మాగ్నెటో ఆప్టిక్ క్రిస్టల్ మెటీరియల్స్ యొక్క అప్లికేషన్ సూత్రాన్ని కలిసి నేర్చుకుందాం!

ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ మరియు హై-పవర్ లేజర్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్‌ల పరిశోధన మరియు అప్లికేషన్ మరింత విస్తృతమైంది, ఇది మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్ అభివృద్ధిని నేరుగా ప్రోత్సహించింది, ముఖ్యంగామాగ్నెటో ఆప్టిక్ క్రిస్టల్. వాటిలో, అరుదైన భూమి ఆర్థోఫెరైట్, అరుదైన భూమి మాలిబ్డేట్, అరుదైన భూమి టంగ్‌స్టేట్, యట్రియం ఐరన్ గార్నెట్ (YIG), టెర్బియం అల్యూమినియం గార్నెట్ (TAG) వంటి మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ స్ఫటికాలు అధిక వెర్డెట్ స్థిరాంకాలను కలిగి ఉంటాయి, ప్రత్యేక మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ పనితీరు ప్రయోజనాలు మరియు విస్తృత అప్లికేషన్ అవకాశాలను చూపుతాయి.

మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ప్రభావాలను మూడు రకాలుగా విభజించవచ్చు: ఫెరడే ప్రభావం, జీమాన్ ప్రభావం మరియు కెర్ ప్రభావం.

సెకండరీ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ఎఫెక్ట్ (QEO) అని కూడా పిలువబడే కెర్ ప్రభావం, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క మార్పుతో పదార్థం యొక్క వక్రీభవన సూచిక మారే దృగ్విషయాన్ని సూచిస్తుంది. కెర్ ప్రభావం పాకెల్స్ ప్రభావానికి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ప్రేరేపిత వక్రీభవన సూచిక మార్పు సరళ మార్పు కంటే విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అన్ని పదార్ధాలు కెర్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, కానీ కొన్ని ద్రవాలు ఇతరులకన్నా బలంగా ప్రదర్శిస్తాయి.

జీమాన్ ప్రభావం (/ˈzeɪmən/, డచ్ ఉచ్చారణ [ˈzeːmɑn]), డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త పీటర్ జీమాన్ పేరు పెట్టబడింది, ఇది స్టాటిక్ అయస్కాంత క్షేత్రం సమక్షంలో స్పెక్ట్రం అనేక భాగాలుగా విడిపోవడం యొక్క ప్రభావం. ఇది స్టార్క్ ప్రభావాన్ని పోలి ఉంటుంది, అనగా, స్పెక్ట్రం విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో అనేక భాగాలుగా విడిపోతుంది. స్టార్క్ ఎఫెక్ట్ మాదిరిగానే, వేర్వేరు భాగాల మధ్య పరివర్తనాలు సాధారణంగా వేర్వేరు తీవ్రతలను కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటిలో కొన్ని ఎంపిక నియమాలను బట్టి పూర్తిగా నిషేధించబడ్డాయి (డైపోల్ ఉజ్జాయింపు కింద).

జీమాన్ ప్రభావం అనేది బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా అణువులోని ఎలక్ట్రాన్ యొక్క కేంద్రకం చుట్టూ కక్ష్య విమానం మరియు కదలిక ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పు కారణంగా అణువు ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన స్పెక్ట్రం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ధ్రువణ దిశలో మార్పు.

సెకండరీ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ఎఫెక్ట్ (QEO) అని కూడా పిలువబడే కెర్ ప్రభావం, బాహ్య విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క మార్పుతో పదార్థం యొక్క వక్రీభవన సూచిక మారే దృగ్విషయాన్ని సూచిస్తుంది. కెర్ ప్రభావం పాకెల్స్ ప్రభావానికి భిన్నంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ప్రేరేపిత వక్రీభవన సూచిక మార్పు సరళ మార్పు కంటే విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క వర్గానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అన్ని పదార్ధాలు కెర్ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, కానీ కొన్ని ద్రవాలు ఇతరులకన్నా బలంగా ప్రదర్శిస్తాయి.

అరుదైన ఎర్త్ ఫెర్రైట్ ReFeO3 (Re అనేది అరుదైన భూమి మూలకం), దీనిని ఆర్థోఫెరైట్ అని కూడా పిలుస్తారు, దీనిని ఫారెస్టియర్ మరియు ఇతరులు కనుగొన్నారు. 1950లో మరియు ఇది మొట్టమొదటిగా కనుగొనబడిన మాగ్నెటో ఆప్టిక్ స్ఫటికాలలో ఒకటి.

ఈ రకంమాగ్నెటో ఆప్టిక్ క్రిస్టల్చాలా బలమైన కరిగే ఉష్ణప్రసరణ, తీవ్రమైన నాన్-స్టేడీ-స్టేట్ డోలనాలు మరియు అధిక ఉపరితల ఉద్రిక్తత కారణంగా దిశాత్మక పద్ధతిలో పెరగడం కష్టం. ఇది Czochralski పద్ధతిని ఉపయోగించి పెరుగుదలకు తగినది కాదు మరియు హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతి మరియు సహ-ద్రావకం పద్ధతిని ఉపయోగించి పొందిన స్ఫటికాలు పేలవమైన స్వచ్ఛతను కలిగి ఉంటాయి. ప్రస్తుత సాపేక్షంగా ప్రభావవంతమైన వృద్ధి పద్ధతి ఆప్టికల్ ఫ్లోటింగ్ జోన్ పద్ధతి, కాబట్టి పెద్ద-పరిమాణ, అధిక-నాణ్యత అరుదైన భూమి ఆర్థోఫెరైట్ సింగిల్ స్ఫటికాలను పెంచడం కష్టం. అరుదైన ఎర్త్ ఆర్థోఫెరైట్ స్ఫటికాలు అధిక క్యూరీ ఉష్ణోగ్రత (643K వరకు), దీర్ఘచతురస్రాకార హిస్టెరిసిస్ లూప్ మరియు ఒక చిన్న బలవంతపు శక్తి (గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద సుమారు 0.2emu/g) కలిగి ఉండటం వలన, అవి ప్రసారం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు (75% పైన) చిన్న మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్లలో ఉపయోగించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

అరుదైన ఎర్త్ మాలిబ్డేట్ సిస్టమ్‌లలో, ఎక్కువగా అధ్యయనం చేయబడినవి స్కీలైట్-టైప్ టూ-ఫోల్డ్ మాలిబ్డేట్ (ARe(MoO4)2, A అనేది అరుదైన ఎర్త్ మెటల్ అయాన్), మూడు రెట్లు మాలిబ్డేట్ (Ｒe2(MoO4)3), నాలుగు రెట్లు మాలిబ్డేట్ (A2Re2(MoO4)4) మరియు సెవెన్‌డేట్. (A2Ｒe4(MoO4)7).

వీటిలో ఎక్కువమాగ్నెటో ఆప్టిక్ స్ఫటికాలుఅదే కూర్పు యొక్క కరిగిన సమ్మేళనాలు మరియు క్జోక్రాల్స్కి పద్ధతి ద్వారా పెంచవచ్చు. అయినప్పటికీ, వృద్ధి ప్రక్రియలో MoO3 యొక్క అస్థిరత కారణంగా, దాని ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి ఉష్ణోగ్రత క్షేత్రం మరియు పదార్థ తయారీ ప్రక్రియను ఆప్టిమైజ్ చేయడం అవసరం. పెద్ద ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలలో అరుదైన ఎర్త్ మాలిబ్డేట్ యొక్క పెరుగుదల లోపం సమస్య సమర్థవంతంగా పరిష్కరించబడలేదు మరియు పెద్ద-పరిమాణ క్రిస్టల్ పెరుగుదలను సాధించడం సాధ్యం కాదు, కాబట్టి ఇది పెద్ద-పరిమాణ మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ ఐసోలేటర్‌లలో ఉపయోగించబడదు. కనిపించే-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ బ్యాండ్‌లో దాని వెర్డెట్ స్థిరాంకం మరియు ట్రాన్స్‌మిటెన్స్ సాపేక్షంగా ఎక్కువ (75% కంటే ఎక్కువ) ఉన్నందున, ఇది సూక్ష్మీకరించిన మాగ్నెటో-ఆప్టికల్ పరికరాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.