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          吉首大學在稀土摻雜TGG磁光晶體領域取得研究進展

          2022-06-06 10:00
           
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            鋱鎵石榴石在可見及近紅外波段具有優異的光學性能、高的熱導率和激光損傷閾值,廣泛應用于光纖隔離器和高功率固體激光系統中。TGG單晶在制備過程中會產生氧化鎵揮發等問題,難以獲得大尺寸、高質量單晶,近日,吉首大學物理與機電工程學院陳喆博士團隊采用提拉法克服了晶體生長過程中面臨的組分揮發、螺旋生長等難點,制備出了高質量Gd摻雜TGG磁光晶體并研究了其磁光特性,發現了Gd-Tb多順磁離子在石榴石結構晶體中的巨法拉第效應。

            傳統研究認為在TGG晶體中磁光效應源于具有高磁光活性Tb3+離子4f-5d能級的躍遷,而其他順磁稀土離子的磁光性能在TGG晶體中低于Tb3+。該團隊制備的大尺寸Gd3+稀土離子摻雜TGG晶體中具有多磁性活性離子體系,盡管摻雜離子濃度很低,其晶體的核心指標常數比純TGG材料均有大幅度提高,是目前該波段綜合性能較好的磁光晶體。同時,其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,對探索新型可見光-中紅外磁光晶體材料具有參考價值。

            該工作以吉首大學為第一完成單位,與中科院上海光機所、上海硅酸鹽研究所、俄羅斯應用物理研究所、日本國立聚變科學研究所進行了多方合作,得到了國家自然科學基金項目、湖南省教育廳優秀青年基金的資助。


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