Bahan optik magneto tanah jarang
Bahan optik magneto mengacu pada bahan fungsional informasi optik dengan efek optik magneto pada pita ultraviolet hingga inframerah. Bahan optik magneto tanah jarang merupakan jenis bahan fungsional informasi optik baru yang dapat dibuat menjadi perangkat optik dengan berbagai fungsi dengan memanfaatkan sifat optik magneto serta interaksi dan konversi cahaya, listrik, dan magnet. Seperti modulator, isolator, sirkulator, sakelar magneto-optik, deflektor, pemindah fasa, pemroses informasi optik, layar, memori, cermin bias gyro laser, magnetometer, sensor magneto-optik, mesin cetak, perekam video, mesin pengenalan pola, cakram optik , pandu gelombang optik, dll.
Sumber Optik Magneto Bumi Langka
Ituunsur tanah jarangmenghasilkan momen magnet yang tidak terkoreksi karena lapisan elektron 4f yang tidak terisi, yang merupakan sumber magnet yang kuat; Pada saat yang sama, hal ini juga dapat menyebabkan transisi elektron, yang merupakan penyebab eksitasi cahaya, yang menyebabkan efek magneto optik yang kuat.
Logam tanah jarang murni tidak menunjukkan efek magneto optik yang kuat. Hanya ketika unsur tanah jarang diolah menjadi bahan optik seperti kaca, kristal majemuk, dan film paduan, efek magneto-optik yang kuat dari unsur tanah jarang akan muncul. Bahan magneto-optik yang umum digunakan adalah unsur golongan transisi seperti (REBi) 3 (FeA) 5O12 kristal garnet (unsur logam seperti A1, Ga, Sc, Ge, In), film amorf RETM (Fe, Co, Ni, Mn ), dan gelas tanah jarang.
Kristal optik magneto
Kristal magneto optik adalah bahan kristal dengan efek magneto optik. Efek magneto-optik erat kaitannya dengan kemagnetan bahan kristal, terutama kekuatan magnetisasi bahan tersebut. Oleh karena itu, beberapa bahan magnet yang unggul sering kali merupakan bahan magneto-optik dengan sifat magneto-optik yang sangat baik, seperti garnet besi yttrium dan kristal garnet besi tanah jarang. Secara umum, kristal dengan sifat magneto-optik yang lebih baik adalah kristal feromagnetik dan ferrimagnetik, seperti EuO dan EuS sebagai feromagnet, garnet besi yttrium dan garnet besi tanah jarang yang didoping bismut sebagai ferrimagnet. Saat ini, kedua jenis kristal ini banyak digunakan, terutama kristal magnetik besi.
Bahan magneto-optik garnet besi tanah jarang
1. Karakteristik struktural bahan magneto-optik garnet besi tanah jarang
Bahan ferit jenis Garnet merupakan bahan magnet jenis baru yang berkembang pesat di zaman modern. Yang paling penting di antaranya adalah garnet besi tanah jarang (juga dikenal sebagai garnet magnetik), biasa disebut RE3Fe2Fe3O12 (dapat disingkat RE3Fe5O12), dimana RE adalah ion yttrium (ada juga yang didoping dengan Ca, Bi plasma), Fe ion pada Fe2 dapat digantikan oleh plasma In, Se, Cr, dan ion Fe pada Fe dapat digantikan oleh plasma A, Ga. Total ada 11 jenis garnet besi tanah jarang tunggal yang telah diproduksi sejauh ini, yang paling khas adalah Y3Fe5O12 yang disingkat YIG.
2. Bahan magneto-optik besi garnet yttrium
Garnet besi yttrium (YIG) pertama kali ditemukan oleh Bell Corporation pada tahun 1956 sebagai kristal tunggal dengan efek magneto-optik yang kuat. Garnet besi yttrium magnet (YIG) memiliki kehilangan magnet beberapa kali lipat lebih rendah dibandingkan ferit lainnya di medan frekuensi ultra-tinggi, sehingga banyak digunakan sebagai bahan penyimpan informasi.
3. Bahan Optik Magneto Garnet Besi Langka Seri Bi Doped Tinggi
Dengan berkembangnya teknologi komunikasi optik, tuntutan kualitas dan kapasitas transmisi informasi juga semakin meningkat. Dari segi penelitian material, perlu dilakukan peningkatan kinerja material magneto-optik sebagai inti isolator, agar rotasi Faradaynya memiliki koefisien temperatur yang kecil dan kestabilan panjang gelombang yang besar, guna meningkatkan kestabilan isolasi perangkat terhadap perubahan suhu dan panjang gelombang. Kristal tunggal garnet besi tanah jarang seri Bi ion doping tinggi dan film tipis telah menjadi fokus penelitian.
Film tipis kristal tunggal Bi3Fe5O12 (BiG) membawa harapan bagi pengembangan isolator optik magneto kecil yang terintegrasi. Pada tahun 1988, T Kouda dkk. diperoleh film tipis kristal tunggal Bi3FesO12 (BiIG) untuk pertama kalinya menggunakan metode pengendapan sputtering plasma reaktif RIBS (reaction lon bean sputtering). Selanjutnya, Amerika Serikat, Jepang, Prancis, dan negara lain berhasil memperoleh film magneto-optik Bi3Fe5O12 dan film magneto-optik besi tanah jarang yang didoping Bi tinggi dengan menggunakan berbagai metode.
4. Ce bahan magneto-optik besi garnet tanah jarang yang didoping
Dibandingkan dengan bahan yang umum digunakan seperti YIG dan GdBiIG, garnet besi tanah jarang yang didoping Ce (Ce: YIG) memiliki karakteristik sudut rotasi Faraday yang besar, koefisien suhu rendah, serapan rendah, dan biaya rendah. Saat ini merupakan jenis bahan magneto-optik rotasi Faraday baru yang paling menjanjikan.
Penerapan Bahan Optik Magneto Bumi Langka
Bahan kristal optik magneto memiliki efek Faraday murni yang signifikan, koefisien serapan rendah pada panjang gelombang, serta magnetisasi dan permeabilitas tinggi. Terutama digunakan dalam produksi isolator optik, komponen optik non timbal balik, memori optik magneto dan modulator optik magneto, komunikasi serat optik dan perangkat optik terintegrasi, penyimpanan komputer, operasi logika dan fungsi transmisi, tampilan optik magneto, rekaman optik magneto, perangkat gelombang mikro baru , giroskop laser, dll. Dengan terus ditemukannya bahan kristal magneto-optik, jangkauan perangkat yang dapat diterapkan dan diproduksi juga akan meningkat.
(1) Isolator optik
Dalam sistem optik seperti komunikasi serat optik, terdapat cahaya yang kembali ke sumber laser karena permukaan pantulan berbagai komponen pada jalur optik. Cahaya ini membuat intensitas cahaya keluaran sumber laser tidak stabil, menyebabkan gangguan optik, dan sangat membatasi kapasitas transmisi dan jarak komunikasi sinyal dalam komunikasi serat optik, sehingga sistem optik tidak stabil dalam pengoperasiannya. Isolator optik adalah perangkat optik pasif yang hanya memungkinkan cahaya searah melewatinya, dan prinsip kerjanya didasarkan pada rotasi Faraday yang tidak timbal balik. Cahaya yang dipantulkan melalui gema serat optik dapat diisolasi dengan baik oleh isolator optik.
(2) Penguji arus optik magneto
Pesatnya perkembangan industri modern telah menuntut persyaratan yang lebih tinggi untuk transmisi dan deteksi jaringan listrik, dan metode pengukuran tegangan tinggi dan arus tinggi tradisional akan menghadapi tantangan berat. Dengan perkembangan teknologi serat optik dan ilmu material, penguji arus magneto-optik telah mendapatkan perhatian luas karena kemampuan isolasi dan anti-interferensi yang sangat baik, akurasi pengukuran yang tinggi, miniaturisasi yang mudah, dan tidak ada potensi bahaya ledakan.
(3) Perangkat gelombang mikro
YIG memiliki karakteristik garis resonansi feromagnetik yang sempit, struktur padat, stabilitas suhu yang baik, dan kehilangan karakteristik elektromagnetik yang sangat kecil pada frekuensi tinggi. Karakteristik ini membuatnya cocok untuk membuat berbagai perangkat gelombang mikro seperti synthesizer frekuensi tinggi, filter bandpass, osilator, driver penyetelan AD, dll. Telah banyak digunakan pada pita frekuensi gelombang mikro di bawah pita sinar-X. Selain itu, kristal magneto-optik juga dapat dibuat menjadi perangkat magneto-optik seperti perangkat berbentuk cincin dan layar magneto-optik.
(4) Memori optik magneto
Dalam teknologi pemrosesan informasi, media magneto-optik digunakan untuk merekam dan menyimpan informasi. Penyimpanan optik Magneto adalah pemimpin dalam penyimpanan optik, dengan karakteristik kapasitas besar dan pertukaran penyimpanan optik bebas, serta keunggulan penyimpanan magnetik yang dapat dihapus dan kecepatan akses rata-rata mirip dengan hard drive magnetik. Rasio kinerja biaya akan menjadi kunci apakah disk optik magneto dapat memimpin.
(5) TG kristal tunggal
TGG adalah kristal yang dikembangkan oleh Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) pada tahun 2008. Keunggulan utamanya: Kristal tunggal TGG memiliki konstanta magneto-optik yang besar, konduktivitas termal yang tinggi, kehilangan optik yang rendah, dan ambang batas kerusakan laser yang tinggi, dan banyak digunakan dalam laser amplifikasi multi-level, cincin, dan injeksi benih seperti safir YAG dan T-doped
Waktu posting: 16 Agustus-2023