铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜、其制备方法以及光学器件技术

本申请公开了一种铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜、其制备方法以及光学器件，该方法包括：将单晶组分和助溶剂投入铂坩埚，加热使其熔化；将铂坩埚内熔体的温度降低至初始生长温度，使单晶组分逐渐沉积在设置于铂坩埚内部的单晶衬底表面；在沉积过程中，控制铂坩埚和单晶衬底反向旋转，并按照预设的第一周期转换铂坩埚和单晶衬底的旋转方向；以及，按照预设的第二周期将单晶衬底沿着熔体深度方向移动一设定距离，不同深度处的熔体在单晶衬底上均匀沉积，形成铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜；本发明专利技术能够制得磁光性能及光学性能更加均匀的单晶薄膜，在不需要较大膜厚的情况下，通过提高铋的有效置换量来提升其法拉第系数，降低单晶薄膜开裂的风险。薄膜开裂的风险。薄膜开裂的风险。

【技术实现步骤摘要】
铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜、其制备方法以及光学器件


[0001]本申请涉及光通信
，更具体地，涉及一种铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜、其制备方法以及光学器件。

技术介绍

[0002]光隔离器是光通信中不可或缺的光学器件，其可以使正向光信号传输，但阻止反射的光信号返回，起到保护前置光路的作用，在高速长距离传输光通信系统中应用广泛。光隔离器的应用原理是法拉第效应，即在施加磁场的透明介质中，透过的光的偏振面旋转的现象，且旋转的方向和光的传播方向没有关系。目前铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜作为法拉第磁光单晶薄膜，可改变偏振光偏振方向，且由于其在光通信波段插损低，是光通信隔离器关键器芯材料。铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜决定了光隔离器的性能，而铋掺杂稀土铁石榴石晶体最为关键的技术指标是法拉第系数(单位膜厚的法拉第旋转角，单位
“°
/cm”)、插入损耗、波长及温度稳定性，需要和光通信隔离器的应用相匹配。
[0003]铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜一般采取液相外延法配合助溶体系生长成膜，低熔点的PbO、Bi2O3、B2O3助溶剂体系有助于高熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜的制备方法，其特征在于，包括：S1将单晶组分和助溶剂投入铂坩埚，加热使其熔化；S2按照预设的降温速度将铂坩埚内熔体的温度降低至生长温度，使单晶组分逐渐沉积在设置于铂坩埚内部的单晶衬底表面；S3在沉积过程中，控制所述铂坩埚和单晶衬底反向旋转，并按照预设的第一周期转换铂坩埚和单晶衬底的旋转方向；以及，按照预设的第二周期将单晶衬底沿着熔体深度方向移动一设定距离，不同深度处的熔体在单晶衬底上均匀沉积，形成铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜。2.如权利要求1所述的铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜的制备方法，其特征在于，所述单晶衬底为掺杂钙镁锆的钆镓石榴石(CaMgZr：GGG)单晶圆片，化学式(Gd3‑
x
Ca
x
)(Ga5‑
y
‑
z
Mg
y
Zr
z
)O
12
；其中，0.3≤x≤0.4，0.25≤y≤0.35，0.6≤z≤0.7；所述单晶圆片的抛光面的晶向为<111>，晶格常数为3.如权利要求1所述的铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜的制备方法，其特征在于，S2中，所述预设的降温速度为
‑
0.6～
‑
0.3℃/h，所述初始生长温度为700℃～800℃。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的铋掺杂稀土铁石榴石单晶薄膜的制备方法，其特征在于，S3中，所述单晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯田江，马晓，桂训鹏，胡露，刘凯，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：