CZ2017784A3 - Magnetooptické sklo určené pro modulátory světla - Google Patents

Abstract

Magnetooptické sklo, určené pro modulátory světla, s magnetickými nano/mikročásticemi a/nebo magneto/opticky aktivními oxidy ve skle na bázi olovnato-bismutitého skla, obsahuje: 30 až 55 % hmotn. oxidu olovnatého PbO a/nebo oxidů olova Pb; 30 až 55 % hmotn. oxidu bismutitého BiO; 0,5 až 15 % hmotn. nejméně jeden oxid ze skupiny, zahrnující oxid gallitý GaO, oxid teluričitý TeOa oxid tantaličný TaO; a zbytek do 100 % hmotn. magnetických nano/mikro částic a/nebo magneto/opticky aktivních oxidů ve skle. Magnetické nano/mikročástice mohou být krystalické o velikosti částic v rozmezí 1 nm až 50 µm a mají spinelovou strukturu. Magnetické krystalické nano/mikročástice s výhodou obsahují spinely magnetiku FeOa/nebo trevoritu NiFeO; nebo nikelnato-kobaltnatého ferritu (NiCo)FeO; nebo gama-hematitu FeO. Magnetooptické sklo dále může obsahovat magneto/opticky aktivní oxidy ze skupiny lathanoidů, s výhodou alespoň jeden oxid ze skupiny, zahrnující oxid praseodymitý PrO, oxid dysprositý DyOa oxid terbitý TbO.

Description

Vynález se týká magnetooptického skla, určeného pro modulátory světla, s magnetickými nano/mikročásticemi a/nebo magnetoopticky aktivními oxidy v základní matrici skla na bázi olovnato-bismutitého skla.

Dosavadní stav techniky

US 3947089 B2 popisuje olovnato-bismutité sklo pro akustickooptická a magnetooptická zařízení. Sklo, které je stabilní a homogenní, obsahuje oxidy těžkých kovů na bázi GCO2-B2O3PbO-Bi₂O3. Skla mají vysoký index lomu minimálně 2,1, nízkou rychlost zvuku, nízké akustické ztráty a vysokou Verdetovu konstantu. Podélná rychlost zvuku je menší než 4 mm/psec. Akustická ztráta je menší než 6 dB/cm při 20 MHz. Verdetova konstanta je větší než 0,10 min./Oe.cm při vlnové délce 0,63 pm. Optické ztráty jsou menší než 10 % pro vlnovou délku mezi 1 až 2 pm. Sklo obsahuje v mol. %: 5 až 32 Gc()₂; 1,5 až 18 B2O3; 30 až 60 PbO; a 10 až 41 B12O3. Výhodou jsou speciální vlastnosti pro dané použití. Díky přítomnosti oxidu boritého B2O3 bude mít sklo nižší světelnou propustnost v infračervené oblasti. Sklo tudíž není vhodné pro aplikace v infračervené oblasti pro modulátory.

RU 2098366 Cl popisuje magnetooptické sklo na bázi B2O3, ITO·, a Li₂O o následujícím obsahu v rozmezí % hmotn.: B2O3 52,5 až 78,8; ΡΓ2Ο3 10 až 40; Li₂O 7,5 až 11,3. Poměr B2O3/L12O je 4 až 7. Sklo je určeno pro optická zařízení a kvantovou elektroniku. Umožňuje upravovat 3. a 4. harmonickou vlnu pro neodymové lasery a excimerové lasery. Výhodou je značně vysoká Verdeho konstanta v ultrafialové oblasti světla, takže skla mohou být využita pro konstrukci optických zařízení, např. pro magnetooptické (Faraday) rotátory, modulátory a cirkulátory. Nevýhodou je přítomnost oxidu boritého B2O3, který je hlavní komponentou, a rovněž oxidu hlinitého AI2O3, která bude mít za následek nedostatečnou propustnost v infračervené oblasti.

CN 102122559 A se týká magnetooptického Kerrova jevu zvyšujícího účinky kompozitního magnetického materiálu, způsobu jeho přípravy a jeho použití. Kompozitní magnetický materiál může zřejmě zlepšit magnetoopticky Kerrův jev. Nejen, že magnetické spektrum má úzkou šířku rezonanční linie, ale také vlnová délka odpovídající magnetickému spektru je plynule nastavitelná. Způsob přípravy je charakterizován tím, že na skleněném substrátu se provádí růst dvourozměrně uspořádaných polystyrénových kuliček na skle. Poté se na kuličky nanese vrstvička Au/Co magnetronovým naprašováním pro získání dvourozměrného systému fotonických krystalů/magnetických kovů, což zvyšuje Kerrovu konstantu o jeden řád. Magnetické spektrum zesilujícího kompozitního magnetického materiálu může vyvolat změnu vnějšího dielektrického prostředí a takové vlastnosti jsou výhodné pro použití v různých typech senzorů, např. biosenzorů. Nevýhodou je přítomnost organické složky - polystyrenu, který ztrácí mechanickou pevnost při teplotách nad 100 °C, což vyřazuje použití pro modulaci laserového záření o vysokém výkonu v infračervené oblasti spektra.

US 6624344 B2 popisuje elektrooptickou sondu a magnetooptickou sondu. Řešení uvádí využití elektrooptického a magnetooptického materiálu pro měření elektrického pole na principu optického měření. Jakožto zdroj světla pro optická měření se s výhodou používají laserové diody. Elektrooptická sonda vynálezu obsahuje laserovou diodu pro emitování laserového paprsku v souladu s řídicím signálem z hlavního těla měřicího přístroje, tvořeného elektrooptickým prvkem opatřeným odrazovým filmem na jeho koncovém povrchu a separátorem mezi laserovou diodou a elektrooptickým prvkem. Ten je propustný pro laserový paprsek emitovaný z laserové diody a odděluje paprsek odražený od reflexní fólie. Součástí zařízení jsou dvě fotodiody, které

- 1 CZ 2017 - 784 A3 přeměňují paprsek odražený separátorem a skleněnou destičkou používanou pro ochranu elektrooptického prvku.

Podstata vynálezu

Nevýhody dosavadního stavu se odstraní nebo podstatně omezí u magnetooptického skla podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje: 30 až 55 % hmotn. oxidu olovnatého PbO a/nebo oxidů olova Pb; 30 až 55 % hmotn. oxidu bismutitého B12O3; 0,5 až 15 % hmotn. nejméně jednoho oxidu ze skupiny, zahrnující oxid gallitý Ga2C>3, oxid teluričitý TeCh a oxid tantaličný Ta2Os; a zbytek do 100 % hmotn. magnetooptických nano/mikro částic a/nebo magnetoopticky aktivních oxidů.

Hlavní výhodou tohoto vynálezu je získání skla s vysokým magnetooptickým efektem. Základní matrice skla má optimální složení z oxidů těžkých kovů jako je olovo Pb, bismut Bi, galium Ga, telur Te a tantal Ta, které vytváří v takovémto skle chemické prostředí s vysokou polarizovatelností kyslíkových atomů s typickou vysokou bazicitou a vysokým indexem lomu. Toto prostředí zajišťuje velmi příznivou míru interakce s elektromagnetickým polem a vysokou citlivost na elektromagnetické pole, což umožňuje dosažení výrazného magnetooptického efektu, který je charakterizován vysokou hodnotou Verdetovy konstanty. Verdetova konstanta je dále zvyšována přítomností magnetooptických nano/mikročástic a/nebo magnetoopticky aktivních oxidů.

Příznivé magnetooptické vlastnosti skel s výhodou zajišťují jak magnetické krystalky spinelů, tak magnetoopticko aktivní oxidy i obě tyto skupiny dohromady.

Krystalické spinely malých rozměrů o velikosti částic v rozmezí 1 nm až 50 pm, přináší efektivní a rychlou orientaci magnetických domén a současně dostatečně příznivou propustnost světla v blízké infračervené oblasti spektra.

Spinelová struktura krystalických nano/mikročástic ve skle, různého typu chemického složení, zabezpečuje vysokou Verdetovu konstantu.

Na základě provedených experimentů ve sklech se spinelovou strukturou krystalických nano/mikročástic, obsahujících gama-hematit Fe2C>3 nebo magnetit Fe3C>4 nebo trevorit NiFe2C>4 nebo nikelnato-kobaltnatý ferrit (NiCo)Fe2C>4, bylo dosaženo nej lepších hodnot magnetooptického efektu při současném obsahu magnetitu Fe3C>4 a gama-hematitu Fe2C>3.

Další zlepšení magnetooptického efektu bylo dosaženo použitím paramagnetických oxidů lanthanoidů, kterými jsou s výhodou lathanoidy, které obsahují nejméně jeden oxid ze skupiny, zahrnující oxid praseodymitý P^Ch, oxid dysprositý Dy2C>3 a oxid terbitý Tb2C>3.

Nej lepších hodnot magnetooptického efektu bylo experimentálně dosaženo kombinací výhod obou těchto skupin oxidů, a to krystalických spinelů nano/mikročástic a paramagnetických oxidů lanthanoidů.

Objasnění výkresů

Vynález je dále podrobně popsán na příkladných provedeních a blíže osvětlen na připojených obrázcích 1 až 6.

Na obr. 1 až 6 je v konkrétním příkladném provedení demonstrován růst spinelových krystalů trevoritu NiFe2C>4 ve skle dle příkladu 3, při pohledu shora, z nichž představuje:

-2CZ 2017 - 784 A3 obr. 1 výbrus skla s krystaly spinelu NÍFC2O4 v raném stadiu růstu, zachycený optickým mikroskopem při 1 OOnásobnérm zvětšení;

obr. 2 výbrus skla s vyvinutými krystaly spinelu NÍFC2O4, zachycený optickým mikroskopem při lOOnásobném zvětšení;

obr. 3 detail separovaného krystalu spinelu NÍFC2O4, zachycený elektronovým mikroskopem při óOOOnásobném zvětšení;

obr. 4 detail výbrusu krystalu spinelu NÍFC2O4V raném stadiu růstu ve skle, zachycený elektronovým mikroskopem při 3000násobném zvětšení;

obr. 5 výbrus krystalu spinelu NÍFC2O4V raném stadiu růstu ve skle, zachycený elektronovým mikroskopem při 2000 (násobném zvětšení;

obr. 6 separované krystaly spinelu NÍI C2O4, zachycené elektronovým mikroskopem při 200násobném zvětšení.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příkladná, ale neomezující provedení, ukazují konkrétní složení skla a jejich charakteristické vlastnosti, a jsou dále podrobně popsána na 9 příkladných provedeních, uspořádaných přehledně v Tabulkách I a II.

Základní matrice skla ve všech příkladných provedeních je převážně bazická a má vysokou polarizovatelnost kyslíkových atomů, čímž dochází k silné interakci fotonů světla a jejich elektromagnetické vlny s elektrony kyslíkových atomů v těchto sklech. Základní matrice všech příkladných skel byla optimalizovaná tak, aby výsledná skla vykazovala velmi dobrou stabilitu vůči devitrifikaci. Pro aplikaci je klíčová vysoká propustnost v blízké infračervené oblasti spektra. Tyto typy skel propouští především červené a infračervené světlo, a absorbují ultrafialové, modré a zelené světlo s absorpční hranou kolem vlnové délky 550 nm. V tabulkách příkladných provedení je uvedena charakteristická a srovnatelná propustnost světla pro vlnovou délku 2100 nm na tloušťce skla 1 cm. Verdetova konstanta je jednou z hlavních charakteristik skla jako celku, která určuje jeho magnetoopticky efekt. Čím má sklo vyšší Verdetovu konstantu, tím vložené magnetické pole více ovlivní světelné fotony záření procházející tímto sklem a umožní tak účinnou modulaci optického signálu magnetickým polem. A naopak, čím je nižší, tím je sklo méně citlivé na fotony záření. Verdetova konstanta V je v následujících Tabulkách I a II uvedena pro vlnovou délku 2100 nm.

Základní matrice skla dle Tabulky I ve všech 4 příkladech je založena na bázi skla olovnatobismuto-gallitého PbO-Bi2O3-Ga2O3 s vysokou polarizovatelností kyslíkových atomů, čímž dochází k silné interakci elektromagnetické vlny fotonů světla s elektrony kyslíkových atomů.

Základní matrice skla ve všech 4 příkladech je založena na bázi skla olovnato-bismuto-gallitého PbO-Bi2O3-Ga2O3, které má vysokou polarizovatelnost kyslíkových atomů a tak dochází k silné interakci fotonů světla s elektrony vysokých kyslíkových atomů. Základní matrice všech příkladných skel byla optimalizovaná tak, aby výsledná skla vykazovala velmi dobrou stabilitu vůči devitrifikaci. Složení skelné matrice zajišťuje optimální bazicitu skelné matrice.

V této základní matrici skla jsou v prvních 3 příkladech provedení přítomny krystalické nano/mikro částice spinelu, citlivé na magnetické pole. Složení skelné matrice zajišťuje bazicitu skelné matrice, která je vhodná pro nastavení příznivého poměru dvojmocných iontů železa Fe²⁺ k trojmocným iontům železa Fe³⁺ tak, aby vznikly výše uvedené druhy magneticky aktivních krystalů a bylo tak dosaženo vyšší hodnoty Verdetovy konstanty. Kombinace skelné matrice s

-3CZ 2017 - 784 A3 těmito krystalickými spinely vykazuje synergický efekt ve výrazném zesílení magnetooptického jevu,o čemž svědčí vysoké hodnoty Verdetovy konstanty, řádově jednotky až desítky rad· L-m¹.

Tabulka I

Složení skel v soustavě PbO-BÍ2O3-Ga2O3 s magnetickými částicemi kovových oxidů

Složky skla	Příklad 1 í% hmotn.]	Přiklad 2 |% hmotn.]	Příklad 3 hmotn. |	Příklad 4 |% hnmtn.j
PbO	39,7	48.3	43 2	35,0
BÍ2O3	45,3	30.0	52 0	55,0
Ga^Os	5.0	10,7	0.5	7,7
TéO2	-	-	-	··
Ta..O.;	-	-	-	i
FeO*Feř:Os	10,0	6,0	2.0
NiO	-	5,0	1,3	-
Tb2O;s	-		-	2.3
Pi-.Os	-	-	-	-
Dy2O:.			-	-
( CoO			1,0	-
Suma	100,0	100.0	100,0	100,0
Teplota taveni FC]	1045	980	1025	1100
Teplota tepelného zpracování FC] .....................................................	500	340	450	-
Doba tepelného zpracování [min]	35	10	35	' -
Stabilita vůči devitrtfikaci	dobrá	dobrá	dobrá	dobrá
Střední velikost r nanočástic [nm]	69	23	27	- .......
Verdetova konstanta l/[rad T' m '] pro vlnovou délku 2100 nm	-10	-4·	-6	-21
Propustnost T[%] pro vínovou délku 2100 nm. tloušťku skla 1 cm	69	69	72	75
Index lomu n při vlnové délce 1311 nm	2,34	2,37	2.31	2.26
Hodnocení	dostatečně	dostatečně	dostatečné	dobré

V příkladu 1 je krystalický spinel magnetitu FC3O4 vytvořen dvojmocnými a trojmocnými ionty železa Fe³⁺ a další ionty trojmocného železa Fe³⁺ vytváří krystalky gama-hematitu I C2O3. Vhodný redox poměr, který je podpořen bazicitou matrice skla, musí být podpořen vyšší taviči 15 teplotou nebo vyšší teplotou tepelného zpracování. Vyšší teplota zpracování vede k relativně větším krystalům spinelu gama-hematit IC2O3 a magnetitu Ic-A, což mírně snižuje propustnost světla pro vlnovou délku 2100 nm v infračervené oblasti. Vysoká hodnota indexu lomu svědčí o vysoké polarizovatelnosti tohoto skla jako celku, což je podmínkou jeho vysoké citlivosti na

-4CZ 2017 - 784 A3 elektromagnetické pole. Verdetova konstanta je relativně vysoká, což je způsobeno optimálním poměrem krystalků gama-hematitu I C2O3 a magnetitu Fe3C>4.

Příklad 2 popisuje sklo s krystalky spinelu trevoritu Ni 1-02()4 a gama-hematitu IC2O3, které jsou vytvořeny kombinací iontů nikelnatých a železitých. Pro stabilizaci těchto krystalků je vhodné sklo o vysoké bazicitě s vyšším obsahem oxidu olovnatého PbO. Výhodou je snazší zpracování tohoto skla jako celku při nižší teplotě. Krystalky spinelů jsou relativně menší vzhledem k předchozímu příkladnému provedení, ale jejich počet je vyšší. Proto je propustnost světla srovnatelná s předchozím příkladem provedení. Vyšší obsah olova vede k vyššímu indexu lomu, ve srovnání předchozím příkladem provedení. Verdetova konstanta je nižší.

Příklad 3 uvádí sklo s krystalky spinelu trevoritu NÍFC2O4, vytvořeného kombinací iontů nikelnatých a železitých. Stabilizace krystalků ve skle zajišťuje střední bazicitu skelné matrice s vyšším obsahem oxidu bismutu a nižším obsahem oxidu olova a malým obsahem oxidu galia. Tato úprava skelné matrice má za následek zvýšení teploty zpracování při vzniku větších krystalků než je tomu v příkladu provedení 2. Propustnost světla je ve srovnání s oběma předchozími příklady provedení vyšší, což ovlivňuje nižší obsah oxidu gallitého. Index lomu je relativně nižší ve srovnání s oběma předchozími příklady provedení, ale stále dostatečně vysoký. Verdetova konstanta je větší než v příkladu 2.

Příklad 4 se od všech 3 předchozích příkladů provedení 1 až 3 liší tím, že magnetooptické vlastnosti jsou vytvořeny přítomností lanthanoidu, konkrétně paramagnetického trojmocného kationtu terbitého Tb³⁺ navázaného na kyslíkové atomy v matrici skla. Tudíž, toto sklo jako celek neobsahuje krystalické spinely. Oxid terbitý Tb?!)? tedy představuje magnetoopticky aktivní oxid. Skelná matrice svým složením stabilizuje trojmocné terbium Tb a brání jeho nežádoucímu shlukování ve skle. Tento typ skla nevyžaduje tepelné zpracování, protože neobsahuje žádné krystalické částice. Hodnota indexu lomu je nejnižší ze všech 4 příkladů provedení, protože nejsou přítomny nano/mikročástice krystalických spinelů, a sklo jako celek je jednofázové, což se projevuje i nejvyšší propustností světla a nejpříznivější hodnotou Verdetovy konstanty vzhledem k předchozím příkladům provedení.

-5CZ 2017 - 784 A3

Tabulka II

Složení skel v soustavě PhOBi^OtGa?!)? nebo PbO Bi^Of TeC)? nebo PhOBi^OiTa?!)? s magnetickými částicemi kovových oxidů

Složky skla	Příklad 5 [% hmotn.]	příklad s [% hmotn.]	Příklad 7 [% hmotn.]	Příklad 8 ]% hmotn.]	Přiklad 9 [% hmoín.] i
PbO	51,8	49,9	35,7	35,7	40,1
Bí?O3	36,1	34,8	46.2	38,1	40,0
Ga2O3	- i·	-	6,7	14,4	13,5
TeO;,	10,0	- |	-	-	i
TazO5	-	13,5	-	-	-
FeOFe-03	-	-i	9,0	5,0	1,8
NiO	-	-	: ~ i'	4,0	1,1
Tb2O:.	-	-	2.4	-
Pr2O3	2,1	-	-	2,1	-
DyzO3	-	2,8	-	-	2,8
CbO	-		-	0,7	0,7 j
Suma	100,0	100.0	100,0	100,0	100,0
Teplota tavení í,„ [C]	1000	1000	1025	1075	1050 i
Tepiota tepelného zpracování P'C|	i	-	490	315	350
Doba tepeiněho zpracování [min]	-	-	40	10	15
Stabilita vůči devitrifikaci	stabilní	stabilní	stabilní	stabilní	stabilní
Střední velikost r i nanočástic [nm]	-	i	70	65	49
Verdetova konstanta V
[rad- T ' m '] pro vlnovou délku 2100 nm	-13	-15	-63	-55	-57
ΐ Propustnost T[%] pro vlnovou délku 2100 nm, tloušťku skla 1 cm	76	77	71	73	74
Index lomu n při vlnové i délce 1311 nm	2,41	2,44	2,46	2,49	............ 2,42
i Hodnoceni	dobré	dobré	výborné	výborné	výborné

Příklady 5 a 6 mají v matrici základního skla magnetooptické vlastnosti vytvořeny pomocí lanthanoidů, obdobě jako v předchozím příkladu 4.

Příklad 5 má základní matrici skla vytvořenou na bázi olovnato-bismutito-teluričitého skla PbOBiíCP-TeO? s relativně vysokým obsahem oxidu olovnatého PbO je výrazně bazická matrice a

-6CZ 2017 - 784 A3 dobře váže trojmocný oxid praseodymitý Pr2O3 a zároveň stabilizuje trojmocný kation Pr³⁺, který se váže na atomy kyslíku. Tento typ skla jakožto celek představuje jedno fázové sklo, které opět vykazuje vysokou propustnost světla vlnové délky 2100 nm na lem tloušťky skla v infračervené oblasti světla a vysoký index lomu díky vyššímu obsahu oxidu olovnatého PbO. Verdetova konstanta dosahuje vyšších hodnot.

Příklad 6 má základní matrici skla vytvořenou na bázi olovnato-bismutito-tantaličného skla soustavy PbO-BÍ2O3-Ta2O5 představující bazický typ skla s relativně vysokým 40 obsahem oxidu olovnatého PbO a tantaličného Ta2Os. Toto základní sklo dobře váže do základní struktury skla oxid dysprositý Dy2O3 a stabilizuje trojmocný kation Dy³⁺, který se váže na atomy kyslíku v základní struktuře skla, přičemž tyto kyslíky vytvářejí vhodné optimální asymetrické prostředí pro magnetooptickou aktivitu trojmocného kationtu Dy³⁺. Opět se jedná o jednofázový typ skla, které vykazuje vysokou propustnost světla v dané oblasti infračerveného záření a též má vyšší hodnotu indexu lomu. Verdetova konstanta je poměrně vysoká, takže sklo má příznivé vlastnosti pro dané užití.

Příklady provedení 7, 8 a 9 mají matrici základního skla vytvořeny magnetooptické vlastnosti kombinací krystalických spinelů a lanthanoidů vázaných ve struktuře základní matrice skla.

Příklady 7, 8 a 9 mají základní matrici skla na bázi olovnato-bismuto-gallitého skla soustavy PbO-BÍ2O3-Ga2O3, která nejlépe stabilizuje krystalické částice spinelů nikelnato-kobaltnatých ferritů (NiCo)Fe2O4 a zároveň dostatečně pevně váže oxidy lathanoidů do této základní struktury skla.

Příklad 7 vytváří magnetooptické vlastnosti pomocí přítomnosti krystalků gama-hematitu Fe2O3 a magnetitu Fe3O4 obohacené ve skelné matrici o oxid terbitý Tb2O3. Teplota zpracování skla jako celku je relativně vysoká, obdobně jako v příkladu 1 z podobných důvodů. Velikost částic krystalků spinelů magnetitu Fe3O4 a gama-hematitu Fe2O3 je relativně vyšší. Propustnost světla v dané oblasti je dostatečně vysoká, protože oxid terbitý Tb2O3 brání klastrování částeček spinelů magnetitu FesCh nebo gama-hematitu Fe2O3. Index lomu je poměrně vysoký. Verdetova konstanta je nejvyšší ze všech příkladných provedení 1 až 8, což je dáno vysokou magnetickou citlivostí magnetitu Fe3O4 a gama-hematitu Fe2O3 v kombinaci s vysoce aktivním trojmocným kationtem terbitým Tb³⁺.

Příklad 8 vytváří magnetooptické vlastnosti pomocí přítomnosti krystalků spinelů trevoritu NiFe2O4, gama-hematitu Fe2O3 a nikelnato-kobaltnatého ferritu (NiCo)Fe2O4, obohacené ve skelné matrici o oxid praseodymitý Pr2O3. Teplota zpracování skla jako celku je relativně nižší. Velikost částic krystalků spinelů trevoritu NiFe2O4, gama-hematitu Fe2O3 a nikelnatokobaltnatého ferritu (NiCo)Fe2O4 je relativně menší než v předchozím příkladu provedení. Propustnost světla v dané oblasti je vyšší než v předchozím příkladu 7, protože částice krystalků trevoritu NiFe2O4, gama-hematitu Fe2O3 a nikelnato-kobaltnatého ferritu (NiCo)Fe2O4 jsou menší a neklastrují. Index lomu je též poměrně vysoký. Verdetova konstanta je opět vysoká, i když o něco menší než v předchozím příkladu 7, což je dáno nižší magnetooptickou aktivitou trevoritu NiFe2O4.

Příklad 9 vytváří své magnetooptické vlastnosti za přítomnosti krystalků spinelů trevoritu NiFe2O4 a nikelnato-kobaltnatého ferritu (NiCo)Fe2O4, obohacené ve skelné matrici o oxid dysprositý Dy2O3. Teplota zpracování skla jako celku je relativně nižší. Velikost částic krystalků spinelů trevoritu NiFe2O4 a nikelnato-kobaltnatého ferritu (NiCo)Fe2O4 je relativně menší než v předchozích příkladech provedení 7 a 8. Propustnost světla v dané oblasti je srovnatelná s předchozím příkladem 8, protože částice krystalků trevoritu NiFe2O4 a nikelnato-kobaltnatého ferritu (NiCo)Fe2O4 a gama-hematit Fe2O3 jsou relativně malé a neklastrují. Index lomu je též

-7 CZ 2017 - 784 A3 poměrně vysoký. Verdetova konstanta je též vysoká, i když o něco menší než v předchozím příkladu 7 a 8, což je dáno nižší magnetooptickou aktivitou trevoritu NÍFC2O4.

Průmyslová využitelnost

Sklo podle tohoto vynálezu je určeno pro převod magnetického signálu na optický signál (zejména v blízké infračervené oblasti spektra) a je vhodné pro modulátory volnosvazkové optiky. Sklo podle tohoto vynálezu je možno využít všude tam, kde je nutnost modulace optického signálu pomocí signálu magnetického, např. pro modulátory ve vlnovodné optice nebo optické senzory magnetického pole.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (8)

1. Magnetooptické sklo, určené pro modulátory světla, s magnetickými nano/mikročásticemi a/nebo magnetoopticky aktivními oxidy v základní matrici skla na bázi olovnato-bismutitého skla, vyznačující se tím, že obsahuje

30 až 55 % hmotn. oxidu olovnatého PbO a/nebo oxidů olova Pb;

30 až 55 % hmotn. oxidu bismutitého B12O3;

0,5 až 15 % hmotn. nejméně jeden oxid ze skupiny zahrnující oxid gallitý Ga₂( )3, oxid teluričitý TeO2 a oxid tantaličný Ta20s; a zbytek do 100 % hmotn. magnetických nano/mikro částic a/nebo magnetoopticky aktivních oxidů.

2. Magnetooptické sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že magnetické nano/mikročástice jsou krystalické o velikosti částic v rozmezí 1 nm až 50 μηι.

3. Magnetooptické sklo podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že magnetické krystalické nano/mikročástice mají ve skle spinelovou strukturu.

4. Magnetooptické sklo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že magnetické krystalické nano/mikročástice obsahují magnetit Fe3C>4 a/nebo trevorit NiFe2C>4.

5. Magnetooptické sklo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že magnetické krystalické nano/mikročástice obsahují nikelnato-kobaltnatý ferrit (NiCo)Fe2C>4.

6. Magnetooptické sklo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že magnetické krystalické nano/mikročástice obsahují gama-hematit Fe2C>3.

7. Magnetooptické sklo podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje magnetoopticko aktivní oxidy jsou lathanoidy.

8. Magnetooptické sklo podle nároku 8, vyznačující se tím, že lathanoidy obsahují nejméně jeden oxid ze skupiny, zahrnující oxid praseodymitý ΡΓ2Ο3, oxid dysprositý DV2O3 a oxid terbitý Tb₂O₃.