無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器的製作方法

2023-06-08 02:32:21 3

專利名稱：無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光通信、光集成，尤其涉及一種無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器。
背景技術：
光隔離器是光通信、集成光學等系統中不可缺少的關鍵器件之一。以偏振敏感型光隔離器為例，作為光隔離器核心部件的45°法拉第旋轉器目前國內外都採用含Bi鐵石榴石晶體，其中GdBiIG材料得到普遍應用。這種晶體薄膜是在順磁性石榴石晶體GGG表面上用液相外延工藝的方法生長而成，其長度總和約小於1mm，還需一定尺寸的永久磁鐵使其處於飽和磁化狀態，永久磁鐵的採用對光隔離器小型化和集成光學系統中使用是有局限的。

發明內容
本發明的目的是提供一種無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器。
它的成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體，其中，0＜x＜2，0＜y＜1，Re表示稀土大離子Eu3+、Yb3+、Sm3+，沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體111晶軸方向切割、充磁後，使其處於飽和磁化狀態。
本發明鑑於稀土大離子與Y3+離子有相反的磁致伸縮係數和大的單離子磁晶各向異性，Bi3+離子能提高θf角，Ga3+離子進入四面體晶位在一定範圍內又能降低Ms值從而提高剩磁比和配合大稀土離子的替代。因此，生長(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體)並沿其111晶軸方向切割、充磁後使其處於飽和磁化狀態而形成無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器，這將使光隔離器不需要外加偏磁場而結構微型化和解決了在集成光學系統中對光隔離器外加偏磁場的困難。


附圖是光隔離器結構示意圖，圖中起偏器1、45°法拉第旋轉器2、檢偏器3。
具體實施例方式
如附圖所示，光隔離器具有起偏器1、45°法拉第旋轉器2、檢偏器3，45°法拉第旋轉器2設置在起偏器1和檢偏器3之間即可不需要外加偏磁場。
無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體(0＜x＜2，0＜y＜1，Re表示稀土大離子，為Eu3+、Yb3+、Sm3+)。沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體111晶軸方向切割、充磁後，使其處於飽和磁化狀態。
本發明以B2O3/Bi2O3為助熔劑，採用高溫溶液自發成核緩慢降溫方法生長(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體。為提高晶體生長質量，擬採用頂部籽晶、加速坩堝旋轉技術。通過改變Re、Y、Bi、Ga的成分比例，獲取有高矩形度θf遲滯回線的(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-2Gaz)O12晶體，並沿其111)晶軸方向切割、充磁後形成無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器。
無需外加偏磁場的45°旋轉器的主要性能指標為；中心波長(nm) 1550法拉第旋轉角θf(deg/cm) ＞450即45°旋轉器的厚度＜1.0mm晶體的矯頑力Hc(Oe) ＞1000晶體飽和磁化強度4πMs(Gs) ＜600晶體剩磁比(矩形度)Mr/Ms＞0.87。
權利要求
1.一種無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器，其特徵在於它的成份是(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體，其中，0＜x＜2，0＜y＜1，Re表示稀土大離子Eu3+、Yb3+、Sm3+，沿(Re3-x-yYxBiy)(Fe5-zGaz)O12晶體111晶軸方向切割、充磁後，使其處於飽和磁化狀態。
全文摘要
本發明公開了一種無需外加偏磁場的45°法拉第旋轉器。它的成分是(Re
文檔編號G02F1/01GK1687820SQ20051005029
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月19日 優先權日2005年4月19日
發明者徐志成 申請人:浙江大學