Magneto optik kristal malzemelerin uygulama prensibini birlikte öğrenelim!

Optik iletişim ve yüksek güçlü lazer teknolojisinin geliştirilmesiyle, manyeto-optik izolatörlerin araştırılması ve uygulanması gittikçe daha geniş hale geldi, bu da özellikle manyeto-optik malzemelerin gelişimini, özellikle de doğrudan teşvik etti.Magneto optik kristal. Bunlar arasında, nadir toprak ortoferrit, nadir toprak molibdate, nadir toprak tungstate, yttrium demir garnet (yig), Terbium alüminyum garnet (TAG) gibi manyeto-optik kristaller, benzersiz manyeto-optik performans avantajları ve geniş uygulama beklentileri gösteren daha yüksek Verdett Sabitleri'ne sahiptir.

Manyeto-optik etkiler üç türe ayrılabilir: Faraday Etkisi, Zeeman Effect ve Kerr Effect.

Faraday etkisi veya bazen manyeto-optik faraday etkisi (MOFE) olarak adlandırılan faraday rotasyonu fiziksel manyeto-optik bir fenomendir. Faraday etkisinin neden olduğu polarizasyon dönüşü, manyetik alanın ışık yayılımı yönünde projeksiyonu ile orantılıdır. Resmi olarak, bu, dielektrik sabit tensör diyagonal olduğunda elde edilen özel bir jiroelektromanyetizma vakasıdır. Bir düzlem polarize ışık demeti, manyetik bir alana yerleştirilmiş manyeto-optik bir ortamdan geçtiğinde, düzlem polarize ışığın polarizasyon düzlemi, ışığın yönüne paralel manyetik alan ile döner ve sapma açısına faraday dönme açısı denir.

Hollandalı fizikçi Pieter Zeeman'ın adını taşıyan Zeeman etkisi (/ˈzeɪmən/, Hollanda telaffuzu [ˈzeːmɑn]), statik bir manyetik alanın varlığında çeşitli bileşenlere ayrılmanın etkisidir. Keskin etkiye benzer, yani spektrum bir elektrik alanının etkisi altında birkaç bileşene ayrılır. Ayrıca keskin etkiye benzer şekilde, farklı bileşenler arasındaki geçişler genellikle farklı yoğunluklara sahiptir ve bunların bazıları seçim kurallarına bağlı olarak tamamen yasaktır (dipol yaklaşımı altında).

Zeeman etkisi, yörünge düzleminin değişmesi ve dış manyetik alan tarafından atomdaki elektron çekirdeğinin etrafındaki hareket frekansı nedeniyle atom tarafından üretilen spektrumun frekans ve polarizasyon yönündeki değişikliktir.

İkincil elektro-optik etki (QEO) olarak da bilinen Kerr etkisi, bir malzemenin kırılma indisinin harici elektrik alanının değişimi ile değiştiği fenomeni ifade eder. Kerr etkisi, Pockels etkisinden farklıdır, çünkü indüklenen kırılma indisi değişikliği, doğrusal bir değişiklikten ziyade elektrik alanının karesi ile orantılıdır. Tüm malzemeler Kerr etkisini sergiler, ancak bazı sıvılar bunu diğerlerinden daha güçlü bir şekilde sergiler.

Ortoferrit olarak da bilinen nadir toprak ferrit refeo3 (Re nadir bir toprak elemanıdır), Forestier ve ark. 1950'de ve en eski keşfedilen manyeto optik kristallerden biridir.

Bu türMagneto optik kristalÇok güçlü eriyik konveksiyonu, şiddetli kararsız durum olmayan salınımları ve yüksek yüzey gerilimi nedeniyle yönlü bir şekilde büyümesi zordur. Czochralski yöntemini kullanarak büyüme için uygun değildir ve hidrotermal yöntem kullanılarak elde edilen kristaller ve birlikte çözücü yöntemi zayıf saflığa sahiptir. Mevcut nispeten etkili büyüme yöntemi optik yüzen bölge yöntemidir, bu nedenle büyük boyutlu, yüksek kaliteli nadir toprak ortoferrit tek kristalleri yetiştirmek zordur. Nadir toprak ortoferrit kristalleri yüksek bir curie sıcaklığına (643k'ye kadar), dikdörtgen bir histerezis döngüsüne ve küçük bir zorlayıcı kuvvete (oda sıcaklığında yaklaşık 0.2emu/g) sahip olduğundan, geçirgenlik yüksek olduğunda (%75'in üzerinde) küçük manyeto-optik izolatörlerde kullanılma potansiyeline sahiptirler.

Nadir toprak molibdat sistemleri arasında, en çok incelenenler, scheelit tipi iki katlı molibdat ((MOO4) 2, A nadir olmayan bir toprak metal iyonudur), üç katlı bir molibdat (ｒe2 (MOO4) 3), dört katlı molybdat (moo4) 4) ve yedi-folbdat (moo4) ve yedi-folbdat (moo4) 'dir.

Bunların çoğuMagneto optik kristalleraynı bileşimin erimiş bileşikleridir ve czochralski yöntemi ile yetiştirilebilir. Bununla birlikte, büyüme işlemi sırasında MOO3'ün dalgalanması nedeniyle, etkisini azaltmak için sıcaklık alanını ve malzeme hazırlama sürecini optimize etmek gerekir. Büyük sıcaklık gradyanları altında nadir toprak molibdatın büyüme kusuru problemi etkili bir şekilde çözülmemiştir ve büyük boyutlu kristal büyümesi elde edilemez, bu nedenle büyük boyutlu manyeto-optik izolatörlerde kullanılamaz. Görünür kızılötesi bantta verdet sabiti ve geçirgenliği nispeten yüksek (%75'ten fazla) olduğundan, minyatürleştirilmiş manyeto-optik cihazlar için uygundur.