आइए एक साथ मैग्नेटो ऑप्टिक क्रिस्टल सामग्री के आवेदन सिद्धांत को सीखें!

ऑप्टिकल संचार और उच्च-शक्ति लेजर प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, मैग्नेटो-ऑप्टिकल आइसोलेटर्स के अनुसंधान और अनुप्रयोग अधिक से अधिक व्यापक हो गए हैं, जिसने सीधे मैग्नेटो-ऑप्टिकल सामग्री के विकास को बढ़ावा दिया है, विशेष रूप सेमैग्नेटो ऑप्टिक क्रिस्टल। उनमें से, मैग्नेटो-ऑप्टिकल क्रिस्टल जैसे कि दुर्लभ पृथ्वी ऑर्थोफराइट, दुर्लभ पृथ्वी मोलिब्डेट, दुर्लभ पृथ्वी टंगस्टेट, येट्रियम आयरन गार्नेट (वाईआईजी), टेरबियम एल्यूमीनियम गार्नेट (टीएजी) में उच्च वर्डेट स्थिरांक हैं, जो अद्वितीय मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रदर्शन लाभ और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाओं को दर्शाता है।

मैग्नेटो-ऑप्टिकल प्रभावों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: फैराडे प्रभाव, ज़ेमैन प्रभाव और केर प्रभाव।

फैराडे प्रभाव या फैराडे रोटेशन, जिसे कभी-कभी मैग्नेटो-ऑप्टिकल फैराडे इफेक्ट (MOFE) कहा जाता है, एक भौतिक मैग्नेटो-ऑप्टिकल घटना है। फैराडे प्रभाव के कारण होने वाला ध्रुवीकरण रोटेशन प्रकाश प्रसार की दिशा के साथ चुंबकीय क्षेत्र के प्रक्षेपण के लिए आनुपातिक है। औपचारिक रूप से, यह एक विशेष मामला है जब ढांकता हुआ निरंतर टेंसर विकर्ण होता है। जब विमान ध्रुवीकृत प्रकाश का एक किरण एक चुंबकीय क्षेत्र में रखे एक मैग्नेटो-ऑप्टिकल माध्यम से गुजरता है, तो विमान का ध्रुवीकरण विमान ध्रुवीकृत प्रकाश प्रकाश की दिशा के समानांतर चुंबकीय क्षेत्र के साथ घूमता है, और विक्षेपण के कोण को फैराडे रोटेशन कोण कहा जाता है।

ज़ेमैन प्रभाव (/ˈzeɪmən/, डच उच्चारण [ˈzeːmɑn]), जिसका नाम डच भौतिक विज्ञानी पीटर ज़ेमैन के नाम पर रखा गया है, एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में कई घटकों में विभाजित स्पेक्ट्रम का प्रभाव है। यह स्टार्क प्रभाव के समान है, अर्थात, स्पेक्ट्रम एक विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत कई घटकों में विभाजित होता है। स्टार्क प्रभाव के समान, विभिन्न घटकों के बीच संक्रमण में आमतौर पर अलग -अलग तीव्रता होती है, और उनमें से कुछ पूरी तरह से निषिद्ध हैं (द्विध्रुवीय सन्निकटन के तहत), चयन नियमों के आधार पर।

Zeeman प्रभाव परमाणु द्वारा उत्पन्न स्पेक्ट्रम की आवृत्ति और ध्रुवीकरण दिशा में परिवर्तन है, जो कक्षीय विमान के परिवर्तन और बाहरी चुंबकीय क्षेत्र द्वारा परमाणु में इलेक्ट्रॉन के नाभिक के चारों ओर आंदोलन आवृत्ति के कारण होता है।

केर प्रभाव, जिसे माध्यमिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक इफेक्ट (क्यूईओ) के रूप में भी जाना जाता है, घटना को संदर्भित करता है कि एक सामग्री का अपवर्तक सूचकांक बाहरी विद्युत क्षेत्र के परिवर्तन के साथ बदलता है। केर प्रभाव पॉकल्स प्रभाव से अलग है क्योंकि प्रेरित अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन एक रैखिक परिवर्तन के बजाय विद्युत क्षेत्र के वर्ग के लिए आनुपातिक है। सभी सामग्री केर प्रभाव को प्रदर्शित करती है, लेकिन कुछ तरल पदार्थ इसे दूसरों की तुलना में अधिक दृढ़ता से प्रदर्शित करते हैं।

दुर्लभ पृथ्वी फेराइट Refeo3 (Re एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व है), जिसे ऑर्थोफराइट के रूप में भी जाना जाता है, को फॉरेस्टियर एट अल द्वारा खोजा गया था। 1950 में और जल्द से जल्द खोजे गए मैग्नेटो ऑप्टिक क्रिस्टल में से एक है।

इस प्रकार कामैग्नेटो ऑप्टिक क्रिस्टलअपने बहुत मजबूत पिघल संवहन, गंभीर गैर-स्थिर-राज्य दोलनों और उच्च सतह तनाव के कारण एक दिशात्मक तरीके से बढ़ना मुश्किल है। यह Czochralski विधि का उपयोग करके विकास के लिए उपयुक्त नहीं है, और हाइड्रोथर्मल विधि और सह-विलायक विधि का उपयोग करके प्राप्त क्रिस्टल में खराब शुद्धता है। वर्तमान अपेक्षाकृत प्रभावी विकास विधि ऑप्टिकल फ्लोटिंग ज़ोन विधि है, इसलिए बड़े आकार, उच्च गुणवत्ता वाले दुर्लभ पृथ्वी ऑर्थोफराइट एकल क्रिस्टल को विकसित करना मुश्किल है। क्योंकि दुर्लभ पृथ्वी ऑर्थोफेराइट क्रिस्टल में एक उच्च क्यूरी तापमान (643k तक), एक आयताकार हिस्टैरिसीस लूप और एक छोटा जबरदस्त बल (कमरे के तापमान पर लगभग 0.2emu/g) होता है, उनके पास छोटे मैग्नेटो-ऑप्टिकल आइसोलेटर्स में उपयोग करने की क्षमता होती है जब ट्रांसमिटेंस उच्च होता है (75%से अधिक)।

दुर्लभ पृथ्वी मोलिब्डेट प्रणालियों में, सबसे अधिक अध्ययन किए गए लोग स्केलाइट-टाइप टू-फोल्ड मोलिब्डेट हैं (MOO4) 2, A एक गैर-दुर्लभ पृथ्वी धातु आयन है), तीन-गुना मोलिब्डेट (ｒe2 (MOO4) 3), चार-गुना मोलिब्डेट (A2RE2 (MOO4) 4) और सात-फोल्ड)।

इनमें से अधिकांशमैग्नेटो ऑप्टिक क्रिस्टलएक ही रचना के पिघले हुए यौगिक हैं और czochralski विधि द्वारा उगाए जा सकते हैं। हालांकि, विकास प्रक्रिया के दौरान MOO3 के वाष्पीकरण के कारण, इसके प्रभाव को कम करने के लिए तापमान क्षेत्र और सामग्री की तैयारी प्रक्रिया को अनुकूलित करना आवश्यक है। बड़े तापमान ग्रेडिएंट के तहत दुर्लभ पृथ्वी मोलिब्डेट की वृद्धि की समस्या को प्रभावी ढंग से हल नहीं किया गया है, और बड़े आकार के क्रिस्टल विकास को प्राप्त नहीं किया जा सकता है, इसलिए इसका उपयोग बड़े आकार के मैग्नेटो-ऑप्टिकल आइसोलेटर में नहीं किया जा सकता है। क्योंकि दृश्य-अवरक्त बैंड में इसका वर्डेट निरंतर और संप्रेषण अपेक्षाकृत अधिक (75%से अधिक) हैं, यह लघु मैग्नेटो-ऑप्टिकल उपकरणों के लिए उपयुक्त है।