä isolaattorien ytimenä siten, että niiden Faraday-kierrolla on pieni lämpötilakerroin ja suuri aallonpituuden stabiilisuus, jotta parannetaan laitteen eristyksen vakautta vastaan. lämpötilan ja aallonpituuden vaihtelut. Korkeasti seostetuista Bi ion -sarjan harvinaisten maametallien rautagranaattiyksittäiskiteistä ja ohuista kalvoista on tullut tutkimuksen kohteena.
Bi3Fe5O12 (BiG) yksikideohutkalvo tuo toivoa integroitujen pienten optisten magneto-eristimien kehittämiselle. Vuonna 1988 T Kouda et ai. sai Bi3FesO12 (BiIG) yksikideohutkalvot ensimmäistä kertaa käyttämällä reaktiivista plasmasputterointipinnoitusmenetelmää RIBS (reaction lon bean sputtering). Myöhemmin Yhdysvallat, Japani, Ranska ja muut onnistuivat saamaan Bi3Fe5O12- ja runsaasti Bi-seostettuja harvinaisten maametallien rautagranaattimagnetooptisia kalvoja eri menetelmillä.
4. Ce-seostetut harvinaisten maametallien rautagranaattimagnetooptiset materiaalit
Verrattuna yleisesti käytettyihin materiaaleihin, kuten YIG ja GdBiIG, Ce-seostetulla harvinaisen maametallin rautagranaatilla (Ce: YIG) on suuri Faradayn kiertokulma, alhainen lämpötilakerroin, alhainen absorptio ja alhaiset kustannukset. Se on tällä hetkellä lupaavin uusi Faradayn rotaatiomagneto-optinen materiaali.
Harvinaisten maametallien magneettioptisten materiaalien käyttö
Magneto-optisilla kidemateriaaleilla on merkittävä puhdas Faraday-ilmiö, alhainen absorptiokerroin aallonpituuksilla ja korkea magnetointi ja permeabiliteetti. Käytetään pääasiassa optisten isolaattorien, optisten ei-vastavuoroisten komponenttien, magneettisen optisen muistin ja magnetooptisten modulaattoreiden, kuituoptisen viestinnän ja integroitujen optisten laitteiden, tietokonetallennusten, logiikkatoimintojen ja siirtotoimintojen, optisten magneettinäyttöjen, magnetooptisen tallennuksen, uusien mikroaaltouunilaitteiden valmistuksessa. , lasergyroskoopit jne. Magneto-optisten kidemateriaalien jatkuvan löytämisen myötä myös sovellettavien ja valmistettavien laitteiden valikoima kasvaa.
(1) Optinen eristin
Optisissa järjestelmissä, kuten valokuituviestinnässä, on valoa, joka palaa laserlähteeseen optisella polulla olevien eri komponenttien heijastuspintojen ansiosta. Tämä valo tekee laserlähteen valon voimakkuuden epävakaaksi, mikä aiheuttaa optista kohinaa ja rajoittaa suuresti signaalien siirtokapasiteettia ja tiedonsiirtoetäisyyttä valokuituviestinnässä, mikä tekee optisesta järjestelmästä epävakaa toiminnassa. Optinen isolaattori on passiivinen optinen laite, joka päästää läpi vain yksisuuntaista valoa ja sen toimintaperiaate perustuu Faradayn pyörimisen ei-vastavuoroisuuteen. Kuituoptisten kaikujen kautta heijastuva valo voidaan eristää hyvin optisilla isolaattoreilla.
(2) Magneto-optinen virrantesteri
Modernin teollisuuden nopea kehitys on asettanut korkeampia vaatimuksia sähköverkkojen siirrolle ja havaitsemiselle, ja perinteiset suurjännite- ja suurvirtamittausmenetelmät kohtaavat vakavia haasteita. Kuituoptisen tekniikan ja materiaalitieteen kehityksen myötä magneto-optiset virtatestaajat ovat saaneet laajaa huomiota niiden erinomaisten eristys- ja häiriönestoominaisuuksien, korkean mittaustarkkuuden, helpon pienentämisen ja mahdollisen räjähdysvaaran ansiosta.
(3) Mikroaaltouuni
YIG:llä on kapea ferromagneettinen resonanssiviiva, tiheä rakenne, hyvä lämpötilan stabiilisuus ja erittäin pieni ominaisuus sähkömagneettinen häviö korkeilla taajuuksilla. Nämä ominaisuudet tekevät siitä sopivan erilaisten mikroaaltolaitteiden, kuten suurtaajuussyntetisaattoreiden, kaistanpäästösuodattimien, oskillaattorien, AD-viritysohjainten jne. valmistukseen. Sitä on käytetty laajalti röntgenkaistan alapuolella olevassa mikroaaltotaajuuskaistassa. Lisäksi magneto-optisista kiteistä voidaan valmistaa myös magneto-optisia laitteita, kuten renkaan muotoisia laitteita ja magneto-optisia näyttöjä.
(4) Magneto-optinen muisti
Tietojenkäsittelytekniikassa magneto-optisia tietovälineitä käytetään tiedon tallentamiseen ja tallentamiseen. Magneto-optinen tallennustila on johtava optisen tallennustilan ominaisuus, jolla on suuri kapasiteetti ja vapaa optisen tallennustilan vaihto, sekä magneettisen tallennustilan pyyhittävä uudelleenkirjoitus ja keskimääräinen pääsynopeus, joka on samanlainen kuin magneettisia kiintolevyjä. Kustannustehokkuus on avain siihen, voivatko magneto-optiset levyt näyttää tietä.
(5) TG-yksikide
TGG on kide, jonka Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) on kehittänyt vuonna 2008. Sen tärkeimmät edut: TGG-yksikiteellä on suuri magneto-optinen vakio, korkea lämmönjohtavuus, pieni optinen häviö ja korkea laservauriokynnys. käytetään laajalti monitasoisissa vahvistus-, rengas- ja siemeninjektiolasereissa, kuten YAG ja T-seostettu safiiri
Postitusaika: 16.8.2023