Магнето оптички материјали ретких земаља
Магнето оптички материјали се односе на оптичке информационе функционалне материјале са магнето оптичким ефектима у ултраљубичастим до инфрацрвеним опсезима. Магнетооптички материјали ретких земаља су нова врста оптичких информационих функционалних материјала који се могу направити у оптичке уређаје са различитим функцијама коришћењем њихових магнетооптичких својстава и интеракције и конверзије светлости, електричне енергије и магнетизма. Као што су модулатори, изолатори, циркулатори, магнето-оптички прекидачи, дефлектори, фазни померачи, оптички информациони процесори, дисплеји, меморија, ласерски жиро пристрасна огледала, магнетометри, магнето-оптички сензори, машине за штампање, видео рекордери, машине за препознавање образаца, оптички дискови , оптички таласоводи итд.
Извор магнетне оптике ретких земаља
Тхеелемент ретке земљегенерише некориговани магнетни момент због непопуњеног 4ф електронског слоја, који је извор јаког магнетизма; Истовремено, може довести и до прелаза електрона, што је узрок побуђивања светлости, што доводи до јаких магнето оптичких ефеката.
Чисти метали ретких земаља не показују јаке магнетно оптичке ефекте. Само када се елементи ретких земаља допирају у оптичке материјале као што су стакло, сложени кристали и филмови од легура, појавиће се снажан магнетно-оптички ефекат елемената ретких земаља. Обично коришћени магнето-оптички материјали су елементи прелазне групе као што су (РЕБи) 3 (ФеА) 5О12 кристали граната (метални елементи као што су А1, Га, Сц, Ге, Ин), РЕТМ аморфни филмови (Фе, Цо, Ни, Мн ), и наочаре за ретке земље.
Магнето оптички кристал
Магнето оптички кристали су кристални материјали са магнетно оптичким ефектима. Магнето-оптички ефекат је уско повезан са магнетизмом кристалних материјала, посебно са јачином магнетизације материјала. Стога су неки одлични магнетни материјали често магнето-оптички материјали са одличним магнето-оптичким својствима, као што су итријум гвоздени гранат и кристали гвозденог граната ретких земаља. Уопштено говорећи, кристали са бољим магнето-оптичким својствима су феромагнетни и феримагнетни кристали, као што су ЕуО и ЕуС који су феромагнети, итријум гвоздени гранат и гвоздени гранат допиран бизмутом који су феримагнети. Тренутно се углавном користе ове две врсте кристала, посебно магнетни кристали гвожђа.
Магнето-оптички материјал од ретке земље гвоздени гранат
1. Структурне карактеристике магнето-оптичких материјала реткоземног гвозденог граната
Феритни материјали типа гранат су нова врста магнетних материјала који су се брзо развили у модерним временима. Најважнији од њих је реткоземни гвоздени гранат (такође познат као магнетни гранат), који се обично назива РЕ3Фе2Фе3О12 (може бити скраћено као РЕ3Фе5О12), где је РЕ јон итријума (неки су такође допирани са Ца, Би плазмом), Фе јони у Фе2 могу се заменити са Ин, Се, Цр плазмом, а Фе јони у Фе могу бити замењени са А, Га плазма. До сада је произведено укупно 11 врста једноструког реткоземног гвозденог граната, а најтипичнији је И3Фе5О12, скраћено ИИГ.
2. Итријум гвоздени гранат магнето-оптички материјал
Итријум гвоздени гранат (ИИГ) је први открио Белл Цорпоратион 1956. године као монокристал са јаким магнетно-оптичким ефектима. Магнетизовани итријум гвоздени гранат (ИИГ) има магнетни губитак неколико редова величине нижи од било ког другог ферита у пољу ултра високе фреквенције, што га чини широко коришћеним као материјал за складиштење информација.
3. Високо допирани Би серија магнетних оптичких материјала од ретке земље гвозденог граната
Са развојем оптичке комуникационе технологије повећани су и захтеви за квалитетом и капацитетом преноса информација. Из перспективе истраживања материјала, неопходно је побољшати перформансе магнето-оптичких материјала као језгра изолатора, тако да њихова Фарадејева ротација има мали температурни коефицијент и велику стабилност таласне дужине, како би се побољшала стабилност изолације уређаја од промене температуре и таласне дужине. Високо допирани монокристали и танки филмови серије ретке земље гвожђеног граната и танки филмови постали су фокус истраживања.
Би3Фе5О12 (БиГ) монокристални танки филм доноси наду за развој интегрисаних малих магнето оптичких изолатора. Године 1988, Т Коуда ет ал. први пут добија танке филмове од монокристала Би3ФесО12 (БиИГ) коришћењем методе наношења реактивног плазма распршивања РИБС (реацтион лон беан спуттеринг). Након тога, Сједињене Државе, Јапан, Француска и други су успешно добили Би3Фе5О12 и високо Би допиране магнетно-оптичке филмове од ретке земље гвожђег граната користећи различите методе.
4. Магнето-оптички материјали допирани ретком земљом од гвожђег граната
У поређењу са најчешће коришћеним материјалима као што су ИИГ и ГдБиИГ, гранат од ретке земље допираног Це (Це: ИИГ) има карактеристике великог Фарадејевог угла ротације, ниског температурног коефицијента, ниске апсорпције и ниске цене. То је тренутно најперспективнији нови тип магнето-оптичког материјала Фарадејеве ротације.
Примена магнетно-оптичких материјала ретких земаља
Магнето оптички кристални материјали имају значајан чист Фарадејев ефекат, низак коефицијент апсорпције на таласним дужинама и високу магнетизацију и пермеабилност. Углавном се користи у производњи оптичких изолатора, оптичких нереципрочних компоненти, магнето оптичке меморије и магнето оптичких модулатора, оптичке комуникације и интегрисаних оптичких уређаја, рачунарског складиштења, логичких операција и функција преноса, магнето оптичких дисплеја, магнето оптичког снимања, нових микроталасних уређаја , ласерски жироскопи итд. Уз континуирано откривање магнето-оптичких кристалних материјала, повећаваће се и опсег уређаја који се могу применити и произвести.
(1) Оптички изолатор
У оптичким системима као што је комуникација са оптичким влакнима, постоји светлост која се враћа у ласерски извор услед рефлексијских површина различитих компоненти на оптичкој путањи. Ово светло чини излазни интензитет светлости ласерског извора нестабилним, изазивајући оптички шум и у великој мери ограничавајући капацитет преноса и комуникацијску удаљеност сигнала у оптичкој комуникацији, чинећи оптички систем нестабилним у раду. Оптички изолатор је пасивни оптички уређај који пропушта само једносмерну светлост, а његов принцип рада је заснован на не реципроцитету Фарадејеве ротације. Светлост која се рефлектује кроз ехо оптичких влакана може се добро изоловати помоћу оптичких изолатора.
(2) Магнето оптички тестер струје
Брзи развој модерне индустрије поставио је веће захтеве за пренос и детекцију електричних мрежа, а традиционалне методе мерења високог напона и велике струје суочиће се са озбиљним изазовима. Са развојем технологије оптичких влакана и науке о материјалима, магнето-оптички струјни тестери су стекли широку пажњу због своје одличне изолације и способности против сметњи, високе прецизности мерења, лаке минијатуризације и без потенцијалних опасности од експлозије.
(3) Микроталасни уређај
ИИГ има карактеристике уске линије феромагнетне резонанце, густе структуре, добре температурне стабилности и врло малог карактеристичног електромагнетног губитка на високим фреквенцијама. Ове карактеристике га чине погодним за израду различитих микроталасних уређаја као што су високофреквентни синтисајзери, пропусни филтери, осцилатори, драјвери за подешавање АД, итд. Широко је коришћен у микроталасном фреквенцијском опсегу испод рендгенског опсега. Поред тога, магнето-оптички кристали се такође могу направити у магнето-оптичке уређаје као што су уређаји у облику прстена и магнето-оптички дисплеји.
(4) Магнето оптичка меморија
У технологији обраде информација магнетно-оптички медији се користе за снимање и чување информација. Магнето оптичка меморија је лидер у оптичкој меморији, са карактеристикама великог капацитета и слободне замене оптичке меморије, као и предностима брисања преписивања магнетне меморије и просечне брзине приступа сличне магнетним чврстим дисковима. Однос трошкова и перформанси ће бити кључ за то да ли магнето оптички дискови могу да предњаче.
(5) ТГ монокристал
ТГГ је кристал који је развио Фујиан Фујинг Тецхнологи Цо., Лтд. (ЦАСТЕЦХ) 2008. Његове главне предности: ТГГ монокристал има велику магнетно-оптичку константу, високу топлотну проводљивост, мали оптички губитак и висок праг ласерског оштећења и се широко користи у ласерима за појачање на више нивоа, прстенасте и ласерске ињекционе ласере као што су ИАГ и сафир допиран са Т
Време поста: 16.08.2023