JP2002296554A - ファラデー回転子 - Google Patents
ファラデー回転子Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- 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
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-
- G—PHYSICS
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- G02F2201/34—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 reflector
-
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- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/02—Function characteristic reflective
Abstract
(57)【要約】
【課題】少ない積層数で良好な光学特性を得る多層膜タ
イプのファラデー回転子を得る。 【解決手段】ファラデー回転子４は、基板１の上に金属
反射膜２が形成され、その上に、二酸化ケイ素SiO2と五
酸化タンタルTa2O5とからなる周期的誘電体多層膜３ａ
が形成され、その上には磁気光学薄膜７が形成され、さ
らのその上に五酸化タンタルTa2O5と二酸化ケイ素SiO2
とからなる周期的誘電体多層膜３ｂとが形成されてい
る。偏光子から入射した光は、前記のファラデー回転子
４の周期的誘電体多層膜を介して金属反射膜２で反射さ
れて、周期的誘電体多層膜を戻り、検光子から出射す
る。
イプのファラデー回転子を得る。 【解決手段】ファラデー回転子４は、基板１の上に金属
反射膜２が形成され、その上に、二酸化ケイ素SiO2と五
酸化タンタルTa2O5とからなる周期的誘電体多層膜３ａ
が形成され、その上には磁気光学薄膜７が形成され、さ
らのその上に五酸化タンタルTa2O5と二酸化ケイ素SiO2
とからなる周期的誘電体多層膜３ｂとが形成されてい
る。偏光子から入射した光は、前記のファラデー回転子
４の周期的誘電体多層膜を介して金属反射膜２で反射さ
れて、周期的誘電体多層膜を戻り、検光子から出射す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信、
光記録、光計測システム等に用いられる光アイソレー
タ、光サーキュレータを構成するファラデー回転子に関
する。
光記録、光計測システム等に用いられる光アイソレー
タ、光サーキュレータを構成するファラデー回転子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを光源とした光ファイバ通
信システム、特に高速ディジタル伝送やアナログ直接変
調方式による光システムにおいては、光ファイバ回路中
に使用している光コネクタ接続点や光回路部品等からの
反射光が、半導体レーザや光増幅器に戻ると、周波数特
性の劣化や雑音の発生をもたらし、高品質な伝送が困難
となる。この反射光を除去する目的で光アイソレータが
使用されている。
信システム、特に高速ディジタル伝送やアナログ直接変
調方式による光システムにおいては、光ファイバ回路中
に使用している光コネクタ接続点や光回路部品等からの
反射光が、半導体レーザや光増幅器に戻ると、周波数特
性の劣化や雑音の発生をもたらし、高品質な伝送が困難
となる。この反射光を除去する目的で光アイソレータが
使用されている。
【０００３】図１０の従来例に示すように、前記の光ア
イソレータは、一定の偏光面の光のみを通過させる一対
の偏光子６と検光子５、光の偏光面を４５度回転させる
ために透光性基板９に積層膜３を形成したファラデー回
転子４、ファラデー回転子に磁場を印加する図示してい
ない永久磁石から構成される。光アイソレータの構成部
材のうち、光アイソレータの性能を大きく支配するの
は、ファラデー回転子４である。偏光面を４５度回転さ
せるのに必要な素子長が短いこと、光の透過率が大きい
ことが重要である。
イソレータは、一定の偏光面の光のみを通過させる一対
の偏光子６と検光子５、光の偏光面を４５度回転させる
ために透光性基板９に積層膜３を形成したファラデー回
転子４、ファラデー回転子に磁場を印加する図示してい
ない永久磁石から構成される。光アイソレータの構成部
材のうち、光アイソレータの性能を大きく支配するの
は、ファラデー回転子４である。偏光面を４５度回転さ
せるのに必要な素子長が短いこと、光の透過率が大きい
ことが重要である。
【０００４】これまで、ファラデー回転子としては、イ
ットリウム鉄ガーネット（YIG）バルク単結晶（厚み約
２ｍｍ）と、イットリウムの一部を磁気光学性能指数の
大きいビスマスで置換したビスマス置換希土類鉄ガーネ
ット（BiYIG）厚膜単結晶（厚み数百μm）がある。最近
では、光アイソレータの小型化に有利なBiYIG厚膜単結
晶が多く使用されている。この厚膜単結晶は液相エピタ
キシャル成長法により作製されるが、安定した液相エピ
タキシャル成長を行うには多くの作製パラメータを正確
に制御する必要があるが、大面積にわたって均一な単結
晶を歩留りよく成長させることが困難であった。また結
晶成長に２０時間以上を要すること、基板に高価な非磁
性ガドリニウム、ガリウム、ガーネット（ＧＧＧ）単結
晶基板を必要とすることもあり、低コスト化の妨げとな
っていた。
ットリウム鉄ガーネット（YIG）バルク単結晶（厚み約
２ｍｍ）と、イットリウムの一部を磁気光学性能指数の
大きいビスマスで置換したビスマス置換希土類鉄ガーネ
ット（BiYIG）厚膜単結晶（厚み数百μm）がある。最近
では、光アイソレータの小型化に有利なBiYIG厚膜単結
晶が多く使用されている。この厚膜単結晶は液相エピタ
キシャル成長法により作製されるが、安定した液相エピ
タキシャル成長を行うには多くの作製パラメータを正確
に制御する必要があるが、大面積にわたって均一な単結
晶を歩留りよく成長させることが困難であった。また結
晶成長に２０時間以上を要すること、基板に高価な非磁
性ガドリニウム、ガリウム、ガーネット（ＧＧＧ）単結
晶基板を必要とすることもあり、低コスト化の妨げとな
っていた。
【０００５】そのような状況下で、本発明者らは、上記
の液相エピタキシャル成長法で作製する磁気光学体の間
題点を解決するために、光の局在による磁気光学効果の
エンハンスメントをおこす、一次元磁性フォトニック結
晶からなる磁気光学体（ファラデー回転子）を提案して
いる。係る磁気光学体は、厚さ数μmの多結晶体であり
ながら、大きなファラデー回転角を得ることができる。
の液相エピタキシャル成長法で作製する磁気光学体の間
題点を解決するために、光の局在による磁気光学効果の
エンハンスメントをおこす、一次元磁性フォトニック結
晶からなる磁気光学体（ファラデー回転子）を提案して
いる。係る磁気光学体は、厚さ数μmの多結晶体であり
ながら、大きなファラデー回転角を得ることができる。
【０００６】この一次元磁性フォトニック結晶に関して
は、本発明者らが出願した（特願平１１−２８３５１２
号）や、日本応用磁気学会誌 ２３、１８６１−１８６
６（１９９９）に詳しく述べられている。一次元磁性フ
ォトニック結晶の構成としては、磁性体と誘電体との各
層の厚さを不規則にして多層膜状に形成したものや、誘
電体がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つ
の誘電体多層膜と磁性体からなる不規則層（欠陥層）と
を備えたものがある。
は、本発明者らが出願した（特願平１１−２８３５１２
号）や、日本応用磁気学会誌 ２３、１８６１−１８６
６（１９９９）に詳しく述べられている。一次元磁性フ
ォトニック結晶の構成としては、磁性体と誘電体との各
層の厚さを不規則にして多層膜状に形成したものや、誘
電体がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つ
の誘電体多層膜と磁性体からなる不規則層（欠陥層）と
を備えたものがある。
【０００７】特に、後者は古くから知られているファブ
リペロー共振器構造と呼ばれている構造と同一であり、
作製が容易な膜構造でありながら大きなエンハンスメン
トが得られることが分かっている。ファブリペロー共振
器の反射鏡の役割を果たす誘電体多層膜を構成する誘電
体としては、（Ta2O5/SiO2）系が一般的であるが、（Ta
2O5/SiO2）系よりも少ない積層数で大きなファラデー回
転角が得られる（Si/SiO2）系も提案されている。ま
た、各誘電体の膜厚は、光学長（光路長×屈折率）がλ
／4（λは光の波長）となるように設計する必要があ
る。また、光の局在が生じる磁性体からなる不規則層
（欠陥層）の光学長は、mλ／2（mは整数）とするのが
一般的である。
リペロー共振器構造と呼ばれている構造と同一であり、
作製が容易な膜構造でありながら大きなエンハンスメン
トが得られることが分かっている。ファブリペロー共振
器の反射鏡の役割を果たす誘電体多層膜を構成する誘電
体としては、（Ta2O5/SiO2）系が一般的であるが、（Ta
2O5/SiO2）系よりも少ない積層数で大きなファラデー回
転角が得られる（Si/SiO2）系も提案されている。ま
た、各誘電体の膜厚は、光学長（光路長×屈折率）がλ
／4（λは光の波長）となるように設計する必要があ
る。また、光の局在が生じる磁性体からなる不規則層
（欠陥層）の光学長は、mλ／2（mは整数）とするのが
一般的である。
【０００８】しかし、このファブリペロー共振器構造を
有するファラデー回転子には、ファラデー回転角と光の
透過率との間にトレードオフの関係があり、ファラデー
回転角を光アイソレータの構成に必要な４５度（あるい
は−４５度）まで大きくすると、透過率はおよそ50％に
低下することが分かっている。透過しない残りの50％の
光は多層膜内で反射して光源側に戻ってくることから、
戻り光を阻止することを目的に使用される光アイソレー
タにとっては非常に都合が悪いことになる。また、出射
光量の低減は光の伝送距離が短くなることを意味し、光
伝送システムの構築を困難にする。
有するファラデー回転子には、ファラデー回転角と光の
透過率との間にトレードオフの関係があり、ファラデー
回転角を光アイソレータの構成に必要な４５度（あるい
は−４５度）まで大きくすると、透過率はおよそ50％に
低下することが分かっている。透過しない残りの50％の
光は多層膜内で反射して光源側に戻ってくることから、
戻り光を阻止することを目的に使用される光アイソレー
タにとっては非常に都合が悪いことになる。また、出射
光量の低減は光の伝送距離が短くなることを意味し、光
伝送システムの構築を困難にする。
【０００９】本発明者らは、膜構造の変更による透過率
の改善策を検討したところ、二組のファブリペロー共振
器を光学長λ／4＋mλ／2（mは0または正の整数）の誘
電体薄膜（以後中間誘電体薄膜と呼ぶ）を介して接合し
た構造（以後Ｄ.Ｈ.Ｗ.（Double Half Wave）構造と呼
ぶ）とすることが透過率の改善に有効であることを見出
した。その詳細は、特願２０００−２７４９３６に開示
したように、膜構造が（Ta2O5/SiO2）8 /BiYIG/(SiO2/
Ta2O5)8/ SiO2/（Ta2O5/SiO2）8/BiYIG/(SiO2 / Ta2O5)
8の場合には、ファラデー回転角４５度で透過率99．9％
以上、反射率を0．1％以下に抑制でき、実用上全く問題
のないレベルの特性を得ることができた。
の改善策を検討したところ、二組のファブリペロー共振
器を光学長λ／4＋mλ／2（mは0または正の整数）の誘
電体薄膜（以後中間誘電体薄膜と呼ぶ）を介して接合し
た構造（以後Ｄ.Ｈ.Ｗ.（Double Half Wave）構造と呼
ぶ）とすることが透過率の改善に有効であることを見出
した。その詳細は、特願２０００−２７４９３６に開示
したように、膜構造が（Ta2O5/SiO2）8 /BiYIG/(SiO2/
Ta2O5)8/ SiO2/（Ta2O5/SiO2）8/BiYIG/(SiO2 / Ta2O5)
8の場合には、ファラデー回転角４５度で透過率99．9％
以上、反射率を0．1％以下に抑制でき、実用上全く問題
のないレベルの特性を得ることができた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このＤ.Ｈ.Ｗ.構造化
により、透過率とファラデー回転角の両立が達成できる
ことが分かったものの、総積層数が６７層と多いこと
と、熱処理工程を必要とする磁気光学薄膜（BiYIG）が
２層あることから、積層膜の作製プロセスを複雑にし、
製造コストの低減に限界が生じていた。また、作製した
素子の光学長が、設計光学長からずれると、光の入射側
（光源側）に戻る反射光が発生するという問題も生じて
いた。
により、透過率とファラデー回転角の両立が達成できる
ことが分かったものの、総積層数が６７層と多いこと
と、熱処理工程を必要とする磁気光学薄膜（BiYIG）が
２層あることから、積層膜の作製プロセスを複雑にし、
製造コストの低減に限界が生じていた。また、作製した
素子の光学長が、設計光学長からずれると、光の入射側
（光源側）に戻る反射光が発生するという問題も生じて
いた。
【００１１】本発明は、熱処理工程を必要とする磁気光
学薄膜（BiYIG）が１層であり、更に、少ない積層数で
良好な光学特性を得るために、反射光を出射光として利
用した多層膜タイプのファラデー回転子に関するもので
ある。
学薄膜（BiYIG）が１層であり、更に、少ない積層数で
良好な光学特性を得るために、反射光を出射光として利
用した多層膜タイプのファラデー回転子に関するもので
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために請求項１記載のファラデー回転子は、少なく
とも１種類以上の磁気光学薄膜を含む積層膜からなるフ
ァラデー回転子であって、前記積層膜が積層された方向
の最上面か最下面かの何れか一方に金属反射膜が形成さ
れていることを特徴とする。
するために請求項１記載のファラデー回転子は、少なく
とも１種類以上の磁気光学薄膜を含む積層膜からなるフ
ァラデー回転子であって、前記積層膜が積層された方向
の最上面か最下面かの何れか一方に金属反射膜が形成さ
れていることを特徴とする。
【００１３】請求項２記載のファラデー回転子では、前
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と前記磁気光
学薄膜とから構成され、前記磁気光学薄膜を中心として
対称構造となるように前記周期的誘電体多層膜を配置し
た積層膜であり、前記２組の周期的誘電体多層膜の、い
ずれか一方の周期的誘電体多層膜における前記磁気光学
薄膜と接触している面の反対面に前記金属反射膜が形成
されていることを特徴とする。
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と前記磁気光
学薄膜とから構成され、前記磁気光学薄膜を中心として
対称構造となるように前記周期的誘電体多層膜を配置し
た積層膜であり、前記２組の周期的誘電体多層膜の、い
ずれか一方の周期的誘電体多層膜における前記磁気光学
薄膜と接触している面の反対面に前記金属反射膜が形成
されていることを特徴とする。
【００１４】請求項３記載のファラデー回転子では、前
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と前記磁気光
学薄膜と低屈折率誘電体薄膜とから構成され、前記磁気
光学薄膜は、前記２組の周期的誘電体多層膜に挟まれて
おり、前記２組の周期的誘電体多層膜の何れか一方の周
期的誘電体多層膜における前記磁気光学薄膜が存在する
側の面の反対面に前記金属反射膜が形成されていると共
に、前記低屈折率誘電体薄膜が前記金属反射膜のある側
の前記周期的誘電体多層膜の最上面か最下面かの何れか
一方に形成されていることを特徴とする。
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と前記磁気光
学薄膜と低屈折率誘電体薄膜とから構成され、前記磁気
光学薄膜は、前記２組の周期的誘電体多層膜に挟まれて
おり、前記２組の周期的誘電体多層膜の何れか一方の周
期的誘電体多層膜における前記磁気光学薄膜が存在する
側の面の反対面に前記金属反射膜が形成されていると共
に、前記低屈折率誘電体薄膜が前記金属反射膜のある側
の前記周期的誘電体多層膜の最上面か最下面かの何れか
一方に形成されていることを特徴とする。
【００１５】請求項４記載のファラデー回転子では、前
記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構
成する屈折率が低い方の誘電体薄膜が前記金属反射膜と
接するように前記周期的誘電体多層膜を構成した場合に
は、前記金属反射膜が存在する側の前記周期的誘電体多
層膜と前記磁気光学薄膜との間に形成されていることを
特徴とする。
記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構
成する屈折率が低い方の誘電体薄膜が前記金属反射膜と
接するように前記周期的誘電体多層膜を構成した場合に
は、前記金属反射膜が存在する側の前記周期的誘電体多
層膜と前記磁気光学薄膜との間に形成されていることを
特徴とする。
【００１６】請求項５記載のファラデー回転子では、前
記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構
成する屈折率が高い方の誘電体薄膜が前記金属反射膜と
接するように前記周期的誘電体多層膜を構成した場合に
は、前記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に
形成されていることを特徴とする。
記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構
成する屈折率が高い方の誘電体薄膜が前記金属反射膜と
接するように前記周期的誘電体多層膜を構成した場合に
は、前記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に
形成されていることを特徴とする。
【００１７】請求項６記載のファラデー回転子では、前
記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に形成す
る前記低屈折率誘電体薄膜の光学長は、λ／８からλ／
３（λは光の波長）であることを特徴とする。
記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に形成す
る前記低屈折率誘電体薄膜の光学長は、λ／８からλ／
３（λは光の波長）であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に示す実施形態では、いずれ
も磁気光学薄膜にビスマス置換希土類鉄ガーネット（Bi
YIG、屈折率2．36）、周期的誘電体多層膜を構成する屈
折率が高い方の誘電体薄膜（高屈折率誘電体薄膜）に五
酸化タンタルTa2O5（屈折率2．14）、同じく周期的誘電
体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜（低屈
折率誘電体薄膜）に二酸化ケイ素SiO2（屈折率1．4
2）、金属反射膜にアルミニウム（Al、屈折率1．71、消
衰係数10．7）を用いた。また、光の波長λは１３００n
mとした。
も磁気光学薄膜にビスマス置換希土類鉄ガーネット（Bi
YIG、屈折率2．36）、周期的誘電体多層膜を構成する屈
折率が高い方の誘電体薄膜（高屈折率誘電体薄膜）に五
酸化タンタルTa2O5（屈折率2．14）、同じく周期的誘電
体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜（低屈
折率誘電体薄膜）に二酸化ケイ素SiO2（屈折率1．4
2）、金属反射膜にアルミニウム（Al、屈折率1．71、消
衰係数10．7）を用いた。また、光の波長λは１３００n
mとした。
【００１９】図１は、本発明のファラデー回転子の説明
図である。図１において、入射光Ｐｉは、偏光子６に入
射し、ファラデー回転子４で反射され、所定のファラデ
ー回転角だけ回転されて検光子５を介して出射光Ｐｏと
して得られる。ファラデー回転子４は、基板１に金属反
射膜２を形成した後に、積層膜３を形成した構造であ
る。以下、図２から図９を用いて図１における本発明の
実施形態の詳細について説明する。
図である。図１において、入射光Ｐｉは、偏光子６に入
射し、ファラデー回転子４で反射され、所定のファラデ
ー回転角だけ回転されて検光子５を介して出射光Ｐｏと
して得られる。ファラデー回転子４は、基板１に金属反
射膜２を形成した後に、積層膜３を形成した構造であ
る。以下、図２から図９を用いて図１における本発明の
実施形態の詳細について説明する。
【００２０】図２は、本発明の第１の実施形態を説明す
る膜構造の図である。図３は、第１の実施形態の方法に
よって作製したファラデー回転子の、磁気光学特性に及
ぼす積層数Ｘの影響を示す図である。図４は、図２に示
したファラデー回転子４の作製方法を説明する図であ
る。図５は、本発明の第２の実施形態を説明する膜構造
の図である。図６は、図５に示したファラデー回転子４
の作製方法を説明する図である。図７は、本発明の第３
の実施形態を説明する膜構造の図である。図８は、図７
に示したファラデー回転子４の作製方法を説明する図で
ある。図９は、第３の実施形態の方法によって作製した
ファラデー回転子の、磁気光学特性に及ぼす低屈折率誘
電体薄膜の光学長の影響を示す図である。
る膜構造の図である。図３は、第１の実施形態の方法に
よって作製したファラデー回転子の、磁気光学特性に及
ぼす積層数Ｘの影響を示す図である。図４は、図２に示
したファラデー回転子４の作製方法を説明する図であ
る。図５は、本発明の第２の実施形態を説明する膜構造
の図である。図６は、図５に示したファラデー回転子４
の作製方法を説明する図である。図７は、本発明の第３
の実施形態を説明する膜構造の図である。図８は、図７
に示したファラデー回転子４の作製方法を説明する図で
ある。図９は、第３の実施形態の方法によって作製した
ファラデー回転子の、磁気光学特性に及ぼす低屈折率誘
電体薄膜の光学長の影響を示す図である。
【００２１】本発明の第１の実施形態において、図２に
示すように膜構造は、(SiO2/Ta2O5) X/BiYIG/(Ta2O5/SiO
2) X /Alである。ここで、Ｘは周期的誘電体多層膜の積
層数を意味している。即ち、基板１の上に金属反射膜２
が形成され、その上に、二酸化ケイ素SiO2と五酸化タン
タルTa2O5とからなる周期的誘電体多層膜３ａが形成さ
れ、その上には磁気光学薄膜７が形成され、さらにその
上に五酸化タンタルTa2O5と二酸化ケイ素SiO2とからな
る周期的誘電体多層膜３ｂが形成されている。
示すように膜構造は、(SiO2/Ta2O5) X/BiYIG/(Ta2O5/SiO
2) X /Alである。ここで、Ｘは周期的誘電体多層膜の積
層数を意味している。即ち、基板１の上に金属反射膜２
が形成され、その上に、二酸化ケイ素SiO2と五酸化タン
タルTa2O5とからなる周期的誘電体多層膜３ａが形成さ
れ、その上には磁気光学薄膜７が形成され、さらにその
上に五酸化タンタルTa2O5と二酸化ケイ素SiO2とからな
る周期的誘電体多層膜３ｂが形成されている。
【００２２】図４により、図２に示したファラデー回転
子４の作製方法を以下に説明する。図４において、処理
４０で基板１に金属反射膜２となるアルミニウム（Al）
を１００nm以上成膜する。光は金属反射膜２となるAlで
反射されるので、基板１は必ずしも透光性を有する必要
はない。Alの成膜方法としては、スパッタ、蒸着等の薄
膜作製技術が適用できる。
子４の作製方法を以下に説明する。図４において、処理
４０で基板１に金属反射膜２となるアルミニウム（Al）
を１００nm以上成膜する。光は金属反射膜２となるAlで
反射されるので、基板１は必ずしも透光性を有する必要
はない。Alの成膜方法としては、スパッタ、蒸着等の薄
膜作製技術が適用できる。
【００２３】続いて、処理４１で光の入射角度を考慮し
て光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形成し、
処理４２で光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5
を形成する。この処理４１と処理４２との工程をＸ回繰
返すことにより、光学長がλ／４のSiO2 とTa2O5 とか
らなるＸ層の周期的誘電体多層膜 (Ta2O5/SiO2)X３ａが
作製できる。
て光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形成し、
処理４２で光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5
を形成する。この処理４１と処理４２との工程をＸ回繰
返すことにより、光学長がλ／４のSiO2 とTa2O5 とか
らなるＸ層の周期的誘電体多層膜 (Ta2O5/SiO2)X３ａが
作製できる。
【００２４】次に、処理４３で(Ta2O5/SiO2)X多層膜３
ａの上に光学長がλ／２の磁気光学薄膜７としてビスマ
ス置換希土類鉄ガーネットBiYIGを形成する。この場合
もスパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できるが、光
学長の制御とともに所定のファラデー効果が得られるよ
うに磁気光学薄膜の組成を正確に制御することが大切で
ある。
ａの上に光学長がλ／２の磁気光学薄膜７としてビスマ
ス置換希土類鉄ガーネットBiYIGを形成する。この場合
もスパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できるが、光
学長の制御とともに所定のファラデー効果が得られるよ
うに磁気光学薄膜の組成を正確に制御することが大切で
ある。
【００２５】磁気光学薄膜７にビスマス置換希土類鉄ガ
ーネットBiYIGを適用した場合、成膜直後はアモルファ
ス構造をなして磁性を持たないため、処理４４で高温熱
処理して結晶化させる。該熱処理は、２種類の誘電体薄
膜の組合せと熱処理温度によっては通常の電気炉を用い
て行うこともできるし、その熱処理に伴って発生する多
層膜構造や金属反射膜の乱れが問題となる場合には本発
明者らが考案し、特顧平１１―２８３５１２号に開示し
た赤外線ビーム加熱装置を用いてもよい。
ーネットBiYIGを適用した場合、成膜直後はアモルファ
ス構造をなして磁性を持たないため、処理４４で高温熱
処理して結晶化させる。該熱処理は、２種類の誘電体薄
膜の組合せと熱処理温度によっては通常の電気炉を用い
て行うこともできるし、その熱処理に伴って発生する多
層膜構造や金属反射膜の乱れが問題となる場合には本発
明者らが考案し、特顧平１１―２８３５１２号に開示し
た赤外線ビーム加熱装置を用いてもよい。
【００２６】次に、ファブリペロー共振器において、他
方の反射鏡の役割をなす周期的誘電体多層膜３ｂを形成
する。係る処理は、処理４５と処理４６とにより行われ
る。即ち、処理４１と処理４２とは逆に、処理４５で光
学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5を形成し、処
理４６で光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形
成する。この処理４５と処理４６との工程をＸ回繰返す
ことにより、光学長がλ／４のTa2O5とSiO2とからなる
Ｘ層の周期的誘電体多層膜 (SiO2/Ta2O5)X３ｂが作製で
きて積層膜の作製は完了する。以上の工程で作製された
積層膜を、ダイシングマシン等を用いて所定の大きさに
切断することにより、ファラデー回転子４が完成する。
方の反射鏡の役割をなす周期的誘電体多層膜３ｂを形成
する。係る処理は、処理４５と処理４６とにより行われ
る。即ち、処理４１と処理４２とは逆に、処理４５で光
学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5を形成し、処
理４６で光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形
成する。この処理４５と処理４６との工程をＸ回繰返す
ことにより、光学長がλ／４のTa2O5とSiO2とからなる
Ｘ層の周期的誘電体多層膜 (SiO2/Ta2O5)X３ｂが作製で
きて積層膜の作製は完了する。以上の工程で作製された
積層膜を、ダイシングマシン等を用いて所定の大きさに
切断することにより、ファラデー回転子４が完成する。
【００２７】前記、第１の実施形態の方法によって作製
したファラデー回転子の、磁気光学特性に及ぼす積層数
Ｘの影響を示す図３では、左の縦軸には出射光率Ａ
（（ファラデー回転子から出射する光量／ファラデー回
転子に入射する光量）×100％）を、右の縦軸にはファ
ラデー回転角Ｂを、横軸には積層数とを各々示してあ
る。積層数Ｘを９とすることにより、光の出射光率Ａ
（（ファラデー回転子から出射する光量／ファラデー回
転子に入射する光量）×100％）が９４％で、実用的な
ファラデー回転角Ｂ（−４５度）が得られることが分か
った。なお、残りの６％の光は、金属反射膜に吸収さ
れ、入射側（光源側）に戻る光は０％である。また、こ
の場合の総積層数（BiYIGとAlを含めた積層数）は３８
であり、総積層数を前記従来例に比べて５７％まで低減
することができた。
したファラデー回転子の、磁気光学特性に及ぼす積層数
Ｘの影響を示す図３では、左の縦軸には出射光率Ａ
（（ファラデー回転子から出射する光量／ファラデー回
転子に入射する光量）×100％）を、右の縦軸にはファ
ラデー回転角Ｂを、横軸には積層数とを各々示してあ
る。積層数Ｘを９とすることにより、光の出射光率Ａ
（（ファラデー回転子から出射する光量／ファラデー回
転子に入射する光量）×100％）が９４％で、実用的な
ファラデー回転角Ｂ（−４５度）が得られることが分か
った。なお、残りの６％の光は、金属反射膜に吸収さ
れ、入射側（光源側）に戻る光は０％である。また、こ
の場合の総積層数（BiYIGとAlを含めた積層数）は３８
であり、総積層数を前記従来例に比べて５７％まで低減
することができた。
【００２８】本発明の第２の実施形態において、図５に
示すように膜構造は、(SiO2/Ta2O5)X/BiYIG/SiO2/(Ta2O
5/SiO2) X /Alである。ここで、Ｘは周期的誘電体多層
膜の積層数を意味している。図２に示した第１の実施形
態との違いは、Alが存在する側の周期的誘電体多層膜と
磁気光学薄膜との間に、光学長がλ／４の低屈折率誘電
体薄膜を設けた構造であることである。この低屈折率誘
電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構成する屈折率
が低い方の誘電体薄膜と必ずしも同じものとする必要は
ないが、同じものを用いた方が作業性の点で優れてい
る。
示すように膜構造は、(SiO2/Ta2O5)X/BiYIG/SiO2/(Ta2O
5/SiO2) X /Alである。ここで、Ｘは周期的誘電体多層
膜の積層数を意味している。図２に示した第１の実施形
態との違いは、Alが存在する側の周期的誘電体多層膜と
磁気光学薄膜との間に、光学長がλ／４の低屈折率誘電
体薄膜を設けた構造であることである。この低屈折率誘
電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構成する屈折率
が低い方の誘電体薄膜と必ずしも同じものとする必要は
ないが、同じものを用いた方が作業性の点で優れてい
る。
【００２９】図６により、図５に示した第２の実施形態
のファラデー回転子４の作製方法を以下に説明する。図
６において、処理４０で基板１に金属反射膜２となるア
ルミニウム（Al）を１００nm以上成膜する。光は金属反
射膜２となるAlにより反射されるので、基板１は必ずし
も透光性を有する必要はない。Alの成膜方法としては、
スパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できる。
のファラデー回転子４の作製方法を以下に説明する。図
６において、処理４０で基板１に金属反射膜２となるア
ルミニウム（Al）を１００nm以上成膜する。光は金属反
射膜２となるAlにより反射されるので、基板１は必ずし
も透光性を有する必要はない。Alの成膜方法としては、
スパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できる。
【００３０】続いて、処理４１で光の入射角度を考慮し
て光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形成し、
処理４２で光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5
を形成する。この処理４１と処理４２との工程をＸ回繰
返すことにより、光学長がλ／４のSiO2 とTa2O5 とか
らなるＸ層の周期的誘電体多層膜 (Ta2O5/SiO2)X５０ａ
が作製できる。
て光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形成し、
処理４２で光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5
を形成する。この処理４１と処理４２との工程をＸ回繰
返すことにより、光学長がλ／４のSiO2 とTa2O5 とか
らなるＸ層の周期的誘電体多層膜 (Ta2O5/SiO2)X５０ａ
が作製できる。
【００３１】次に、処理４７で光学長がλ／４の低屈折
率誘電体薄膜８としてSiO2を前記周期的誘電体多層膜５
０ａの上に形成する。そして、処理４３で前記低屈折率
誘電体薄膜８の上に、光学長がλ／２の磁気光学薄膜７
としてビスマス置換希土類鉄ガーネットBiYIGを形成す
る。この場合もスパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用
できるが、光学長の制御とともに所定のファラデー効果
が得られるように磁気光学薄膜の組成を正確に制御する
ことが大切である。
率誘電体薄膜８としてSiO2を前記周期的誘電体多層膜５
０ａの上に形成する。そして、処理４３で前記低屈折率
誘電体薄膜８の上に、光学長がλ／２の磁気光学薄膜７
としてビスマス置換希土類鉄ガーネットBiYIGを形成す
る。この場合もスパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用
できるが、光学長の制御とともに所定のファラデー効果
が得られるように磁気光学薄膜の組成を正確に制御する
ことが大切である。
【００３２】前記磁気光学薄膜７にビスマス置換希土類
鉄ガーネットBiYIGを適用した場合、成膜直後はアモル
ファス構造をなして磁性を持たないため、処理４４で高
温熱処理して結晶化させる。該熱処理は、２種類の誘電
体薄膜の組合せと熱処理温度によっては通常の電気炉を
用いて行うこともできるし、その熱処理に伴って発生す
る多層膜構造や金属反射膜の乱れが問題となる場合には
本発明者らが考案し、特願平１１―２８３５１２号に開
示した赤外線ビーム加熱装置を用いてもよい。
鉄ガーネットBiYIGを適用した場合、成膜直後はアモル
ファス構造をなして磁性を持たないため、処理４４で高
温熱処理して結晶化させる。該熱処理は、２種類の誘電
体薄膜の組合せと熱処理温度によっては通常の電気炉を
用いて行うこともできるし、その熱処理に伴って発生す
る多層膜構造や金属反射膜の乱れが問題となる場合には
本発明者らが考案し、特願平１１―２８３５１２号に開
示した赤外線ビーム加熱装置を用いてもよい。
【００３３】次に、ファブリペロー共振器において、他
方の反射鏡の役割をなす周期的誘電体多層膜５０ｂを形
成する。係る処理は、処理４５と処理４６とにより行わ
れる。即ち、処理４１と処理４２とは逆に、処理４５で
光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5を形成し、
処理４６で光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を
形成する。この処理４５と処理４６との工程をＸ回繰返
すことにより、光学長がλ／４のTa2O5とSiO2とからな
るＸ層の多層膜 (SiO2/Ta2O5)X５０ｂが作製できて積層
膜の作製は完了する。以上の工程で作製された積層膜
を、ダイシングマシン等を用いて所定の大きさに切断す
ることにより、ファラデー回転子４が完成する。
方の反射鏡の役割をなす周期的誘電体多層膜５０ｂを形
成する。係る処理は、処理４５と処理４６とにより行わ
れる。即ち、処理４１と処理４２とは逆に、処理４５で
光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5を形成し、
処理４６で光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を
形成する。この処理４５と処理４６との工程をＸ回繰返
すことにより、光学長がλ／４のTa2O5とSiO2とからな
るＸ層の多層膜 (SiO2/Ta2O5)X５０ｂが作製できて積層
膜の作製は完了する。以上の工程で作製された積層膜
を、ダイシングマシン等を用いて所定の大きさに切断す
ることにより、ファラデー回転子４が完成する。
【００３４】前記、第２の実施形態の方法によって作製
したファラデー回転子は、Ｘ＝１０として１０層の周期
的誘電体多層膜とし、金属反射膜２であるAlが存在する
側の周期的誘電体多層膜５０ａと磁気光学薄膜７との間
に、光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜８を設けた構
造としたことにより、総積層数は第１の実施形態に比べ
て５層増えることになるが、ファラデー回転角を劣化さ
せることなく第１の実施形態における光の出射光率９４
％を９８％まで向上させることができた。なお、残りの
２％の光は、金属反射膜に吸収され、入射側（光源側）
に戻る光は０％である。
したファラデー回転子は、Ｘ＝１０として１０層の周期
的誘電体多層膜とし、金属反射膜２であるAlが存在する
側の周期的誘電体多層膜５０ａと磁気光学薄膜７との間
に、光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜８を設けた構
造としたことにより、総積層数は第１の実施形態に比べ
て５層増えることになるが、ファラデー回転角を劣化さ
せることなく第１の実施形態における光の出射光率９４
％を９８％まで向上させることができた。なお、残りの
２％の光は、金属反射膜に吸収され、入射側（光源側）
に戻る光は０％である。
【００３５】本発明の第３の実施形態において、図７に
示すように膜構造は、(Ta2O5/SiO2) X /BiYIG/ (SiO2/T
a2O5)X /Alである。ここで、Ｘは周期的誘電体多層膜の
積層数を意味している。第３の実施形態において、図２
に示した第１の実施形態との違いは、周期的誘電体多層
膜７０ａ及び７０ｂを構成する低屈折率誘電体薄膜であ
るSiO2が、磁気光学薄膜７としてのBiYIGと接するよう
に周期的誘電体多層膜７０ａ及び７０ｂとを構成した点
である。
示すように膜構造は、(Ta2O5/SiO2) X /BiYIG/ (SiO2/T
a2O5)X /Alである。ここで、Ｘは周期的誘電体多層膜の
積層数を意味している。第３の実施形態において、図２
に示した第１の実施形態との違いは、周期的誘電体多層
膜７０ａ及び７０ｂを構成する低屈折率誘電体薄膜であ
るSiO2が、磁気光学薄膜７としてのBiYIGと接するよう
に周期的誘電体多層膜７０ａ及び７０ｂとを構成した点
である。
【００３６】また、図５に示した第２の実施形態との違
いは、金属反射膜２としてのAlと、該金属反射膜２が存
在する側の周期的誘電体多層膜７０ａとの間に、光学長
がλ／４の低屈折率誘電体薄膜８を設けた構造であるこ
とである。この低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電
体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜と必ず
しも同じものとする必要はないが、同じものを用いた方
が作業性の点で優れている。
いは、金属反射膜２としてのAlと、該金属反射膜２が存
在する側の周期的誘電体多層膜７０ａとの間に、光学長
がλ／４の低屈折率誘電体薄膜８を設けた構造であるこ
とである。この低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電
体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜と必ず
しも同じものとする必要はないが、同じものを用いた方
が作業性の点で優れている。
【００３７】前記、第１の実施形態との違いのみの膜構
造とすることにより、更に総積層数を低減させることが
可能となる。そして、前記の膜構造に更に前記第２の実
施形態との違いである、光学長がλ／４の低屈折率誘電
体薄膜８を設けて光の出射光率を向上し、前記２つの違
いを併用した、図７のように構成とした。
造とすることにより、更に総積層数を低減させることが
可能となる。そして、前記の膜構造に更に前記第２の実
施形態との違いである、光学長がλ／４の低屈折率誘電
体薄膜８を設けて光の出射光率を向上し、前記２つの違
いを併用した、図７のように構成とした。
【００３８】図８により、図７に示した第３の実施形態
のファラデー回転子４の作製方法を以下に説明する。図
８において、処理４０で基板１に金属反射膜２となるア
ルミニウム（Al）を１００nm以上成膜する。光は金属反
射膜２となるAlにより反射されるので、基板１は必ずし
も透光性を有する必要はない。Alの成膜方法としては、
スパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できる。
のファラデー回転子４の作製方法を以下に説明する。図
８において、処理４０で基板１に金属反射膜２となるア
ルミニウム（Al）を１００nm以上成膜する。光は金属反
射膜２となるAlにより反射されるので、基板１は必ずし
も透光性を有する必要はない。Alの成膜方法としては、
スパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できる。
【００３９】続いて、処理４７で光学長がλ／ｎ（ｎは
整数）の低屈折率誘電体薄膜８としてSiO2を前記金属反
射膜２となるAlの上に形成する。更に処理４２で、光の
入射角度を考慮して光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄
膜Ta2O5を形成し、処理４１で光学長がλ／４の低屈折
率誘電体薄膜SiO2を形成する。この処理４２と処理４１
との工程をＸ回繰返すことにより、光学長がλ／４のSi
O2 とTa2O5 とからなるＸ層の周期的誘電体多層膜 (SiO
2/Ta2O5)X７０ａが作製できる。
整数）の低屈折率誘電体薄膜８としてSiO2を前記金属反
射膜２となるAlの上に形成する。更に処理４２で、光の
入射角度を考慮して光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄
膜Ta2O5を形成し、処理４１で光学長がλ／４の低屈折
率誘電体薄膜SiO2を形成する。この処理４２と処理４１
との工程をＸ回繰返すことにより、光学長がλ／４のSi
O2 とTa2O5 とからなるＸ層の周期的誘電体多層膜 (SiO
2/Ta2O5)X７０ａが作製できる。
【００４０】次に、処理４３で前記周期的誘電体多層膜
７０ａの上に、光学長がλ／２の磁気光学薄膜７として
ビスマス置換希土類鉄ガーネットBiYIGを形成する。こ
の場合もスパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できる
が、光学長の制御とともに所定のファラデー効果が得ら
れるように磁気光学薄膜の組成を正確に制御することが
大切である。
７０ａの上に、光学長がλ／２の磁気光学薄膜７として
ビスマス置換希土類鉄ガーネットBiYIGを形成する。こ
の場合もスパッタ、蒸着等の薄膜作製技術が適用できる
が、光学長の制御とともに所定のファラデー効果が得ら
れるように磁気光学薄膜の組成を正確に制御することが
大切である。
【００４１】前記磁気光学薄膜７にビスマス置換希土類
鉄ガーネットBiYIGを適用した場合、成膜直後はアモル
ファス構造をなして磁性を持たないため、処理４４で高
温熱処理して結晶化させる。該熱処理は、２種類の誘電
体薄膜の組合せと熱処理温度によっては通常の電気炉を
用いて行うこともできるし、その熱処理に伴って発生す
る多層膜構造や金属反射膜の乱れが問題となる場合には
本発明者らが考案し、特願平１１―２８３５１２号に開
示した赤外線ビーム加熱装置を用いてもよい。
鉄ガーネットBiYIGを適用した場合、成膜直後はアモル
ファス構造をなして磁性を持たないため、処理４４で高
温熱処理して結晶化させる。該熱処理は、２種類の誘電
体薄膜の組合せと熱処理温度によっては通常の電気炉を
用いて行うこともできるし、その熱処理に伴って発生す
る多層膜構造や金属反射膜の乱れが問題となる場合には
本発明者らが考案し、特願平１１―２８３５１２号に開
示した赤外線ビーム加熱装置を用いてもよい。
【００４２】次に、ファブリペロー共振器において他方
の反射鏡の役割をなす、周期的誘電体多層膜７０ｂを形
成する。係る処理は、処理４６と処理４５とにより行わ
れる。即ち、処理４２と処理４１とは逆に、処理４６で
光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形成し、処
理４５で光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5を
形成する。この処理４６と処理４５との工程をＸ回繰返
すことにより、光学長がλ／４のTa2O5とSiO2とからな
るＸ層の多層膜 (Ta2O5/SiO2)X７０ｂが作製できて積層
膜の作製は完了する。以上の工程で作製された積層膜
を、ダイシングマシン等を用いて所定の大きさに切断す
ることにより、ファラデー回転子４が完成する。
の反射鏡の役割をなす、周期的誘電体多層膜７０ｂを形
成する。係る処理は、処理４６と処理４５とにより行わ
れる。即ち、処理４２と処理４１とは逆に、処理４６で
光学長がλ／４の低屈折率誘電体薄膜SiO2を形成し、処
理４５で光学長がλ／４の高屈折率誘電体薄膜Ta2O5を
形成する。この処理４６と処理４５との工程をＸ回繰返
すことにより、光学長がλ／４のTa2O5とSiO2とからな
るＸ層の多層膜 (Ta2O5/SiO2)X７０ｂが作製できて積層
膜の作製は完了する。以上の工程で作製された積層膜
を、ダイシングマシン等を用いて所定の大きさに切断す
ることにより、ファラデー回転子４が完成する。
【００４３】前記、第３の実施形態の方法によって作製
したファラデー回転子の、磁気光学特性に及ぼす低屈折
率誘電体薄膜の光学長の影響を示す図９では、左の縦軸
には出射光率Ａ（（ファラデー回転子から出射する光量
／ファラデー回転子に入射する光量）×100％）を、右
の縦軸にはファラデー回転角Ｂを、横軸には低屈折率誘
電体薄膜であるSiO2の光学長を各々示してある。周期的
誘電体多層膜の積層数Ｘが６の場合、図９に示したよう
に金属反射膜２と周期的誘電体多層膜７０ａとの間に設
けた、低屈折率誘電体薄膜８であるSiO2の光学長として
の範囲がλ／８からλ／３において80％以上の出射光率
を得ることができる。なお、グラフでは光学長係数Ｙ
（光学長＝Ｙλ）を横軸として示してある。出射光率
は、実施例１と２に比べて小さいが、この場合にも入射
側（光源側）に戻る光は０％であり、光アイソレータと
しての機能を十分に発揮することができる。
したファラデー回転子の、磁気光学特性に及ぼす低屈折
率誘電体薄膜の光学長の影響を示す図９では、左の縦軸
には出射光率Ａ（（ファラデー回転子から出射する光量
／ファラデー回転子に入射する光量）×100％）を、右
の縦軸にはファラデー回転角Ｂを、横軸には低屈折率誘
電体薄膜であるSiO2の光学長を各々示してある。周期的
誘電体多層膜の積層数Ｘが６の場合、図９に示したよう
に金属反射膜２と周期的誘電体多層膜７０ａとの間に設
けた、低屈折率誘電体薄膜８であるSiO2の光学長として
の範囲がλ／８からλ／３において80％以上の出射光率
を得ることができる。なお、グラフでは光学長係数Ｙ
（光学長＝Ｙλ）を横軸として示してある。出射光率
は、実施例１と２に比べて小さいが、この場合にも入射
側（光源側）に戻る光は０％であり、光アイソレータと
しての機能を十分に発揮することができる。
【００４４】上記第１から第３の実施例では、多層膜側
から光を入射させる場合の膜構造とその作製方法を説明
したが、多層膜が形成されている基板側から光を入射さ
せる構成としてもよい。その場合には、成膜する膜の順
序を逆にすると共に、基板には透光性基板を用い、その
基板に無反射コーティング膜を設ける必要がある。係る
場合には、磁気光学薄膜の熱処理に伴う金属反射膜の乱
れはまったく発生しない。又、周期的誘電体多層膜の一
部の層または全ての層に磁気光学薄膜を用いても、反射
構造を有するファラデー回転子の構成は可能である。係
る場合には、積層膜の低減とファラデー回転角の微調整
が可能となる。
から光を入射させる場合の膜構造とその作製方法を説明
したが、多層膜が形成されている基板側から光を入射さ
せる構成としてもよい。その場合には、成膜する膜の順
序を逆にすると共に、基板には透光性基板を用い、その
基板に無反射コーティング膜を設ける必要がある。係る
場合には、磁気光学薄膜の熱処理に伴う金属反射膜の乱
れはまったく発生しない。又、周期的誘電体多層膜の一
部の層または全ての層に磁気光学薄膜を用いても、反射
構造を有するファラデー回転子の構成は可能である。係
る場合には、積層膜の低減とファラデー回転角の微調整
が可能となる。
【００４５】
【発明の効果】請求項１記載のファラデー回転子は、少
なくとも１種類以上の磁気光学薄膜を含む積層膜からな
るファラデー回転子であって、積層膜が積層された方向
のいずれか一方の積層膜の最上面または最下面に金属反
射膜が形成されているので実質的に積層膜内に入射した
光は積層膜を一往復することになり、従って少ない積層
数でしかも熱処理工程を必要とする磁気光学薄膜を最小
の一層にしても良好な光学特性を得る多層膜タイプのフ
ァラデー回転子を実現できた。また、反射光を利用して
いることから、実際に作製した積層膜を構成する各層の
光学長が設計値からずれても、入射側（光源側）に戻る
光が発生することはない。
なくとも１種類以上の磁気光学薄膜を含む積層膜からな
るファラデー回転子であって、積層膜が積層された方向
のいずれか一方の積層膜の最上面または最下面に金属反
射膜が形成されているので実質的に積層膜内に入射した
光は積層膜を一往復することになり、従って少ない積層
数でしかも熱処理工程を必要とする磁気光学薄膜を最小
の一層にしても良好な光学特性を得る多層膜タイプのフ
ァラデー回転子を実現できた。また、反射光を利用して
いることから、実際に作製した積層膜を構成する各層の
光学長が設計値からずれても、入射側（光源側）に戻る
光が発生することはない。
【００４６】請求項２記載のファラデー回転子では、前
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と磁気光学薄
膜とから構成され、前記磁気光学薄膜を中心として対称
構造となるように前記周期的誘電体多層膜を配置した積
層膜であり、前記２組の周期的誘電体多層膜のいずれか
一方の周期的誘電体多層膜における前記磁気光学薄膜と
接触している面の反対面に金属反射膜が形成されている
ことにより、総積層数を従来例に比べて５７％まで低減
することができた。
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と磁気光学薄
膜とから構成され、前記磁気光学薄膜を中心として対称
構造となるように前記周期的誘電体多層膜を配置した積
層膜であり、前記２組の周期的誘電体多層膜のいずれか
一方の周期的誘電体多層膜における前記磁気光学薄膜と
接触している面の反対面に金属反射膜が形成されている
ことにより、総積層数を従来例に比べて５７％まで低減
することができた。
【００４７】請求項３記載のファラデー回転子では、前
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と前記磁気光
学薄膜と低屈折率誘電体薄膜とから構成され、前記磁気
光学薄膜は、前記２組の周期的誘電体多層膜に挟まれて
おり、前記２組の周期的誘電体多層膜の何れか一方の周
期的誘電体多層膜における前記磁気光学薄膜が存在する
側の面の反対面に前記金属反射膜が形成されていると共
に、前記低屈折率誘電体薄膜が前記金属反射膜のある側
の前記周期的誘電体多層膜の最上面か最下面かの何れか
一方に形成されていること、又、請求項４記載のファラ
デー回転子では、前記低屈折率誘電体薄膜は、周期的誘
電体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜が金
属反射膜側と接するように前記周期的誘電体多層膜を構
成した場合には、前記金属反射膜が存在する側の前記周
期的誘電体多層膜と前記磁気光学薄膜との間に形成され
ていることにより、総積層数は第１の実施形態に比べて
５層増えることになるが、ファラデー回転角を劣化させ
ることなく第１の実施形態における光の出射光率９４％
を９８％まで向上させることができた。
記積層膜は、異なる屈折率を有する２種類の誘電体薄膜
を交互に積層した周期的誘電体多層膜２組と前記磁気光
学薄膜と低屈折率誘電体薄膜とから構成され、前記磁気
光学薄膜は、前記２組の周期的誘電体多層膜に挟まれて
おり、前記２組の周期的誘電体多層膜の何れか一方の周
期的誘電体多層膜における前記磁気光学薄膜が存在する
側の面の反対面に前記金属反射膜が形成されていると共
に、前記低屈折率誘電体薄膜が前記金属反射膜のある側
の前記周期的誘電体多層膜の最上面か最下面かの何れか
一方に形成されていること、又、請求項４記載のファラ
デー回転子では、前記低屈折率誘電体薄膜は、周期的誘
電体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜が金
属反射膜側と接するように前記周期的誘電体多層膜を構
成した場合には、前記金属反射膜が存在する側の前記周
期的誘電体多層膜と前記磁気光学薄膜との間に形成され
ていることにより、総積層数は第１の実施形態に比べて
５層増えることになるが、ファラデー回転角を劣化させ
ることなく第１の実施形態における光の出射光率９４％
を９８％まで向上させることができた。
【００４８】請求項５記載のファラデー回転子では、前
記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構
成する屈折率が高い方の誘電体薄膜が前記金属反射膜と
接するように前記周期的誘電体多層膜を構成した場合に
は、前記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に
形成されていることにより、総積層数を低減させること
ができた。
記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘電体多層膜を構
成する屈折率が高い方の誘電体薄膜が前記金属反射膜と
接するように前記周期的誘電体多層膜を構成した場合に
は、前記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に
形成されていることにより、総積層数を低減させること
ができた。
【００４９】請求項６記載のファラデー回転子では、前
記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に形成す
る前記低屈折率誘電体薄膜の光学長が、λ／８からλ／
３（λは光の波長）であることにより、80％以上の出射
光率を得ることができた。
記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜との間に形成す
る前記低屈折率誘電体薄膜の光学長が、λ／８からλ／
３（λは光の波長）であることにより、80％以上の出射
光率を得ることができた。
【図１】本発明のファラデー回転子の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を説明する膜構造の図
である。
である。
【図３】第１の実施形態の方法によって作製したファラ
デー回転子の、磁気光学特性に及ぼす積層数Ｘの影響を
示す図である。
デー回転子の、磁気光学特性に及ぼす積層数Ｘの影響を
示す図である。
【図４】本発明における第１の実施形態のファラデー回
転子の作製方法を説明する図である。
転子の作製方法を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を説明する膜構造の図
である。
である。
【図６】本発明における第２の実施形態のファラデー回
転子の作製方法を説明する図である。
転子の作製方法を説明する図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を説明する膜構造の図
である。
である。
【図８】本発明における第３の実施形態のファラデー回
転子の作製方法を説明する図である。
転子の作製方法を説明する図である。
【図９】第３の実施形態の方法によって作製したファラ
デー回転子の、磁気光学特性に及ぼす低屈折率誘電体薄
膜の光学長の影響を示す図である。
デー回転子の、磁気光学特性に及ぼす低屈折率誘電体薄
膜の光学長の影響を示す図である。
【図１０】従来の光アイソレータの構成図である。
１ 基板 ２ 金属反射膜 ３ 積層膜 ３ａ、３ｂ、５０ａ、５０ｂ、７０ａ、７０ｂ 周期的
誘電体多層膜 ４ ファラデー回転子 ５ 検光子 ６ 偏光子 ７ 磁気光学薄膜 ８ 低屈折率誘電体薄膜 ９ 透光性基板
誘電体多層膜 ４ ファラデー回転子 ５ 検光子 ６ 偏光子 ７ 磁気光学薄膜 ８ 低屈折率誘電体薄膜 ９ 透光性基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 英樹 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ ア株式会社浜松製作所内 (72)発明者 高山 昭夫 静岡県磐田郡浅羽町浅名1743−１ ミネベ ア株式会社浜松製作所内 Ｆターム(参考） 2H079 AA03 BA02 CA05 CA06 DA13 EA28 2H099 AA01 BA02 CA11
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも１種類以上の磁気光学薄膜を含
む積層膜からなるファラデー回転子であって、前記積層
膜が積層された方向の最上面か最下面かの何れか一方に
金属反射膜が形成されていることを特徴とするファラデ
ー回転子。 - 【請求項２】前記積層膜は、異なる屈折率を有する２種
類の誘電体薄膜を交互に積層した周期的誘電体多層膜２
組と前記磁気光学薄膜とから構成され、前記磁気光学薄
膜を中心として対称構造となるように前記周期的誘電体
多層膜を配置した積層膜であり、前記２組の周期的誘電
体多層膜の、いずれか一方の周期的誘電体多層膜におけ
る前記磁気光学薄膜と接触している面の反対面に前記金
属反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１に
記載のファラデー回転子。 - 【請求項３】前記積層膜は、異なる屈折率を有する２種
類の誘電体薄膜を交互に積層した周期的誘電体多層膜２
組と前記磁気光学薄膜と低屈折率誘電体薄膜とから構成
され、前記磁気光学薄膜は、前記２組の周期的誘電体多
層膜に挟まれており、前記２組の周期的誘電体多層膜の
何れか一方の周期的誘電体多層膜における前記磁気光学
薄膜が存在する側の面の反対面に前記金属反射膜が形成
されていると共に、前記低屈折率誘電体薄膜が前記金属
反射膜のある側の前記周期的誘電体多層膜の最上面か最
下面かの何れか一方に形成されていることを特徴とする
請求項１に記載のファラデー回転子。 - 【請求項４】前記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘
電体多層膜を構成する屈折率が低い方の誘電体薄膜が前
記金属反射膜と接するように前記周期的誘電体多層膜を
構成した場合には、前記金属反射膜が存在する側の前記
周期的誘電体多層膜と前記磁気光学薄膜との間に形成さ
れていることを特徴とする請求項３に記載のファラデー
回転子。 - 【請求項５】前記低屈折率誘電体薄膜は、前記周期的誘
電体多層膜を構成する屈折率が高い方の誘電体薄膜が前
記金属反射膜と接するように前記周期的誘電体多層膜を
構成した場合には、前記金属反射膜と前記周期的誘電体
多層膜との間に形成されていることを特徴とする請求項
３に記載のファラデー回転子。 - 【請求項６】前記金属反射膜と前記周期的誘電体多層膜
との間に形成する前記低屈折率誘電体薄膜の光学長は、
λ／８からλ／３（λは光の波長）であることを特徴と
する請求項５に記載のファラデー回転子。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2001100925A JP2002296554A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | ファラデー回転子 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100925A JP2002296554A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | ファラデー回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296554A true JP2002296554A (ja) | 2002-10-09 |
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ID=18954315
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100925A Pending JP2002296554A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | ファラデー回転子 |
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