用于光纤电流传感器的掺Bi稀土铁石榴石单晶生长与磁光性能  被引量:5

Magneto-Optical Properties of Bi Substituted Rear Earth Iron Garnets

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作  者:赵渭忠[1,2] 张守业[2] 黄敏[2] 张在宣[3] 

机构地区:[1]浙江大学材料系 [2]浙江大学硅材料国家重点实验室,杭州 310027 [3]中国计量学院光电子技术研究所,杭州 310034

出  处:《光学学报》2000年第12期1694-1698,共5页Acta Optica Sinica

基  金:国家自然科学基金资助(69890230)

摘  要:用熔盐法生长了两种 Bi替代的高法拉第旋转、温度稳定的稀土铁石榴石磁光单晶Bi- Ho Yb IG和 Bi- Gd YIG,测试分析了其在近红外波段的磁光性能及其温度特性。Ho3-x-y Yby Bix Fe5O12 ( x =1.0 3,y =1.2 0 )单晶的比法拉第旋转角为 - 891°/cm(λ=1.31μm)和 -767°/cm (λ =1.55μm) ,Y3-x-y Gdy Bix Fe5O12 ( x =0 .4 6,y =0 .2 4 ) 单晶的值为 - 10 67°/cm (λ =1.31μm)和 - 882°/cm(λ=1.55μm) ,两者都比纯 YIG晶体高出许多。而且这两种晶体的法拉第旋转角随温度变化较小 ,在 2 50~ 4 0 0 K范围内 ,其温度灵敏度 S分别为 4 .60× 10 -4 /K和 4 .2 0×10 -4 /K。分析表明 ,Bi的掺入能大大提高晶体的法拉第旋转角 ,而 Yb3+、Gd3+等离子的掺入可以有效降低 Bi3+替代磁光单晶的法拉第旋转的温度灵敏性 ,Bi- Ho Yb IG和 Bi- Gd YIG等磁光晶体非常适合作为高灵敏度。Two magneto optic single crystal garnets Bi HoYbIG and BiGd∶YIG with high Faraday rotation and low temperature sensibility were growth from high temperature flux. Magneto optic properties in ear infrared range of these two crystals were measured. Magneto optic crystal garnet  Ho 3 x y Yb y Bi x Fe 5 O 12 (x=1.03, y=1.20) has the specific Faraday rotation θ F  of -891°/cm (λ=1.31 μm) and -767°/cm (λ=1.55 μm), and  Y 3 x y Gd y Bi x Fe 5 O 12 (x=0.46, y=0.24) has -1067°/cm (λ=1.31 μm) and -882°/cm (λ=1.55 μm), both are much higher than pure YIG′s. Their Faraday rotations have low temperature dependence also, the temperature sensibilities are 4.60×10 -4 K -1 of Bi HoYbIG and 4.20×10 -4 K -1 of BiGd∶YIG among 250~400 K. The results indicated that doped with Bi 3+ can enlarged Faraday rotation greatly, and dodoped with Yb 3+ and Gd 3+ can effetely reduce Faraday rotation temperature sensibility of Bi substituted magneto optic garnets. Garnets Bi HoYbIG and Bi GdYIG are very suitable for using as Faraday rotation elements in high sensibility and temperature stable magneto optic current sensors.

关 键 词:光纤传感器 电流传感器 稀土铁石榴石单晶 

分 类 号:TP212[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] O737[自动化与计算机技术—控制科学与工程]

 

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