Pojďme se společně naučit princip aplikace materiálů magnetooptických krystalů!

S rozvojem optické komunikace a technologie vysokovýkonných laserů se výzkum a aplikace magnetooptických izolátorů stále více rozšiřovaly, což přímo podpořilo vývoj magnetooptických materiálů, zejménaMagnetooptický krystal. Mezi nimi magneto-optické krystaly, jako je ortoferit vzácných zemin, molybdenan vzácných zemin, wolframan vzácných zemin, yttrium-železný granát (YIG), terbium-hliníkový granát (TAG), mají vyšší Verdetovy konstanty, což ukazuje jedinečné výhody magneto-optického výkonu a široké vyhlídky použití.

Magnetooptické efekty lze rozdělit do tří typů: Faradayův efekt, Zeemanův efekt a Kerrův efekt.

Faradayův efekt nebo Faradayova rotace, někdy nazývaná magnetooptický Faradayův efekt (MOFE), je fyzikální magnetooptický jev. Polarizační rotace způsobená Faradayovým jevem je úměrná projekci magnetického pole podél směru šíření světla. Formálně se jedná o speciální případ gyroelektromagnetismu získaného, ​​když je tenzor dielektrické konstanty diagonální. Když paprsek rovinně polarizovaného světla prochází magnetooptickým prostředím umístěným v magnetickém poli, rovina polarizace rovinně polarizovaného světla se otáčí s magnetickým polem rovnoběžně se směrem světla a úhel vychýlení se nazývá Faradayův rotační úhel.

Zeemanův efekt (/ˈzeɪmən/, holandská výslovnost [ˈzeːmɑn]), pojmenovaný po holandském fyzikovi Pieteru Zeemanovi, je efekt rozdělení spektra na několik složek v přítomnosti statického magnetického pole. Je to podobné jako u Starkova jevu, to znamená, že spektrum se působením elektrického pole rozdělí na několik složek. Podobně jako u Starkova efektu mají přechody mezi různými složkami obvykle různou intenzitu a některé z nich jsou zcela zakázány (pod dipólovou aproximací), v závislosti na pravidlech výběru.

Zeemanův jev je změna frekvence a směru polarizace spektra generovaného atomem v důsledku změny orbitální roviny a frekvence pohybu kolem jádra elektronu v atomu působením vnějšího magnetického pole.

Kerrův jev, také známý jako sekundární elektro-optický efekt (QEO), označuje jev, že index lomu materiálu se mění se změnou vnějšího elektrického pole. Kerrův jev se liší od Pockelsova jevu, protože indukovaná změna indexu lomu je úměrná druhé mocnině elektrického pole, spíše než lineární změna. Všechny materiály vykazují Kerrův efekt, ale některé kapaliny jej projevují silněji než jiné.

Ferit vzácných zemin ReFeO3 (Re je prvek vzácných zemin), také známý jako ortoferit, byl objeven Forestierem et al. v roce 1950 a je jedním z prvních objevených magnetooptických krystalů.

Tento typMagnetooptický krystalZeemanův efekt (/ˈzeɪmən/, holandská výslovnost [ˈzeːmɑn]), pojmenovaný po holandském fyzikovi Pieteru Zeemanovi, je efekt rozdělení spektra na několik složek v přítomnosti statického magnetického pole. Je to podobné jako u Starkova jevu, to znamená, že spektrum se působením elektrického pole rozdělí na několik složek. Podobně jako u Starkova efektu mají přechody mezi různými složkami obvykle různou intenzitu a některé z nich jsou zcela zakázány (pod dipólovou aproximací), v závislosti na pravidlech výběru.

Mezi systémy molybdenanu vzácných zemin jsou nejvíce prozkoumanými systémy dvounásobného molybdenanu scheelitového typu (ARe(MoO4)2, A je kovový ion vzácných zemin), trojnásobného molybdenanu (Ｒe2(MoO4)3), čtyřnásobného molybdenanu (A2Re2(MoO4)4) a sedminásobného molybdenanu (A4)42eＲO2

Většina z nichMagnetooptické krystalyjsou roztavené sloučeniny stejného složení a lze je pěstovat Czochralského metodou. Vzhledem k těkání MoO3 během procesu růstu je však nutné optimalizovat teplotní pole a proces přípravy materiálu, aby se jeho vliv snížil. Problém růstových defektů molybdenanu vzácných zemin pod velkými teplotními gradienty nebyl účinně vyřešen a nelze dosáhnout růstu velkých krystalů, takže jej nelze použít ve velkých magnetooptických izolátorech. Protože jeho Verdetova konstanta a propustnost jsou relativně vysoké (více než 75 %) ve viditelném a infračerveném pásmu, je vhodný pro miniaturizovaná magnetooptická zařízení.