作者：贺俊杰
磁光材料是目前世界高科技领域最具吸引力的一种新型功能材料，是高新科技必须的一种新材料，各个科技强国都在这一领域展开激烈的竞争。中国在这一领域起步较晚，主要由北京科技大学主导这方面的研究工作。
磁光材料是指在紫外到红外波段，具有磁光效应的光信息功能材料，稀土磁光材料是一种新型的光信息功能材料。
利用这类材料的磁光特性以及光、电、磁的相互作用和转换，制成具有各种功能的光学器件。
例如，调制器、隔离器、环行器、磁光开关、偏转器、相移器、光信息处理机、激光陀螺偏频磁镜、磁强计、磁光传感器等。
在磁场或磁矩作用下,物质的电磁特性(如磁导率、介电常数、磁化强度、磁畴结构、磁化方向等) 会发生变化。
因而使通向它的光的传输特性(如偏振状态、光强、相位、频率、传输方向等) 也随之发生变化。当光透过铁磁体或被磁体表面反射形成的物理现象，被称为磁光效应，其所用的材料被称为磁光材料。
一，磁光材料的定义：
当物质在外磁场作用下，内部的电磁特性会发生相应的变化，从而使其内部传输或表面反射的光波发生变化，产生偏振面、相位或散射特性的变化，这个物理现象被称为磁光效应。
磁光效应的大小决定于物质的特性，通常将具有较大磁光效应的物质称为磁光材料。
一般情况下，磁光材料随物质磁化强度的增大而增大。
二，磁光材料的概念：
基本分为两大类
1，磁光的偏振
⑴，光波中的自然光所有取向的横向振动磁电矢量；
⑵，线偏振光单一横向振动的磁电矢量；
⑶，介于自然光与线偏振光之间的电振动矢量；
⑷，圆偏振光称为右旋偏振光；
⑸，椭圆偏振光称为右旋椭圆偏振光。
2，磁光的双折射性和二向色性，通常在各向异性晶体产生的两束双折射光线中，在晶体内的传播方向遵从折射定律。
另一束磁光在晶体内进行方向与折射定律不符，射入角正弦与折射角正弦的比值不为常数，随入射角而变。
如果双折射晶体内存在一个固定方向，沿着这个方向光束并不会发生双折射，这个固定的方向被称为晶体的光轴。
三，磁光材料有这四方面的效应：
在磁场中的介质, 当光以不同于磁场的方向通过它时, 也会出现象单轴晶体那样的双折射现象, 称为磁致线双折射效应。磁致线双折射效应又包括科顿—穆顿效应( Cotton-Mouton effect)和瓦格特效应(Voigt effect) ,通常把铁磁和亚铁磁介质中的磁致线双折射称为科顿—穆顿效应, 反铁磁介质中的磁致线双折射称为瓦格特效应。
1，法拉第效应；
2，科顿—莫顿效应；
3，克尔效应；
4，塞曼效应。
四，磁光材料的晶体结构
1，磁光晶体
磁光晶体具有磁光效应，其磁性特别是磁化强度与磁化密度密切关联。
我们所研发的稀土磁光材料首先使用了稀土钇、铁、石榴石。
材料磁光性能不仅依靠于材料的磁化强度，还与材料的磁光系数或费尔德常数有关。从微观上看，磁光效应的大小与组成晶体的原子或离子的能级结构，以及由光激发引起的能级间的电子跃迁情况有关。
石榴石属于硅酸盐类矿物，化学式：Y .3 Fe.⒌ O.12/
我们在具体的试验中，曾经使用过的化学式：Ca 0.5 B 1
AI 0.6 Si 0.5 Ga 0.5 Ln 0.6 Se 1 Cr 3 /
这些都是属于石榴石单晶结构，每个晶胞160个原子的体心立方。
2，尖晶石晶体
尖晶石晶体结构属于立方晶系，其中的二价负离子为面心立方密堆积，与天然矿物尖晶石 Mg Al 2 O 4 的结构相同。
尖晶石磁光晶体主要指硫属铬化合，化学分子式物：
MCr 2 S 4 / 其中M代表二价金属离子，铬为三价离子。
3，磁光玻璃
为了制造可见光范围内实用的磁光器件，如可见光波段隔离器，需要具有高费尔德常数V的磁光材料，便于在适当的磁场和样品长度下获得较大的法拉第旋转。这里简单说一下。
五，磁光材料的生产工艺流程
这里不在重复了，请参阅贺俊杰科普知识讲座：几种磁性材料的生产工艺流程。
谢谢朋友们了！
