隨著光通信和高功率激光技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展,磁光隔離器得到了越來(lái)越廣泛的研究和應(yīng)用,推動(dòng)了磁光材料尤其是磁光晶體的發(fā)展。目前已經(jīng)發(fā)展了多種新型磁光晶體,同時(shí)為了滿足大功率激光的需求,需要不斷提高磁光晶體尺寸和光學(xué)品質(zhì)。本文首先介紹了法拉第磁光效應(yīng)及應(yīng)用,然后介紹了稀土正鐵氧體、稀土鉬酸鹽、含鋱鈮酸鹽、釔鐵石榴石、含鋱石榴石磁光晶體及部分種類磁光陶瓷的研究進(jìn)展,最后對(duì)磁光晶體的未來(lái)進(jìn)行了展望。 

【文章來(lái)源】：人工晶體學(xué)報(bào). 2020,49(02)北大核心

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【部分圖文】：

對(duì)法拉第磁光效應(yīng)有貢獻(xiàn)的能級(jí)分裂

偏振有關(guān)型磁光隔離器的基本結(jié)構(gòu)包括起偏器、檢偏器、沿軸向的環(huán)形永磁鐵和磁光材料。磁光材料通常固定在環(huán)形磁鐵中心,二者共同構(gòu)成一個(gè)45°法拉第旋轉(zhuǎn)器(FR),起偏器和檢偏器通光方向夾角為45°。光沿磁場(chǎng)方向正向入射時(shí),從起偏器射出的線偏光穿過(guò)FR后,其偏振面旋轉(zhuǎn)45°,之后完全透過(guò)檢偏器。由于磁光效應(yīng)具有非互易性,當(dāng)光線反向入射時(shí),從檢偏器射出的線偏光經(jīng)過(guò)FR后,偏振面沿同方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°,此時(shí)偏振方向與起偏器夾角為90°,無(wú)法通過(guò)。如圖2(a)所示,經(jīng)過(guò)這樣一個(gè)過(guò)程就實(shí)現(xiàn)了正向通過(guò),反向隔離的效果[13]。這種結(jié)構(gòu)在大口徑磁光隔離器領(lǐng)域具有不可替代的應(yīng)用價(jià)值,神光Ⅱ第8路和第9路隔離器即采用了這種結(jié)構(gòu)。2016年,張攀政等對(duì)其隔離度進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)可以達(dá)到22.8 dB[22]。2.2 偏振無(wú)關(guān)型磁光隔離器

2012年,Zhuang等通過(guò)導(dǎo)模法生長(zhǎng)出直徑約14 mm的Ga∶YIG晶體(如圖3(a)、圖3(b)),發(fā)現(xiàn)Ga的摻入使晶體在1000～2500 nm波段的透過(guò)率增加了5%～15%,同時(shí)降低了居里溫度[33]。2015年趙一陽(yáng)等以Ba-B2O3-BaF2為助熔劑,采用助熔劑法與提拉法結(jié)合的方式生長(zhǎng)出直徑約8 mm的YIG晶體(如圖3(c))。研究發(fā)現(xiàn),其飽和磁化強(qiáng)度高達(dá)28 emu/g,在波長(zhǎng)1200～3000 nm范圍內(nèi)透過(guò)率高達(dá)88%,菲爾德常數(shù)很大(在λ=1064 nm處可達(dá)515 rad/(m·T))[14]。目前,在增加YIG晶體尺寸的研究上稍有突破,但生長(zhǎng)得到的晶體尺寸仍然有限,因此不適宜在大尺寸磁光隔離器上應(yīng)用。但由于它具備優(yōu)異的磁學(xué)性能,在紅外波段極高的透過(guò)率和菲爾德常數(shù),在小型磁光隔離器、光纖電流傳感器、激光陀螺等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用[14,13,32]。

【參考文獻(xiàn)】：
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