128° Y-cut LiNbO3 晶体旋转取向对磁光特性的调控机制研究

本研究针对LiNbO3 晶体磁光特性研究空白，通过PAX 5710 IR3偏振仪系统分析了128° Y-cut LiNbO3 在0-360°旋转和0-50 Oe磁场下的Stokes参数、Faraday/Kerr效应及透反射率。发现线偏振光照射时透射率调整R-square达0.99773，并首次观测到显著Faraday效应，为磁光器件设计提供了新思路。

　　

在光电材料研究领域，锂铌酸锂(LiNbO₃
)因其优异的压电、铁电和电光特性长期占据核心地位，但关于其磁光特性的探索却鲜有报道。这种特性缺失限制了该材料在磁光传感器等前沿器件中的应用潜力。尤其值得注意的是，不同切割方向的LiNbO₃
晶体（如128° Y-cut）会展现出独特的各向异性，这种特性如何影响其磁光响应仍属未知。

为解决这一科学问题，中国国家自然科学基金资助项目团队开展了突破性研究。研究人员选择具有特殊取向的128° Y-cut LiNbO₃
晶体作为研究对象，通过高精度旋转平台和偏振分析技术，首次系统揭示了晶体旋转角度与磁场强度对其磁光特性的协同调控规律。该成果发表在《Optics》期刊，为下一代磁光器件的设计提供了重要理论依据。

研究团队采用三大关键技术方法：1）使用PAX 5710 IR3偏振仪精确测量Stokes参数；2）通过1550 nm线/圆偏振激光系统分析Faraday和Kerr效应；3）结合X射线衍射（XRD）表征晶体结构。实验样本为经严格表征的128° Y-cut LiNbO₃
单晶，在0-50 Oe磁场范围内进行系统测试。

【Experimental method】
通过XRD确认晶体（104）和（208）晶面特征峰，建立旋转角度与晶向的对应关系。磁光测量系统采用闭环磁场控制，确保数据可靠性。

【Results and Discussions】
关键发现包括：1）线偏振光照射时透射率调整R-square达0.99773，显著优于圆偏振光的0.80854；2）首次在128° Y-cut LiNbO₃
中观测到明显的Faraday旋转效应；3）反射率与Stokes参数呈现角度依赖性振荡特征。

【Conclusions】
该研究证实128° Y-cut LiNbO₃
的磁光特性具有显著的角度和磁场双重依赖性。特别是Faraday效应的发现，突破了传统认为LiNbO₃
磁光响应较弱的认知，为开发基于晶体取向调控的新型磁光调制器、隔离器等器件开辟了新途径。

这项工作的创新性体现在三个方面：首先，建立了晶体旋转角度与磁光参数的定量关系模型；其次，揭示了各向异性对磁光效应的增强机制；最后，为磁光传感器灵敏度提升提供了新思路。正如通讯作者Xinbing Jiao在文中强调的，这项发现可能引发对LiNbO₃
材料体系磁光特性的重新评估，具有重要的理论和应用价值。