[发明专利]磁光晶体及其制备方法以及磁光晶体的应用装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学应用领域，具体而言，涉及磁光晶体及其制备方法以及磁光晶体的应用装置。 

背景技术

磁光晶体广泛应用在光纤通信中的光强、光路控制中、以及其他领域的磁场和电流测量中。石榴石磁光晶体是目前应用比较广泛的一种磁光晶体，下面以石榴石磁光晶体进行举例说明。 

多晶的石榴石磁光晶体内部多数情况下会形成条形状复合磁畴结构。图1示出了单晶的石榴石磁光晶体的磁畴结构微观图；图2示出了单晶的石榴石磁光晶体的磁畴结构示意图。如图1所示，即使是单晶的石榴石磁光晶体，通常情况下内部也会形成条形状复合磁畴结构。如图2所示，多数情况下，相邻的磁畴磁化方向相反垂直于晶体表面。 

当在外磁场作用下，相邻磁畴区域随着外磁场的强度和方向变化，一种相对地变大而另一种相对地变小。当外磁场超过该材料的确饱和磁场时，复合磁畴转变为单一方向磁化的单一均匀磁畴。而当外磁场强度减小时，复合磁畴又重新形成。当外磁场撤消时，两种磁畴区域相对均衡。这样的过程对应了晶体不同的磁光效应及强度变化，从而形成各类应用。 

在实现本发明过程中，发明人发现在磁光晶体例如石榴石磁光晶体的多种应用中，由于从单一磁畴到条形符合结构的过程带有随机性，每次形成的结构尽管基本均衡但形状并不完全重复，这造成了一定的磁滞现象，并在测量应用中造成一定的随机误差。 

发明内容

本发明旨在提供一种磁光晶体及其制备方法以及磁光晶体的应用装置，能够解决现有磁光晶体的随机误差问题。 

在本发明的实施例中，提供了一种磁光晶体，其表面设置了具有永久磁畴的磁性薄膜，永久磁畴包括具有磁场方向的条纹，条纹包括以下至少之一：点、连续或不连续的线条，并且条纹之间的间隙与磁光晶体自由能状况或自然形成的条状复合磁畴的间隙相匹配。 

可选的，上述的磁光晶体是石榴石磁光晶体。 

在本发明的实施例中，还提供了一种磁光晶体的制备方法，包括以下步骤：在磁光晶体的表面设置具有永久磁畴的磁性薄膜，永久磁畴包括具有磁场方向的条纹，条纹包括以下至少之一：点、连续或不连续的线条，并且条纹之间的间隙与磁光晶体自由能状况或自然形成的条状复合磁畴的间隙相匹配。 

可选的，在上述的制备方法中，在磁光晶体的表面设置具有永久磁畴的磁性薄膜具体包括：选用光洁的磁光晶体；对磁光晶体的表面进行清洗；在清洗干净的表面上镀上磁性薄膜；在磁性薄膜上设置永久磁畴。 

可选的，在上述的制备方法中，在磁性薄膜上设置永久磁畴具体包括：预先根据条纹设计图样；将磁光晶体放置于磁场中，磁场的磁场强度足够在一定激光强度的作用下磁化磁性薄膜，但在常温下不会磁化磁性薄膜；施加磁场，并按照图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上，使得磁场在激光强度的作用下使磁性薄膜磁化形成永久磁畴。 

可选的，在上述的制备方法中，按照图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上具体包括：使激光按照图样移动；或者 

将磁光晶体固定在可控移动平台上，使磁光晶体相对于激光按照图样移动。 

可选的，在上述的制备方法中，预先根据条纹设计图样具体包括：按照条纹中N方向磁场的条纹设计第一图样，以及按照条纹中S方向磁场的条纹设计第二图样；施加磁场，并按照图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上具体包括：施加N方向磁场，并按照第一图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上；施加S方向磁场，并按照第二图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上。 

可选的，在上述的制备方法中，预先根据条纹设计图样具体包括：按照条纹中N方向磁场的条纹设计第一图样；施加磁场，并按照图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上具体包括：施加N方向磁场，并按照第一图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上；或者 

预先根据条纹设计图样具体包括：按照条纹中S方向磁场的条纹设计第二图样；施加磁场，并按照图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上具体包括：施加S方向磁场，并按照第二图样将激光投射和聚焦在磁性薄膜上。 

可选的，在上述的制备方法中，在磁性薄膜上设置永久磁畴具体包括：预先根据条纹设计图样；将磁光晶体放置于磁场中，用强磁场或配以升温降低矫顽力的方法磁化磁性薄膜，然后按照图样蚀刻磁性薄膜，以形成永久磁畴；或者按照图样蚀刻磁性薄膜，然后将磁光晶体放置于磁场中，用强磁场或配以升温降低矫顽力的方法磁化磁性薄膜，以形成永久磁畴。 

在本发明的实施例中，还提供了一种磁光晶体的应用装置，磁光晶体是上述的磁光晶体。