随着光纤通信技术和互联网的发展,全光网络的发展应时代需求而出现。全光交换是全光网络的核心技术。光开关作为光交换系统的基本单元,成为科研人员的研究重点。与其他光开关相比,基于磁光效应制成的磁光开关具有速度快、稳定性高、驱动电压低和串扰小等优势。科技的发展对器件和材料提出了新的要求,尽可能提高材料的法拉第效应并降低光学损耗成为人们研究磁光材料的目标。在近红外波段范围内,以钇铁石榴石(Y3Fe5012,YIG)为代表的稀土石榴石晶体具备优良的磁光性能,成为最具应用前景的磁光材料之一。研究发现,对YIG晶体进行掺杂可以改善其磁光性能,尤其是Bi掺杂和Ce掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文以制备出具有大法拉第角和低光学损耗的磁光薄膜为目标,研究了工艺对磁光薄膜性能的影响并对其在磁光开关中的应用进行了研究。首先,采用无铅液相外延工艺,以钆镓石榴石(GGG)为基片,制备了(LuBi)3Fe5O12磁光膜,分析了生长温度和助溶剂对磁光膜结构、成分和性能的影响。实验发现,生长温度会影响膜内Bi3+含量,而Bi3+含量的变化会导致晶格失配,晶格失配会在膜内产生大量缺陷,使样品的镜面效果变差,而缺陷对入射光的散射、反射也会间接使得材料的法拉第效应减弱。当生长温度在818～819℃时,磁光膜与衬底之间晶格匹配良好,样品膜的镜面效果最好,膜内缺陷减少,表面粗糙度下降。材料的法拉第效应主要受三个因素影响:入射光波长、Bi3+含量和膜内缺陷引起的光损耗。使用B2O3和V2O5作为助溶剂,生长温度819℃是制备高质量磁光膜的最佳工艺参数。最后,以本文所制备的(LuBi)3Fe5O12单晶膜为磁光材料,设计了平面化磁光开关。