1845年,法拉第发现当线偏振光在介质中传播时,若在平行于光的传播方向上加一强磁场,则光振动方向将发生偏转,这种现象被称为法拉第效应或磁致旋光效应,这种介质称为磁旋光材料,简称磁光材料。利用磁光材料的法拉第效应,人们设计出了光隔离器来防止光路中由于各种原因产生的后向传输光对光源以及光路系统的不良影响,以提高光波传输效率。
磁光材料可分为玻璃、陶瓷和晶体材料。相较于玻璃和陶瓷,磁光晶体具有较大的维尔德常数、高激光损伤阈值、低吸收等优点,因而被广泛应用于光隔离器。目前,市面上大量商业应用的磁光晶体主要有钇铁石榴石晶体(简称YIG晶体)和铽镓石榴石晶体(简称TGG晶体)。虽然YIG晶体的研究和应用开展较早,但它无法应用于可见光和近红外光谱范围内,而TGG晶体则是在此范围内具有很高透过率的材料,适用于400~1 100 nm(475~500 nm除外)的宽波长范围。其具有高维尔德常数、低光吸收系数、高激光损伤阈值等优势,同时也弥补了YIG晶体在可见光与近红外光谱范围内的不足。这些优点都使TGG晶体成为应用于法拉第旋光器和隔离器的一种理想材料。
作为一种出色的磁光材料,TGG晶体的生长技术和晶体性能一直都是国内外晶体材料领域的热门研究课题。在使用传统方法生长TGG过程中,易产生晶体外观形状不规则、螺旋纹及晶体开裂等问题,使大尺寸且外观形状规则的TGG晶体极难生长。安徽科瑞思创晶体材料有限责任公司(简称“科瑞思创”)研发团队经过一系列实验与实践,不断优化生产工艺,生长出外观光滑、内部透明的优质大尺寸TGG晶体,目前最大直径可达4英寸。
本期封面由科瑞思创设计提供。公司采用自身研发的TGG磁光晶体设计生产的自由空间隔离器,具有高消光比、低插入损耗和低吸收等特点,实现了高隔离度、高稳定性和高可靠性,可广泛应用于通信、航空航天、汽车、医疗、美容等激光器件行业。
科瑞思创生产的TGG晶体、抛光片和自由空间隔离器