DE1816031A1 - UEbertragungselement zur magnetooptischen Anwendung,insbesondere zur Modulation von Infrarotstrahlung im Wellenbereich von 1 bis 20 Mikron - Google Patents
UEbertragungselement zur magnetooptischen Anwendung,insbesondere zur Modulation von Infrarotstrahlung im Wellenbereich von 1 bis 20 MikronInfo
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Description
PHH.2952
Dipi.-Ing. HORST A-UFR jw/mnv. 1fi1finQ1
P:'rrranwait ' " I 0 I OU J I
Anmelder: NX Ρ;;: \?ϊ öLOEllAiUPENFABRIEKEN
Akte: PM- 2952
Anmeldung vom: 20.Dezember 1968
Anmeldung vom: 20.Dezember 1968
übertragungselement zur magnetooptisehen Anwendung, insbesondere zur
Modulation von Infrarotstrahlung im Wellenbereioh von 1 bis 20 Mikron.
Sie Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungselement
zur magnetooptischen Anwendung, insbesondere zur Modulation von Infrarotstrahlung
im Wellenbereiah von 1 bis 20 Mikron. Übertragungselemente der
obengenannten Art bestehen aus einem oder mehreren Einkristallen oder aus
einer monokristallinen oder polykristallinen Schicht auf einer die Infrarotstrahlung
durchlässigen Unterschicht. Die obengenannte Anwendung beruht auf dem Vermögen des Stoffes, aus dem das betreffende Übertragungeelement
besteht, die Polarisationsebene einer linear polarisierten elektromagnetischen strahlung, die darauf trifft, unter dem Einfluss eines
Magnetfeldes, das eine Komponente hat in der Portpflanzungsrichtung der
Strahlung, zu drehen. Diese Drehung ist unter dem Nahmen "Faraday-Effekt" bekannt. Die GrSsse des Fraday-Effektes (QT) wird hier ausgedrückt in der
Anzahl Grade, um welche sich die Polarisationsebene je cm Weglänge der im
übertragungselement zurückgelegten Strahlung dreht, wenn letzteres In einem
Magnetfeld parallel zu? Strahlungsriohtung bis zur Sättigung magnetisiert
, , 909831/03S5
BAD
-2- PEH.2952.
Zur Erhaltung «Ines grossen Faraday-Sffekte·, der bereits durch kleine Magnetfelder oder duroh kleine Änderungen in Hioh·
tung des Magnetfeldes deutlich spürbar beeinflusst werden kannf verwendet man meistens Magnetitoffβ - unter denen in diesem Zusammenhang Werkstoffe verstanden werden, die bei Temperaturen unter einer für den betreffenden Werkstoff charaokteristisohen Ordnungstemperatur (Curie-Punkt)
ferromagnetisch oder ferrimagnetisoh sind - die für die zu modulierte*·
Strahlung gut durchlässig sind. Als Masstab flr die Verwendbarkeit des
Magnetstoffes als Modulatormaterial für Strahlung einer bestimmte Wellenlänge verwendet man, ausser der genannten GrSsse 1/auoh die sogenannte
"Leistungszahl" B · Unter Έ wird die Anzahl Oradβ Drehung der Polarisationsebene der Strahlung je dB· Dämpfung der Strahlungsintensität für da·
bis zur* Sättigung magnetisierte Material verstanden* Dabei gilt die Beziehung
in der d » die von der Strahlung im Übertragungselement zurückgelegte
e - die Basis des natürlichen Logarithmensystems,
c<» der Absorptionskoeffizient, ausgedruckt in cm" iatj
diese GrBsse wird definiert durch die Beziehungen- a *°β f^1 (wobei r^
- der Quotient der Intensitäten der auftreffenden Strahlung I und der
durohgelassenen Strahlung I ist), während die Grosse !/bereits vorstehend
definiert wurde*
Die bisher bekanntesten Materialien für übertragungselemente zur Modulation von Infrarotstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen
1 und 6 kikron sind Yttriumeisengranat 1,Fe-O12 und die u.a. duroh teilweise Ersetzung von Eisen duroh Gallium davon herlaLtiaren Verbindungen«
Diese Stoffe sind bei Zimmertemperatur ferrimagnetisoh· Sie werden vox·
zugeweise im Form von Einkristallen verwendet« Vo« diesen Granate.*: wird
909831/08^5 '
-3- PH».2952.
wird «it abnehmender Wellenlänge uater einem Wert Yen 1 Mikron der Faraday-Effekt »war grosser, aber dieser Vorteil wird duroh eine sugleioh
stark zunehmende Strahlungsabeoprtion zunichte genaoht, so daea die
Leistungszahl niedrige Werten annimmt· Für Wellenlänge fiber 6 Mikron ist
sowohl der Effekt gering als auoh der Absorptionskoeffisient gross, so
dafie die Granate bei diesen Wellenlängen für dl« hier bezweckte Anwendung
unverwendbar sind·
Die Erfindung betrifft ein übertragungselement sur Modulation von Infrarotstrahlung im Wellenbereich von 1 bia 20 Mikron· Dieses
Übertragungselement soll den nachfolgenden Bedingungen entsprechenι ™
1» Es muss aus einem oder mehreren Kristallen mit Spinell·
struktur bestehen}
2» Ea muss bei Temperaturen unter einer ffir den Stoff, aus
dem das betreffende Übertragungselement besteht« charakteristischen Temperatur ferromagnetisch oder ferrimagnetisoh sein« und eine magnetische
0 Ϊ
% Es muss bei dieser Temperatur (Curie-Punkt) einen apesi-
fischen Widerstand grSseer als 100 Ohm»cm aufweisen!
4« Der Kristall muss bzw. die Kristalle Bussen eine ohe- g
mische Susammensetsung aufweisen8 die eich duroh die Formel 1 ^r-Z,
beschreiben Usste in der k - Od, Sn, Hg9 Mn, Fe**, Go,Mjr,Xi,Fb,
SaiiS,
entweder einsein oder ewei oder «ehr konbiniert, wthrend SS · S, Bt «der
Te ist, entweder einzeln oder ewei oder »ehr konbinierto
Die betreffenden Kristalle kSftjnefi beispielsweise d«roh .
Synthese erhalten werden· So lausen sich Kristalle der Verbindung Kadaittsi*
ohromeelenid, CdCr2Se., derart herstellen, date BAn Kadeiumeelenid CdSe
Wid Chroiaeelenid Cr2Se- in waeserfreiem geechmolsenee Kad«iuaohlorid 19et
und die erhaltene LSsung langsam, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit
909831/0895 BAD ORIGINAL
■ *4- PHN.2952*
von 1-5 ec/h, abkühlt. Das Kadmiumchromselenid ist einer der wichtigsten
Vertreter der Gruppe von Stoffen, welche die obenstehend definierte chemische Zusammensetzung aufweisen und deren Kristalle zur Bildung der er«
findungsgemEssen übertragungselemente geeignet sind« Ee ist ferromagnetisch bei Temperaturen unter oa. 155eK«
Fig» 1a zeigt eine graphische Darstellung, die den Verlauf dee Absorptionskoeffizientens>( (in cm" ) eines Kristalle von CdCr Se:
als Funktion der Wellenl&nge \(in Mikron) im Wellenbereich von etwa 1-21
Mikron bei einer Temperatur von <?0#K darstellt* Ee zeigt eich, dass der
Absorptionskoeffizient innerhalb des ganzen Wellenlfingenbereiohs von etwa
1 bis 21 Mikron niedrig ist mit einem Höchstwert von 13 oa* im Wellenbereich zwischen 6 und 16 Mikron. Aus dem nahezu konstanten Wert von <K im
letztgenannten Wellenbereich durfte man aohlieseen, das· die gemessene
Absorption im wesentlichen der Anwesenheit chemischer und/oder physikalischer Inhomogenitäten im Kristall lususohreiben ist, so dass die an einem vollkommen homogenen. Kristall gemessene Absorption wesentlich niedriger*
als di· hier gemessene sein wird·
Zum Vergleich dient Figur 1b, die entsprechende graphische
Barstellungen für einen Kristall aus Yttrlumeisengranet Y-Fa5O1Jg bei 90*K
und bei JOO"K zeigt. E* stellt sich herauss dass dieser Kristall zwar bei '
Wellenlängen zwischen etwa 1e 1 und 6 Mikron eine noch wesentlich niedrigere Absorption aufweist al· der Kristall au· OdCr„Se,» auf den eich Figur 1a besieht 9 aber bei Wellenlangen g?3s*ar «la 6 Mikron nimmt die Ab»
sorption dee ¥ttriumeieengr*n*tkri«iftn· alt funktion der Wellenlänge so
stark SU» dass die Verwendung dieses Materials AUf Wallenlängen von !»Ιέ Mikron beschränkt ist.
Aus Figur 2 geht hervor9 dass die GrBsee des Faraday-•EffektesV(in Graden cm" ) des Yttriuffitieangranatkristalls im Wellenbereich von 1,1 - 6 Mikron hinter der des CdCr-Sa.-Kristalls weit zurück«« -: '' u 909831/0895
BAD ORIGINAL
bleibt,- Ein grosser Faraday-Effekt ist besondere wichtig für diejenigen
Anwendungen, bei denen die Dicke des übertragungselementes klein sein
muss, beispielsweise beim optischen Lesen eines Speioherelementes.
Die graphische Darstellung nach Fig, 3 zeigt den Faraday-Effekt
des betreffenden CdCr3Se.-Kristalls als Funktion der Wellenlänge
innerhalb des Wellenbereiches von 4»5 in 18 Mikron bei einer Temperatur von 9O0K. Aus dieser Figur geht hervor, dass bei einer Wellen*
lange von etwa 7,0 Mikron der Faraday-Effekt des betreffenden CdCr3Se.-Kristalls
(bei 90pK) das Vorzeichen ändert, so dass der Kz'istall bei
dieser" Temperatur zum Modulieren von Strahlung mit einer Wellenlänge
zwischen etwa 7,5 und 8 Mikron nicht verwendbar ist*
Die Fig. 4 und 5 zeigen graphische Darstellungen der
Leistungszahl φ des betreffenden CdCr3Se.-Kristalls als Funktion der
.'/ellenlange ebenfalls bei einer Temperatur von 9O0K,
ürfindungsgemUsse übertragungselemente sind auch als
Speieherelemente verwendbar, die dann dadurch abgelesen werden, dass das Vorzeichen der rowanenten !Magnetisierung desselben mittels polarisierter Infrarotstrahlung bestimmt wird.
BAD ORIGINAL 90983 1 /0895
Claims (2)
- -6- " ' . PH». 2952.PATENTANSPRÜCHEl ' - 1» Übertragungeelement aur magnetooptischen Anwendung, Insbesondere but Uo- * dulation von Infrarotstrahlung im Wellenbereich von 1 bis 20 Mikron, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem oder mehreren Kristallen mit Spinellstruktur besteht mit einer magnetischen Permeabilität im Vakuum u · tr bei Temperaturen unter dem Curie-Punkt von grosser als 1, 2,einem spezifischen Widerstand im Curie-Punkt von grosser als 100 Ohm«cm und einer chemischen Zusammensetzung ·, ι nach der Formel ACr2Z., in der A-Cd, Zn, Hg, Mn, Fe , Co, Mg, Hi, Pb, t -__—^- t . f -ua— oder sa— — darstellt,entweder einzeln oder zwei oder mehr kombiniert, während Z-S, Se oder Te istt entweder einzeln oder zwei oder mehr kombiniert.
- 2. Über tragung se lernen t nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dau-s der Kristall (die Kristalle) aus Kadmiumchromaelenid, CdCr2Se,, besteht (bestehen)· 3« Verwendung eines Übertragungselementes nach einem der Ansprüche 1 oder 2 als Speicherelement, das dadurch abgelesen wird, dass das Vorzeichen der remanenten Magnetieierung desselben mittels polarisierter Infrarotstrahlung bestimmt wird»PAD ORIGINAL 909831/0895Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL6800387A NL6800387A (de) | 1968-01-11 | 1968-01-11 | |
NL6800387 | 1968-01-11 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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Also Published As
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GB1238831A (de) | 1971-07-14 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |