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      超強激光科學卓越創新簡報

      (第二百零八期)

      2021年7月5日

      上海光機所在磁光晶體材料研究方面取得進展

        磁光晶體在磁光隔離器、磁光調制器、磁光相移器、磁光開關和環形器等方面具有重要的應用。目前常用的磁光晶體是鋱鎵石榴石晶體(TGG),但由于其在紫外波段(<400nm)不透光,限制了其在紫外波段的應用。氟化鈰晶體(CeF3)屬于六方晶系,擁有較寬的透過波段(截止波長<300nm),是重要的紫外波段磁光材料。

        中國科學院上海光學精密機械研究所微納光電子功能材料實驗室激光晶體研究團隊在CeF3晶體研究的基礎上,開展了Nd:CeF3晶體生長和磁光性能研究。研究發現Nd3+可以有效提高CeF3晶體的磁光Verdet常數,其在紫外355nm、可見632.8nm和紅外1550nm處的Verdet常數分別達到674.3、148.5和18.2 rad/(Tm),高于純CeF3晶體。Nd3+增強CeF3晶體的磁光效應主要源于Nd3+和Ce3+的之間的超交換作用,使晶體場產生進一步分裂,導致法拉第效應的增強。與商用TGG晶體相比,Nd:CeF3晶體在可見和近紅外非吸收波段具有更高的Verdet常數,近紅外波段的透光率也優于TGG晶體,高的磁光常數和短的紫外截止波長使其有望應用于寬波段磁光器件。該項研究工作對探索新型紫外磁光晶體材料具有一定參考價值,相關研究成果發表于《Materials letters》。

        該項研究工作得到了裝備發展部預研項目和中科院青促會項目的支持。(微納光電子功能材料實驗室供稿)。

        原文鏈接

       

      圖1 CeF3、Nd:CeF3和TGG晶體的透過率曲線(a)和Verdet隨波長的變化曲線(b)

       
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