[發明專利]一種用于提拉法生長鋱鎵石榴石晶體的合成方法

有效

• 申請號: 200910056546.8
• 申請日: 2009-08-18
• 公開（公告）號: CN101649488A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 柳祝平;裴廣慶;黃小衛;王有明
• 申請（專利權）人: 上海元亮光電科技有限公司
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于提拉法生長鋱鎵石榴石以及稀土離子摻雜鋱鎵石榴石 晶體的原料合成方法。

背景技術

從宏觀來看，光纖通信主要包括光纖、光電子器件及光通信系統設備等三 個部分。光電子器件包括有源器件和無源器件。有源器件有光源(發光二級管、 激光器)、光電檢測器(光電二極管、雪崩光電二極管)和光放大器(光纖放大器、 半導體激光放大器、光纖喇曼放大器)以及由這些器件組成的各種模塊等。無源 器件包括連接器、光耦合器、光衰減器、光隔離器、光開關和波分復用器等。 同時還有光電集成OEIC和光子集成PIC器件。光纖通信系統的性能在很大程度 上依賴于光通信元器件的進步。光纖技術的進步使其成為當今社會信息傳輸的 主要媒介。光隔離器是光電子器件的重要組成部分，更是光纖通信的關鍵單元。

光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應。法拉第效應是法拉第在1845年 首先觀察到不具有旋光性的材料在磁場作用下使通過該物質的光的偏振方向發 生旋轉，也稱磁致旋光效應。沿磁場方向傳輸的偏振光，其偏振方向旋轉角度 θ和磁場強度B與材料長度L的乘積成比例。對于正向入射的信號光，通過起 偏器后成為線偏振光，法拉弟旋磁介質與外磁場一起使信號光的偏振方向右旋 45度，并恰好使低損耗通過與起偏器成45度放置的檢偏器。對于反向光，出檢 偏器的線偏振光經過放置介質時，偏轉方向也右旋轉45度，從而使反向光的偏 振方向與起偏器方向正交，完全阻斷了反射光的傳輸。

光隔離器的作用是防止光路中由于各種原因產生的后向傳輸光對光源以及 光路系統產生的不良影響。例如，在半導體激光源和光傳輸系統之間安裝一個 光隔離器，可以在很大程度上減少反射光對光源的光譜輸出功率穩定性產生的 不良影響。在高速直接調制、直接檢測光纖通信系統中，后向傳輸光會產生附 加噪聲，使系統的性能劣化，這也需要光隔離器來消除。在光纖放大器中的摻 雜光纖的兩端裝上光隔離器，可以提高光纖放大器的工作穩定性，如果沒有它， 后向反射光將進入信號源(激光器)中，引起信號源的劇烈波動。在相干光長距 離光纖通信系統中，每隔一段距離安裝一個光隔離器，可以減少受激布里淵散 射引起的功率損失。因此，光隔離器在光纖通信、光信息處理系統、光纖傳感 以及精密光學測量系統中具有重要的作用。

光隔離器的特點是高隔離度、低插損；高可靠性、高穩定性；極低的偏振 相關損耗和偏振模色散。法拉第光旋轉器由磁光材料、磁體及調整機構等幾個 主要部分構成。鋱鎵石榴石(Tb₃Ga₅O₁₂，TGG)磁光晶體是應用于400nm-1100nm 波段的法拉第器件的理想材料。法拉第器件利用的就是TGG晶體的非互易法拉 第效應。

TGG單晶具有大的費爾德常數、低的光學損耗、高的熱導率和高的光損傷閾 值，是一種優異的磁光材料，可用于法拉第器件尤其適合于YAG激光、鈦寶石 可調諧激光、環形激光和種子注入的激光器。

目前在合成TGG原料的工藝中，通常利用Ga₂O₃與Tb₄O₇粉末在高溫下鍛燒 固相合成。固相合成方法需要消耗大量能源，生產過程中的加熱設備配置要求 較高，因此并不理想。本發明是在一定pH值下在硝酸鎵和硝酸鋱液相中進行液 相合成的方法。該方法具有成本低、耗能小、可操作性強、對生產設備配置要 求較低等優點。

發明內容

本發明的目的是解決提拉法生長的TGG晶體存在易開裂、有條紋、晶體發 黑等問題，提供一種適用于提拉法生長TGG以及稀土離子摻雜TGG晶體的原料 合成方法。