Mari Pelajari Prinsip Penerapan Bahan Kristal Magneto Optik Bersama!

Dengan berkembangnya komunikasi optik dan teknologi laser berdaya tinggi, penelitian dan penerapan isolator magneto-optik menjadi semakin luas, yang secara langsung mendorong pengembangan bahan magneto-optik, khususnyaKristal Optik Magneto. Diantaranya, kristal magneto-optik seperti ortoferit tanah jarang, molibdat tanah jarang, tungstat tanah jarang, garnet besi yttrium (YIG), garnet aluminium terbium (TAG) memiliki konstanta Verdet yang lebih tinggi, menunjukkan keunggulan 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, terkadang disebut efek magneto-optik Faraday (MOFE), adalah fenomena magneto-optik fisik. Rotasi polarisasi akibat efek Faraday sebanding dengan proyeksi medan magnet sepanjang arah rambat cahaya. Secara formal, ini adalah kasus khusus gyroelectromagnetism yang diperoleh ketika tensor konstanta dielektrik berbentuk diagonal. Ketika seberkas cahaya terpolarisasi bidang melewati media magneto-optik yang ditempatkan dalam medan magnet, bidang polarisasi bidang cahaya terpolarisasi berputar dengan medan magnet sejajar dengan arah cahaya, dan sudut defleksi disebut sudut rotasi Faraday.

Efek Zeeman (/ˈzeɪmən/, pengucapan bahasa Belanda [ˈzeːmɑn]), diambil dari nama fisikawan Belanda Pieter Zeeman, adalah efek pemisahan spektrum menjadi beberapa komponen dengan adanya medan magnet statis. Mirip dengan efek Stark, yaitu spektrum terpecah menjadi beberapa komponen di bawah pengaruh medan listrik. Mirip dengan efek Stark, transisi antara komponen yang berbeda biasanya memiliki intensitas yang berbeda, dan beberapa di antaranya sepenuhnya dilarang (di bawah perkiraan dipol), bergantung pada aturan pemilihan.

Efek Zeeman adalah perubahan frekuensi dan arah polarisasi spektrum yang dihasilkan atom akibat perubahan bidang orbit dan frekuensi pergerakan di sekitar inti elektron dalam atom oleh medan magnet luar.

Efek Kerr, juga dikenal sebagai efek elektro-optik sekunder (QEO), mengacu pada fenomena perubahan indeks bias suatu material seiring dengan perubahan medan listrik eksternal. Efek Kerr berbeda dengan efek Pockels karena perubahan indeks bias yang diinduksi sebanding dengan kuadrat medan listrik, bukan perubahan linier. Semua bahan menunjukkan efek Kerr, namun beberapa cairan menunjukkannya lebih kuat dibandingkan yang lain.

Ferit tanah jarang ReFeO3 (Re adalah unsur tanah jarang), juga dikenal sebagai ortoferit, ditemukan oleh Forestier dkk. pada tahun 1950 dan merupakan salah satu Kristal Optik Magneto yang paling awal ditemukan.

Jenis iniKristal Optik Magnetosulit untuk tumbuh secara terarah karena konveksi lelehannya yang sangat kuat, osilasi non-steady-state yang parah, dan tegangan permukaan yang tinggi. Ini tidak cocok untuk pertumbuhan menggunakan metode Czochralski, dan kristal yang diperoleh menggunakan metode hidrotermal dan metode pelarut bersama memiliki kemurnian yang buruk. Metode pertumbuhan yang relatif efektif saat ini adalah metode zona mengambang optik, sehingga sulit untuk menumbuhkan kristal tunggal ortoferit tanah jarang berukuran besar dan berkualitas tinggi. Karena kristal ortoferit tanah jarang memiliki suhu Curie yang tinggi (hingga 643K), loop histeresis persegi panjang, dan gaya koersif yang kecil (sekitar 0,2emu/g pada suhu kamar), kristal tersebut berpotensi untuk digunakan dalam isolator magneto-optik kecil ketika transmitansinya tinggi (di atas 75%).

Di antara sistem molibdat tanah jarang, yang paling banyak dipelajari adalah molibdat dua kali lipat tipe scheelite (ARe(MoO4)2, A adalah ion logam tanah jarang), molibdat tiga kali lipat (Ｒe2(MoO4)3), molibdat empat kali lipat (A2Re2(MoO4)4) dan molibdat tujuh kali lipat (A2Ｒe4(MoO4)7).

Kebanyakan dari iniKebanyakan dari iniadalah senyawa cair dengan komposisi yang sama dan dapat ditumbuhkan dengan metode Czochralski. Namun karena adanya volatilisasi MoO3 selama proses pertumbuhan, maka perlu dilakukan optimasi suhu lapangan dan proses penyiapan bahan untuk mengurangi pengaruhnya. Masalah cacat pertumbuhan molibdat tanah jarang pada gradien suhu yang besar belum terselesaikan secara efektif, dan pertumbuhan kristal berukuran besar tidak dapat dicapai, sehingga tidak dapat digunakan dalam isolator magneto-optik berukuran besar. Karena konstanta Verdet dan transmitansinya relatif tinggi (lebih dari 75%) pada pita inframerah tampak, maka cocok untuk perangkat magneto-optik miniatur.