重新想象光学二极管效应以提高光学隔离器效率

作为全球互联网连接的核心，光通信是不可或缺的基础。这一基础的关键是光学隔离器，它是通过组合多个组件而创建的。

其结果是形成一种仅在一个方向传输光的复杂结构，以防止激光损坏并通过避免光的反转来最大限度地减少噪声。

然而，一些磁性材料具有光学二极管效应——材料本身表现出的非常规非互易吸收光。这种效应导致透射率根据光传播的方向而变化。如果这种现象能够得到增强，则有望使光隔离器变得更加紧凑和高效。

大阪都立大学工学研究生院木村健太副教授领导的研究小组研究了磁电反铁磁体LiNiPO4在短波红外波长下的非互易光吸收现象。

他们的结果表明，当光传播方向相反时，吸收系数会相差两倍或更多。这种大的不可逆吸收归因于二价镍(Ni2+)离子的磁性。此外，研究人员还表明，可以通过施加磁场以非易失性方式切换光学二极管效应。

“光学二极管效应是一个有趣的研究课题，因为它是一种非常规现象，远离常识，并且有潜力实现意想不到的应用。然而，目前仍然存在许多问题，例如工作温度低”，木村健太教授解释道。

“尽管如此，这项研究证明了含镍化合物的有用性，这极大地扩大了材料选择的范围。基于这些知识，我们将继续开发表现出更高性能光学二极管效应的材料。”