用于高性能光隔离器的复合稀土铁石榴石ReYbBiIG单晶材料研究

通过加速旋转坩埚技术和Bi_2O_3/B_2O_3助溶剂生长技术研制新型磁光复合稀土铁石榴石单晶ReYbBiIG(Re:Tb^(3+)、Ho^(3+)、Y^(3+)。从理论上解释了将两种具有相反符号法拉第温度和波长系数的掺铋稀土铁石榴石复合可以显著优化磁光性能,并成功制得具有大磁光优值、低饱和磁化强度、低近红外吸收、极小法拉第温度和波长系数的系列优质磁光单晶(如:Ho_(0.85)Yb_(1.12)Bi_(1.03)Fe_5O_(12)和Tb_(2.06)Yb_(0.46)Bi_(0.48)Fe_5O_(12)等)。研究表明,以新型磁光复合稀土铁石榴石单晶ReYbBiIG作为法拉第转子材料制得的新型光隔离器更适用于WDM光纤通讯系统对宽波段和温度稳定性的要求。

一种用于宽带温度稳定光隔离器的新型磁光材料

以Bi2O3／B2O3为主要助熔剂，用改进的高温助熔刑法生长出一种新型掺铋复合稀土铁石榴石（HoYbBi）3Fe5O12单晶．研究了磁光性能、法拉第旋转温度和波长特性．在10～110℃．单晶的法拉第旋转温度系数在λ＝1．55μm时为4．6×10－4K－1，比YIG单晶的法拉第旋转温度系数小．在λ＝1．55μm时，（HoYbBi）3Fe5O12单晶的法拉第旋转波长系数（FWC）为0．0048％，单晶的法拉第旋转几乎不随波长变化．单晶的比法拉第旋转很大、饱和磁化场低、这种新型（HoYbBi）3Fe5O12晶体很适合做温度稳定的宽带光隔离器的法拉第转子材料．

稀土石榴石晶体磁光效应微观机制研究

本文用量子理论计算了RE∶YIG(RE=Ce,Pr)晶体薄膜中RE离子经晶场和交换作用劈裂后的能级和波函数及4f^n→4f^(n-1)5d^1电偶极跃迁几率,进而计算了该晶体的Faraday旋转,计算结果与实验完全符合.结果表明,RE∶YIG晶体的磁光效应主要来自RE离子4f^n→4f^(n-1)5d^1的电偶极跃迁;晶场与交换作用起着重要作用.

混合稀土铁石榴石(HoYbBi)_3Fe_5O_12单晶磁光性能的研究

为了改善用于光隔离器中的掺铋稀土铁石榴石的法拉第旋转温度稳定性 ,采用高温溶液法 ,以Bi2 O3 /B2 O3 为助熔剂生长掺铋混合稀土铁石榴石 ( Ho Yb Bi) 3 Fe5O1 2 (简称 :Ho Yb Bi IG)单晶 .在近红外波段测量了晶体的法拉第旋转谱和光吸收损耗谱 .当 λ=1 .5 5 μm时 ,Ho Yb Bi IG单晶的比法拉第旋转角θF 和磁光优值分别为 :- 767.0 deg/cm和 4 5 deg/d B;在 1 0～ 1 1 0℃温度范围内测得 Ho Yb Bi IG单晶的法拉第旋转温度系数 ( FTC)为 1 .8%,在目前所知磁光晶体中属最小 .研究结果还表明 ,将两种法拉第旋转温度系数符号相反的石榴石型材料进行复合 。

浮区法生长Yb_3Fe_5O_(12)晶体及其磁光特性

用移动熔剂浮区法研究从Yb_2O_3-Fe_2O_3体系中生长Yb_3Fe_5O_(12)的可能性,分析了Yb_3Fe_5O_(12)为唯一固相区域内的大致相关系。找出了合适的助熔剂配比(Yb_2O_3: Fe_2O_3=20:80)及晶体的生长条件。并生长出了Yb_3Fe_5O_(12)单晶。测量了诙晶体的磁光性能,在λ>1.3μm时,其Faraday旋转角θ_F不随波长增加而改变。同时,在Y_3Fe_5O_(12)中掺入Yb可得到θ_F的温度系数为零的晶体。

助熔剂法生长片状硼酸铁单晶及其磁光性能

本文采用助熔剂法，从Ｆｅ＿２Ｏ＿３－Ｂ＿２Ｏ＿３－ＰｂＯ／ＰｈＦ＿２系统中生长出片状弱铁磁性ＦｅＢＯ＿３晶体。用磁光调制倍频法测出ＦｅＢＯ＿３单晶在可见光区的法拉第旋转谱，并用分光光度计测出该晶体的光吸收谱，得出表征材料磁光性能的优值与波长的关系，并对ＦｅＢＯ＿３晶体生长与磁光性能作了讨论。

磁旋光晶体特性及其在自动偏振检测中的应用

综述分析了磁旋光晶体的特性,包括磁光效应的基本理论、磁致圆二向色性、磁光晶体中Faraday效应的非线性、物质磁性分类。并介绍了目前常用的自动偏振检测装置即步进电机控制检偏器旋转,由于机械装置的局限性,导致步进电机控制检偏器旋转的自动偏振检测装置很难达到更高精度。在对磁旋光晶体的特性进行分析后,发现完全可以应用于自动偏振检测中,由此提出了关于自动偏振检测装置的新方案即应用磁旋光晶体实现自动偏振检测。