Разработка магнитооптических материалов

В настоящее время особый интерес представляют стекла, содержащие одновременно ионы железа и марганца. Известно, что стекла, содержащие в качестве парамагнитных примесей оксид железа Fe2O3 и оксид марганца MnO, демонстрируют чрезвычайно сильный отклик магнитооптических свойств материала на набор технологических факторов, а также в стеклах этой группы достигаются большие значения фарадеевского вращения в диапазоне 1,3–1,5 мкм. 
 
Образцы боратного стекла, активированного ионам железа после синтеза
 
Первой задачей в рамках исследования является оптимизация состава боратных стекол, так как первые полученные образцы были химически неустойчивыми. Это не позволяет достигнуть требуемого оптического качества поверхностей образцов при их шлифовании и полировании. Для создания нанокристаллов феррита марганца MnFe2O4 в оптических стеклах активирующие добавки вводятся в стекло непосредственно при его синтезе. 
 
Рентгенограмма полученной стеклокерамики с содержанием оксида железа 2 вес.% и марганца1 вес.% после термообработки при температуре 550 °С в течение 2 часа
 
Второй задачей в рамках исследования является оптимизация режима изотермической обработки, в ходе которой происходит выделение нанокристаллической фазы, и исследование процесса формирования нанокристаллов феррита марганца. Для данного метода восстановление ионов железа и марганца и их агрегация при термической диффузии обеспечивает формирование нанокристаллов. Фарадеевское вращение для полученных стеклокерамик составило не менее 0,5угл.мин/(см·Э), что практически не уступает монокристаллами феррита марганца.
 
Образцы боратного стекла, активированного ионами железа и марганца после термической обработки в интервале температур от 400°C до 500°C
 
В рамках исследования были получены магнитооптические стеклокерамики на основе калиевоалюмоборатной матрицы, активированные нанокристаллами феррита марганца, которые могут быть использованы:
– для невзаимных элементов, применяемых в лазерных гироскопах, как затворы и модуляторы света;
– для оптических затворов в волоконно-оптических линиях связи с целью защитить источник оптического излучения от побочных обратных сигналов;
– для датчиков тока, которые могут применяться на линиях электропередачи;
– для датчиков магнитного поля.