利用激光加热制造透明磁性材料的新方法

在光学技术方面取得了重大进展，东北大学和丰桥技术大学的研究人员开发了一种使用激光加热制造透明磁性材料的新方法。这一突破最近发表在《光学材料》杂志上，提出了一种将磁光材料与光学器件集成的新方法，这是该领域长期存在的挑战。

东北大学电气通信研究所副教授、该研究的合著者Taichi Goto说：“这一成就的关键在于创造了一种透明的磁性材料——铈替代钇铁石榴石（Ce:YIG），它采用了一种特殊的激光加热技术。这种方法解决了将磁光材料与光学电路集成在一起而不损坏它们的关键挑战，这一问题阻碍了光通信设备小型化的进步。”

用于制备透明磁性材料的激光加热装置

磁光隔离器对于确保稳定的光通信至关重要。它们就像光信号的交通指挥员，允许它们朝一个方向移动，但不允许朝另一个方向移动。由于通常涉及高温过程，将这些隔离器集成到硅基光子电路中具有挑战性。

由于这一难题，后藤和他的同事们将注意力集中在激光退火上，这是一种通过激光选择性加热材料特定区域的技术。这可以实现精确控制，只影响目标区域而不影响周围区域。

之前的研究曾使用这种方法选择性加热沉积在介电镜上的铋替代钇铁石榴石（Bi：YIG）薄膜。这使得Bi：YIG能够在不影响介电镜的情况下结晶。

然而，当使用Ce:YIG时，由于其磁性和光学特性，它是光学器件的理想材料，但暴露在空气中会导致不必要的化学反应，从而产生问题。

为了避免这种情况，研究人员设计了一种新设备，该设备使用激光在真空中（即没有空气）加热材料。这允许在不改变周围材料的情况下精确加热小区域（约60微米）。

Goto说：“通过这种方法创造的透明磁性材料有望显著促进紧凑型磁光隔离器的发展，这对稳定的光通信至关重要。此外，它为制造强大的小型激光器、高分辨率显示器和小型光学设备开辟了道路。”

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