专利汇可以提供一种掺杂卤化铈磁光晶体、生长方法及其应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 包含一种掺杂卤化铈磁光晶体的生长方法和及其应用。所述掺杂卤化铈的分子式为CaxMyCe(1-x-y)X3,X为Cl-或者Br-,M为+3价 金属离子 或+2价金属离子,0.01≤x≤0.5,0≤x≤0.5,该系列晶体生长 温度 低,能够使用布里奇曼法生长,可有效降低晶体生长成本。CaxMyCe(1-x-y)X3晶体中原料Ce元素储量高价格低,可有效降低晶体生长成本。该系列晶体在300-1600nm波段的透过率在90%-92%之间,比TGG晶体高出10%,在1064nm 波长 下的Verdet常数与TGG基本相同,在应用方面完全适用于含有TGG晶体的磁光器件,如光隔离器、光 调制器 、磁光 开关 等,同时CaxMyCe(1-x-y)X3的弱吸收约为TGG的10%,有望高功率磁光器件上完全替换TGG晶体。,下面是一种掺杂卤化铈磁光晶体、生长方法及其应用专利的具体信息内容。
1.一种基于卤化铈掺杂其他金属元素的磁光晶体,该磁光晶体的化学式为
CaxMyCe(1-x-y)X3,M为+3价金属离子或碱金属离子,0.01≤x≤0.5,0≤x≤0.5。
2.根据权利要求1所述的磁光晶体化学式,所述的M为+3价金属离子,包括Sc3+、Y3+、La3
+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Pm3+、Sm3+、Eu3+、Gd3+、Tb3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Lu3+、Al3+、Ga3+、In3+等中的一种或者几种离子。
3.根据权利要求1所述的磁光晶体化学式,所述的M为碱金属离子,包括Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+中的一种或者几种离子。
4.根据权利要求1所述的磁光晶体,其磁光性能表现为,在1064nm波长下的Verdet常数
为-38--42rad/m/T,与商业TGG晶体接近,TGG晶体的Verdet常数为-40rad/m/T。
5.根据权利要求1-4所述的磁光晶体,所述的晶体为CeBr3,该晶体在1064nm波长下的
Verdet常数为-39rad/m/T、消光比为38dB、弱吸收为755ppm/cm。
6.根据权利要求1-4所述的磁光晶体,所述的晶体为Ca0.02Rb0.02Ce0.98Br2Cl,该晶体在
1064nm波长下的Verdet常数为-38rad/m/T、消光比为40dB、弱吸收为450ppm/cm。
7.根据权利要求1-6所述的磁光晶体,该系列晶体生长和加工方法如下:
1)、制备CaxMyCe(1-x-y)X3粉体,具体步骤如下:按照化学计量比在手套箱中准确称取高纯
CeO2、高纯稀土氧化物、碱金属氟化物、以及过量的NH4Br和NH4Cl,将这些原料均匀混合后,装入石英舟中,再将石英舟放入特制的气氛炉中,通过缓慢升温使混合物发生固相反应,生
成CaxMyCe(1-x-y)X3,将生成的CaxMyCe(1-x-y)X3再次研磨与适量的NH4Br和NH4Cl混合,重复以上步骤2次获得高纯CaxMyCe(1-x-y)X3原料。
2)、将步骤1)获得的CaxMyCe(1-x-y)X3原料,封入特制的石英管中,再将石英管装入专门设
计的下降炉中,升温至CaxMyCe(1-x-y)X3原料熔化,保持温度恒定,通过是石英管缓慢下降,依次通过炉中的高温区、梯度区以及低温区,形成CaxMyCe(1-x-y)X3单晶,待晶体降至室温时取出,密封保存。
3)、由于CaxMyCe(1-x-y)X3晶体在空气中会发生潮解,将步骤2)中获得的晶体通过无水切
割、抛光后密封到抛光后的石英玻璃壳中,石英外壳与晶体器件的外观形状一致,在石英玻
璃壳于晶体器件的间隙中与注入与CaxMyCe(1-x-y)X3晶体折射率相匹配的调制无水液体,在
真空或惰性气体环境中封装,实现适用于在空气环境中晶体器件的制备。
8.权利要求1-7所描述的晶体应用于制作高功率光隔离器,旋光器以及磁光开关等磁
光器件。
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