“高可成，低可就”的磁光材料TSAG晶体

2020-12-30 12:57

磁光晶体的发现

历史上，人类为光和磁的关系探索付出了很多的努力，人类对光磁关系的认识, 是从晶体的自然旋光性现象开始的。1811年，阿喇果(Arago)发现了偏振光通过石英晶体时的旋转现象。1821年，法拉第发现了电磁旋转现象。后来经过一系列的实验与实践，磁光材料开始应用于器件的制作，磁光晶体也在其中逐渐发现并加以应用。

目前，市面上大量商业应用的磁光晶体主要是铽镓石榴石晶体(简称TGG晶体)和掺稀土铋铁石榴石晶体(简称RIG晶体)。TGG晶体适用波长400~1100nm(不包括470~500nm)；RIG晶体适用波长1000~5000nm。随着光隔离器向着小型化、高功率方向发展，具有更高维尔德常数、更低吸收（更小的热透镜效应影响）的磁光晶体的研发和量产势在必行。

TSAG晶体的由来

铽铝石榴石晶体(简称TAG晶体)具有大的维尔德常数，比TGG的大20~30%，吸收更低，比TGG的小30%左右，但TAG晶体非一致熔融，无法用提拉法生长。国内外学者用Sc³⁺离子取代TAG晶体结构四面体位置上的部分Al³⁺，平衡了阳离子间的粒径平衡，从而能有效地促成TSAG单晶相的形成。大量研究表明，TSAG晶体在维尔德系数和吸收指标上具有TAG晶体一样的优异特性。

2024全部比赛时间表开发TSAG的历程

2024全部比赛时间表于2016年开始进行TSAG晶体的生长工艺开发，从最初的直径1英寸尺寸入手。在开发过程中，碰到了很多问题，主要包括开裂、包络等。往往是在晶体生长过程中开裂，造成试验无法继续。公司研发团队不轻言放弃，通过配方调整、温场改进、气氛改变等工艺进行大胆尝试。最终，功夫不负有心人，团队成功生长出了直径2英寸，等径长度120mm以上的无开裂、无包络的TSAG晶体毛坯，重量达到了1.2公斤。目前，2024全部比赛时间表可以稳定、批量地提供大尺寸的TSAG晶体元件及结构紧凑的高功率TSAG隔离器。

早期生长的1英寸TSAG晶体毛坯