Impariamo insieme il principio dell'applicazione dei materiali di cristallo ottico magneto!

Con lo sviluppo della comunicazione ottica e della tecnologia laser ad alta potenza, la ricerca e l'applicazione di isolatori magneto-ottici sono diventati sempre più estesi, il che ha promosso direttamente lo sviluppo di materiali magneto-ottici, in particolareCristallo ottico magneto. Tra questi, cristalli magneto-ottici come ortoferrite di terre rare, molibdati di terre rare, tungstato di terre rare, granato di ferro ittrio (YIG), granato in alluminio terbio (tag) hanno costanti di verdetto più elevate, che mostrano vantaggi unici per prestazioni magneto-ottiche.

Gli effetti magneto-ottici possono essere divisi in tre tipi: effetto faraday, effetto Zeeman ed effetto Kerr.

L'effetto di Faraday o la rotazione di Faraday, a volte chiamata effetto caladay magneto-ottico (MOFE), è un fenomeno magneto-ottico fisico. La rotazione di polarizzazione causata dall'effetto Faraday è proporzionale alla proiezione del campo magnetico lungo la direzione della propagazione della luce. Formalmente, questo è un caso speciale di giroelettromagnetismo ottenuto quando il tensore costante dielettrico è diagonale. Quando un raggio di luce polarizzata del piano passa attraverso un mezzo magneto-ottico posizionato in un campo magnetico, il piano di polarizzazione della luce polarizzata del piano ruota con il campo magnetico parallelo alla direzione della luce e l'angolo di deflessione è chiamato angolo di rotazione di Faraday.

L'effetto Zeeman (/ˈzeɪmən/, pronuncia olandese [ˈzeːmɑn]), che prende il nome dal fisico olandese Pieter Zeeman, è l'effetto della divisione dello spettro in diversi componenti in presenza di un campo magnetico statico. È simile all'effetto stark, cioè lo spettro si divide in diversi componenti sotto l'azione di un campo elettrico. Anche simile all'effetto stark, le transizioni tra componenti diversi di solito hanno intensità diverse e alcune di esse sono completamente vietate (ai sensi dell'approssimazione di dipolo), a seconda delle regole di selezione.

L'effetto Zeeman è il cambiamento nella direzione della frequenza e della polarizzazione dello spettro generato dall'atomo a causa del cambiamento del piano orbitale e della frequenza di movimento attorno al nucleo dell'elettrone nell'atomo da parte del campo magnetico esterno.

L'effetto Kerr, noto anche come effetto elettro-ottico secondario (QEO), si riferisce al fenomeno che l'indice di rifrazione di un materiale cambia con la variazione del campo elettrico esterno. L'effetto Kerr è diverso dall'effetto delle zecche perché la modifica dell'indice di rifrazione indotta è proporzionale al quadrato del campo elettrico, piuttosto che a una modifica lineare. Tutti i materiali mostrano l'effetto Kerr, ma alcuni liquidi lo mostrano più fortemente di altri.

La ferrite di terre rare refeo3 (Re è un elemento di terre rare), noto anche come ortoferrite, è stato scoperto da Forestier et al. Nel 1950 ed è uno dei primi cristalli ottici magneto scoperti.

Questo tipo diCristallo ottico magnetoè difficile coltivare in modo direzionale a causa della sua forte convezione di fusione, gravi oscillazioni a stato non stabile e alta tensione superficiale. Non è adatto alla crescita usando il metodo Czochralski e i cristalli ottenuti usando il metodo idrotermico e il metodo co-solvente hanno una scarsa purezza. L'attuale metodo di crescita relativamente efficace è il metodo della zona galleggiante ottica, quindi è difficile coltivare cristalli di ortoferrite di terreni rare di grandi dimensioni e di alta qualità. Poiché i cristalli di ortoferrite di terre rare hanno una temperatura di curva elevata (fino a 643k), un ciclo di isteresi rettangolare e una piccola forza coercitiva (circa 0,2emu/g a temperatura ambiente), hanno il potenziale per essere utilizzato in piccoli isolatori magneto-ottici quando la trasmissione è alta (sopra il 75%).

Tra i sistemi di molibdati di terra rara, i più studiati sono molibdati a due volte di tipo Scheelite (sono (MOO4) 2, A è uno ione metallico terrestre non raro), triplice molibdate (he2 (moo4) 3), quattro volte molibdati (a2re2 (moo4) 4) e sette forti mole4 (moo4) 3), quattro volte molibdati (a2re2 (moo4) 4) e sette fervori (moo4 (moo4) 3).

La maggior parte di questiCristalli ottici magnetosono composti fusi della stessa composizione e possono essere coltivati con il metodo Czochralski. Tuttavia, a causa della volatilizzazione di MOO3 durante il processo di crescita, è necessario ottimizzare il processo di preparazione del campo di temperatura e del materiale per ridurne l'influenza. Il problema del difetto della crescita della molibdata di terre rare in grandi gradienti di temperatura non è stato efficacemente risolto e non è possibile ottenere una crescita cristallina di grandi dimensioni, quindi non può essere utilizzato negli isolatori magneto-ottici di grandi dimensioni. Poiché la sua costante e la trasmittanza del verdetto sono relativamente elevate (oltre il 75%) nella banda a infrarossi visibili, è adatto a dispositivi magneto-ottici miniaturizzati.