DE112019002666T5

DE112019002666T5 - Faraday-Rotator und magneto-optisches Element

Info

Publication number: DE112019002666T5
Application number: DE112019002666.6T
Authority: DE
Inventors: Futoshi SUZUKI
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2021-03-11
Also published as: CN210155361U; CN110531466B; JP7238892B2; US11971617B2; US20210165252A1; WO2019225116A1; CN110531466A; JPWO2019225116A1

Abstract

Es wird ein Faraday-Rotator und eine magneto-optische Vorrichtung bereitgestellt, welche stabil einen Faraday-Drehwinkel von 45° liefert und eine weitere Größenreduktion erzielt. Ein Faraday-Rotator umfasst: einen Magnetkreis 2, enthaltend erste bis dritte magnetische Materialien 11 bis 13, die jeweils mit einem Durchgangsloch versehen sind, durch welches Licht hindurchkommt, und ein Faraday-Element 14, das im Durchgangsloch 2a angeordnet ist und aus einem paramagnetischen Material gefertigt ist, das in der Lage ist, Licht hindurch zu übertragen, wobei der Magnetkreis 2 durch koaxiale Anordnung der ersten bis dritten magnetischen Materialien 11 bis 13 in dieser Reihenfolge in einer Richtung von vorne nach hinten gebildet wird, wobei, wenn eine Richtung, in der Licht durch das Durchgangsloch 2a im Magnetkreis läuft, als eine Richtung einer optischen Achse definiert wird, das erste magnetische Material 11 in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Nordpol aufweist, der zum Durchgangsloch hin angeordnet ist, das zweite magnetische Material 12 in einer Richtung parallel zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Nordpol aufweist, der zum ersten magnetischen Material 11 hin angeordnet ist, und das dritte magnetische Material 13 in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Südpol aufweist, der zum Durchgangsloch hin angeordnet ist, und eine Länge des Faraday-Elements 14 entlang der Richtung der optischen Achse kürzer ist als eine Länge des zweiten magnetischen Materials 12 entlang der Richtung der optischen Achse.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Faraday-Rotatoren und magneto-optische Vorrichtungen.
Stand der Technik
Optische Isolatoren sind magneto-optische Geräte, die Licht in eine Richtung ausbreiten und Rückreflexionslicht blockieren. Die optischen Isolatoren werden in Laseroszillatoren zur Verwendung in optischen Kommunikationssystemen, Laserbearbeitungssystemen usw. verwendet.
Herkömmlicherweise liegt der Wellenlängenbereich zur Verwendung in optischen Kommunikationssystemen hauptsächlich zwischen 1300 nm und 1700 nm und als Faraday-Elemente von Faraday-Rotatoren in den optischen Isolatoren wird Seltenerd-Eisengranat verwendet.
Andererseits sind die Wellenlängen zur Verwendung bei der Laserbearbeitung und dergleichen kürzer als das optische Kommunikationsband und liegen hauptsächlich bei etwa 1000 nm. In diesem Wellenlängenbereich weist das oben beschriebene Seltenerd-Eisengranat eine hohe Lichtabsorption auf und kann daher nicht verwendet werden. Aus diesem Grund werden im Allgemeinen Faraday-Elemente aus paramagnetischen Materialkristallen verwendet und insbesondere Terbiumgalliumgranat (TGG) ist weithin bekannt.
Um ein Faraday-Element in einem optischen Isolator zu verwenden, muss sein Drehwinkel (θ) aufgrund der Faraday-Drehung 45° betragen. Dieser Faraday-Drehwinkel folgt einer Beziehung, die durch die folgende Gleichung (1) beschrieben wird, mit der Länge (L) eines Faraday-Elements, einer Verdet-Konstante (V) und einer magnetischen Flussdichte (H) parallel zur optischen Achse. $θ = V \cdot H \cdot L$
In dieser Gleichung ist die Verdet-Konstante eine Eigenschaft, die vom Material abhängt. Um den Faraday-Drehwinkel einzustellen, ist es daher erforderlich, die Länge des Faraday-Elements und die parallel zur optischen Achse auf das Faraday-Element angelegte magnetische Flussdichte zu ändern. Insbesondere aufgrund des jüngsten Bedarfs der Größenreduzierung von Vorrichtungen wird die auf den Faraday-Rotator aufgebrachte magnetische Flussdichte nicht durch Einstellen der Größen des Faraday-Elements und des Magneten verbessert, sondern durch Ändern des Aufbaus des Magneten. Beispielsweise offenbart die JP 2009 229802 A einen Faraday-Rotator, der einen Magnetkreis, der aus ersten bis dritten Magneten besteht, und ein Faraday-Element umfasst. Der erste Magnet ist in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse und hin zur optischen Achse magnetisiert. Der zweite Magnet ist in einer Richtung senkrecht zur optischen Achse und von der optischen Achse weg magnetisiert. Der dritte Magnet ist zwischen den beiden obigen Magneten angeordnet. Der dritte Magnet ist in einer Richtung parallel zur optischen Achse und vom zweiten Magneten hin zum ersten Magneten magnetisiert. Dieser Magnetkreis ist so aufgebaut, dass die Beziehung L2/10 ≤ L3 ≤ L2 gilt, wobei L2 die Länge des ersten und zweiten Magneten entlang der Richtung der optischen Achse angibt und L3 die Länge des dritten Magneten entlang der Richtung der optischen Achse angibt.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn ein Magnetkreis durch den in der JP 2009 229802 A beschriebenen Aufbau gebildet wird, werden zwei Bereiche mit der größten magnetischen Flussdichte an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dritten Magneten und an der Verbindungsstelle zwischen dem zweiten und dritten Magneten gebildet. Weiterhin wird ein Bereich mit einer großen und stabilen magnetischen Flussdichte in einem Innenraum des dritten Magneten gebildet, der die obigen beiden Bereiche verbindet, wobei der Innenraum die gleiche Länge wie der dritte Magnet aufweist.
In der JP 2009 229802 A wird ein Faraday-Element verwendet, das eine größere Größe als der obige Bereich aufweist. Der Grund dafür ist, dass die Länge des Faraday-Elements ebenfalls wichtig ist, um einen gewünschten Faraday-Drehwinkel zu erhalten, da ein Kristall eines paramagnetischen Materials wie TGG eine kleine Verdet-Konstante aufweist. Wenn das Faraday-Element während der Herstellung eines Faraday-Rotators bei Verwendung eines Faraday-Elements, das größer als der Bereich ist, der eine stabile magnetische Flussdichte aufweist, wie oben beschrieben, falsch ausgerichtet ist, kann dies jedoch dazu führen, dass die auf das Faraday-Element applizierte magnetische Flussdichte unausgewogen ist. Infolgedessen tritt das Problem auf, dass Schwankungen des Faraday-Drehwinkels signifikant werden, so dass es schwierig ist, einen gewünschten Faraday-Drehwinkel stabil zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das obige Problem gemacht und hat daher die Aufgabe, einen Faraday-Rotator und eine magneto-optische Vorrichtung bereitzustellen, die stabil einen Faraday-Rotationswinkel von 45° liefern und eine weitere Größenreduzierung erzielen.
Lösung des Problems
Ein erfindungsgemäßer Faraday-Rotator umfasst: einen Magnetkreis, enthaltend erste bis dritte magnetische Materialien, die jeweils mit einem Durchgangsloch versehen sind, durch welches Licht hindurchkommt, und ein Faraday-Element, das im Durchgangsloch angeordnet ist und aus einem paramagnetischen Material gefertigt ist, das in der Lage ist, Licht hindurch zu übertragen, wobei der Magnetkreis durch koaxiale Anordnung der ersten bis dritten magnetischen Materialien in dieser Reihenfolge in einer Richtung von vorne nach hinten gebildet wird, wobei, wenn eine Richtung, in der Licht durch das Durchgangsloch im Magnetkreis läuft, als eine Richtung einer optischen Achse definiert wird, das erste magnetische Material in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Nordpol aufweist, der zum Durchgangsloch hin angeordnet ist, das zweite magnetische Material in einer Richtung parallel zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Nordpol aufweist, der zum ersten magnetischen Material hin angeordnet ist, und das dritte magnetische Material in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Südpol aufweist, der zum Durchgangsloch hin angeordnet ist, und eine Länge des Faraday-Elements entlang der Richtung der optischen Achse kürzer ist als eine Länge des zweiten magnetischen Materials entlang der Richtung der optischen Achse. Mit dem obigen Aufbau werden Bereiche mit der größten magnetischen Flussdichte an der Verbindungsstelle zwischen dem ersten und zweiten magnetischen Material und an der Verbindungsstelle zwischen dem zweiten und dritten magnetischen Material gebildet. Da außerdem die Länge des angeordneten Faraday-Elements kürzer als die Länge des zweiten magnetischen Materials entlang der Richtung der optischen Achse ist, fällt das gesamte Faraday-Element in einen Bereich mit einer stabilen magnetischen Flussdichte. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass das Faraday-Element während der Montage falsch ausgerichtet wird, so dass Schwankungen des Faraday-Drehwinkels verringert werden können.
Beim erfindungsgemäßen Faraday-Rotator ist das paramagnetische Material vorzugsweise ein Glasmaterial.
Beim erfindungsgemäßen Faraday-Rotator enthält das Glasmaterial vorzugsweise wenigstens ein Seltenerdelement, das aus Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Tm ausgewählt ist. Das Glasmaterial enthält besonders bevorzugt Tb.
Beim erfindungsgemäßen Faraday-Rotator enthält das Glasmaterial, in Sinne von Oxidäquivalent in Mol-%, vorzugsweise mehr als 40 % Tb₂O₃ und ein Verhältnis von Tb³⁺ zu einer Gesamtmenge an Tb beträgt vorzugsweise 55 Mol-% oder mehr. Ein solches Glasmaterial weist eine Verdet-Konstante von 0,2 min/Oe·cm oder mehr auf, die größer ist als die Verdet-Konstante (0,13 min/Oe·cm) von herkömmlich verwendetem TGG und erleichtert daher die Herstellung eines kleineren Faraday-Elements.
Beim erfindungsgemäßen Faraday-Rotator beträgt die Länge des Faraday-Elements bevorzugt nicht weniger als das 0,5-fache, aber nicht mehr als das 0,99-fache der Länge des zweiten magnetischen Materials entlang der Richtung der optischen Achse.
Beim erfindungsgemäßen Faraday-Rotator weist das Durchgangsloch in Magnetkreis vorzugsweise eine Querschnittsfläche von 100 mm² oder weniger auf. Wenn die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 100 mm² oder weniger beträgt, kann die magnetische Flussdichte leicht erhöht werden, so dass der Faraday-Rotator leichter verkleinert werden kann.
Eine erfindungsgemäße magneto-optische Vorrichtung umfasst: den obigen Faraday-Rotator, eine erste optische Komponente, die an einem Ende des Magnetkreises des Faraday-Rotators in der Richtung der optischen Achse angeordnet ist, eine zweite optische Komponente, die an einem anderen Ende des Magnetkreises des Faraday-Rotators in der Richtung der optischen Achse angeordnet ist, wobei Licht durch das Durchgangsloch des Magnetkreises durch die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente läuft.
Bei der erfindungsgemäßen magneto-optischen Vorrichtung können die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente Polarisatoren sein.
Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Bereitstellung eines Faraday-Rotators und einer magneto-optischen Vorrichtung, die stabil einen Faraday-Drehwinkel von 45° liefern und eine weitere Größenreduzierung erzielen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines erfindungsgemäßen Faraday-Rotators zeigt.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines ersten magnetischen Materials bei der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines zweiten magnetischen Materials bei der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus eines dritten magnetischen Materials bei der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus einer erfindungsgemäßen magneto-optischen Vorrichtung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das folgende Ausführungsbeispiel ist jedoch nur veranschaulichend und die vorliegende Erfindung ist nicht auf das folgende Ausführungsbeispiel beschränkt. In den Zeichnungen können Elemente mit im Wesentlichen denselben Funktionen durch dieselben Referenzzeichen bezeichnet sein.
(Faraday-Rotator)
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Aufbaus eines Faraday-Rotators zeigt. Die Buchstaben N und S in 1 repräsentieren Magnetpole. Gleiches gilt für die nachfolgend beschriebenen anderen Zeichnungen.
Ein Faraday-Rotator 1 ist eine Vorrichtung zur Verwendung in einer magneto-optischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem optischen Isolator oder einem optischen Zirkulator. Der Faraday-Rotator 1 umfasst einen Magnetkreis 2, der mit einem Durchgangsloch 2a versehen ist, durch das Licht hindurchgeht, und ein Faraday-Element 14, das im Durchgangsloch 2a angeordnet ist. Das Faraday-Element 14 besteht aus einem paramagnetischen Material, das Licht durchlassen kann.
Der Magnetkreis 2 umfasst ein erstes magnetisches Material 11, ein zweites magnetisches Material 12 und ein drittes magnetisches Material 13, die jeweils mit einem Durchgangsloch versehen sind. Der Magnetkreis 2 wird durch koaxiale Anordnung des ersten Magnetmaterials 11, des zweiten Magnetmaterials 12 und des dritten Magnetmaterials 13 in dieser Reihenfolge in einer Richtung von vorne nach hinten gebildet. Der Ausdruck „koaxiale Anordnung“ bedeutet, dass die obigen magnetischen Materialien so angeordnet sind, dass im Wesentlichen ihre zentralen Abschnitte in Richtung der optischen Achse aufeinander gelegt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Durchgangsloch 2a im Magnetkreis 2 durch die Verbindung der jeweiligen Durchgangslöcher im ersten Magnetmaterial 11, dem zweiten Magnetmaterial 12 und dem dritten Magnetmaterial 13 miteinander gebildet.
Im Magnetkreis 2 sind das erste magnetische Material 11 und das dritte magnetische Material 13 in Richtungen senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert und ihre Magnetisierungsrichtungen sind einander entgegengesetzt. Insbesondere wird das erste magnetische Material 11 in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert, so dass es einen Nordpol aufweist, der in Richtung des Durchgangslochs hin angeordnet ist. Das dritte magnetische Material 13 ist in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert, so dass es einen Südpol aufweist, der in Richtung des Durchgangslochs hin angeordnet ist. Das zweite magnetische Material 12 ist in einer Richtung parallel zur Richtung der optischen Achse magnetisiert, so dass es einen Nordpol aufweist, der in Richtung des ersten magnetischen Materials 11 hin angeordnet ist.
Licht kann zuerst vom ersten magnetischen Material 11 oder zuerst vom dritten magnetischen Material 13 in den Faraday-Rotator 1 eintreten.
Der erfindungsgemäße Faraday-Rotator 1 weist das Merkmal auf, dass die Länge des Faraday-Elements 14 entlang der Richtung der optischen Achse kürzer ist als die Länge des zweiten magnetischen Materials 12 entlang der Richtung der optischen Achse. Im Folgenden kann die Länge entlang der Richtung der optischen Achse auch einfach als Länge beschrieben sein.
Die Länge des Faraday-Elements 14 beträgt vorzugsweise nicht weniger als das 0,5-fache, aber nicht mehr als das 0,99-fache, stärker bevorzugt nicht weniger als das 0,7-fache, aber nicht mehr als das 0,95-fache und insbesondere bevorzugt nicht weniger als das 0,8-fache, aber nicht mehr als das 0,9-fache der Länge des zweiten magnetischen Materials 12. Wenn ein Magnetkreis wie in 1 gezeigt gebildet wird, werden Bereiche mit der größten magnetischen Flussdichte um die Verbindungsstelle zwischen dem ersten magnetischen Material 11 und dem zweiten magnetischen Material 12 und um die Verbindungsstelle zwischen dem zweiten magnetischen Material 12 und dem dritten magnetischen Material 13 herum gebildet. Da die Länge des angeordneten Faraday-Elements 14 kürzer als die Länge des zweiten magnetischen Materials ist, fällt das gesamte Faraday-Element 14 somit in einen Bereich mit einer großen magnetischen Flussdichte. Selbst wenn das Faraday-Element 14 während des Zusammenbaus falsch ausgerichtet wird, können daher Schwankungen des Faraday-Drehwinkels verringert werden. Weiterhin wird ein Magnetfeld effizient an das gesamte Faraday-Element 14 angelegt, so dass selbst ein kurzes Faraday-Element oder ein kleines magnetisches Material einen großen Faraday-Drehwinkel erreichen kann und daher können der Faraday-Rotator 1 und die magneto-optische Vorrichtung unter Verwendung desselben weiter verkleinert werden. Im Folgenden kann der Faraday-Drehwinkel auch als Drehwinkel beschrieben sein.
Die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 2a im Magnetkreis 2 beträgt vorzugsweise 100 mm² oder weniger. Wenn die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 2a zu groß ist, kann keine ausreichende magnetische Flussdichte erhalten werden. Wenn die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 2a zu klein ist, ist es schwierig, das Faraday-Element 14 im Durchgangsloch 2a anzuordnen. Die Querschnittsfläche des Durchgangslochs 2a beträgt vorzugsweise 3 mm² bis 80 mm², stärker bevorzugt 4 mm² bis 70 mm², noch stärker bevorzugt 5 mm² bis 60 mm² und besonders bevorzugt 7 mm² bis 50 mm².
Die Querschnittsform des Durchgangslochs 2a im Magnetkreis 2 ist nicht besonders begrenzt und kann rechteckig oder kreisförmig sein. Die Querschnittsform ist aus Sicht der einfachen Montage vorzugsweise rechteckig oder aus Sicht des Anlegens eines gleichmäßigen Magnetfeldes vorzugsweise kreisförmig. Die Querschnittsform des Faraday-Elements 14 und die Querschnittsform des Durchgangslochs 2a im Magnetkreis 2 stimmen nicht notwendigerweise miteinander überein, aber stimmen unter dem Gesichtspunkt des Anlegens eines gleichmäßigen Magnetfelds vorzugsweise miteinander überein.
2 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus des ersten magnetischen Materials zeigt. 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus des zweiten magnetischen Materials zeigt. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus des dritten magnetischen Materials zeigt.
Das erste in 2 gezeigte magnetische Material 11 wird durch Kombinieren von vier Magnetstücken miteinander gebildet. Die Anzahl der Magnetstücke, die das erste magnetische Material 11 bilden, ist nicht auf das Obige beschränkt. Beispielsweise kann das erste magnetische Material 11 durch Kombinieren von sechs oder acht Magnetstücken miteinander gebildet werden. Durch Bilden des ersten magnetischen Materials 11 in Kombination mehrerer Magnetstücke kann das Magnetfeld effektiv erhöht werden. Das erste magnetische Material 11 kann jedoch aus einem einzelnen Magneten bestehen.
Das in 3 gezeigte zweite magnetische Material 12 besteht aus einem einzelnen Magneten. Das zweite magnetische Material 12 kann jedoch durch Kombinieren von zwei oder mehr Magnetstücken miteinander gebildet sein.
Das in 4 gezeigte dritte magnetische Material 13 wird wie das erste magnetische Material 11 durch Kombinieren von vier Magnetstücken miteinander gebildet. Das dritte magnetische Material 13 kann jedoch durch Kombinieren von sechs oder acht Magnetstücken zusammen gebildet werden oder aus einem einzelnen Magneten bestehen.
Das erste magnetische Material 11, das zweite magnetische Material 12 und das dritte magnetische Material 13 sind jeweils aus einem Permanentmagneten gebildet. Seltenerdmagnete sind als Permanentmagnet besonders bevorzugt und von diesen werden ein Magnet, der hauptsächlich aus Samarium-Kobalt (Sm-Co) besteht, oder ein Magnet, der hauptsächlich aus Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B) besteht, bevorzugt.
Bei der vorliegenden Erfindung kann als Faraday-Element 14 ein paramagnetisches Material verwendet werden. Aus den paramagnetischen Materialien wird vorzugsweise ein Glasmaterial verwendet. Ein aus einem Glasmaterial gefertigtes Faraday-Element verursacht weniger Schwankungen der Verdet-Konstante und eine Verringerung des Extinktionsverhältnisses aufgrund von Defekten und dergleichen, welche Einkristallmaterialien aufweisen würden, wird durch die Beanspruchung durch ein Klebematerial weniger beeinflusst und kann daher eine stabile Verdet-Konstante und ein hohes Extinktionsverhältnis aufrechterhalten. Alternativ kann als Faraday-Element 14 ein anderes paramagnetisches Material als Glasmaterial verwendet werden.
Das Glasmaterial zur Verwendung als Faraday-Element 14 bei der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise mindestens ein Seltenerdelement, ausgewählt aus Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Tm. Das Glasmaterial enthält besonders bevorzugt Tb.
Das Glasmaterial zur Verwendung als Faraday-Element 14 bei der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise, in Sinne von Oxidäquivalent in Mol-%, mehr als 40 % Tb₂O₃, stärker bevorzugt 45 % oder mehr Tb₂O₃, noch stärker bevorzugt 48 % oder mehr Tb₂O₃, noch weit stärker bevorzugt 49 % oder mehr Tb₂O₃ und besonders bevorzugt 50 % oder mehr Tb₂O₃. Wenn der Gehalt an Tb₂O₃ wie gerade beschrieben groß ist, kann ein guter Faraday-Effekt leicht erzielt werden. Tb im Glas liegt im dreiwertigen oder vierwertigen Zustand vor, aber alle diese Tb-Zustände werden hier als Tb₂O₃ ausgedrückt.
Im Glasmaterial der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis von Tb³⁺ zur Gesamtmenge an Tb, ausgedrückt in Mol-%, bevorzugt 55 % oder mehr, stärker bevorzugt 60 % oder mehr, noch stärker bevorzugt 70 % oder mehr, noch weit stärker bevorzugt 80 % oder mehr, sogar noch stärker bevorzugt 90 % oder mehr und besonders bevorzugt 95 % oder mehr. Wenn das Verhältnis von Tb³⁺ zur Gesamtmenge von Tb zu gering ist, nimmt die Lichtdurchlässigkeit bei Wellenlängen von 300 nm bis 1100 nm eher ab.
Das Faraday-Element 14 bei der vorliegenden Erfindung kann ferner die folgenden Komponenten enthalten. In der folgenden Beschreibung der Gehalte von Komponenten bezieht sich „%“ auf‟ Mol%‟, sofern nicht anders angegeben.
SiO₂ ist eine Komponente, die ein Glasnetzwerk bildet und den Verglasungsbereich erweitert. Diese Komponente trägt jedoch nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn der Gehalt davon zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt an SiO₂ vorzugsweise 0 % bis 50 % und besonders bevorzugt 1 % bis 35 %.
B₂O₃ ist eine Komponente, die ein Glasnetzwerk bildet und den Verglasungsbereich erweitert. B₂O₃ trägt jedoch nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn der Gehalt davon zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt an B₂O₃ vorzugsweise 0 % bis 50 % und besonders bevorzugt 1 % bis 40 %.
P₂O₅ ist eine Komponente, die ein Glasnetzwerk bildet und den Verglasungsbereich erweitert. P₂O₅ trägt jedoch nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn der Gehalt davon zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt an P₂O₅ vorzugsweise 0 % bis 50 % und besonders bevorzugt 1 % bis 40 %.
Al₂O₃ ist eine Komponente, die die Fähigkeit zur Glasbildung erhöht. Al₂O₃ trägt jedoch nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn der Gehalt davon zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt an Al₂O₃ vorzugsweise 0 % bis 50 % und besonders bevorzugt 0 % bis 30 %.
La₂O₃, Gd₂O₃ und Y₂O₃ bewirken eine stabile Verglasung. Ein übermäßig großer Gehalt davon erschwert andererseits jedoch die Verglasung. Daher beträgt der Gehalt an La₂O₃, Gd₂O₃ und Y₂O₃ vorzugsweise 10 % oder weniger und besonders bevorzugt 5 % oder weniger.
Dy₂O₃, Eu₂O₃ und Ce₂O₃ bewirken eine stabile Verglasung und tragen zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Ein übermäßig großer Gehalt von ihnen erschwert andererseits jedoch die Verglasung. Daher beträgt der Gehalt an Dy₂O₃, Eu₂O₃ und Ce₂O₃ vorzugsweise 15 % oder weniger und besonders bevorzugt 10 % oder weniger. Dy, Eu und Ce im Glas liegen im dreiwertigen oder vierwertigen Zustand vor, aber alle diese Zustände werden hier als Dy₂O₃, Eu₂O₃ bzw. Ce₂O₃ ausgedrückt.
MgO, CaO, SrO und BaO bewirken eine stabile Verglasung und eine Erhöhung der chemischen Beständigkeit. Diese Komponenten tragen jedoch nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn der Gehalt von ihnen zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt jeder dieser Komponenten vorzugsweise 0 % bis 10 % und besonders bevorzugt 0 % bis 5 %.
GeO₂ ist eine Komponente, die die Fähigkeit zur Glasbildung erhöht. GeO₂ trägt jedoch nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn der Gehalt davon zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt an GeO₂ vorzugsweise 0 % bis 15 %, stärker bevorzugt 0 % bis 10 % und besonders bevorzugt 0 % bis 9 %.
Ga₂O weist den Effekt auf, die Fähigkeit zur Glasbildung zu erhöhen und den Verglasungsbereich zu erweitern. Ein übermäßig großer Gehalt davon kann jedoch zu einer Entglasung führen. Darüber hinaus trägt Ga₂O nicht zur Erhöhung der Verdet-Konstante bei. Wenn sein Gehalt zu groß ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass ein ausreichender Faraday-Effekt erzielt wird. Daher beträgt der Gehalt an Ga₂O vorzugsweise 0 % bis 6 % und besonders bevorzugt 0 % bis 5 %.
Fluor bewirkt eine Erhöhung der Glasbildungsfähigkeit und eine Erweiterung des Verglasungsbereichs. Wenn sein Gehalt jedoch zu groß ist, verflüchtigt sich Fluor während des Schmelzens, was dazu führen kann, dass eine Schwankung der Zusammensetzung die Verglasung nachteilig beeinflusst. Darüber hinaus nehmen Schlieren eher zu. Daher beträgt der Gehalt an Fluor (ausgedrückt als F₂-Äquivalent) vorzugsweise 0 % bis 10 %, stärker bevorzugt 0 % bis 7 % und besonders bevorzugt 0 % bis 5 %.
Sb₂O₃ kann als Reduktionsmittel zugesetzt werden. Um jedoch eine Färbung zu vermeiden oder unter Berücksichtigung der Umweltbelastung, beträgt ihr Gehalt vorzugsweise 0,1 % oder weniger.
Das Faraday-Element bei der vorliegenden Erfindung zeigt gute Lichtübertragungseigenschaften innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 300 nm bis 1100 nm. Insbesondere beträgt die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 1064 nm und einer optischen Weglänge von 1 mm vorzugsweise 60 % oder mehr, stärker bevorzugt 70 % oder mehr und besonders bevorzugt 80 % oder mehr. Weiterhin beträgt die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 633 nm und einer optischen Weglänge von 1 mm vorzugsweise 30 % oder mehr, stärker bevorzugt 50 % oder mehr, noch stärker bevorzugt 70 % oder mehr und besonders bevorzugt 80 % oder mehr. Darüber hinaus beträgt die Durchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 533 nm und einer optischen Weglänge von 1 mm vorzugsweise 30 % oder mehr, stärker bevorzugt 50 % oder mehr, noch stärker bevorzugt 70 % oder mehr und besonders bevorzugt 80 % oder mehr.
Die Querschnittsform des Faraday-Elements 14 bei der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders begrenzt, ist aber vorzugsweise kreisförmig, um einen gleichmäßigen Faraday-Effekt bereitzustellen. Der Durchmesser des Faraday-Elements 14 beträgt vorzugsweise 10 mm oder weniger, stärker bevorzugt 8 mm oder weniger, noch stärker bevorzugt 5 mm oder weniger und besonders bevorzugt 3,5 mm oder weniger. Wenn der Durchmesser des Faraday-Elements 14 zu groß ist, kann es nicht innerhalb des Durchgangslochs 2a im Magnetkreis 2 angeordnet werden. Andernfalls ist es notwendig, die Größe des Magnetkreises zu vergrößern, was es schwierig macht, die Größe des Faraday-Rotators zu verringern. Die Untergrenze des Durchmessers des Faraday-Elements 14 ist nicht besonders begrenzt, beträgt jedoch eigentlich nicht weniger als 0,5 mm.
Die Länge des Faraday-Elements 14 bei der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 2 mm bis 15 mm, stärker bevorzugt 3 mm bis 14 mm, noch stärker bevorzugt 4 mm bis 13 mm, noch stärker bevorzugt 5 mm bis 12 mm und sogar noch weit stärker bevorzugt 6 mm bis 11 mm. Wenn das Faraday-Element 14 zu kurz ist, muss, um einen Drehwinkel von 45° zu erhalten, das Magnetfeld vergrößert werden, d.h. der Magnetkreis 2 vergrößert werden, was es schwierig macht, die Größe des Faraday-Rotators 1 zu verringern. Wenn andererseits das Faraday-Element 14 zu lang ist, muss das zweite magnetische Material 12 erweitert werden, was es schwierig macht, die Größe des Faraday-Rotators 1 zu verringern.
Der erfindungsgemäße Faraday-Rotator 1 wird bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 350 nm bis 1300 nm verwendet, stärker bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 1200 nm, noch stärker bevorzugt in einem Bereich von 500 nm bis 1200 nm, noch weit stärker bevorzugt innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 800 nm bis 1100 nm und besonders bevorzugt innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 900 nm bis 1100 nm.
(Magneto-optische Vorrichtung)
5 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus einer erfindungsgemäßen magneto-optischen Vorrichtung zeigt.
Eine in 5 gezeigte magneto-optische Vorrichtung 20 ist ein optischer Isolator. Der optische Isolator ist eine Vorrichtung, die Rückreflexionslicht von Laserlicht blockiert. Die magneto-optische Vorrichtung 20 umfasst den in 1 gezeigten Faraday-Rotator 1, eine erste optische Komponente 25, die an einem Ende des Magnetkreises 2 in Richtung der optischen Achse angeordnet ist, und eine zweite optische Komponente 26, die am anderen Ende des Magnetkreises 2 in Richtung der optischen Achse angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die erste optische Komponente 25 und die zweite optische Komponente 26 Polarisatoren. Die Achse der zweiten optischen Komponente 26, entlang derer Licht hindurchläuft, ist um 45° zur Achse der ersten optischen Komponente 25, entlang derer Licht hindurchläuft, geneigt.
Auf die magneto-optische Vorrichtung 20 einfallendes Licht läuft durch die erste optische Komponente 25, wird in linear polarisiertes Licht umgewandelt und tritt dann in das Faraday-Element 14 ein. Das in das Faraday-Element 14 eingetretene Licht wird durch das Faraday-Element 14 um 45° gedreht läuft dann durch die zweite optische Komponente 26. Ein Teil des Lichts, das durch die zweite optische Komponente 26 gelaufen ist, wird Rückreflexionslicht und passiert die zweite optische Komponente 26 mit einer Polarisationsebene, die in einem Winkel von 45° gedreht ist. Das Rückreflexionslicht, das durch die zweite optische Komponente 26 hindurchgelaufen ist, wird durch das Faraday-Element 14 weiter um 45° gedreht und weist somit eine senkrechte Polarisationsebene auf, die um 90° zur Achse der ersten optischen Komponente 25, entlang derer Licht hindurchläuft, geneigt ist. Daher kann das Rückreflexionslicht die erste optische Komponente 25 nicht passieren und ist blockiert.
Da die erfindungsgemäßen magneto-optische Vorrichtung 20 den in 1 gezeigten erfindungsgemäße Faraday-Rotator 1 enthält, kann sie stabil einen Faraday-Drehwinkel von 45° liefern und in ihrer Größe verringert werden.
Obwohl die in 5 gezeigte magneto-optische Vorrichtung 20 ein optischer Isolator ist, kann die magneto-optische Vorrichtung 20 ein optischer Zirkulator sein. In diesem Fall können die erste optische Komponente 25 und die zweite optische Komponente 26 eine Wellenlängenplatte oder ein Strahlteiler sein. Die magneto-optische Vorrichtung 20 kann eine andere magneto-optische Vorrichtung als der optische Isolator und der optische Zirkulator sein.
<Beispiele>
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Arbeitsbeispiele beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht durch diese Arbeitsbeispiele beschränkt.
Obwohl bei diesen Arbeitsbeispielen ein Faraday-Rotator bei einer Wellenlänge von 1064 nm als Beispiel genommen wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Wellenlänge beschränkt.
(Beispiel 1)
Ein Faraday-Element in Beispiel 1 wurde auf folgende Weise hergestellt. Zuerst wurden Glasrohstoffe in Form gepresst und dann sechs Stunden bei 700 °C bis 1400 °C gesintert, wodurch ein Glasrohstoffblock erzeugt wurde. Der Glasrohstoffblock wurde so hergestellt, dass er eine Glaszusammensetzung von 55Tb₂O₃-10Al₂O₃-35B₂O₃ aufwies.
Als nächstes wurde der Glasrohstoffblock unter Verwendung eines Mörsers grob in kleine Stücke gemahlen. Unter Verwendung der erhaltenen kleinen Stücke eines Glasrohstoffblocks wurde ein Glasmaterial durch eine behälterlose Levitationstechnik hergestellt. Als Wärmequelle wurde ein CO₂-Laseroszillator mit 100 W verwendet. Weiterhin wurde Stickstoffgas als Gas zum Schweben des Glasrohstoffblocks verwendet und mit einer Fließgeschwindigkeit von 1 1/min bis 30 1/min zugeführt.
Das erhaltene Glasmaterial wurde 10 Stunden lang bei 800 °C in einer Atmosphäre von 4 % H₂/N₂ thermisch behandelt.
Das Verhältnis von Tb³⁺ zur Gesamtmenge an Tb wurde mit einem Röntgen-Photoelektronen-Spektroskopie-Analysator (XPS) gemessen. Insbesondere für das erhaltene Glasmaterial wurde das Verhältnis von Tb³⁺ zur Gesamtmenge an Tb aus dem mit dem XPS gemessenen Peakintensitätsverhältnis jedes Tb-Ions berechnet. Infolgedessen betrug der Anteil von Tb³⁺ 99 % oder mehr.
Das erhaltene Glasmaterial wurde bezüglich der Verdet-Konstante vermessen. Die Verdet-Konstante wurde mit der Methode des Drehanalysators gemessen. Insbesondere wurde das erhaltene Glasmaterial auf eine Dicke von 1 mm poliert, das erhaltene Stück wurde bezüglich des Faraday-Drehwinkels bei einer Wellenlänge von 1064 nm in einem Magnetfeld von 10 kOe gemessen und dann die Verdet-Konstante berechnet. Die gemessene Verdet-Konstante betrug 0,204 min/Oe·cm bis 0,212 min/Oe·cm.
Als nächstes wurde das erhaltene Glas geschnitten und poliert, wodurch ein säulenförmiges Faraday-Element mit einem Durchmesser ϕ von 3 mm und einer Länge von 9,6 mm erhalten wurde. Sein Extinktionsverhältnis betrug 42 dB. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen hierin bezieht sich die Länge auf die Länge des Faraday-Rotators entlang der Richtung der optischen Achse.
Sm-Co-Magnet wurde als Permanentmagnet verwendet, der jedes der ersten bis dritten magnetischen Materialien bildete. Die Außendurchmesser ϕ der ersten bis dritten magnetischen Materialen betrugen 32 mm und der Durchmesser ϕ des Durchgangslochs betrug 4 mm. Die Länge des ersten magnetischen Materials betrug 9,9 mm, die Länge des zweiten magnetischen Materials betrug 10 mm und die Länge des dritten magnetischen Materials betrug 9,9 mm.
Das auf die obige Weise erhaltene Faraday-Element wurde mit dem ersten bis dritten magnetischen Material kombiniert, wodurch ein Faraday-Rotator gebildet wurde.
(Beispiel 2)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Länge des ersten magnetischen Materials 20 mm betrug, die Länge des zweiten magnetischen Materials 21 mm betrug, die Länge des dritten magnetischen Materials 20 mm betrug und die Länge des Faraday-Elements 14,9 mm betrug.
(Beispiel 3)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Länge des ersten magnetischen Materials 13 mm betrug, die Länge des zweiten magnetischen Materials 10 mm betrug, die Länge des dritten magnetischen Materials 13 mm betrug und die Länge des Faraday-Elements 9,3 mm betrug.
(Beispiel 4)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass ein Nd-Fe-B-Magnet als Permanentmagnet verwendet wurde, der jedes der ersten bis dritten magnetischen Materialien bildete, und die Länge des Faraday-Elements 9 mm betrug.
(Beispiel 5)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass die Länge des ersten magnetischen Materials 10 mm betrug, die Länge des zweiten magnetischen Materials 7 mm betrug, die Länge des dritten magnetischen Materials 10 mm betrug und die Länge des Faraday-Elements 6,3 mm betrug.
(Beispiel 6)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass die Länge des ersten magnetischen Materials 20 mm betrug, die Länge des zweiten magnetischen Materials 21 mm betrug, die Länge des dritten magnetischen Materials 20 mm betrug und die Länge des Faraday-Elements 12 mm betrug.
(Vergleichsbeispiel 1)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Länge des Faraday-Elements 16 mm betrug.
(Vergleichsbeispiel 2)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, außer dass TGG-Einkristalle, die nach dem Czochralski-Verfahren hergestellt wurden, als Faraday-Element verwendet wurden. Wenn die Verdet-Konstante des Faraday-Elements gemessen wurde, betrug sie 0,125 min/Oe·cm bis 0,134 min/Oe·cm.
(Vergleichsbeispiel 3)
Ein Faraday-Rotator wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, außer dass ein Nd-Fe-B-Magnet als Permanentmagnet verwendet wurde, der jedes der ersten bis dritten magnetischen Materialien bildete.
Schwankungen im Drehwinkel wurden bestimmt, indem jeder der obigen Faraday-Rotatoren in Zehner-Sätzen hergestellt und jeder Satz von zehn Faraday-Rotatoren in Bezug auf den Drehwinkel gemessen wurde. Die Ergebnisse der Messung von Drehwinkelschwankungen sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.

In Tabelle 1 wird die Länge des ersten magnetischen Materials durch a angegeben, die Länge des zweiten magnetischen Materials wird durch b angegeben, die Länge des dritten magnetischen Materials wird durch c angegeben, die Länge des Faraday-Elements wird durch L angegeben und die Verdet-Konstante bei einer Wellenlänge von 1064 nm wird durch V angegeben. Tabelle 1

	erste bis dritte magnetische Materialien				Faraday-Element		L/b	Schwankung im Drehwinkel
	Magnet - Typ	a	b	c	L	V
	Magnet - Typ	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(min/Oe·cm)
Bsp. 1	Sm-Co	9,9	10	9,9	9,6	0,204-0,212	0,96	±0,6°
Bsp. 2	Sm-Co	20	21	20	14,9	0,204-0,212	0,71	±0,5°
Bsp. 3	Sm-Co	13	10	13	9,3	0,204-0,212	0,93	±0,6°
Bsp. 4	Nd-Fe-B	9,9	10	9,9	9	0,204-0,212	0,9	±0,5°
Bsp. 5	Nd-Fe-B	10	7	10	6,3	0,204-0,212	0,9	±0,5°
Bsp. 6	Nd-Fe-B	20	21	20	12	0,204-0,212	0,57	±0,4°
Vglbsp. 1	Sm-Co	9,9	10	9,9	16	0,204-0,212	1,6	±1,1°
Vglbsp. 2	Sm-Co	9,9	10	9,9	16	0,125-0,134	1,6	±1,8°
Vglbsp. 3	Nd-Fe-B	9,9	10	9,9	16	0,125-0,134	1,6	±1,9°

In den Beispielen 1 bis 6 lagen die Schwankungen des Drehwinkels innerhalb von ±0,6° und daher wurden Faraday-Rotatoren mit geringeren Schwankungen des Drehwinkels erhalten.
In Vergleichsbeispiel 1 betrugen die Schwankungen des Drehwinkels ±1,1°, was größer war als die in den Beispielen 1 bis 6.
Die Schwankungen des Drehwinkels in Vergleichsbeispiel 2 betrugen ±1,8°, und die Schwankungen des Drehwinkels in Vergleichsbeispiel 3 betrugen ±1,9°. Wie daraus ersichtlich ist, schwankte in den Vergleichsbeispielen 2 und 3 der Drehwinkel signifikant. Dies kann auf eine Fehlausrichtung des Faraday-Elements beim Zusammenbau des Faraday-Elements und des ersten bis dritten magnetischen Materials sowie auf Schwankungen der Verdet-Konstante der TGG-Einkristalle zurückgeführt werden.
In den Vergleichsbeispielen 2 und 3 waren die Größen des ersten bis dritten magnetischen Materials gleich denen in den Beispielen 1 und 4, aber der Drehwinkel erreichte aufgrund einer kleinen Verdet-Konstante nicht 45°. Im Gegensatz dazu erreichte in den Beispielen 1 und 4 der Drehwinkel 45°.
Bezugszeichenliste

1: Faraday-Rotator
2: Magnetkreis
2a: Durchgangsloch
11: erstes magnetisches Material
12: zweites magnetisches Material
13: drittes magnetisches Material
14: Faraday-Element
20: magneto-optische Vorrichtung
25: erste optische Komponente
26: zweite optische Komponente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009229802 A [0006, 0007, 0008]

Claims

Faraday-Rotator, umfassend: einen Magnetkreis, enthaltend erste bis dritte magnetische Materialien, die jeweils mit einem Durchgangsloch versehen sind, durch welches Licht hindurchkommt, und ein Faraday-Element, das im Durchgangsloch angeordnet ist und aus einem paramagnetischen Material gefertigt ist, das in der Lage ist, Licht hindurch zu übertragen, wobei der Magnetkreis durch koaxiale Anordnung der ersten bis dritten magnetischen Materialien in dieser Reihenfolge in einer Richtung von vorne nach hinten gebildet wird, wobei, wenn eine Richtung, in der Licht durch das Durchgangsloch im Magnetkreis läuft, als eine Richtung einer optischen Achse definiert wird, das erste magnetische Material in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Nordpol aufweist, der zum Durchgangsloch hin angeordnet ist, das zweite magnetische Material in einer Richtung parallel zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Nordpol aufweist, der zum ersten magnetischen Material hin angeordnet ist, und das dritte magnetische Material in einer Richtung senkrecht zur Richtung der optischen Achse magnetisiert ist, so dass es einen Südpol aufweist, der zum Durchgangsloch hin angeordnet ist, und eine Länge des Faraday-Elements entlang der Richtung der optischen Achse kürzer ist als eine Länge des zweiten magnetischen Materials entlang der Richtung der optischen Achse.
Faraday-Rotator nach Anspruch 1, wobei das paramagnetische Material ein Glasmaterial ist.
Faraday-Rotator nach Anspruch 2, wobei das Glasmaterial wenigstens ein Seltenerdelement enthält, das aus Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er und Tm ausgewählt ist.
Faraday-Rotator nach Anspruch 3, wobei das Glasmaterial Tb enthält.
Faraday-Rotator nach Anspruch 2, wobei das Glasmaterial, in Sinne von Oxidäquivalent in Mol-%, mehr als 40 % Tb₂O₃ enthält und ein Verhältnis von Tb³⁺ zu einer Gesamtmenge an Tb 55 Mol-% oder mehr beträgt.
Faraday-Rotator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Länge des Faraday-Elements nicht weniger als das 0,5-fache, aber nicht mehr als das 0,99-fache der Länge des zweiten magnetischen Materials entlang der Richtung der optischen Achse beträgt.
Faraday-Rotator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Durchgangsloch im Magnetkreis eine Querschnittsfläche von 100 mm² oder weniger aufweist.
Magneto-optische Vorrichtung, umfassend: den Faraday-Rotator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, eine erste optische Komponente, die an einem Ende des Magnetkreises des Faraday-Rotators in der Richtung der optischen Achse angeordnet ist, und eine zweite optische Komponente, die an einem anderen Ende des Magnetkreises des Faraday-Rotators in der Richtung der optischen Achse angeordnet ist, wobei Licht durch das Durchgangsloch des Magnetkreises durch die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente läuft.
Magneto-optische Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste optische Komponente und die zweite optische Komponente Polarisatoren sind.