JP2000235172A - Magneto-optical device material - Google Patents

Magneto-optical device material

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JP2000235172A
JP2000235172A JP11035842A JP3584299A JP2000235172A JP 2000235172 A JP2000235172 A JP 2000235172A JP 11035842 A JP11035842 A JP 11035842A JP 3584299 A JP3584299 A JP 3584299A JP 2000235172 A JP2000235172 A JP 2000235172A
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JP
Japan
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magneto
optical
single crystal
optical isolator
optical element
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JP11035842A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Onodera
晃一 小野寺
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magneto-optical device material which can be used as a material of an optical isolator which can be practically used for blue laser light of 0.38 to 0.49 μm use wavelength region. SOLUTION: This magneto-optical device material consists of a single crystal having the compsn. of Zn1-xMgxSe in which the proportion of Mg compounded is selected from the range of 0.05<=x<=0.90, and the Zn1-xMgxSe single crystal is prepared as a zincblende structure having a Verdet const. By controlling the carrier density which represents the degree of the amt. of impurities in the Zn1-xMgxSe single crystal to <=2.0×1014 cm-3 and by controlling the practical transmission loss of light to <=0.7 dB (in the optical path length for 45 deg. Faraday rotation angle), the material can be used for 0.38 to 0.49 μm wavelength region. When a Faraday rotator produced from the aforementioned magneto-optical device material as an optical isolator material is used for an optical isolator, the obtd. optical isolator has the use wavelength region ranging from 0.38 to 0.49 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として使用波長
領域0.38〜0.51(μm)の青色レーザを用いて
構成される光源の戻り光を防止するための光デバイスで
ある光アイソレータの材料となる磁気光学素子材料であ
って、詳しくは使用波長領域が0.38〜0.49(μ
m)で適用される磁気光学素子材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator, which is an optical device for preventing return light of a light source mainly using a blue laser having a wavelength range of 0.38 to 0.51 (.mu.m). A magneto-optical element material to be used as a material.
m).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、次世代光通信技術,次世代大容量
記憶技術,インターネットを用いた商用サービス等のネ
ットワーク技術等の発展に伴い、マルチメディアの進展
する可能性は高精細画像で高速通信を行う分野へアクセ
スしようとしている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of next-generation optical communication technology, next-generation large-capacity storage technology, network technology such as commercial services using the Internet, etc., there is a possibility that multimedia will be developed with high-definition images at high speed. Trying to access a field that does.

【0003】このような背景には、1997年に日亜化
学の研究グループによる研究開発において、21世紀ま
で商用化が困難と思われていた青色半導体レーザの室温
連続発振、並びに室温での3千時間以上の使用耐久試験
により長期信頼性が確認された未踏技術の成果が挙げら
れる。半導体レーザの短波長化は、高精細画像や高速通
信において必要不可欠な技術であるが、同時に技術的に
唯一問題視されていた要素である。
[0003] In this background, in research and development by a research group of Nichia Chemical in 1997, continuous oscillation of a blue semiconductor laser at room temperature, which was considered difficult to commercialize until the 21st century, and 3000 The results of unexplored technology whose long-term reliability has been confirmed by a long-term use durability test are given. Shortening the wavelength of a semiconductor laser is an indispensable technology for high-definition images and high-speed communication, but at the same time, it is the only element technically regarded as a problem.

【0004】即ち、これ以前では、短波長半導体レーザ
が存在しなかったので、このような短波長領域の光アイ
ソレータの需要も全く無く、この波長領域での磁気光学
素子材料として有望な材料組成の研究報告も極めて少な
い。
That is, since no short-wavelength semiconductor laser existed before this, there was no demand for an optical isolator in such a short-wavelength region, and a material composition having a promising magneto-optical element material in this short-wavelength region. There are very few research reports.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した既存の磁気光
学素子材料の場合、これまでに論文等から報告された短
波長領域に適用されるものとして、例えばカルコパイラ
イト系半導体,TGG単結晶,鉛ガラス,ZnSe結晶
等が挙げられるが、このような既存の短波長領域用とし
て知られる磁気光学素子材料では何れも使用波長領域
0.38〜0.49(μm)の青色レーザで実用可能な
光アイソレータ材料とすることができず、使用波長領域
0.38〜0.49(μm)の光アイソレータを構成す
ることが不可能となっている。
In the case of the above-mentioned existing magneto-optical element materials, examples of the material applicable to the short wavelength region reported in a paper or the like include, for example, chalcopyrite-based semiconductor, TGG single crystal, and lead. Glass, ZnSe crystal, and the like can be cited, and any of the existing magneto-optical element materials known for use in the short wavelength region has light that can be practically used with a blue laser having a used wavelength region of 0.38 to 0.49 (μm). It cannot be used as an isolator material, and it is impossible to construct an optical isolator having a working wavelength range of 0.38 to 0.49 (μm).

【0006】具体的に言えば、カルコパイライト系半導
体は、低温度で磁気光学効果を示すものの、室温での磁
気光学効果が極めて小さいために実用材料として検討さ
れることが無かった。TGG単結晶や鉛ガラスは、使用
波長が510nm以上であり、低ベルデ定数であって、
しかも光吸収が大きいために実用的でない。ZnSe結
晶は、使用波長500nmにおいてベルデ定数が0.0
15deg/cm・Oeであるが、バンドギャップエネ
ルギーが波長換算で470nmである。これに対し、光
アイソレータとして十分使用可能な光透過損失の透明領
域は、約50nm長の波長側にあるために、実用的な光
アイソレータ材料としてみた場合、使用可能な波長λの
範囲が50nm≦λ≦550nmとなる。従って、Zn
Se結晶は短波長領域用の光アイソレータ材料として全
く使用できない。
More specifically, although chalcopyrite-based semiconductors exhibit a magneto-optical effect at low temperatures, they have not been studied as practical materials because the magneto-optical effect at room temperature is extremely small. TGG single crystal and lead glass use wavelengths of 510 nm or more, have a low Verdet constant,
Moreover, it is not practical because of large light absorption. The ZnSe crystal has a Verdet constant of 0.0 at a used wavelength of 500 nm.
Although it is 15 deg / cm · Oe, the band gap energy is 470 nm in terms of wavelength. On the other hand, the transparent region of light transmission loss that can be sufficiently used as an optical isolator is on the wavelength side of about 50 nm long. λ ≦ 550 nm. Therefore, Zn
Se crystal cannot be used at all as an optical isolator material for a short wavelength region.

【0007】ところで、使用波長領域0.38〜0.4
9(μm)の青色レーザで実用可能な磁気光学素子材料
が開発されれば、光吸収が小さく、磁気光学効果が大き
い光アイソレータ材料として最適なものとなるが、こう
した光アイソレータ材料を含む光アイソレータは青色半
導体レーザで構成される光ファイバ等を採用した光学シ
ステムの中でも必要不可欠な光デバイスとして位置付け
られ、大容量記憶技術やインターネットを用いた商用サ
ービス等のネットワーク技術に関連するシステム側から
も強く要望されるものとなる。
[0007] By the way, the working wavelength range of 0.38 to 0.4
If a magneto-optical element material that can be used with a 9 (μm) blue laser is developed, it will be optimal as an optical isolator material having a small optical absorption and a large magneto-optical effect, but an optical isolator including such an optical isolator material Is positioned as an indispensable optical device in optical systems that use optical fibers composed of blue semiconductor lasers, and is strongly considered by systems related to network technologies such as large-capacity storage technology and commercial services using the Internet. It will be requested.

【0008】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、使用波長領域0.
38〜0.49(μm)の青色レーザで実用可能な光ア
イソレータの材料となり得る磁気光学素子材料を提供す
ることにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and the technical problem thereof is that the working wavelength range is 0.1.
An object of the present invention is to provide a magneto-optical element material that can be used as a material for an optical isolator that can be used with a blue laser of 38 to 0.49 (μm).

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、主成分
組成が一般式Zn1-x Mgx Se(但し、xを0.05
≦x≦0.9の範囲とする)で表わされるZn1-x Mg
x Se単結晶を有すると共に、該Zn1-x Mgx Se単
結晶がせん亜鉛鉱型構造を有する磁気光学素子材料が得
られる。
According to the present invention, the composition of the main component is represented by the general formula Zn 1-x Mg x Se (where x is 0.05
≦ x ≦ 0.9) Zn 1-x Mg
together with the x Se single crystals, magneto-optical element material the Zn 1-x Mg x Se single crystal having a line of zinc blende type structure.

【0010】又、本発明によれば、上記磁気光学素子材
料において、Zn1-x Mgx Se単結晶は、不純物量の
程度を示すキャリヤ濃度が2.0×1014(cm-3)以
下に制御された磁気光学素子材料が得られる。
Further, according to the present invention, in the magneto-optical device material, the Zn 1-x Mg x Se single crystal has a carrier concentration indicating a degree of impurity of 2.0 × 10 14 (cm −3 ) or less. The magneto-optical element material controlled in this manner is obtained.

【0011】更に、本発明によれば、上記何れかの磁気
光学素子材料において、使用波長領域0.38〜0.4
9(μm)の青色レーザで適用可能な磁気光学素子材料
が得られる。
Further, according to the present invention, in any one of the above-mentioned magneto-optical element materials, the usable wavelength range is 0.38 to 0.4.
A magneto-optical element material applicable with a 9 (μm) blue laser is obtained.

【0012】加えて、本発明によれば、上記磁気光学素
子材料を光アイソレータ材料として用いると共に、使用
波長領域が0.38〜0.49(μm)である光アイソ
レータが得られる。この光アイソレータにおいて、光ア
イソレータ材料を用いて作製したファラデー回転子を備
えることは好ましい。
In addition, according to the present invention, an optical isolator can be obtained in which the above-mentioned magneto-optical element material is used as an optical isolator material and the wavelength range used is 0.38 to 0.49 (μm). In this optical isolator, it is preferable to provide a Faraday rotator manufactured using an optical isolator material.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の磁
気光学素子材料について、図面を参照して詳細に説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following is a description of embodiments of the present invention, with reference to the accompanying drawings.

【0014】最初に、本発明の磁気光学素子材料の概要
を簡単に説明する。この磁気光学素子材料は、主成分組
成が一般式Zn1-x Mgx Se(但し、xを0.05≦
x≦0.9の範囲とする)で表わされるZn1-x Mgx
Se単結晶を有すると共に、このZn1-x Mgx Se単
結晶がせん亜鉛鉱型構造を有するものである。但し、こ
こでのZn1-x Mgx Se単結晶は、不純物量の程度を
示すキャリヤ濃度が2.0×1014(cm-3)以下に制
御されている。
First, the outline of the magneto-optical element material of the present invention will be briefly described. This magneto-optical element material has a main component composition of the general formula Zn 1-x Mg x Se (where x is 0.05 ≦
x ≦ 0.9) Zn 1-x Mg x
In addition to having a Se single crystal, the Zn 1-x Mg x Se single crystal has a zinc-blende structure. However, in this case, the carrier concentration of the Zn 1-x Mg x Se single crystal, which indicates the amount of impurities, is controlled to 2.0 × 10 14 (cm −3 ) or less.

【0015】この磁気光学素子材料では、Zn1-x Mg
x Se単結晶におけるMgの配合量を示すxを0.1≦
x≦0.9の範囲とすれば最適な組成選択が計られ、こ
の上でZn1-x Mgx Se単結晶をせん亜鉛鉱型構造と
することでベルデ定数を持たせ、且つZn1-x Mgx
e単結晶の不純物量の程度を示すキャリヤ濃度を2.0
×1014(cm-3)以下に制御して実用的な光透過損失
を0.7dB(ファラデー回転角45度の光路長)以下
にすることにより、使用波長領域0.38〜0.49
(μm)での適用が有効になる。
In this magneto-optical element material, Zn 1-x Mg
x indicating the amount of Mg in the x Se single crystal is 0.1 ≦
When x ≦ 0.9, the optimum composition is selected. On this basis, a Zn 1-x Mg x Se single crystal is made to have a zinc-blende structure to have a Verdet constant, and Zn 1− x Mg x S
The carrier concentration, which indicates the amount of impurities in the single crystal, is 2.0
By controlling the light transmission loss to 0.7 dB (optical path length at a Faraday rotation angle of 45 degrees) or less by controlling the light transmission loss to less than × 10 14 (cm −3 ), the working wavelength range is 0.38 to 0.49.
(Μm) is effective.

【0016】即ち、ここでのMg組成の選択は、Zn
1-x Mgx Se単結晶を用いて使用波長領域0.38〜
0.49(μm)の青色レーザで実用可能な光アイソレ
ータ材料としての実用性能を得るために、Zn1-x Mg
x Se単結晶のバンドギャップエネルギーを調整し、使
用波長領域において光透過損失が透明な領域になるよう
にする。Zn1-x Mgx Se単結晶のベルデ定数は小さ
いながらも使用波長領域及びバンドギャップエネルギー
に依存性があるため、Mg組成の選択にはできるだけベ
ルデが定数が大きい組成点を選択するようにする。更
に、光透過損失及びベルデ定数は、相反する関係にある
ので両者が最良となるように組成点を選択する。ところ
が、このような組成点を選択したとしても、ファラデー
回転角45度の光路長当たりの光透過損失を0.7dB
以下にすることは極めて困難である。そこで、この点の
改良に関しては、Zn1-x Mgx Se単結晶中の不純物
量の制御が重要になり、Zn1-x Mgx Se単結晶のキ
ャリヤ濃度を2.0×1014(cm-3)以下になるよう
に制御することで使用波長領域0.38〜0.51(μ
m)の光透過損失が改善され、目標とする仕様を満足で
きる磁気光学素子材料が得られる。
That is, the selection of the Mg composition here is based on Zn
1-x Mg x Se single crystal using wavelength range 0.38 ~
In order to obtain practical performance as an optical isolator material that can be used with a blue laser of 0.49 (μm), Zn 1-x Mg
Adjust the band gap energy of the x Se single crystal, the light transmission loss in the used wavelength region is set to be a transparent area. Although the Verde constant of Zn 1-x Mg x Se single crystal is small, it depends on the used wavelength region and the band gap energy. Therefore, when selecting the Mg composition, select a composition point where the Verde constant is as large as possible. . Further, since the light transmission loss and the Verdet constant are in an inconsistent relationship, the composition point is selected so that both are the best. However, even if such a composition point is selected, the light transmission loss per optical path length at a Faraday rotation angle of 45 degrees is 0.7 dB.
It is extremely difficult to: Therefore, with respect to improvement of this point, Zn 1-x Mg x Se control the amount of impurities in the single crystal becomes important, Zn 1-x Mg x Se single crystal carrier concentration 2.0 × 10 14 (cm -3 ) By controlling so as to be less than or equal to 0.38 to 0.51 (μ
m) The light transmission loss is improved, and a magneto-optical element material satisfying the target specifications can be obtained.

【0017】このような磁気光学素子材料を光アイソレ
ータ材料として用いれば、使用波長領域が0.38〜
0.49(μm)である光アイソレータが得られる。光
アイソレータにおいては、こうした光アイソレータ材料
を用いて作製したファラデー回転子を備えるようにすれ
ば良い。
If such a magneto-optical element material is used as an optical isolator material, the operating wavelength range is from 0.38 to 0.38.
An optical isolator of 0.49 (μm) is obtained. The optical isolator may be provided with a Faraday rotator manufactured using such an optical isolator material.

【0018】そこで、以下はこの磁気光学素子材料の製
造方法を具体的に説明する。図1は、本発明の一実施例
に係る磁気光学素子材料の主成分であるZn1-x Mgx
Se単結晶を育成して製造するための結晶製造装置の基
本構成を加圧型電気炉5内の縦方向温度分布と合わせて
示した側面断面図である。但し、ここではZn1-x Mg
x Se単結晶の一例として、(Zn0.3 Mg0.7 )Se
単結晶を育成して製造する場合を説明する。
Therefore, the method of manufacturing the magneto-optical element material will be specifically described below. FIG. 1 shows Zn 1-x Mg x which is a main component of a magneto-optical element material according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a basic configuration of a crystal manufacturing apparatus for growing and manufacturing a Se single crystal together with a vertical temperature distribution in a pressurized electric furnace 5. However, here, Zn 1-x Mg
As an example of xSe single crystal, (Zn 0.3 Mg 0.7 ) Se
A case where a single crystal is grown and manufactured will be described.

【0019】この結晶製造装置は、加圧容器6内に電磁
コイルによる加圧型電気炉5を配備していると共に、組
成成分金属材料が装填される石英るつぼ4を加圧型電気
炉5内に配備して構成されている。
In this crystal manufacturing apparatus, a pressurized electric furnace 5 using an electromagnetic coil is provided in a pressurized container 6, and a quartz crucible 4 into which a component metal material is loaded is provided in the pressurized electric furnace 5. It is configured.

【0020】そこで、先ず組成成分金属材料として、Z
n,Mg,Seを(Zn0.3 Mg0. 7 )Se(1+3)
の組成点となるように秤量してから石英るつぼ4に装填
して真空封入した上、加圧型電気炉5により溶解させた
後、急冷して結晶育成用メルト2を得た。
Therefore, first, Z is used as a constituent metal material.
n, Mg, the Se (Zn 0.3 Mg 0. 7) Se (1 + 3)
After being weighed so as to have a composition point of, it was charged into the quartz crucible 4, sealed in a vacuum, melted by the electric furnace 5 under pressure, and quenched to obtain the melt 2 for crystal growth.

【0021】次に、同様な組成成分金属材料として、Z
n,Mg,Seを目標多結晶組成(Zn0.3 Mg0.7
Seとなるように秤量してから石英るつぼ4に装填して
真空封入した上、加圧型電気炉5により溶融させて高圧
合成(但し、融点が約1520℃であり、加圧が50a
tmの条件下で行われるものとする)した後、急冷して
(Zn0.30Mg0.7 )Seの多結晶体3を得た。因み
に、石英るつぼ4内では、加圧型電気炉5内の縦方向温
度分布に示されるように、溶融できる温度領域△Eが存
在する。
Next, as a similar composition metal material, Z
n, Mg, Se as target polycrystalline composition (Zn 0.3 Mg 0.7 )
After being weighed so as to be Se, it is charged into a quartz crucible 4 and sealed in a vacuum, and then melted by a pressurized electric furnace 5 to perform high-pressure synthesis (however, the melting point is about 1520 ° C. and the pressurization is 50 a.
tm), and then quenched to obtain a polycrystalline body 3 of (Zn 0.30 Mg 0.7 ) Se. Incidentally, in the quartz crucible 4, there is a temperature range ΔE in which melting can be performed as shown in the vertical temperature distribution in the pressurized electric furnace 5.

【0022】更に、別途に準備した種結晶ZnSe単結
晶1と、上述した各工程で得られた(Zn0.3
0.7 )Se(1+3)の結晶育成用メルト2及び(Z
0.30Mg0.7 )Seの多結晶体3とをそれぞれこの順
で石英るつぼ4に装填して真空封入した上、このように
作製された石英るつぼ4(図1に示される状態)を加圧
型電気炉5により適度な温度勾配[30〜100(℃)
/cm]で(Zn0.3 Mg0. 7 )Se(1+3)の結晶
育成用メルト2の融点以上の温度(約1200℃とす
る)からるつぼ降下速度5mm/dayで結晶成長させ
て(Zn0.3 Mg0.7 )Se単結晶を育成した。但し、
この結晶成長では加圧容器6内の雰囲気をArガスで充
満し、加圧を10atmとした条件下で行った。
Further, a separately prepared seed crystal ZnSe single crystal 1 was prepared by using the above-described steps (Zn 0.3 M
g 0.7 ) Melt 2 for crystal growth of Se (1 + 3) and (Z
The polycrystalline body 3 of n 0.30 Mg 0.7 ) Se was loaded into the quartz crucible 4 in this order and sealed in a vacuum. Then, the quartz crucible 4 (the state shown in FIG. 1) manufactured in this manner was pressurized. Moderate temperature gradient by furnace 5 [30 to 100 (° C)
/ Cm] at (Zn 0.3 Mg 0. 7) Se (1 + 3) from the crystal growth for the melt 2 of the temperature above the melting point (from about 1200 ° C.) by crystal growth crucible descending speed 5 mm / day of (Zn 0.3 Mg 0.7 ) A Se single crystal was grown. However,
In this crystal growth, the atmosphere in the pressure vessel 6 was filled with Ar gas, and the pressure was increased to 10 atm.

【0023】このようにして、(Zn0.3 Mg0.7 )S
e単結晶を有すると共に、(Zn0. 3 Mg0.7 )Se単
結晶がせん亜鉛鉱型構造を有する磁気光学素子材料を製
造することができる。
Thus, (Zn 0.3 Mg 0.7 ) S
together with the e single crystal, it is possible to manufacture the magneto-optical element material having the (Zn 0. 3 Mg 0.7) Se monocrystalline Striped zinc blende type structure.

【0024】次に、別な実施例として上述した組成とは
異なる組成のZn1-x Mgx Se単結晶による幾つかの
磁気光学素子材料を光アイソレータ材料としてファラデ
ー回転子に用いると共に、比較例として既存の磁気光学
素子材料であるTGG結晶,ファラデーガラス(鉛ガラ
ス),ZnSe結晶を光アイソレータ材料としてファラ
デー回転子に用いて幾つかの光アイソレータを作製し、
これらの各光アイソレータの諸特性を調べたところ、表
1に示すような結果となった。
Next, as another embodiment, several magneto-optical element materials made of a Zn 1-x Mg x Se single crystal having a composition different from the composition described above were used as an optical isolator material in a Faraday rotator, and a comparative example was used. Some optical isolators were manufactured using existing magneto-optical element materials such as TGG crystal, Faraday glass (lead glass), and ZnSe crystal as optical isolator materials for Faraday rotators.
When the characteristics of each of these optical isolators were examined, the results shown in Table 1 were obtained.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】尚、表1では各光アイソレータの口径φ及
び長さL(mm)を表記のようにほぼ統一しているが、
各実施例に係るZnMgSe系単結晶の磁気光学素子材
料によるファラデー回転子を備えたものでは測定波長
(μm)を各光アイソレータ毎に若干変えている。
In Table 1, the diameter φ and length L (mm) of each optical isolator are almost unified as shown.
In the apparatus having the Faraday rotator made of a ZnMgSe single crystal magneto-optical element material according to each embodiment, the measurement wavelength (μm) is slightly changed for each optical isolator.

【0027】表1からは、ZnMgSe系単結晶の磁気
光学素子材料によるファラデー回転子を備えた各実施例
に係る光アイソレータは、何れも比較例のものと比べて
光透過特性を示す結晶ロス(dB)並びにアイソレータ
特性として重要な順方向ロス(dB)が顕著に向上して
いることが判る。
From Table 1, it can be seen that the optical isolators according to the respective embodiments provided with the Faraday rotator made of the ZnMgSe single crystal magneto-optical element material have a crystal loss (light transmission characteristic) that is higher than that of the comparative example. It can be seen that the forward loss (dB), which is important as dB and isolator characteristics, is significantly improved.

【0028】図2は、表1中に示される各実施例に係る
光アイソレータのキャリヤ濃度(cm-3)に対する光透
過損失(dB)の相関性を示したものである。但し、こ
こでの光透過損失(dB)は、口径φが20mm,長さ
Lが20mmの光アイソレータを作製するときに磁石で
ファラデー回転子の回転角が45度の光路長になる値を
示している。
FIG. 2 shows the correlation of the optical transmission loss (dB) with the carrier concentration (cm -3 ) of the optical isolator according to each embodiment shown in Table 1. Here, the light transmission loss (dB) indicates a value that makes the rotation angle of the Faraday rotator 45 degrees with a magnet when an optical isolator having a diameter φ of 20 mm and a length L of 20 mm is manufactured. ing.

【0029】図2及び以上の結果からは、Zn1-x Mg
x Se単結晶におけるMgの配合量を示すxを0.1≦
x≦0.9の範囲内として最適な組成選択をした上、キ
ャリヤ濃度及び光透過損失の相関が良好となるようにキ
ャリヤ濃度を2.0×1014(cm-3)以下にすれば良
いことが明確に判る。
FIG. 2 and the above results show that Zn 1-x Mg
x indicating the amount of Mg in the x Se single crystal is 0.1 ≦
The optimum composition is selected within the range of x ≦ 0.9, and the carrier concentration may be set to 2.0 × 10 14 (cm −3 ) or less so that the correlation between the carrier concentration and the light transmission loss becomes good. You can see clearly.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の磁気光学素
子材料によれば、Zn1-x Mgx Se単結晶におけるM
gの配合量を示すxを0.05≦x≦0.9の範囲とし
て組成選択をすると共に、Zn1-x Mgx Se単結晶を
せん亜鉛鉱型構造としてベルデ定数を持たせ、且つZn
1-x Mgx Se単結晶の不純物量の程度を示すキャリヤ
濃度を適宜制御して実用的な光透過損失を得ることによ
り、使用波長領域0.38〜0.49(μm)の青色レ
ーザでの適用を可能にしているので、この新規な磁気光
学素子材料を光アイソレータ材料として作製したファラ
デー回転子を備えれば、従来では製造できなかった使用
波長領域が0.38〜0.49(μm)の光アイソレー
タが得られるようになり、工業上において極めて有益と
なる。
As described above, according to the magneto-optical device material of the present invention, the M 1 in the Zn 1-x Mg x Se single crystal is used.
The composition selection is performed by setting x indicating the compounding amount of g in a range of 0.05 ≦ x ≦ 0.9, and a Zn 1-x Mg x Se single crystal is provided with a Verdet constant as a zinc-blende structure, and Zn
By appropriately controlling the carrier concentration indicating the degree of the impurity amount of the 1-x Mg x Se single crystal to obtain a practical light transmission loss, a blue laser with a wavelength range of 0.38 to 0.49 (μm) can be used. Therefore, if a Faraday rotator made of this novel magneto-optical element material as an optical isolator material is provided, the wavelength range that could not be manufactured by the conventional method is 0.38 to 0.49 (μm ) Is obtained, which is extremely useful in industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る磁気光学素子材料の主
成分であるZn1-x Mgx Se単結晶を育成して製造す
るための結晶製造装置の基本構成を加圧型電気炉内の縦
方向温度分布と合わせて示した側面断面図である。
FIG. 1 shows a basic configuration of a crystal manufacturing apparatus for growing and manufacturing a Zn 1-x Mg x Se single crystal as a main component of a magneto-optical element material according to one embodiment of the present invention in a pressurized electric furnace. FIG. 4 is a side sectional view shown together with the vertical temperature distribution of FIG.

【図2】表1中に示される各実施例に係る光アイソレー
タのキャリヤ濃度(cm-3)に対する光透過損失(d
B)の相関性を示したものである。
FIG. 2 shows a light transmission loss (d) with respect to a carrier concentration (cm −3 ) of the optical isolator according to each of the examples shown in Table 1.
It shows the correlation of B).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 種結晶ZnSe単結晶 2 結晶育成用メルト 3 多結晶体 4 石英るつぼ 5 加圧型電気炉 6 加圧容器 Reference Signs List 1 seed crystal ZnSe single crystal 2 melt for crystal growth 3 polycrystal 4 quartz crucible 5 pressurized electric furnace 6 pressurized vessel

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主成分組成が一般式Zn1-x Mgx Se
(但し、xを0.05≦x≦0.9の範囲とする)で表
わされるZn1-x Mgx Se単結晶を有すると共に、該
Zn1-x Mgx Se単結晶がせん亜鉛鉱型構造を有する
ことを特徴とする磁気光学素子材料。
1. The composition of a main component having a general formula Zn 1-x Mg x Se
(However, in the range of 0.05 ≦ x ≦ 0.9 and x) and has a Zn 1-x Mg x Se single crystal represented by, the Zn 1-x Mg x Se single crystal Striped zinc blende A magneto-optical element material having a structure.
【請求項2】 請求項1記載の磁気光学素子材料におい
て、前記Zn1-x Mgx Se単結晶は、不純物量の程度
を示すキャリヤ濃度が2.0×1014(cm-3)以下に
制御されたことを特徴とする磁気光学素子材料。
2. The magneto-optical device material according to claim 1, wherein the Zn 1-x Mg x Se single crystal has a carrier concentration indicating a degree of an impurity amount of 2.0 × 10 14 (cm −3 ) or less. A magneto-optical element material characterized by being controlled.
【請求項3】 請求項1又は2記載の磁気光学素子材料
において、使用波長領域0.38〜0.49(μm)の
青色レーザで適用可能であることを特徴とする磁気光学
素子材料。
3. The magneto-optical device material according to claim 1, wherein the material is applicable to a blue laser having a wavelength range of 0.38 to 0.49 (μm).
【請求項4】 請求項3記載の磁気光学素子材料を光ア
イソレータ材料として用いると共に、使用波長領域が
0.38〜0.49(μm)であることを特徴とする光
アイソレータ。
4. An optical isolator, wherein the material of the magneto-optical element according to claim 3 is used as an optical isolator material, and an operating wavelength range is 0.38 to 0.49 (μm).
【請求項5】 請求項4記載の光アイソレータにおい
て、前記光アイソレータ材料を用いて作製したファラデ
ー回転子を備えたことを特徴とする光アイソレータ。
5. The optical isolator according to claim 4, further comprising a Faraday rotator manufactured using said optical isolator material.
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WO2022230528A1 (en) * 2021-04-28 2022-11-03 信越化学工業株式会社 Optical isolator

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