ასე რომ, ეს არის იშვიათი დედამიწის მაგნიტო-ოპტიკური მასალა

იშვიათი დედამიწის მაგნიტო-ოპტიკური მასალები

მაგნიტო-ოპტიკური მასალები ეხება ოპტიკურ საინფორმაციო ფუნქციურ მასალებს მაგნიტო-ოპტიკური ეფექტებით ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი ზოლებით. იშვიათი დედამიწის მაგნიტო ოპტიკური მასალები არის ახალი ტიპის ოპტიკური ინფორმაციის ფუნქციური მასალები, რომლებიც შეიძლება გადაკეთდეს ოპტიკურ მოწყობილობებად სხვადასხვა ფუნქციებით მათი მაგნიტოოპტიკური თვისებების და სინათლის, ელექტროენერგიის და მაგნეტიზმის ურთიერთქმედების და გარდაქმნის გამოყენებით. როგორიცაა მოდულატორები, იზოლატორები, ცირკულატორები, მაგნიტო-ოპტიკური გადამრთველები, დეფლექტორები, ფაზის გადამრთველები, ოპტიკური ინფორმაციის პროცესორები, დისპლეები, მეხსიერებები, ლაზერული გიროს მიკერძოებული სარკეები, მაგნიტომეტრები, მაგნიტო-ოპტიკური სენსორები, საბეჭდი მანქანები, ვიდეო ჩამწერები, ნიმუშების ამომცნობი მანქანები, ოპტიკური დისკები , ოპტიკური ტალღების გამტარები და ა.შ.

იშვიათი დედამიწის მაგნიტოოპტიკის წყარო

Theიშვიათი დედამიწის ელემენტიწარმოქმნის გამოუსწორებელ მაგნიტურ მომენტს შეუვსებელი 4f ელექტრონული ფენის გამო, რაც ძლიერი მაგნეტიზმის წყაროა; ამავდროულად, მას ასევე შეუძლია გამოიწვიოს ელექტრონების გადასვლები, რაც სინათლის აგზნების მიზეზია, რაც იწვევს ძლიერ მაგნიტოოპტიკურ ეფექტებს.

წმინდა იშვიათი დედამიწის ლითონები არ ავლენენ ძლიერ მაგნიტოოპტიკურ ეფექტებს. მხოლოდ მაშინ, როდესაც იშვიათი დედამიწის ელემენტები შეჰყავთ ოპტიკურ მასალებში, როგორიცაა მინა, რთული კრისტალები და შენადნობის ფილმები, გამოჩნდება იშვიათი დედამიწის ელემენტების ძლიერი მაგნიტო-ოპტიკური ეფექტი. ხშირად გამოყენებული მაგნიტო-ოპტიკური მასალებია გარდამავალი ჯგუფის ელემენტები, როგორიცაა (REBi) 3 (FeA) 5O12 გარნეტის კრისტალები (ლითონის ელემენტები, როგორიცაა A1, Ga, Sc, Ge, In), RETM ამორფული ფირები (Fe, Co, Ni, Mn). ), და იშვიათი მიწის სათვალეები.

მაგნიტო ოპტიკური კრისტალი

მაგნიტოოპტიკური კრისტალები არის კრისტალური მასალები მაგნიტოოპტიკური ეფექტებით. მაგნიტო-ოპტიკური ეფექტი მჭიდროდ არის დაკავშირებული ბროლის მასალების მაგნეტიზმთან, განსაკუთრებით მასალების დამაგნიტიზაციის სიძლიერესთან. ამიტომ, ზოგიერთი შესანიშნავი მაგნიტური მასალა ხშირად არის მაგნიტო-ოპტიკური მასალა შესანიშნავი მაგნიტო-ოპტიკური თვისებებით, როგორიცაა იტრიუმის რკინის ბროწეული და იშვიათი დედამიწის რკინის ბროწეულის კრისტალები. ზოგადად რომ ვთქვათ, უკეთესი მაგნიტო-ოპტიკური თვისებების მქონე კრისტალები არის ფერომაგნიტური და ფერმაგნიტური კრისტალები, როგორიცაა EuO და EuS, რომლებიც ფერომაგნიტები არიან, იტრიუმის რკინის ბროწეული და ბისმუტით დოპირებული იშვიათიმიწიერი რკინის ბროწეული ფერიმაგნიტები. ამჟამად ძირითადად გამოიყენება ამ ორი ტიპის კრისტალები, განსაკუთრებით შავი მაგნიტური კრისტალები.

იშვიათი დედამიწის რკინის ბროწეული მაგნიტო-ოპტიკური მასალა

1. იშვიათი მიწის რკინის ბროწეულის მაგნიტო-ოპტიკური მასალების სტრუქტურული მახასიათებლები

ბროწეულის ტიპის ფერიტის მასალები არის მაგნიტური მასალების ახალი ტიპი, რომელიც სწრაფად განვითარდა თანამედროვე დროში. მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანი არის იშვიათი დედამიწის რკინის ბროწეული (ასევე ცნობილია როგორც მაგნიტური ბროწეული), რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ RE3Fe2Fe3O12 (შეიძლება შემოკლებით RE3Fe5O12), სადაც RE არის იტრიუმის იონი (ზოგი ასევე დოპირებულია Ca, Bi პლაზმით), Fe. Fe2-ში იონები შეიძლება შეიცვალოს In, Se, Cr პლაზმით, ხოლო Fe იონები Fe2-ში შეიძლება შეიცვალოს A, Ga პლაზმა. არსებობს სულ 11 სახეობის იშვიათი მიწიერი რკინის ბროწეული, რომლებიც აქამდე იქნა წარმოებული, მათ შორის ყველაზე ტიპიურია Y3Fe5O12, შემოკლებით YIG.

2. იტრიუმის რკინის ბროწეული მაგნიტო-ოპტიკური მასალა

იტრიუმის რკინის ბროწეული (YIG) პირველად აღმოაჩინა Bell Corporation-მა 1956 წელს, როგორც ერთი კრისტალი ძლიერი მაგნიტო-ოპტიკური ეფექტებით. მაგნიტიზებული იტრიუმის რკინის ბროწეული (YIG) აქვს მაგნიტუდის ზარალი რამდენიმე რიგით ნაკლები, ვიდრე ნებისმიერი სხვა ფერიტი ულტრა მაღალი სიხშირის ველში, რაც მას ფართოდ გამოიყენება ინფორმაციის შესანახ მასალად.

3. მაღალი დოპირებული ბი სერიის იშვიათი დედამიწის რკინის ბროწეული მაგნიტო ოპტიკური მასალები

ოპტიკური საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების განვითარებით, ასევე გაიზარდა მოთხოვნები ინფორმაციის გადაცემის ხარისხისა და სიმძლავრის მიმართ. მასალის კვლევის პერსპექტივიდან, აუცილებელია მაგნიტო-ოპტიკური მასალების, როგორც იზოლატორების ბირთვის მუშაობის გაუმჯობესება, ისე, რომ მათ ფარადეის ბრუნვას ჰქონდეს მცირე ტემპერატურის კოეფიციენტი და დიდი ტალღის სიგრძის სტაბილურობა, რათა გაუმჯობესდეს მოწყობილობის იზოლაციის სტაბილურობა. ტემპერატურისა და ტალღის სიგრძის ცვლილებები. მაღალი დოპირებული Bi ion სერიის იშვიათი დედამიწის რკინის ბროწეულის ერთკრისტალები და თხელი ფილმები გახდა კვლევის აქცენტი.

Bi3Fe5O12 (BiG) ერთი ბროლის თხელი გარსი მოაქვს იმედს ინტეგრირებული მცირე მაგნიტო-ოპტიკური იზოლატორების განვითარებისთვის. 1988 წელს ტ კუდა და სხვ. პირველად მივიღეთ Bi3FesO12 (BiIG) ერთკრისტალური თხელი ფენები რეაქტიული პლაზმური დაფხვნილის დეპონირების მეთოდით RIBS (რეაქცია lon bean sputtering). შემდგომში შეერთებულმა შტატებმა, იაპონიამ, საფრანგეთმა და სხვებმა წარმატებით მიიღეს Bi3Fe5O12 და მაღალი Bi დოპირებული იშვიათი დედამიწის რკინის გარნეტის მაგნიტო-ოპტიკური ფილმები სხვადასხვა მეთოდების გამოყენებით.

4. ცე დოპირებული იშვიათი დედამიწის რკინის ბროწეულის მაგნიტო-ოპტიკური მასალები

ჩვეულებრივ გამოყენებულ მასალებთან შედარებით, როგორიცაა YIG და GdBiIG, Ce doped იშვიათი მიწიერი რკინის ბროწეული (Ce: YIG) აქვს ფარადეის ბრუნვის დიდი კუთხის, დაბალი ტემპერატურის კოეფიციენტის, დაბალი შთანთქმის და დაბალი ფასის მახასიათებლები. ამჟამად ეს არის ფარადეის ბრუნვის მაგნიტო-ოპტიკური მასალის ყველაზე პერსპექტიული ახალი ტიპი.
იშვიათი დედამიწის მაგნიტო-ოპტიკური მასალების გამოყენება

მაგნიტო ოპტიკურ კრისტალურ მასალებს აქვთ მნიშვნელოვანი სუფთა ფარადეის ეფექტი, დაბალი შთანთქმის კოეფიციენტი ტალღის სიგრძეზე და მაღალი მაგნიტიზაცია და გამტარიანობა. ძირითადად გამოიყენება ოპტიკური იზოლატორების, ოპტიკური არაპირდაპირი კომპონენტების, მაგნიტო-ოპტიკური მეხსიერების და მაგნიტოოპტიკური მოდულატორების, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაციისა და ინტეგრირებული ოპტიკური მოწყობილობების წარმოებაში, კომპიუტერის შესანახად, ლოგიკური ოპერაცია და გადაცემის ფუნქციები, მაგნიტო-ოპტიკური დისპლეები, მაგნიტო-ოპტიკური ჩაწერა, ახალი მიკროტალღური მოწყობილობები , ლაზერული გიროსკოპები და ა.შ. მაგნიტო-ოპტიკური ბროლის მასალების უწყვეტი აღმოჩენით, ასევე გაიზრდება მოწყობილობების სპექტრი, რომელთა გამოყენება და წარმოება შესაძლებელია.

(1) ოპტიკური იზოლატორი

ოპტიკურ სისტემებში, როგორიცაა ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაცია, არის შუქი, რომელიც უბრუნდება ლაზერის წყაროს ოპტიკურ გზაზე სხვადასხვა კომპონენტის არეკვლის ზედაპირების გამო. ეს შუქი ხდის ლაზერის წყაროს გამომავალი სინათლის ინტენსივობას არასტაბილურს, იწვევს ოპტიკურ ხმაურს და მნიშვნელოვნად ზღუდავს გადაცემის სიმძლავრეს და სიგნალების კომუნიკაციის მანძილს ოპტიკურ ბოჭკოვან კომუნიკაციაში, რაც ოპტიკურ სისტემას არასტაბილურს ხდის მუშაობაში. ოპტიკური იზოლატორი არის პასიური ოპტიკური მოწყობილობა, რომელიც მხოლოდ ცალმხრივი სინათლის გავლის საშუალებას აძლევს და მისი მუშაობის პრინციპი ეფუძნება ფარადეის ბრუნვის არარეციპროციულობას. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ექოს მეშვეობით ასახული შუქი შეიძლება კარგად იყოს იზოლირებული ოპტიკური იზოლატორებით.

(2) მაგნიტო ოპტიკური დენის ტესტერი

თანამედროვე ინდუსტრიის სწრაფმა განვითარებამ წამოაყენა უფრო მაღალი მოთხოვნები ელექტრო ქსელების გადაცემისა და გამოვლენისთვის და მაღალი ძაბვისა და მაღალი დენის გაზომვის ტრადიციული მეთოდები სერიოზული გამოწვევების წინაშე აღმოჩნდება. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ტექნოლოგიისა და მასალის მეცნიერების განვითარებით, მაგნიტო-ოპტიკური დენის ტესტერებმა მიიპყრეს ფართო ყურადღება მათი შესანიშნავი საიზოლაციო და ჩარევის საწინააღმდეგო შესაძლებლობების, მაღალი გაზომვის სიზუსტის, მარტივი მინიატურიზაციისა და აფეთქების პოტენციური საფრთხის გამო.

(3) მიკროტალღური მოწყობილობა

YIG-ს აქვს ვიწრო ფერომაგნიტური რეზონანსული ხაზის მახასიათებლები, მკვრივი სტრუქტურა, კარგი ტემპერატურის სტაბილურობა და ძალიან მცირე დამახასიათებელი ელექტრომაგნიტური დანაკარგი მაღალ სიხშირეებზე. ეს მახასიათებლები ხდის მას შესაფერისს სხვადასხვა მიკროტალღური მოწყობილობების დასამზადებლად, როგორიცაა მაღალი სიხშირის სინთეზატორები, გამტარი ფილტრები, ოსცილატორები, AD tuning დრაივერები და ა.შ. ფართოდ გამოიყენება მიკროტალღური სიხშირის ზოლში რენტგენის ზოლის ქვემოთ. გარდა ამისა, მაგნიტო-ოპტიკური კრისტალები ასევე შეიძლება დამზადდეს მაგნიტო-ოპტიკურ მოწყობილობებად, როგორიცაა რგოლის ფორმის მოწყობილობები და მაგნიტო-ოპტიკური დისპლეები.

(4) მაგნიტო ოპტიკური მეხსიერება

ინფორმაციის დამუშავების ტექნოლოგიაში მაგნიტო-ოპტიკური საშუალებები გამოიყენება ინფორმაციის ჩასაწერად და შესანახად. მაგნიტო ოპტიკური საცავი ლიდერია ოპტიკურ საცავებში, დიდი ტევადობის და ოპტიკური საცავის თავისუფალი ჩანაცვლების მახასიათებლებით, ასევე მაგნიტური საცავების წაშლის ხელახალი ჩაწერის უპირატესობებით და მაგნიტური მყარი დისკების მსგავსი წვდომის საშუალო სიჩქარით. ხარჯების შესრულების კოეფიციენტი იქნება გასაღები იმისა, შეუძლიათ თუ არა მაგნიტო ოპტიკურ დისკებს.

(5) TG ერთკრისტალი

TGG არის კრისტალი, რომელიც შეიქმნა Fujian Fujing Technology Co., Ltd.-ის (CASTECH) მიერ 2008 წელს. მისი მთავარი უპირატესობები: TGG ერთკრისტალს აქვს დიდი მაგნიტო-ოპტიკური მუდმივი, მაღალი თბოგამტარობა, დაბალი ოპტიკური დანაკარგი და მაღალი ლაზერული დაზიანების ბარიერი. ფართოდ გამოიყენება მრავალ დონის ამპლიფიკაციის, რგოლისა და თესლის საინექციო ლაზერებში, როგორიცაა YAG და T-doped საფირონი