面向磁光应用的CeF_(3)晶体生长与性能表征

随着高功率激光和光通信技术的迅速发展,如何消除光学系统内部产生的反射噪声是一个至关重要的问题。磁光隔离器是依据法拉第效应设计而成的磁有源器件,能够有效隔离大部分反射光以保证光学系统稳定工作,而法拉第磁光材料作为磁光隔离器的核心部件,其研究和应用推动了磁光隔离器的更新与发展。CeF_(3)晶体具有高透过率、宽透过区间和高Verdet常数等优点,近年来获得了广泛关注,但是其传统生长方法存在成本高、周期长等缺点。本研究通过坩埚下降生长技术,优化温场结构和生长工艺,采用多孔坩埚成功获得多根CeF_(3)晶体。与商用TGG(Tb3Ga5O12)晶体相比,CeF_(3)晶体的透过率得到明显提高,最高达到92%,并且在近红外波段两者的Verdet常数相当。CeF_(3)晶体的比热较高,表明晶体拥有较强的抗热冲击能力和较高的抗激光损伤能力。本研究使用多孔坩埚技术生长CeF_(3)晶体,实现了规模化和低成本生产;生长的CeF_(3)晶体物理性能优良,具有应用于近红外波段磁光隔离器的巨大潜力。