Магнето оптички материјали од ретки земји
Магнето-оптичките материјали се однесуваат на оптички информациски функционални материјали со магнето-оптички ефекти во ултравиолетовите до инфрацрвените појаси. Магнето-оптичките материјали од ретки земји се нов тип на оптички информациски функционални материјали кои можат да се направат во оптички уреди со различни функции со користење на нивните магнето-оптички својства и интеракцијата и конверзијата на светлината, електричната енергија и магнетизмот. Како што се модулатори, изолатори, циркулатори, магнето-оптички прекинувачи, дефлектори, фазни менувачи, оптички информациски процесори, дисплеи, мемории, ласерски жиро огледала, магнетометри, магнето-оптички сензори, машини за печатење, видео рекордери, машини за препознавање шаблони, оптички дискови , оптички брановоди итн.
Изворот на магнетооптика на ретки земји
Наелемент од ретка земјагенерира некорегиран магнетен момент поради неисполнетиот електронски слој од 4f, кој е извор на силен магнетизам; Во исто време, може да доведе и до транзиции на електрони, што е причина за возбудување на светлината, што доведува до силни магнето-оптички ефекти.
Чистите метали од ретки земји не покажуваат силни магнето-оптички ефекти. Само кога елементите на ретката земја се допингуваат во оптички материјали како што се стакло, сложени кристали и легирани филмови, ќе се појави силниот магнето-оптички ефект на ретките земјени елементи. Најчесто користените магнето-оптички материјали се елементи на преодна група како што се (REBi) 3 (FeA) 5O12 гранат кристали (метални елементи како A1, Ga, Sc, Ge, In), RETM аморфни филмови (Fe, Co, Ni, Mn ), и очила за ретка земја.
Магнето оптички кристал
Магнето-оптичките кристали се кристални материјали со магнето-оптички ефекти. Магнето-оптичкиот ефект е тесно поврзан со магнетизмот на кристалните материјали, особено со јачината на магнетизација на материјалите. Затоа, некои одлични магнетни материјали често се магнето-оптички материјали со одлични магнето-оптички својства, како што се железен гранат од итриум и кристали од железен гранат од ретка земја. Општо земено, кристалите со подобри магнето-оптички својства се феромагнетни и феримагнетни кристали, како што се EuO и EuS што се феромагнети, итриумски железен гранат и бизмут допиран од ретки земјени железен гранат се феримагнети. Во моментов, овие два вида кристали главно се користат, особено црни магнетни кристали.
Магнето-оптички материјал од гранат од ретко земја
1. Структурни карактеристики на магнето-оптичките материјали од гранат од ретко земја
Феритните материјали од типот гранат се нов тип на магнетни материјали кои брзо се развиваат во модерните времиња. Најважниот од нив е гранат од редок земјен железо (исто така познат како магнетен гранат), вообичаено познат како RE3Fe2Fe3O12 (може да се скрати како RE3Fe5O12), каде што RE е јон на итриум (некои се исто така допирани со Ca, Bi плазма), Fe. јоните во Fe2 може да се заменат со In, Se, Cr плазма, а јоните на Fe во Fe може да се заменат со A, Ga плазма. Досега се произведени вкупно 11 типови на единечен железен гранат од ретка земја, а најтипичен е Y3Fe5O12, скратено YIG.
2. Итриум железо гранат магнето-оптички материјал
Итриум железен гранат (YIG) првпат беше откриен од страна на Bell Corporation во 1956 година како еден кристал со силни магнето-оптички ефекти. Магнетизираниот итриумски железен гранат (YIG) има магнетна загуба за неколку реда пониска од кој било друг ферит во полето со ултра висока фреквенција, што го прави широко користен како материјал за складирање информации.
3. Високо допирани би серии од ретки земјени железни гранат оптички материјали со магнето
Со развојот на оптичката комуникациска технологија, се зголемија и барањата за квалитет и капацитет за пренос на информации. Од гледна точка на истражување на материјали, неопходно е да се подобрат перформансите на магнето-оптичките материјали како јадро на изолаторите, така што нивната ротација Фарадеј има мал температурен коефициент и стабилност на голема бранова должина, со цел да се подобри стабилноста на изолацијата на уредот против промени во температурата и брановата должина. Во фокусот на истражувањето станаа гранатите од ретки земјени гранети од ретки земјени железни серии со висок допинг и тенки филмови.
Bi3Fe5O12 (BiG) еден кристален тенок филм носи надеж за развој на интегрирани мали магнето оптички изолатори. Во 1988 година, Т Коуда и сор. доби Bi3FesO12 (BiIG) еднокристални тенки фолии за прв пат со користење на методот на таложење со реактивна плазма sputtering RIBS (реакција lon bean sputtering). Последователно, Соединетите Американски Држави, Јапонија, Франција и други успешно ги добија магнето-оптичките филмови со гранат од ретки земјени желези Bi3Fe5O12 и високо би допирани со употреба на различни методи.
4. Магнето-оптички материјали од гранат од ретки земји со допинг
Во споредба со најчесто користените материјали како што се YIG и GdBiIG, гранат од ретка земја со це допинг (Ce: YIG) има карактеристики на голем агол на ротација на Фарадеј, ниски температурен коефициент, ниска апсорпција и ниска цена. Во моментов е најперспективниот нов тип магнето-оптички материјал со ротација на Фарадеј.
Примена на Магнето-оптички материјали за ретки земји
Материјалите со магнето оптички кристали имаат значителен чист Фарадеј ефект, низок коефициент на апсорпција на бранови должини и висока магнетизација и пропустливост. Главно се користи во производството на оптички изолатори, оптички нереципрочни компоненти, магнето оптичка меморија и магнето оптички модулатори, комуникација со оптички влакна и интегрирани оптички уреди, складирање на компјутер, логичко работење и преносни функции, магнето оптички дисплеи, магнето оптичко снимање, нови микробранови уреди , ласерски жироскопи итн. Со континуираното откривање на магнето-оптички кристални материјали, ќе се зголеми и опсегот на уреди кои можат да се применат и произведуваат.
(1) Оптички изолатор
Во оптичките системи како што е комуникацијата со оптички влакна, постои светлина што се враќа во ласерскиот извор поради рефлектирачките површини на различни компоненти во оптичката патека. Ова светло го прави нестабилен интензитетот на излезната светлина на ласерскиот извор, предизвикувајќи оптички шум и значително ограничувајќи го преносниот капацитет и растојанието за комуникација на сигналите во комуникацијата со оптички влакна, што го прави оптичкиот систем нестабилен при работа. Оптичкиот изолатор е пасивен оптички уред кој дозволува само еднонасочна светлина да помине низ, а неговиот принцип на работа се заснова на нереципроцитет на ротацијата на Фарадеј. Светлината што се рефлектира преку ехото со оптички влакна може добро да се изолира со оптички изолатори.
(2) Тестер за магнето оптичка струја
Брзиот развој на модерната индустрија постави повисоки барања за пренос и откривање на електрични мрежи, а традиционалните методи за мерење на висок напон и висока струја ќе се соочат со сериозни предизвици. Со развојот на технологијата за оптички влакна и науката за материјалите, магнето-оптичките тестери за струја привлекоа широко внимание поради нивната одлична изолација и способности против пречки, високата прецизност на мерењето, лесната минијатуризација и без потенцијални опасности од експлозија.
(3) Уред за микробранова печка
YIG има карактеристики на тесна линија на феромагнетна резонанца, густа структура, добра температурна стабилност и многу мали карактеристични електромагнетни загуби на високи фреквенции. Овие карактеристики го прават погоден за изработка на различни микробранови уреди како што се синтисајзери со висока фреквенција, филтри за пропусниот опсег, осцилатори, двигатели за подесување на АД итн. Покрај тоа, магнето-оптичките кристали може да се направат и во магнето-оптички уреди како што се уреди во облик на прстен и магнето-оптички дисплеи.
(4) Магнето оптичка меморија
Во технологијата за обработка на информации, магнето-оптичките медиуми се користат за снимање и складирање на информации. Магнето оптичкото складирање е лидер во оптичкото складирање, со карактеристиките на голем капацитет и бесплатна замена на оптичкото складирање, како и предностите на препишувањето на магнетното складирање што може да се брише и просечната брзина на пристап слична на магнетните хард дискови. Односот на перформансите на трошоците ќе биде клучот за тоа дали магнето оптичките дискови можат да го предводат патот.
(5) TG еднокристал
TGG е кристал развиен од Fujian Fujing Technology Co., Ltd. (CASTECH) во 2008 година. Нејзини главни предности: еднокристалот TGG има голема магнето-оптичка константа, висока топлинска спроводливост, мала оптичка загуба и висок праг на ласерско оштетување, и е широко користен во ласери за засилување на повеќе нивоа, прстен и семе за инјектирање како што се YAG и T-допирани сафир
Време на објавување: 16-ти август 2023 година