Нека заедно научим принципа на приложение на магнитооптични кристални материали!

С развитието на оптичната комуникация и лазерната технология с висока мощност изследванията и приложението на магнитооптични изолатори стават все по-обширни, което пряко насърчава развитието на магнитооптични материали, особеноМагнитооптичен кристал. Сред тях магнитооптични кристали като редкоземен ортоферит, редкоземен молибдат, редкоземен волфрамат, итриев железен гранат (YIG), тербиев алуминиев гранат (TAG) имат по-високи константи на Verdet, показващи уникални магнитооптични предимства в производителността и широки перспективи за приложение.

Магнитооптичните ефекти могат да бъдат разделени на три вида: ефект на Фарадей, ефект на Зееман и ефект на Кер.

Ефектът на Фарадей или въртенето на Фарадей, понякога наричан магнитооптичен ефект на Фарадей (MOFE), е физическо магнитооптично явление. Въртенето на поляризацията, причинено от ефекта на Фарадей, е пропорционално на проекцията на магнитното поле по посока на разпространение на светлината. Формално, това е специален случай на жироелектромагнетизъм, получен, когато тензорът на диелектричната константа е диагонален. Когато лъч от плоска поляризирана светлина преминава през магнитооптична среда, поставена в магнитно поле, поляризационната равнина на плоската поляризирана светлина се върти с магнитното поле, успоредно на посоката на светлината, а ъгълът на отклонение се нарича ъгъл на въртене на Фарадей.

Ефектът на Зееман (/ˈzeɪmən/, холандско произношение [ˈzeːmɑn]), кръстен на холандския физик Питер Зееман, е ефектът от разделянето на спектъра на няколко компонента в присъствието на статично магнитно поле. Той е подобен на ефекта на Старк, тоест спектърът се разделя на няколко компонента под действието на електрическо поле. Също подобно на ефекта на Старк, преходите между различните компоненти обикновено имат различна интензивност, а някои от тях са напълно забранени (при диполното приближение), в зависимост от правилата за избор.

Ефектът на Zeeman е промяната в честотата и посоката на поляризация на спектъра, генериран от атома, поради промяната на орбиталната равнина и честотата на движение около ядрото на електрона в атома от външното магнитно поле.

Ефектът на Кер, известен още като вторичен електрооптичен ефект (QEO), се отнася до явлението, че индексът на пречупване на материала се променя с промяната на външното електрическо поле. Ефектът на Кер е различен от ефекта на Покелс, защото индуцираната промяна на индекса на пречупване е пропорционална на квадрата на електрическото поле, а не линейна промяна. Всички материали проявяват ефекта на Кер, но някои течности го проявяват по-силно от други.

Редкоземен ферит ReFeO3 (Re е редкоземен елемент), известен също като ортоферит, е открит от Forestier et al. през 1950 г. и е един от най-ранните открити магнитооптични кристали.

Този тип наМагнитооптичен кристале трудно да расте по насочен начин поради много силната конвекция на стопилката, тежки колебания в нестационарно състояние и високо повърхностно напрежение. Не е подходящ за отглеждане по метода на Чохралски, а кристалите, получени по хидротермалния метод и метода на съразтворителя, имат лоша чистота. Настоящият сравнително ефективен метод за растеж е методът на оптичната плаваща зона, така че е трудно да се отглеждат монокристали от ортоферит с големи размери с високо качество. Тъй като редкоземните ортоферитни кристали имат висока температура на Кюри (до 643K), правоъгълна хистерезисна верига и малка коерцитивна сила (около 0,2emu/g при стайна температура), те имат потенциал да бъдат използвани в малки магнитооптични изолатори, когато пропускливостта е висока (над 75%).

Сред редкоземните молибдатни системи най-проучените са двукратен молибдат от шеелит (ARe(MoO4)2, A е нередкоземен метален йон), трикратен молибдат (Ｒe2(MoO4)3), четирикратен молибдат (A2Re2(MoO4)4) и седемкратен молибдат (A2Ｒe4(MoO4)7).

Повечето от тезиМагнитооптични кристалиса разтопени съединения със същия състав и могат да се отглеждат по метода на Чохралски. Въпреки това, поради изпаряването на MoO3 по време на процеса на растеж, е необходимо да се оптимизира температурното поле и процесът на подготовка на материала, за да се намали неговото влияние. Проблемът с дефектите в растежа на редкоземния молибдат при големи температурни градиенти не е решен ефективно и не може да се постигне растеж на кристали с големи размери, така че не може да се използва в магнитооптични изолатори с големи размери. Тъй като неговата константа на Verdet и коефициент на пропускане са относително високи (повече от 75%) във видимата инфрачервена лента, той е подходящ за миниатюризирани магнитооптични устройства.