CN100346195C - 无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器。它的成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体，其中，0＜x＜2，0＜y＜1，Re：表示稀土大离子，所述的稀土大离子为Eu3+、Yb3+、Sm3+。沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体<111>晶轴方向切割、充磁后，使其处于饱和磁化状态。本发明鉴于稀土大离子Eu3+与Y3+离子有相反的磁致伸缩系数和大的单离子磁晶各向异性，Bi3+离子能提高θf角，Ga3+离子进入四面体晶位在一定范围内又能降低Ms值从而提高剩磁比和配合大稀土离子的替代，因此生长(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体，沿其<111>晶轴方向切割、充磁后形成无需外加偏磁场使其处于饱和磁化状态的45°法拉第旋转器，这将使光隔离器不需要外加偏磁场而结构微型化和解决了在集成光学系统中对光隔离器外加偏磁场的困难。
Description
技术领域
本发明涉及光通信、光集成，尤其涉及一种无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器。
背景技术
光隔离器是光通信、集成光学等系统中不可缺少的关键器件之一。以偏振敏感型光隔离器为例，作为光隔离器核心部件的45°法拉第旋转器目前国内外都采用含Bi铁石榴石晶体，其中GdBiIG材料得到普遍应用。这种晶体薄膜是在顺磁性石榴石晶体GGG表面上用液相外延工艺的方法生长而成，其长度总和约小于1mm，还需一定尺寸的永久磁铁使其处于饱和磁化状态，永久磁铁的采用对光隔离器小型化和集成光学系统中使用是有局限的。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器。
它的成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体，其中，0＜x＜2，0＜y＜1，Re：表示稀土大离子Eu3+、Yb3+、Sm3+，沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体<111>晶轴方向切割、充磁后，使其处于饱和磁化状态。
本发明鉴于稀土大离子与Y3+离子有相反的磁致伸缩系数和大的单离子磁晶各向异性，Bi3+离子能提高θf角，Ga3+离子进入四面体晶位在一定范围内又能降低Ms值从而提高剩磁比和配合大稀土离子的替代。因此，生长(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGax)O12晶体)并沿其<111>晶轴方向切割、充磁后使其处于饱和磁化状态而形成无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器，这将使光隔离器不需要外加偏磁场而结构微型化和解决了在集成光学系统中对光隔离器外加偏磁场的困难。
附图说明
附图是光隔离器结构示意图，图中：起偏器1、45°法拉第旋转器2、检偏器3。
具体实施方式
如附图所示，光隔离器具有起偏器1、45°法拉第旋转器2、检偏器3，45°法拉第旋转器2设置在起偏器1和检偏器3之间即可不需要外加偏磁场。
无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体(0＜x＜2，0＜y＜1，Re：表示稀土大离子，为Eu3+、Yb3+、Sm3+)。沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体<111>晶轴方向切割、充磁后，使其处于饱和磁化状态。
本发明以B2O3/Bi2O3为助熔剂，采用高温溶液自发成核缓慢降温方法生长(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体。为提高晶体生长质量，拟采用顶部籽晶、加速坩埚旋转技术。通过改变Re、Y、Bi、Ga的成分比例，获取有高矩形度θf迟滞回线的(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体，并沿其<111>晶轴方向切割、充磁后形成无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器。
无需外加偏磁场的45°旋转器的主要性能指标为；
中心波长(nm) 1550
法拉第旋转角θf(deg/cm) ＞450 即45°旋转器的厚度＜1.0mm
晶体的矫顽力Hc(Oe) ＞1000
晶体饱和磁化强度4πMs(Gs) ＜600
晶体剩磁比(矩形度)Mr/Ms ＞0.87。
Claims (1)
1.一种无需外加偏磁场的45°法拉第旋转器，其特征在于它的成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体，其中，0＜x＜2，0＜y＜1，Re：表示稀土大离子Eu3+、Yb3+、Sm3+，沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶体<111>晶轴方向切割、充磁后，使其处于饱和磁化状态。
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