2025-05-06
Dengan pengembangan komunikasi optik dan teknologi laser daya tinggi, penelitian dan penerapan isolator magneto-optik menjadi semakin luas, yang secara langsung mempromosikan pengembangan bahan magneto-optik, terutamaMagneto Optic Crystal. Di antara mereka, kristal magneto-optik seperti ortoferrit tanah jarang, molybdate tanah jarang, tungstate tanah jarang, yttrium besi garnet (yig), garnet terbium aluminium (tag) memiliki konstanta verdet yang lebih tinggi, menunjukkan keuntungan kinerja magneto-optik yang unik dan prospek aplikasi yang luas.
Efek magneto-optik dapat dibagi menjadi tiga jenis: Efek Faraday, Efek Zeeman, dan Efek Kerr.
Efek Faraday atau rotasi Faraday, kadang-kadang disebut Efek Faraday Magneto-Optical (MOFE), adalah fenomena magnet-optik fisik. Rotasi polarisasi yang disebabkan oleh efek Faraday sebanding dengan proyeksi medan magnet di sepanjang arah perambatan cahaya. Secara formal, ini adalah kasus khusus gyroelectromagnetisme yang diperoleh ketika tensor konstan dielektrik adalah diagonal. Ketika balok bidang terpolarisasi bidang melewati media magneto-optik yang ditempatkan di medan magnet, bidang polarisasi bidang terpolarisasi bidang berputar dengan medan magnet sejajar dengan arah cahaya, dan sudut defleksi disebut sudut rotasi faraday.
Efek Zeeman (/ˈzeɪmən/, pengucapan Belanda [ˈzeːmù]), dinamai berdasarkan fisikawan Belanda Pieter Zeeman, adalah efek dari spektrum yang membelah menjadi beberapa komponen di hadapan medan magnet statis. Ini mirip dengan efek tegas, yaitu spektrum terbagi menjadi beberapa komponen di bawah aksi medan listrik. Juga mirip dengan efek mencolok, transisi antara komponen yang berbeda biasanya memiliki intensitas yang berbeda, dan beberapa di antaranya sepenuhnya dilarang (di bawah perkiraan dipol), tergantung pada aturan seleksi.
Efek Zeeman adalah perubahan dalam arah frekuensi dan polarisasi spektrum yang dihasilkan oleh atom karena perubahan bidang orbital dan frekuensi gerakan di sekitar inti elektron dalam atom oleh medan magnet eksternal.
Efek Kerr, juga dikenal sebagai efek elektro-optik sekunder (QEO), mengacu pada fenomena bahwa indeks bias suatu material berubah dengan perubahan medan listrik eksternal. Efek Kerr berbeda dari efek bintik karena perubahan indeks bias yang diinduksi sebanding dengan kuadrat medan listrik, daripada perubahan linier. Semua bahan menunjukkan efek Kerr, tetapi beberapa cairan menunjukkannya lebih kuat daripada yang lain.
Rare Earth Ferrite Refeo3 (RE adalah elemen tanah jarang), juga dikenal sebagai ortoferrit, ditemukan oleh Forestier et al. Pada tahun 1950 dan merupakan salah satu kristal optik magneto yang paling awal ditemukan.
Jenis iniMagneto Optic Crystalsulit untuk tumbuh dengan arah terarah karena konveksi leleh yang sangat kuat, osilasi non-state-state yang parah dan tegangan permukaan yang tinggi. Tidak cocok untuk pertumbuhan menggunakan metode czochralski, dan kristal yang diperoleh dengan menggunakan metode hidrotermal dan metode co-solvent memiliki kemurnian yang buruk. Metode pertumbuhan yang relatif efektif saat ini adalah metode zona mengambang optik, sehingga sulit untuk menumbuhkan kristal tunggal ortoferrit tanah jarang ortoferit berukuran besar dan berkualitas tinggi. Karena kristal ortoferrit tanah jarang memiliki suhu Curie yang tinggi (hingga 643K), loop histeresis persegi panjang dan gaya koersif kecil (sekitar 0,2EMU/g pada suhu kamar), mereka memiliki potensi untuk digunakan pada isolator magneto-optik kecil ketika transmittance tinggi (di atas 75%).
Di antara sistem molibdate tanah jarang, yang paling banyak diteliti adalah molibdat dua kali lipat tipe scheelite (ADALAH (MOO4) 2, A adalah ion logam tanah non-langka), molybdate tiga kali lipat (re2 (MOO4) 3), molybdate empat kali lipat (A2RE2 (MOO4) 4) dan tujuh kali lipat molybdate (A2RE2 (MOO4) 4) dan tujuh kali lipat (A2RE2 (MOO4) 4) dan tujuh kali lipat (A2RE2 (MOO4) 4).
Sebagian besar dari iniKristal Optik Magnetoadalah senyawa cair dari komposisi yang sama dan dapat ditanam dengan metode Czochralski. Namun, karena volatilisasi MOO3 selama proses pertumbuhan, perlu untuk mengoptimalkan bidang suhu dan proses persiapan material untuk mengurangi pengaruhnya. Masalah cacat pertumbuhan molibdat tanah jarang di bawah gradien suhu besar belum dipecahkan secara efektif, dan pertumbuhan kristal berukuran besar tidak dapat dicapai, sehingga tidak dapat digunakan pada isolator magneto-optik berukuran besar. Karena konstanta dan transmitansi Verdetnya relatif tinggi (lebih dari 75%) pada pita inframerah yang terlihat, cocok untuk perangkat magneto-optik miniatur.