Модулирующий элемент

 

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в магнитооптических фарадеевских модуляторах. Цель изобретения - достижение легкоплоскостной анизотропии и повышение фарадеевского вращения. Модулирующий элемент содержит немагнитную гранатовую подложку 1, на которую нанесена магнитоодноосная пленка 2 феррит-гранат с компенсацией момента импульса. Пленка 2 выполнена состава Bi_xPr_y Er_3-x-yFe_5-zGa_zO₁₂, где 0,3≅x≅2,1;y≅0,5;1,1≅z≅1,7 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к магнитооптике и может быть использовано в оптических модуляторах. Цель изобретения повышение быстродействия, достижение легкоплоскостной анизотропии и повышение угла фарадеевского вращения. На чертеже схематично представлен модулирующий элемент. На подложке 1 из немагнитного граната эпитаксиально наращивается пленка 2 феррит-граната. При приложении к пленке феррит-граната поля смещения Н_см > Н_нас., где Н_нас. поле насыщения пленки, перпендикулярно плоскости пленки, она намагничивается до насыщения. Приложение противоположно направленного модулирующего поля с амплитудой Н_мод. > Н_к., где Н_к. поле одноосной анизотропии, вызывает перемагничивание пленки путем вращения векторов намагничивания. Перемагничивание произойдет тем быстрее, чем больше безразмерный параметр затухания Гильберта α Введение в состав пленки празеодима позволяет повысить α и снизить Н_к. При содержании празеодима у > 0,5 даже в пленках с небольшим содержанием висмута, определяющим одноосную анизотропию, не удается обеспечить условие Q Н_к/4 π MS < < 1 (Q фактор качества материала, 4 π Мs намагниченность насыщения), необходимое для ориентации векторов намагниченности перпендикулярно плоскости пленки. При у ≅ 0,5 повышается α и снижается Н_к. При х < 0,3 содержание висмута недостаточно, чтобы создать магнитную одноосную анизотропию, обеспечивающую Q > 1. При х > 2,1 не удается получить пленки с высоким оптическим совершенством. Пленки феррит-граната состава (Er, Pr, Bi)₃(FeGa)₅O₁₂ выращивали по известной технологии эпитаксиального роста. Гранатообразующие окислы и растворитель общим весом 200 г, взятые в необходимых пропорциях загружали в тигель диаметром 40 мм и помещали в печь. Шихту нагревали до 1050-1100^оС и гомогенизировали раствор-расплав в течение 2-5 ч. После этого температуру снижали до 785-900^оС. В расплав погружали подложку из немагнитного граната с ориентацией (III) предварительно прогретую до той же температуры. Подложку приводили во вращение. Выращивание проводили в течение 1-30 мин, после чего подложку извлекали из раствор-расплава. Примеры конкретных составов пленок приведены в таблице.

Формула изобретения

1. МОДУЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, выполненный в виде немагнитной гранатовой подложки, на которую нанесена магнитоодноосная пленка феррит-граната с точкой компенсации момента импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, достижения легкоплоскостной анизотропии и повышения угла фарадеевского вращения, пленка феррит-граната выполнена состава Bi_xPr_yFr_3-x-yFe_5-zGa_zO₁₂, где 0,3 ≅ x ≅ 2,1; y ≅ 0,5; 1,1 ≅ z ≅ 0,7. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что подложка выполнена состава Gd₃Ga₅O₁₂, при этом 0,3 ≅ x ≅ 0,7; y ≅ 0,3. 3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что подложка выполнена состава Sm₃Ga₅O₁₂, при этом 0,9 ≅ x ≅ 1,3 и y ≅ 0,4. 4. Элемент по п.1, отличающийся тем, что подложка выполнена состава (Gd, Ca, Mg, Cr)₃Ga₅O₁₂, при этом 1,5 ≅ x ≅ 1,9 и y ≅ 0,5. 5. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что подложка выполнена состава Nd₃Ga₅O₁₂ или (CaNb)₃Ga₅O₁₂, при этом 1,5 ≅ x ≅ 2,1; y ≅ 0,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2