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光源与照明 2024年第3期 31-33页

作者：李丙宏朔州师范高等专科学校山西朔州036000

磁光效应是一种非常有应用价值的物理现象,文章模拟了红色激光源产生的平面光波在受到磁场作用时,隔离器对光波产生了延迟效果。经过对磁光相互作用过程中耦合波的分析,再现了红色激光经磁光耦合机制后辐射的强度和偏振的可控性。

关键词：磁光隔离器磁光效应耦合机制激光

磁光隔离器插入损耗与隔离度关键影响因素数学分析

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磁性材料及器件 2023年第2期54卷 17-22页

作者：刘庆元王涛李阳魏占涛帅世荣李俊陈敏肖礼康蓝江河中国电子科技集团第九研究所四川绵阳621000

从定量角度出发,详细分析了磁光隔离器的插入损耗与隔离度的关键影响因素,并给出了具体的数学表达式。从数学原理证明隔离器的插入损耗主要由材料吸收和端面反射率决定,而隔离度主要取决于法拉第旋光微扰角度。法拉第旋光角微扰度与通... 详细信息

从定量角度出发,详细分析了磁光隔离器的插入损耗与隔离度的关键影响因素,并给出了具体的数学表达式。从数学原理证明隔离器的插入损耗主要由材料吸收和端面反射率决定,而隔离度主要取决于法拉第旋光微扰角度。法拉第旋光角微扰度与通光波长、环境温度、磁光材料的费尔德常数及厚度、以及偏置磁场强度等因素有关,给出了相关数学表达式,并证明通光波长的变化、温度波动等因素是影响器件隔离度的关键因素。

关键词：磁光隔离器插入损耗隔离度影响因素

基于TE-TM模变换的新型相位自补偿磁光隔离器

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物理学报 2008年第6期57卷 3607-3612页

作者：曾维友谢康姜海明陈凯电子科技大学光电信息学院

讨论了由45°非互易模变换器与45°互易模变换器构成波导型光隔离器时两者之间须满足的条件,并由此设计了一种新型的相位自补偿磁光隔离器.利用全矢量有限差分光束传输法对隔离器进行仿真,得到了插入损耗为-1·2dB,隔离度为-34dB的结果.

关键词：集成光学磁光隔离器非互易模变换器互易模变换器

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一种新型偏振相关磁光隔离器的设计

压电与声光 2018年第6期40卷 840-842页

作者：郝俊祥杨青慧张怀武电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川成都610054

该文介绍了一种新型的光纤型法拉第磁光隔离器设计方法,利用液相外延制备的单晶石榴石(BiTm)3(GaFe)5O12膜作为法拉第转子,通过对光路结构的改进设计,有效降低了光隔离器体积和所需饱和外场。当外磁场H=47×103 A/m时,法拉第旋角可达到4... 详细信息

该文介绍了一种新型的光纤型法拉第磁光隔离器设计方法,利用液相外延制备的单晶石榴石(BiTm)3(GaFe)5O12膜作为法拉第转子,通过对光路结构的改进设计,有效降低了光隔离器体积和所需饱和外场。当外磁场H=47×103 A/m时,法拉第旋角可达到45°@1 550nm,光吸收系数为15cm-1@1 550nm,光透射率为85%@1 550nm,整体满足设计要求。

关键词：磁光隔离器法拉第效应 (BiTm)3(GaFe)5O12膜光纤液相外延

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法拉第磁光隔离器

激光与红外 1991年第4期21卷 18-21页

作者：杨新元合肥工业大学

法拉第磁光隔离器可有效地消除光学反馈,在稳频激光、激光通讯和激光信息处理等系统中得到广泛应用。本文介绍了其工作原理、典型结构和各类法拉第材料的特性,说明了可调谐隔离器和宽带隔离器的结构和原理,并报告了国际市场上商品磁光... 详细信息

法拉第磁光隔离器可有效地消除光学反馈,在稳频激光、激光通讯和激光信息处理等系统中得到广泛应用。本文介绍了其工作原理、典型结构和各类法拉第材料的特性,说明了可调谐隔离器和宽带隔离器的结构和原理,并报告了国际市场上商品磁光隔离器的简况。

关键词：磁光隔离器 YIG器件法拉弟

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可见光磁光隔离器的磁路设计与模拟

磁性材料及器件 2010年第2期41卷 42-45页

作者：黄平韩满贵电子科技大学微电子与固体电子学院四川成都610054

设计了几种用于可见光磁光隔离器的永磁磁路。将隔离器磁体截面设计为不同磁化方向磁体的组合。由于截面各部分磁体磁化方向的不同,分别构成直线型、π型和T型磁路。用Ansys有限元软件对这些磁路进行了磁场模拟,基于磁场分布模拟,可以... 详细信息

设计了几种用于可见光磁光隔离器的永磁磁路。将隔离器磁体截面设计为不同磁化方向磁体的组合。由于截面各部分磁体磁化方向的不同,分别构成直线型、π型和T型磁路。用Ansys有限元软件对这些磁路进行了磁场模拟,基于磁场分布模拟,可以选择可见光磁光隔离器所需的最佳磁路。并且得到了磁场分布的详细数值结果,为磁光隔离器的设计与制作提供了理论依据。

关键词：磁光隔离器磁路磁场模拟

磁光单晶石榴石厚膜材料设计、制备及其在平面化磁光隔离器中的应用研究

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磁光单晶石榴石厚膜材料设计、制备及其在平面化磁光隔离器中的应...

作者：郝俊祥电子科技大学

学位级别：硕士

基于法拉第效应(Faraday effect)的磁光器件在光纤通讯、激光、电力测量、航空航天、医疗等领域得到广泛应用。科技发展对磁光材料和器件性能的要求日益提升,提高法拉第效应和费尔德常数并减少光学吸收损失是推动磁光材料发展的强大动... 详细信息

基于法拉第效应(Faraday effect)的磁光器件在光纤通讯、激光、电力测量、航空航天、医疗等领域得到广泛应用。科技发展对磁光材料和器件性能的要求日益提升,提高法拉第效应和费尔德常数并减少光学吸收损失是推动磁光材料发展的强大动力。以钇铁石榴石(YFeO,YIG)为代表的磁光石榴石晶体,因在近红外波长具有较低的光吸收系数和优异的磁光性能,是目前唯一适用于光通信近红外波段的材料。尤其是Bi掺杂的YIG膜(Bi:YIG),因其具有巨法拉第效应而得到广泛关注。本文围绕提高磁光薄膜的法拉第效应展开,以制备出高质量和性能优异的磁光薄膜应用于磁光隔离器为目的,从理论、仿真和实验三个方面对单晶(BiTm)(Ga Fe)O膜进行了系统性研究。主要研究工作如下:首先,利用CASTEP模块进行了第一性原理计算,仿真了Bi掺入对YIG电子结构的影响。仿真结果表明,O 2p轨道起中介作用,掺入Bi而引入的Bi 6p轨道首先与O 2p杂化,然后与Fe 3d杂化,从而引起Fe 3d和O 2p能带宽度变化,最终使得Fe 3d轨道和Bi 6p轨道分别与O 2p轨道几乎完全重叠,这种重叠是自旋轨道分裂和杂化的基础,是法拉第效应增强的基础。其次,利用无铅液相外延(LPE)工艺,在钆镓石榴石(GGG)衬底上设计并制备了单晶(BiTm)(Ga Fe)O厚膜,研究了生长速率和膜厚对膜的结构和性能的影响。发现,膜内Bi含量不仅直接影响着晶格失配情况,而且对法拉第效应起到了决定性的作用。过大的晶格失配使膜面产生缺陷会造成镜面反射效果较差也会影响法拉第效应;晶格失配应力对单轴各向异性的影响是改变畴结构的根本原因;即使膜厚超过了60μm,晶格失配应力依然存在;畴宽不仅受到膜厚影响,还受到失配应力弛豫的影响;生长速率在0.65.85μm/min之间镜面效果最优,生长速率0.75μm/min的膜晶格失配最小;法拉第效应主要受到入射波长、Bi含量和缺陷引起的光损耗影响;生长速率0.85μm/min为最优生长参数,获得膜的最大法拉第角为0.041°/μm@1550 nm,最大费尔德常数为-2.595×10°/(Oe·μm)@1550 nm。最后,基于本文制备的单晶(BiTm)(GaFe)O厚膜作为法拉第转子,设计了新型磁光隔离器。当外磁场为800 Gs时,饱和法拉第角为53°@1550 nm,当外磁场为590 Gs时,法拉第角为45°@1550 nm,光吸收系数α=15 cm@1550 nm,光透射系数T=85%@1550 nm,性能优良,整体满足设计要求。

关键词：磁光石榴石膜液相外延磁畴法拉第效应磁光隔离器

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低介电常数超材料在磁光隔离器中的应用

低介电常数超材料在磁光隔离器中的应用

作者：宦杰南京邮电大学

学位级别：硕士

光子晶体的概念是在二十世纪八十年代末的时候提出的,发展到现在已经成为了现代科学的重要研究领域。光子晶体是一种由金属材料或介质周期或准周期排列而成的人工材料。它具有光子局域以及光子禁带等特性,因此一维光子晶体中加入磁光介... 详细信息

光子晶体的概念是在二十世纪八十年代末的时候提出的,发展到现在已经成为了现代科学的重要研究领域。光子晶体是一种由金属材料或介质周期或准周期排列而成的人工材料。它具有光子局域以及光子禁带等特性,因此一维光子晶体中加入磁光介质层所形成的一维单缺陷磁光光子晶体在外加磁场作用下能在磁光介质层处增强磁光效应。一维磁光子晶体在实现大的旋转角的同时还可以具有比较高的能量传输率。将低介电常数超材料应用到一维磁光光子晶体中,不仅能够增大旋转角度,还能增强能量的传输率,为磁光隔离器的集成化提供一种思路,同时也为低介电常数超材料提供了一种新的可能应用。目前的一维磁光光子晶体结构,存在着一些普遍的问题:第一,光谱响应范围比较小,一般只能在中心波长以及很小的波动范围内实现较好的光隔离,如果用于宽带通信时,器件往往不能很好的满足要求;第二,带宽范围内频谱响应曲线欠平坦,对磁光隔离器的性能存在影响;第三,结构的膜层总层数较多,不易于实际的制备。针对上述所产生的问题,本文结合低介电常数超材料来设计一维磁光光子晶体结构,并利用传输矩阵法对所设计的结构进行性能分析。本文的研究内容和结果可概括为:1.基于传输矩阵方法,探讨一维单缺陷磁光光子晶体的克尔磁光效应,结果表明,采用低介电常数超材料制备层间阻抗差异较大的一维单缺陷磁光光子晶体,既易于在磁光介质层形成较强的局域场,获得接近45度的克尔旋转角,又可增强光的反射,获得较高的能量反射率。研究结果有助于制备层数少、结构简单而又具有良好工作性能的光隔离器,也为低介电常数超材料提供了一种新的可能应用。2.基于传输矩阵方法,探讨一维多缺陷磁光光子晶体的法拉第磁光效应,结果表明,利用低介电常数超材料,结合一维多缺陷光子晶体结构,可增强法拉第磁光效应,实现宽带光隔离,并且使法拉第旋转角在中心波长处能接近45度以及较高的能量透射率。研究结果有助于制备结构简单而频谱响应又平坦的磁光隔离器,为设计法拉第磁光隔离器提供一种选择。

关键词：光子晶体磁光效应低介电常数超材料传输矩阵法磁光隔离器

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基于磁光隔离器的电流测量系统的实验研究

基于磁光隔离器的电流测量系统的实验研究

作者：国宇山东大学

学位级别：硕士

电流互感器是电力系统中的关键设备,是连接一、二次侧设备的重要桥梁和纽带,因此电流互感器的可靠性、稳定性以及其测量精度与智能电网安全稳定运行的关系显得更加密切。随着智能电网数字化、网络化、信息化的深度不断加深和IEC61850标... 详细信息

电流互感器是电力系统中的关键设备,是连接一、二次侧设备的重要桥梁和纽带,因此电流互感器的可靠性、稳定性以及其测量精度与智能电网安全稳定运行的关系显得更加密切。随着智能电网数字化、网络化、信息化的深度不断加深和IEC61850标准的推广与使用,传统互感器的局限性也日趋显著,于是绝缘简单、动态范围大、频率响应宽的光学电流互感器(OTC)受到了学者们的广泛关注。尤其是在智能电网和特高压建设的大背景下,光学电流互感器的研究和使用将会对整个电力系统带来崭新的变革,但光学电流互感器的各方面研究已经进行了三十多年,到目前为止仍没有一种成熟化的产品应用于市场,究其原因,其工作性能还存在无法克服的缺陷。例如温度、双折射、热应力等对互感器测量精度的干扰。除此之外,价格成本、安装困难也是限制光学电流互感器大范围使用的主要原因。因此,探寻工艺更加成熟、用材更为常见、制作成本更加低廉的光学电流互感器显的尤为必要。本论文以光学电流互感器的研究为着眼点,先后阐明了传统电流互感器的缺点及使用的局限性和光学电流互感器的优点及存在的问题,并指出了光学电流互感器作为未来研究方向的客观原因与主观需求。基于此,本论文在详细介绍光学电流互感器原理、种类的基础上,进一步介绍了磁光隔离器等相关器件,提出了在光学电流互感器价格昂贵、安装困难、测量精度低、速度慢的情况下,能否在其他领域探寻新的器件和解决办法以大幅度降低制造成本与安装工艺的研究思路。本文根据新提出的研究思路,在充分比较各类磁光器件的基础上,最终选择了磁光隔离器为主要的研究器件和方向。结合磁光隔离器的结构和特性,搭建了以磁光隔离器为传感元件的光学测量回路,并对激光驱动及发射单元、光电转换及接收单元、AD采样及传输单元等进行了应用化设计。为满足电力系统对实时性的要求,最终选择了运算速度更快、内部资源更加丰富的FPGA作为主处理器,然后详细介绍了 FPGA的基本结构、芯片性能、硬件描述语言及开发流程,接着根据FPGA的设计化要求,搭建了基于FPGA的软硬件平台,对FPGA进行了接口设计、板卡外围电源设计、总线设计、AD采样模块设计、DMA数据储存模块设计和以太网设计等。在本文最后,搭建了整个光学电流测量系统的实验平台对偏振相关型磁光隔离器和偏振无关型磁光隔离器进行了磁场测量的实验研究,绘制了磁场与电压的关系点状图,并使用lsqcurvefit函数对磁场与电压关系进行了非线性拟合。经实验证明两款磁光隔离器具备了在磁场测量和电流测量领域应用的条件和特性,为下一步对温度、应力等特性的研究和实际产品的制造打下了坚实的基础。

关键词：磁光隔离器电流测量光学互感器 FPGA 以太网

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磁光隔离器的最佳化研究

中国激光 1983年第10期 714-718页

作者：范滇元杨义姜子龙中国科学院上海光机所长春光机学院毕业实习生

给出了磁光隔离器的最佳化设计方法并编成计算机程序。研制成功φ120毫米口径的隔离器,实验和理论计算值相符,误差小于2％。

关键词：电流强度磁光隔离器螺旋管供电网络电流变化大口径激磁电流磁场分布均匀密绕氖灯气体放电灯最佳化最优化光介质计算机程序几何结构费尔德常数