JPS61223719A - 光制御素子 - Google Patents
光制御素子Info
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- JPS61223719A JPS61223719A JP60064851A JP6485185A JPS61223719A JP S61223719 A JPS61223719 A JP S61223719A JP 60064851 A JP60064851 A JP 60064851A JP 6485185 A JP6485185 A JP 6485185A JP S61223719 A JPS61223719 A JP S61223719A
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- light
- thin film
- crucible
- optical
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/0009—Materials therefor
- G02F1/0036—Magneto-optical materials
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光アイソレータ、光スィッチ、あるいは光
変調器などに利用され、特に、ＣｄＴｅ とＭｎＴｅ
の三元化合物である（ Ｃｄ 、 Ｍｎ ）Ｔｅを用い
た光制御素子に関する。
変調器などに利用され、特に、ＣｄＴｅ とＭｎＴｅ
の三元化合物である（ Ｃｄ 、 Ｍｎ ）Ｔｅを用い
た光制御素子に関する。
従来、光情報処理や光通信の分野において、導波路を伝
わる光波を時間的、空間的に制御する手段として、磁気
光学効果を有する物質を用いた方法が種々考えられてい
る。
わる光波を時間的、空間的に制御する手段として、磁気
光学効果を有する物質を用いた方法が種々考えられてい
る。
この磁気光学効果のうち、ファラデー効果は、磁場内の
透明物質が旋光性を現わす現象であり、偏光面の回転方
向は、磁性体の磁化の方向のみに依存し、伝播の向きに
は関係しない。したがって、ファラデー効果を有する物
質からなる導波系中で光を往復させると回転角が２倍に
なる。
透明物質が旋光性を現わす現象であり、偏光面の回転方
向は、磁性体の磁化の方向のみに依存し、伝播の向きに
は関係しない。したがって、ファラデー効果を有する物
質からなる導波系中で光を往復させると回転角が２倍に
なる。
そして、このファラデー効果を利用し、たとえば、半導
体レーザを光源とした光通信や光ディスクなどにおける
光アイソレータが考えられている。
体レーザを光源とした光通信や光ディスクなどにおける
光アイソレータが考えられている。
すなわち、半導体レーザは、ガスレーザ等に比し戻り光
（光コネクタ等の端面で反射した光が再び半導体に入射
する現象）を受は易く、レーザ発振が不安定になる。そ
こで、この戻９光を確実て遮断し、安定な発振を得るべ
く、たとえば第７図に示すようなファラデー効果素子を
用いた光アイソレータが考えられる。
（光コネクタ等の端面で反射した光が再び半導体に入射
する現象）を受は易く、レーザ発振が不安定になる。そ
こで、この戻９光を確実て遮断し、安定な発振を得るべ
く、たとえば第７図に示すようなファラデー効果素子を
用いた光アイソレータが考えられる。
この第７図において、ポーラライザ（偏光子）（１）を
通して直線偏波されたレーザ光ＬＬは、ファラデー回転
体（２）により偏光面が回転される。この偏光面の回転
角度は、磁場の強さＨ及びファラデー回転体（２）の長
さにより決るものであるが、いま、この回転角が４５°
になるよう回転体（２）の長さを設定すれば、偏光され
たレーザ光Ｌ１は、その後方に配置された４５°の偏光
角をもつアナライザ（検光子）（３）を透過して次段に
送出される。一方、反射光Ｌ２は、再びファラデー回転
体（２）により４５°の回転が加わるので、ポーラライ
ザ（１）で完全に遮断され、レーザ光源（図示せず）に
戻り光として入射されることがなくなる。
通して直線偏波されたレーザ光ＬＬは、ファラデー回転
体（２）により偏光面が回転される。この偏光面の回転
角度は、磁場の強さＨ及びファラデー回転体（２）の長
さにより決るものであるが、いま、この回転角が４５°
になるよう回転体（２）の長さを設定すれば、偏光され
たレーザ光Ｌ１は、その後方に配置された４５°の偏光
角をもつアナライザ（検光子）（３）を透過して次段に
送出される。一方、反射光Ｌ２は、再びファラデー回転
体（２）により４５°の回転が加わるので、ポーラライ
ザ（１）で完全に遮断され、レーザ光源（図示せず）に
戻り光として入射されることがなくなる。
ところで、この種の半導体レーザを用いた光通信システ
ムにおける光アイソレータとしては、固体ＹＩ（）単結
晶を用いたものが知られているが、固体単結晶自体非常
に高価であシ、素子の形状も大きくなる、という問題点
がある。
ムにおける光アイソレータとしては、固体ＹＩ（）単結
晶を用いたものが知られているが、固体単結晶自体非常
に高価であシ、素子の形状も大きくなる、という問題点
がある。
また、この種の光アイソレータを評価する係数として、
性能指数２θＰ／α（θＦはファラデー回転角。
性能指数２θＰ／α（θＦはファラデー回転角。
αは光の吸収係数）があるが、この性能指数の大 −
きな材料としては、Ｂｉで置換したガーネット単結晶Ｇ
ｄ３−１ＢｉｚＦｅｓｏ＋２（ｘ＝ １．５ ）が知ら
れており、２２゜〜３ Ｑ’／ｄＢ程度の性能指数が得
られる。しかしながら、高性能光アイソレータとしては
、４５°／ｄＢを毬える材料が要求されておシ、よシ性
能指数の大きな磁気光学素子が求められている。
きな材料としては、Ｂｉで置換したガーネット単結晶Ｇ
ｄ３−１ＢｉｚＦｅｓｏ＋２（ｘ＝ １．５ ）が知ら
れており、２２゜〜３ Ｑ’／ｄＢ程度の性能指数が得
られる。しかしながら、高性能光アイソレータとしては
、４５°／ｄＢを毬える材料が要求されておシ、よシ性
能指数の大きな磁気光学素子が求められている。
一方、近時ＣｄＴｅとＭｎＴｅの三元化合物であるＣｄ
ＭｎＴｅが、半導体及び磁性体の両面で興味ある性質を
示す材料として注目されている。この化合物は、ＣｄＴ
ｅと同様な閃亜鉛鉱形の結晶構造をとり、磁界を加えな
い状態では■−■族化合物半導体の性質を示すが、磁界
を加えるとＭ２＋の３ｄ軌道の電子と伝導キャリアとの
相互作用により、室温で大きなファラデー回転が得られ
る。しかし、こ のＣｄＭｎＴｅ 化合物半導体は、現
在までのところ固体多結晶として得られているのみであ
る。
ＭｎＴｅが、半導体及び磁性体の両面で興味ある性質を
示す材料として注目されている。この化合物は、ＣｄＴ
ｅと同様な閃亜鉛鉱形の結晶構造をとり、磁界を加えな
い状態では■−■族化合物半導体の性質を示すが、磁界
を加えるとＭ２＋の３ｄ軌道の電子と伝導キャリアとの
相互作用により、室温で大きなファラデー回転が得られ
る。しかし、こ のＣｄＭｎＴｅ 化合物半導体は、現
在までのところ固体多結晶として得られているのみであ
る。
この発明は、前記の点に留意してなされたものであり、
基板上ニ、直接Ｃｄｌ−１ＭｎｚＴｅ （Ｑ、Ｑ ｌ≦
ｘ≦０．９９）薄膜を形成してなる光制御素子である。
基板上ニ、直接Ｃｄｌ−１ＭｎｚＴｅ （Ｑ、Ｑ ｌ≦
ｘ≦０．９９）薄膜を形成してなる光制御素子である。
そして、この発明は、前記基板が、偏光板または反射鏡
あるいは透光性を有するものである。
あるいは透光性を有するものである。
また、この発明は、基板上に、Ｘの値の異なるＣｄ１−
ｚＭｎｚＴｅ （Ｑ、Ｑ ｌ≦ｘ≦０．９９ ）を多層
に形成シテナル光制御素子である。
ｚＭｎｚＴｅ （Ｑ、Ｑ ｌ≦ｘ≦０．９９ ）を多層
に形成シテナル光制御素子である。
さらに、この発明は、基板上に、Ｘの値の異なるＣｄｌ
ｚＭｎｚＴｅ （Ｑ、Ｑｌ≦ｘ≦０．９９ ）を平面
的に配列させて形成してなる光制御素子である。
ｚＭｎｚＴｅ （Ｑ、Ｑｌ≦ｘ≦０．９９ ）を平面
的に配列させて形成してなる光制御素子である。
したがって、この発明の光制御素子によると、巨大なフ
ァラデー回転の得られるＣｄＭｎＴｅ三元化合物の薄膜
を、光学的あるいは磁気的機能等を有する基板上に直接
被着することにより、光学的あるいは磁気的機能を有す
る基板を透過し、この基板に直接被着された磁気光学効
果を有する薄膜に入射した光は、その偏光面がファラデ
ー回転を受けるようになる。
ァラデー回転の得られるＣｄＭｎＴｅ三元化合物の薄膜
を、光学的あるいは磁気的機能等を有する基板上に直接
被着することにより、光学的あるいは磁気的機能を有す
る基板を透過し、この基板に直接被着された磁気光学効
果を有する薄膜に入射した光は、その偏光面がファラデ
ー回転を受けるようになる。
したがって、入射光と反射光の分離や光スイツチ作用等
が実現でき、また、ミラー等の表面に磁気光学効果素子
を被着し、こちらを入射面とすれば、きわめて大きな偏
光角が得られ、しかも簡単な構成で小形・薄形の光制御
素子が得られ、たとえば、光アイソレータ、光スィッチ
あるいは光変調器等の光制御素子が得られる。
が実現でき、また、ミラー等の表面に磁気光学効果素子
を被着し、こちらを入射面とすれば、きわめて大きな偏
光角が得られ、しかも簡単な構成で小形・薄形の光制御
素子が得られ、たとえば、光アイソレータ、光スィッチ
あるいは光変調器等の光制御素子が得られる。
つぎに、この発明の光制御素子を、実施例とともに詳細
に説明する。
に説明する。
まず、その製造方法について説明する。
前述したように、ＣｄＭｎＴｅ化合物は、固体多結晶体
が得られているものの、光制御素子として使用できるよ
うな薄膜での結晶体は得られていない。
が得られているものの、光制御素子として使用できるよ
うな薄膜での結晶体は得られていない。
そこで、このＣｄＭｎＴｅの薄膜結晶体を得べく種々検
討した結果、クラスタイオンビーム蒸着法（以下ＩＣＢ
法という）を用い、その蒸着条件を設定するこ七により
、良質のＣｄＭｎＴｅの薄膜を得た。
討した結果、クラスタイオンビーム蒸着法（以下ＩＣＢ
法という）を用い、その蒸着条件を設定するこ七により
、良質のＣｄＭｎＴｅの薄膜を得た。
前記ＩＣＢ法は、真空雰囲気中で塊状原子集団（クラス
タ）を作り、これをイオン化、加速することによりクラ
スタに運動エネルギを与えて蒸着する非熱平衡状態下で
の薄膜形成法である。
タ）を作り、これをイオン化、加速することによりクラ
スタに運動エネルギを与えて蒸着する非熱平衡状態下で
の薄膜形成法である。
つぎに、第２図は、この発明の薄膜磁気光学素子の作製
に用いたＩＣＢ装置の概略構成を示す。
に用いたＩＣＢ装置の概略構成を示す。
同図において、（４） 、 （Ｊは形成すべき三元化合
物の成分となるＣｄＴｅおよびＭｎＴｅがそれぞれ充填
されるるつぼであり、このるつぼ（４） 、 （４）’
内で蒸気化されたＣｄＴｅおよびＭｎＴｅを高真空雰囲
気中に噴出させルタメ、ルツホ（４）、（４ｆニノス／
ｖ（５）、（５ｒカソレソレ形成されている。（６１、
（６ｒは加熱手段であり、カーボン等の抵抗性材料から
なり、大電流が通電されることによシ発熱してるつぼ（
４） 、 （４）’を加熱する。
物の成分となるＣｄＴｅおよびＭｎＴｅがそれぞれ充填
されるるつぼであり、このるつぼ（４） 、 （４）’
内で蒸気化されたＣｄＴｅおよびＭｎＴｅを高真空雰囲
気中に噴出させルタメ、ルツホ（４）、（４ｆニノス／
ｖ（５）、（５ｒカソレソレ形成されている。（６１、
（６ｒは加熱手段であり、カーボン等の抵抗性材料から
なり、大電流が通電されることによシ発熱してるつぼ（
４） 、 （４）’を加熱する。
（７） 、 ＜ｒｒはノズル（５） 、 （ｄから噴出
し、噴出時の断熱膨張に基付く過冷却現象によ膜形成さ
れたクラスタをイオン化するためのイオン化室であり、
それぞれイオン化用電子を放出するためのイオン化フイ
ラメン） （８） 、 ＜ｓｒ 、イオン化電子引出し
のためのイオン化電圧が印加されるイオン仕置Ｗ （９
） 、 （９）′及び遮へい電極ｎｏ 、 ａ１′から
構成されている。
し、噴出時の断熱膨張に基付く過冷却現象によ膜形成さ
れたクラスタをイオン化するためのイオン化室であり、
それぞれイオン化用電子を放出するためのイオン化フイ
ラメン） （８） 、 ＜ｓｒ 、イオン化電子引出し
のためのイオン化電圧が印加されるイオン仕置Ｗ （９
） 、 （９）′及び遮へい電極ｎｏ 、 ａ１′から
構成されている。
ａηはるつぼ（４） 、 ＜４ｒとの間に高電圧が印加
される加速電極であり、図の実施例では、後述するアナ
ライザ、ポーラライザ、磁性膜等の基板α功を保持する
基板ホルダを兼用しており、基板（２）は必要に応じて
ヒータα罎により加熱される。α荀は不要時に基板（２
）に対するクラスタの被着を阻止する走めのシャッタで
ある。
される加速電極であり、図の実施例では、後述するアナ
ライザ、ポーラライザ、磁性膜等の基板α功を保持する
基板ホルダを兼用しており、基板（２）は必要に応じて
ヒータα罎により加熱される。α荀は不要時に基板（２
）に対するクラスタの被着を阻止する走めのシャッタで
ある。
そして、前記ＩＣＢ法を実現するための装置は、真空容
器内に配設されるとともに、図示しない電源から各部に
所要の電圧が付与される。
器内に配設されるとともに、図示しない電源から各部に
所要の電圧が付与される。
この場合、真空容器内の圧力は、ノズ）ｖ（５） 、
＜ｄから噴出された蒸気流の少なくとも一部をクラスタ
とすべく、るつぼ（４） 、 （Ｊ’内の蒸気の圧力の
ＩＡｏ＊。
＜ｄから噴出された蒸気流の少なくとも一部をクラスタ
とすべく、るつぼ（４） 、 （Ｊ’内の蒸気の圧力の
ＩＡｏ＊。
好ましくはＺ０４程度に設定する。
そして、このＩＣＢ法では、形成されたクラスタが基板
に射突した際に、個々の原子あるいは分子にわかれて基
板表面を拡散する表面マイグレーション効果、クラスタ
や個々の原子・分子に含まれるイオンが膜形成の初期段
階において成長核の形成や核の凝集に有効に作用する効
果、あるいは蒸気流のもつ運動エネルギによる表面清浄
化効果や、イオン注入効果などにより、結晶工学的に良
質で、また基板に対する付着力が強く、表面平坦性の良
い膜形成が可能となる。
に射突した際に、個々の原子あるいは分子にわかれて基
板表面を拡散する表面マイグレーション効果、クラスタ
や個々の原子・分子に含まれるイオンが膜形成の初期段
階において成長核の形成や核の凝集に有効に作用する効
果、あるいは蒸気流のもつ運動エネルギによる表面清浄
化効果や、イオン注入効果などにより、結晶工学的に良
質で、また基板に対する付着力が強く、表面平坦性の良
い膜形成が可能となる。
また、このＩＣＢ法では、るつぼ（４） 、 （４］’
の加、熱温度、イオン化室（ｎ 、 ＜ｒｒでのイオン
化の程度、あるいは加速電圧等を変えることにより、化
合物の組成比や形成される膜の性質を種々制御できる特
長を有する。
の加、熱温度、イオン化室（ｎ 、 ＜ｒｒでのイオン
化の程度、あるいは加速電圧等を変えることにより、化
合物の組成比や形成される膜の性質を種々制御できる特
長を有する。
このＩＣＢ法の特長は、この発明の光制御素子となるＣ
ｄＭｎＴｅ三元化合物薄膜の形成においても有効に作用
するものである。
ｄＭｎＴｅ三元化合物薄膜の形成においても有効に作用
するものである。
たとえばるつぼ（４）にＣｄＴｅ （純度９９．９９％
）、るつぼ（４）′にＭｎＴｅ （純度９９．９９％）
を充填し、るつぼ（４）を６４０°Ｃ〜８５０°Ｃで加
熱し、るつぼ（４）′を１１５０°Ｃ−＋２５０°Ｃで
加熱するとともに、ＣｄＴｅクラスタのみをイオン化電
流Ｉｅ ＝ １００ｍＡでイオン化し、加速電圧Ｖａ＝
７ ＫＶ 、基板温度Ｔｓ＝８００°Ｃでガラス基板上
に蒸着した場合のＸ線回折パターンの１例を第３図に示
す。
）、るつぼ（４）′にＭｎＴｅ （純度９９．９９％）
を充填し、るつぼ（４）を６４０°Ｃ〜８５０°Ｃで加
熱し、るつぼ（４）′を１１５０°Ｃ−＋２５０°Ｃで
加熱するとともに、ＣｄＴｅクラスタのみをイオン化電
流Ｉｅ ＝ １００ｍＡでイオン化し、加速電圧Ｖａ＝
７ ＫＶ 、基板温度Ｔｓ＝８００°Ｃでガラス基板上
に蒸着した場合のＸ線回折パターンの１例を第３図に示
す。
同図から明らかなように、閃亜鉛鉱構造の（１１１）軸
が基板に垂直に優先配向していることがわかシ、結晶性
の良さが証明される。
が基板に垂直に優先配向していることがわかシ、結晶性
の良さが証明される。
つぎに、前述したＩＣＢ法により作製したＣｄＭｎＴｅ
薄膜のファラデー回転特性について述べる。
薄膜のファラデー回転特性について述べる。
このＣｄＭｎＴｅ薄膜のファラデー回転角は、０ｄｌ−
。
。
ＭｎｚＴｅで表わされる組成比Ｘの値によっても異なり
、また薄膜形成時の加速電圧やイオン化の有無によって
も異なるが、前述した蒸着条件（加速電圧ＶＢ＝７ＫＶ
、イオン化電流Ｉｅ＝ｌＱＱｍＡ 、基板温度Ｔｓ＝２
００°Ｃ）でＭｎＴｅのみをイオン化しガラス基板上に
被着させたＣｄｌ−１ＭｎｚＴｅ （ｘ ＝ Ｑ、７５
） Ｋ オける入射光のエネルギに応じた回転角、い
わゆるファラデー回転分散特性を第４図に示す。なお、
印加磁界は５ＫＯｅである。
、また薄膜形成時の加速電圧やイオン化の有無によって
も異なるが、前述した蒸着条件（加速電圧ＶＢ＝７ＫＶ
、イオン化電流Ｉｅ＝ｌＱＱｍＡ 、基板温度Ｔｓ＝２
００°Ｃ）でＭｎＴｅのみをイオン化しガラス基板上に
被着させたＣｄｌ−１ＭｎｚＴｅ （ｘ ＝ Ｑ、７５
） Ｋ オける入射光のエネルギに応じた回転角、い
わゆるファラデー回転分散特性を第４図に示す。なお、
印加磁界は５ＫＯｅである。
この第４図において、横軸は入射光のエネルギをｅＶで
表わしてあり、縦軸はファラデー回転角（ｄｅｇ／Ｃｔ
ｔｔ ）である。
表わしてあり、縦軸はファラデー回転角（ｄｅｇ／Ｃｔ
ｔｔ ）である。
同図よシ明らかなように、入射光のエネルギが２、、Ｏ
ｅＶ （６２０ｎｍの波長の光に相当）近辺で１０００
’以上の巨大なファラデー回転が観測され、性能指数２
θＦ／α程度となシ、高性能の光制御素子の作製が可能
となるものである。
ｅＶ （６２０ｎｍの波長の光に相当）近辺で１０００
’以上の巨大なファラデー回転が観測され、性能指数２
θＦ／α程度となシ、高性能の光制御素子の作製が可能
となるものである。
つぎに、第１図は、この発明による光制御素子の１例を
示す。
示す。
同図において、ａ５はポーラライザであシ、たとえば方
解石、雲母あるいは人造偏光板としてのポリビニールア
ルコールの薄膜を引き伸ばした偏光板、いわゆるプラス
チック系の高分子膜等が使用できる。０ＱはＣｄＭｎＴ
ｅ薄膜であり、ポーラライザαＱを、第２図に示すＩＯ
Ｂ装置の基板ホルダを兼ねる加速電極αη上に設置し、
ＩＣＢ法により成長させたものであり、前述したように
、ＩＣＢ法によれば低い基板温度で良質の結晶板が得ら
れることから、プラスチック系の高分子膜上にもＣｄＭ
ｎＴｅ薄膜の形成が可能である。（１７）は磁気光学薄
膜に対して磁界Ｈを付与するためのコイルである。
解石、雲母あるいは人造偏光板としてのポリビニールア
ルコールの薄膜を引き伸ばした偏光板、いわゆるプラス
チック系の高分子膜等が使用できる。０ＱはＣｄＭｎＴ
ｅ薄膜であり、ポーラライザαＱを、第２図に示すＩＯ
Ｂ装置の基板ホルダを兼ねる加速電極αη上に設置し、
ＩＣＢ法により成長させたものであり、前述したように
、ＩＣＢ法によれば低い基板温度で良質の結晶板が得ら
れることから、プラスチック系の高分子膜上にもＣｄＭ
ｎＴｅ薄膜の形成が可能である。（１７）は磁気光学薄
膜に対して磁界Ｈを付与するためのコイルである。
このように構成されたこの発明による光制御素子に、た
とえば図示矢印方向からの光Ｌ１が入射した場合、ポー
ラライザ０って直線変更された後、磁界Ｈの強さ及びＣ
ｄＭｎＴｅ薄膜αＱの厚さに応じて偏光面が回転される
。
とえば図示矢印方向からの光Ｌ１が入射した場合、ポー
ラライザ０って直線変更された後、磁界Ｈの強さ及びＣ
ｄＭｎＴｅ薄膜αＱの厚さに応じて偏光面が回転される
。
一方、この偏光された光が導波路中で反射され、その反
射光Ｌ２が、図示破線で示すように再びＣｄλＩｎＴｅ
薄膜θＱに入射されると、更に同じ方向にファラデー回
転を受け、結果としてポーラライザａ５に入る反射光は
２倍の回転を受け、ポーラライザθＧによって完全に遮
断される。すなわち、簡略化さｈた構造で、かつ小形・
薄形の光アイソレータが得られ、たとえば半導体レーザ
を用いた光通信路等における高性能の光アイソレータと
なる。
射光Ｌ２が、図示破線で示すように再びＣｄλＩｎＴｅ
薄膜θＱに入射されると、更に同じ方向にファラデー回
転を受け、結果としてポーラライザａ５に入る反射光は
２倍の回転を受け、ポーラライザθＧによって完全に遮
断される。すなわち、簡略化さｈた構造で、かつ小形・
薄形の光アイソレータが得られ、たとえば半導体レーザ
を用いた光通信路等における高性能の光アイソレータと
なる。
ところで、第１図に示す実施例は、基板となるポーララ
イザα目を光の入射面としたが、ＣｄＭｎＴｅ薄膜αＱ
側薄膜α入側面とし、ここに直線偏波された光を入射す
れば、ａ５がアナライザ（検光子）として作用し、アナ
ライザ側における光アイソレータ機能が実現できる。
イザα目を光の入射面としたが、ＣｄＭｎＴｅ薄膜αＱ
側薄膜α入側面とし、ここに直線偏波された光を入射す
れば、ａ５がアナライザ（検光子）として作用し、アナ
ライザ側における光アイソレータ機能が実現できる。
つぎに、ＣｄＭｎＴｅ薄膜を反射面上に被着させた場合
、きわめて大きなファラデー回転の得られる偏光板が形
成できる。
、きわめて大きなファラデー回転の得られる偏光板が形
成できる。
すなわち、第５図に示すように、たとえば金属反射ミラ
ー（至）の表面にＣｄＭｎＴｅ薄膜α９を被着させ、膜
面に対して煩め方向から入射光Ｌ１を入射させれば、薄
膜α９中を通過した光は、反射ミラー（ト）の表面で全
反射されて再び薄膜αり中を通過して反射光Ｌ２となる
。したがって、光は薄膜中を往復して偏光を受けるので
、ファラデー回転角が２倍に増大する。
ー（至）の表面にＣｄＭｎＴｅ薄膜α９を被着させ、膜
面に対して煩め方向から入射光Ｌ１を入射させれば、薄
膜α９中を通過した光は、反射ミラー（ト）の表面で全
反射されて再び薄膜αり中を通過して反射光Ｌ２となる
。したがって、光は薄膜中を往復して偏光を受けるので
、ファラデー回転角が２倍に増大する。
ところで、前述したようにＩＣＢ法により ＣｄＭｎＴ
ｅ薄膜を形成する場合、イオン化の有無、加速電圧等の
値によりファラデー回転分散特性が異なってく る。
ｅ薄膜を形成する場合、イオン化の有無、加速電圧等の
値によりファラデー回転分散特性が異なってく る。
第６図は、加速電圧を変えてＣ’ｄｌ−ＸＭｎｘＴｅの
混晶比Ｘを変えた場合におけるファラデー回転分散特性
の例を示している。
混晶比Ｘを変えた場合におけるファラデー回転分散特性
の例を示している。
同図から明らかなように、混晶比Ｘがふえるにつれて光
学的バンドギャップの増加に対応し、分散スペクトルも
高エネルギ側にシフトしている。
学的バンドギャップの増加に対応し、分散スペクトルも
高エネルギ側にシフトしている。
この特性を利用し、たとえば、ガラス基板上にＣｄ＋−
ｘＭｎｘＴｅ薄膜を被着し、Ｘを必要とする分散スペク
トルにあらかじめ合致させておくことにより、光の変調
器、あるいは光検波器の作製が可能となる。
ｘＭｎｘＴｅ薄膜を被着し、Ｘを必要とする分散スペク
トルにあらかじめ合致させておくことにより、光の変調
器、あるいは光検波器の作製が可能となる。
すなわち、第４図あるいは第６図に示すように、光の透
過波長に対してファラデー回転が←）から（＋）に急峻
に変化する特性が得られるので、ファラデー回転がＯに
なる臨界波長を中心波長とする光信号の検波を行うこと
ができる。
過波長に対してファラデー回転が←）から（＋）に急峻
に変化する特性が得られるので、ファラデー回転がＯに
なる臨界波長を中心波長とする光信号の検波を行うこと
ができる。
そして、必要とする中心周波数は、混晶比Ｘの値を変え
て選定することは勿論である。
て選定することは勿論である。
さらに、偏光板を通過後の信号を光源であるたとえばレ
ーザにフィードバックすることにより、いわゆる自動周
波数制御装置（ＡＦＣ）も可能となる。
ーザにフィードバックすることにより、いわゆる自動周
波数制御装置（ＡＦＣ）も可能となる。
また、（＋）側のファラデー回転と←）側のファラデー
回転を偏光板により区分けして光のスイッチングも可能
となる。
回転を偏光板により区分けして光のスイッチングも可能
となる。
さらに、前述したように、Ｘの値の異なるＣｄｌ−ｘＭ
ｎｘＴｅを作成し、これを複数個組合せることによシい
わゆる光のバンドパスフィルタも構成できるとともに、
これを１つの基板上に多層に形成し、Ｘの値が連続的あ
るいは断続的に変化する多層膜を作り、バンドパスフィ
ルタ等としてもよい。
ｎｘＴｅを作成し、これを複数個組合せることによシい
わゆる光のバンドパスフィルタも構成できるとともに、
これを１つの基板上に多層に形成し、Ｘの値が連続的あ
るいは断続的に変化する多層膜を作り、バンドパスフィ
ルタ等としてもよい。
また、１つの基板上で平面的にＸの値の異なるＣｄ１−
１ＭｎｘＴｅ薄膜を配列させ、たとえば、平板上の導波
路としてもよい。
１ＭｎｘＴｅ薄膜を配列させ、たとえば、平板上の導波
路としてもよい。
そのほか、この発明の光制御素子は、前述した実施例に
限定されるものではなく、たとえば、磁性体基板上にＣ
ｄＭｎＴｅ薄膜を被着させ、外部磁界の不要なファラデ
ー回転素子を形成する等、種々変形して実施できるもの
である。
限定されるものではなく、たとえば、磁性体基板上にＣ
ｄＭｎＴｅ薄膜を被着させ、外部磁界の不要なファラデ
ー回転素子を形成する等、種々変形して実施できるもの
である。
以上のように、この発明の光制御素子によると、光学的
機能や磁気的機能を有する基板上に直接Ｃｄ ＋−ｘＭ
ｎｘＴＪ膜を形成したものであるため、構造がきわめて
簡単であり、また小形・軽量化が図れるものであり、し
かも被着する薄膜として、常温できわめて大きなファラ
デー回転の得られるＣｄｌ −ｘＭｎｘＴｅを用いてい
るので、高性能の光制御素子が得られ、光通信用、光情
報処理装置等に用いてすぐれ念効果を発揮する。
機能や磁気的機能を有する基板上に直接Ｃｄ ＋−ｘＭ
ｎｘＴＪ膜を形成したものであるため、構造がきわめて
簡単であり、また小形・軽量化が図れるものであり、し
かも被着する薄膜として、常温できわめて大きなファラ
デー回転の得られるＣｄｌ −ｘＭｎｘＴｅを用いてい
るので、高性能の光制御素子が得られ、光通信用、光情
報処理装置等に用いてすぐれ念効果を発揮する。
第１図はこの発明の光制御素子の１実施例の斜視図、第
２図はクラスタイオンビーム蒸着装置の構成図、第３図
はＸ線回折パターン図、第４図はファラデー回転分散特
性図、第５図はこの発明による偏光板の側面図、第６図
はファラデー回転分散特性図、第７図は従来の光アイソ
レータの斜視図である。
２図はクラスタイオンビーム蒸着装置の構成図、第３図
はＸ線回折パターン図、第４図はファラデー回転分散特
性図、第５図はこの発明による偏光板の側面図、第６図
はファラデー回転分散特性図、第７図は従来の光アイソ
レータの斜視図である。
Claims (6)
- （１）基板上に、直接Ｃｄ＿１＿−＿ｘＭｎ＿ｘＴｅ（
０．０１≦ｘ≦０．９９）薄膜を形成してなる光制御素
子。 - （２）基板が偏光板からなる特許請求の範囲第１項に記
載の光制御素子。 - （３）基板が反射鏡からなる特許請求の範囲第１項に記
載の光制御素子。 - （４）基板が透光性を有する特許請求の範囲第１項に記
載の光制御素子。 - （５）基板上に、ｘの値の異なるＣｄ＿１＿−＿ｘＭｎ
＿ｘＴｅ（０．０１≦ｘ≦０．９９）を多層に形成して
なる光制御素子。 - （６）基板上に、ｘの値の異なるＣｄ＿１＿−＿ｘＭｎ
＿ｘＴｅ（０．０１≦ｘ≦０．９９）を平面的に配列さ
せて形成してなる光制御素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60064851A JPS61223719A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 光制御素子 |
| GB8607656A GB2173607B (en) | 1985-03-28 | 1986-03-27 | Optical control element |
| DE19863610473 DE3610473A1 (de) | 1985-03-28 | 1986-03-27 | Optisches steuerelement |
| US06/845,531 US4789500A (en) | 1985-03-28 | 1986-03-28 | Optical control element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60064851A JPS61223719A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 光制御素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61223719A true JPS61223719A (ja) | 1986-10-04 |
| JPH0510651B2 JPH0510651B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=13270110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60064851A Granted JPS61223719A (ja) | 1985-03-28 | 1985-03-28 | 光制御素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4789500A (ja) |
| JP (1) | JPS61223719A (ja) |
| DE (1) | DE3610473A1 (ja) |
| GB (1) | GB2173607B (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009086274A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Ravenbrick, Llc | Thermally switched absorptive window shutter |
| US7755829B2 (en) | 2007-07-11 | 2010-07-13 | Ravenbrick Llc | Thermally switched reflective optical shutter |
| US7768693B2 (en) | 2007-01-24 | 2010-08-03 | Ravenbrick Llc | Thermally switched optical downconverting filter |
| US8102478B2 (en) | 2005-03-15 | 2012-01-24 | Serious Energy, Inc. | Windows with electrically controllable transmission and reflection |
| US8867132B2 (en) | 2009-10-30 | 2014-10-21 | Ravenbrick Llc | Thermochromic filters and stopband filters for use with same |
| US8908267B2 (en) | 2007-09-19 | 2014-12-09 | Ravenbrick, Llc | Low-emissivity window films and coatings incorporating nanoscale wire grids |
| US8947760B2 (en) | 2009-04-23 | 2015-02-03 | Ravenbrick Llc | Thermotropic optical shutter incorporating coatable polarizers |
| US9116302B2 (en) | 2008-06-19 | 2015-08-25 | Ravenbrick Llc | Optical metapolarizer device |
| US9188804B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-11-17 | Ravenbrick Llc | Methods for fabricating thermochromic filters |
| US9256085B2 (en) | 2010-06-01 | 2016-02-09 | Ravenbrick Llc | Multifunctional building component |
| US10247936B2 (en) | 2009-04-10 | 2019-04-02 | Ravenbrick Llc | Thermally switched optical filter incorporating a guest-host architecture |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2739736B2 (ja) * | 1988-09-16 | 1998-04-15 | カシオ計算機株式会社 | 磁性体装置 |
| US5531936A (en) * | 1994-08-31 | 1996-07-02 | Board Of Trustees Operating Michigan State University | Alkali metal quaternary chalcogenides and process for the preparation thereof |
| JP3751052B2 (ja) * | 1994-12-28 | 2006-03-01 | シャープ株式会社 | 集積型光制御素子およびその作製方法、並びにそれを備えた光集積回路素子および光集積回路装置 |
| DE19506498C2 (de) * | 1995-02-24 | 1999-07-22 | Gsaenger Optoelektronik Gmbh & | Faraday-Isolator |
| US5790299A (en) * | 1995-12-15 | 1998-08-04 | Optics For Research | Optical isolator employing a cadmium-zinc-tellurium composition |
| US6421176B1 (en) | 1998-09-18 | 2002-07-16 | 3M Innovative Properties Company | Optical isolator |
| EP1112528B1 (en) * | 1998-09-18 | 2003-03-26 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical isolator |
| US7973998B2 (en) * | 2007-05-18 | 2011-07-05 | Serious Materials, Inc. | Temperature activated optical films |
| KR101302802B1 (ko) | 2008-04-23 | 2013-09-02 | 라벤브릭 엘엘씨 | 반사성 및 열반사성 표면의 광택 조절 |
| US8643795B2 (en) | 2009-04-10 | 2014-02-04 | Ravenbrick Llc | Thermally switched optical filter incorporating a refractive optical structure |
| CN103038701B (zh) | 2010-03-29 | 2017-01-18 | 雷文布里克有限责任公司 | 聚合物稳定的热致液晶装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL236145A (ja) * | 1958-02-14 | |||
| US3516728A (en) * | 1968-03-20 | 1970-06-23 | Gen Electric | Infrared intensity modulator wherein the optical absorption spectrum of cadmium telluride doped with iron ions is varied |
| JPS53110973A (en) * | 1977-03-10 | 1978-09-28 | Futaba Denshi Kogyo Kk | Method and apparatus for manufacturing compounds |
| FR2396985A1 (fr) * | 1977-07-08 | 1979-02-02 | Thomson Csf | Dispositif de modulation, par un champ magnetique variable, de rayonnements optiques, realise en couche mince |
| JPS59127884A (ja) * | 1983-01-12 | 1984-07-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像変換素子 |
| US4626296A (en) * | 1985-02-11 | 1986-12-02 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Synthesis of new amorphous metallic spin glasses |
-
1985
- 1985-03-28 JP JP60064851A patent/JPS61223719A/ja active Granted
-
1986
- 1986-03-27 GB GB8607656A patent/GB2173607B/en not_active Expired
- 1986-03-27 DE DE19863610473 patent/DE3610473A1/de active Granted
- 1986-03-28 US US06/845,531 patent/US4789500A/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| APPLIED OPTICS, VOL-22 NO. 20, 15 OCTOBER 1983, ET AL, PAGES 3152 TO 3154 … * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8076661B2 (en) | 2007-01-24 | 2011-12-13 | Ravenbrick Llc | Thermally switched optical downconverting filter |
| US7768693B2 (en) | 2007-01-24 | 2010-08-03 | Ravenbrick Llc | Thermally switched optical downconverting filter |
| US8072672B2 (en) | 2007-07-11 | 2011-12-06 | Ravenbrick Llc | Thermally switched reflective optical shutter |
| US7755829B2 (en) | 2007-07-11 | 2010-07-13 | Ravenbrick Llc | Thermally switched reflective optical shutter |
| US8908267B2 (en) | 2007-09-19 | 2014-12-09 | Ravenbrick, Llc | Low-emissivity window films and coatings incorporating nanoscale wire grids |
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| WO2009086274A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Ravenbrick, Llc | Thermally switched absorptive window shutter |
| US8169685B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-05-01 | Ravenbrick, Llc | Thermally switched absorptive window shutter |
| US9116302B2 (en) | 2008-06-19 | 2015-08-25 | Ravenbrick Llc | Optical metapolarizer device |
| US9188804B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-11-17 | Ravenbrick Llc | Methods for fabricating thermochromic filters |
| US10247936B2 (en) | 2009-04-10 | 2019-04-02 | Ravenbrick Llc | Thermally switched optical filter incorporating a guest-host architecture |
| US8947760B2 (en) | 2009-04-23 | 2015-02-03 | Ravenbrick Llc | Thermotropic optical shutter incorporating coatable polarizers |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4789500A (en) | 1988-12-06 |
| GB2173607B (en) | 1989-07-19 |
| DE3610473A1 (de) | 1986-10-09 |
| DE3610473C2 (ja) | 1991-03-14 |
| GB8607656D0 (en) | 1986-04-30 |
| JPH0510651B2 (ja) | 1993-02-10 |
| GB2173607A (en) | 1986-10-15 |
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