JP2010072263A - ファラデー回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】−４０〜８５℃の温度範囲で、２００（Ｏｅ）までの外部磁界に対しても一旦飽和させたファラデー回転角が維持され、ファラデー回転角４５ｄｅｇの温度特性が０．０８ｄｅｇ／℃以下である性能を有する、永久磁石が不要なファラデー回転子として用いられるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】化学式、Ｔｂ_３-ｘ-ｙＹｂ_ｘＢｉ_ｙＦｅ_５−ｚＧａ_ｚＯ_１２（式中、０.２≦ｘ≦０．４，１．２≦ｙ≦１．５，０．６５ｘ＋０．４４≦ｚ≦０．７９ｘ＋０．５４）で示される、液相エピタキシャル法にて育成されるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光アイソレータや光サーキュレータなどのファラデー回転子に用いられる希土類鉄ガーネット単結晶に関する。詳しくは、永久磁石を用いないビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶からなるファラデー回転子に関する。

近年、光ファイバ通信や光計測の発展はめざましいものがある。この光ファイバ通信や光計測では多くの場合、信号源として半導体レーザが使用されている。しかし、半導体レーザは、光ファイバ端面などから反射し、再び半導体レーザ自身に戻ってくるところの所謂反射戻り光があると、発振が不安定になるという重大な欠点がある。そのため半導体レーザの出射側に光アイソレータを設けて、反射戻り光を遮断し、半導体レーザの発振を安定化させることが行われている。

一般的に、光アイソレータは偏光子、検光子、ファラデー回転子およびファラデー回転子を磁気的に飽和させるための永久磁石からなるが、このファラデー回転子として用いられるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶において、いったん外部磁界を加え磁気的に飽和させた後、外部磁界を無くしても磁気的飽和状態が保たれるという性能を有するものがある。この特性を有するファラデー回転子を用いた場合、光アイソレータにおいて、永久磁石が不要となるため、光アイソレータの作製において小型化やコスト面で非常に大きなメリットがある。

これまで、このような永久磁石不要な性能を有するビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶においては、（ＴｂＢｉ）_３（ＦｅＧａＡｌ）_５Ｏ_１２（特許文献１）、（ＴｂＨｏＢｉ）_３（ＦｅＧａ）_５Ｏ_１２（特許文献２）、（ＥｕＨｏＢｉ）_３（ＦｅＧａ）_５Ｏ_１２（特許文献３）等が提案され、また、実用化されてきた。

特許第３５２０８８９号 特開平１０−３１１１２ 特許第３１９８０５３号

一般に、ファラデー回転子として使用されるビスマスを置換した希土類鉄ガーネット単結晶（以下、ＲＩＧと適宜略す）は、液相エピタキシャル（以下、ＬＰＥと略す）法にて、主に３インチ（１１１）ガーネット単結晶[(ＧｄＣａ)_３(ＧａＭｇＺｒ)_５Ｏ_１２]基板を用いて育成される。その後、１０ｍｍ×１０ｍｍ程度へ切断し、両面を鏡面に研磨後、両面に反射防止膜を付着するという製造工程を歩む。その後、上記永久磁石を不要とする性能を有するビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶（以下ＲＩＧと称す）においては、１ｍｍ×１ｍｍ程度の所望の大きさのチップの製品形状に切断した後に、外部から磁界を加え、磁気的に飽和させ、永久磁石が不要なファラデー回転子として用いられる。

永久磁石を必要としないファラデー回転子にて問題となるのが、外部磁界及び環境温度の影響で磁気的な飽和状態が破られる、という点である。光アイソレータが使用される温度環境は、通常、−４０〜８５℃であり、また光アイソレータの設置場所に外部磁界が存在するケースも想定される。したがって、−４０〜８５℃の温度範囲で、ある程度の大きさの外部磁界が存在した場合、１００（Ｏｅ）程度まで、好ましくは２００（Ｏｅ）程度までの外部磁界に対しても一旦飽和させたファラデー回転角が維持されること、及び該性能を有するファラデー回転子が再現性よく製造できる技術が必要とされる。

外部環境において、磁気的な飽和状態が保たれるかのどうかの指標が保磁力Ｈｃである。

ここで、保磁力Ｈｃを図１でファラデー回転角が反転する印加磁界の強度として定義した。図１は永久磁石不要な性能を有するＲＩＧの印加磁界強度とファラデー回転角を示す図である。印加磁界がＨｃ以上の場合、ファラデー回転角の値が一定となり、反方向のＨｃ以上の印加磁界が加わった場合、ファラデー回転角は符号を反転させ、角型ヒステリシス曲線を描く。Ｈｃの値が大きいほど、外部磁界の影響でファラデー回転角が変化することが無いので、性能は優れている。Ｈｃは、一軸磁気異方性定数Ｋｕと飽和磁界Ｈｓを用いて、Ｈｃ∝Ｋｕ/Ｈｓで表される（非特許文献１）。この関係式から明らかなように、保磁力Ｈｃを大きくするためには、Ｋｕが大きい、もしくはＨｓが小さいＲＩＧが有用である。

一軸磁気異方性定数Ｋｕを大きくするためには、希土類元素の種類と、イオン半径の異なる希土類元素の組み合わせを適宜選択すれば良い事が知られている。

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｖｏｌ．８２， ２４５７−２４６０（１９９７）．

また、飽和磁界Ｈｓを小さくするためには、ＲＩＧのＦｅをＧａ，Ａｌ等の非磁性元素を置換することで達成される。しかしながら、ファラデー回転角４５ｄｅｇのファラデー回転子において、温度１℃当たりのファラデー回転角の変化（以下、温度特性と記す）は非磁性元素量の増加と共に悪化し、磁石を必要とする通常のファラデー回転子の温度特性は絶対値で０．０４５〜０．０７ｄｅｇ／℃（以下、温度特性値は絶対値の値で表記する）であるのに対して、一般に市販されていて磁石を必要としない、特許文献２または特許文献３記載のＲＩＧでは、温度特性が０．０９〜０．１ｄｅｇ／℃と大きい。ＲＩＧの大きな温度特性は、光アイソレータの外部温度変化による性能低下の要因である。
Ｈｃは、上述したＲＩＧの性質であるＫｕ/Ｈｓに依存する他、ＲＩＧを製造する過程での応力、特に切断する際の応力により生じた加工変質層によって、切断された製品個々に大きなバラつきを生じることが知られている。この現象を考慮した上で、広い温度範囲で使用上支障の無いＨｃを保持するためには、Ｈｃ∝Ｋｕ/Ｈｓの関係から、ＲＩＧの特性であるＫｕを一段と向上させるか、Ｈｓの温度変化を小さくすることが必要とされる。特許文献１記載のＲＩＧは、温度特性は０．０７〜０．０８ｄｅｇ／℃と比較的良好であるが、このＲＩＧからなる市販されているファラデー回転子のＨｃの保証値は室温にて２００（Ｏｅ）（製品カタログ値）であり、他の市販品と比較すると小さい。更に、高温にてＨｃの低下が大きいことも、本発明者らは確認している。
すなわち、特許文献１のファラデー回転子は、温度特性は良好となるが、Ｋｕが小さく、更にＨｓの温度変化が大きいため、広い温度範囲で大きなＨｃを保証することが困難となる。一方、特許文献２のファラデー回転子は、Ｈｃは大きいものの温度特性が低下して、０．０９ｄｅｇ／℃（製品カタログ値）といった温度特性となる。特許文献３のファラデー回転子は、Ｈｓの温度変化が小さなことを反映して、Ｈｃを広い温度範囲で大きく保つことができる。しかしながら、特許文献３のファラデー回転子の温度特性は、０．０９〜０．１ｄｅｇ／℃と大きい。

本発明者らは、「室温で５００（Ｏｅ）以上、−４０〜８５℃の温度範囲で、２００（Ｏｅ）以上のＨｃである」、かつ、「ファラデー回転角の温度特性が０．０８ｄｅｇ／℃以下である」新たなファラデー回転子を見出すことを本発明の課題とした。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、希土類組成にＴｂとＹｂを選択したＲＩＧが有効との知見を得、本発明を完成させた。すなわち、上記課題は化学式、Ｔｂ_３-ｘ-ｙＹｂ_ｘＢｉ_ｙＦｅ_５−ｚＧａ_ｚＯ_１２（式中、０．２≦ｘ≦０．４，１．２≦ｙ≦１．５，０．６５ｘ＋０．４４≦ｚ≦０．７９ｘ＋０．５４）で示される、液相エピタキシャル法にて育成されるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶にて達成される。

上記希土類組成を選択したＲＩＧにおいて、外部磁界および外部温度に耐久性がある永久磁石不要なファラデー回転子が歩留り良く得られ、また、ファラデー回転角の温度特性も０．０８ｄｅｇ／℃以下と、永久磁石不要な性能を有するＲＩＧの中で小さい。

図２はイッテルビウム置換量ｘとガリウム置換量ｚを示すグラフである。図中、〇は、Ｈｃ特性が良好であり、ファラデー回転角の温度特性が０．０８ｄｅｇ／℃以下であるもの、△は、Ｈｃ特性が良好であるがファラデー回転角の温度特性が０．０８ｄｅｇ／℃を超えるもの、×は、Ｈｃ特性が良好でないものを表している。

Ｈｃの特性の良否判定は、Ｈｃが切断で生じる加工変質層や欠けなどの影響を受けることを考慮して、同一切断方法を用いて作製された１ｍｍ角形状のファラデー回転子において、−４０〜８５℃の温度範囲で、Ｈｃが２００（Ｏｅ）以上あるものの割合が９０％以上であること（以下、Ｈｃ特性が良好、と適宜略す）を指標とした。
本発明者らは、希土類がＴｂを主成分としたＲＩＧ組成にて、イオン半径の小さなＹｂを一定量含むことによって、すなわちＹｂ量ｘが０．２以上０．４以下の場合であり、かつ、Ｇａ量ｚが０．６５ｘ＋０．４４以上、０．７９ｘ＋０．５４以下となるＲＩＧ組成にて、目標としたＨｃと温度特性が伴に良好となる範囲を見出したのである。

ビスマス置換量ｙは１．２以上１．５以下が好ましい。ｙが１．２未満ではファラデー回転効果が低下し、ファラデー回転子として必要な膜厚が厚くなるので好ましくない。

また１．５を超えると、結晶の質が低下することにより、Ｈｃが低下するもしくは温度特性が悪くなるので好ましくない。

本発明に用いる上記ＲＩＧ膜の製造に用いる育成基板としては、公知のものが使用できる。一般には、ＳＧＧＧ基板と称して市販されている格子定数が１．２４９０ｎｍから１．２５１５ｎｍの非磁性ガーネット［（ＧｄＣａ）_３（ＧａＭｇＺｒ）_５Ｏ_１２］基板から適宜選択する。

本発明のＴｂ_３-ｘ-ｙＹｂ_ｘＢｉ_ｙＦｅ_５−ｚＧａ_ｚＯ_１２（以下、ＴｂＹｂ系と称す）組成によって、広い温度範囲でＨｃの大きなＲＩＧを得られたことは、以下のように解釈している。各種ＲＩＧ組成の一軸磁気異方性定数Ｋｕを比較した。比較は、非特許文献１で提案されているように、Ｋｕと直接結びつく磁壁エネルギーγをゼロ磁界での磁区幅ｄ及び飽和磁界Ｈｓから求め、その値を比較するという手法で行った。すなわち、交換定数Ａの値を一定だと仮定、その差異が無視できるとして、磁壁エネルギーγは非特許文献２によると、Ｋｕに依存し（第（１）式）、磁壁エネルギーγは非特許文献１によると試料の磁化Ｍｓ（＝μ_０＊Ｈｓ），ゼロ磁界における磁区幅ｄ，膜厚Ｄを用いて第（２）式で与えられる。

γ ＝ （Ａ＊Ｋｕ）^０．５ （１）

ｄ ＝ １／（２＊Ｍｓ）＊（μ_０＊π^３＊γ＊Ｄ）^０．５ （２）
ここで、μ_０は真空の透磁率である。
バブル技術ハンドブック オーム社 電気学会著

図３で示す表は、実施例と比較例の結果をまとめたものである。本発明のＴｂ_３-ｘ-ｙＹｂ_ｘＢｉ_ｙＦｅ_５−ｚＧａ_ｚＯ_１２において、Ｈｃが目標を達成する組成には、γの値が２．０＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）以上であった。一方、希土類組成がＥｕＨｏ系（特許文献３）及びＥｕＹｂ系のＲＩＧは、γの値が２．０＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）以下のものでも上記Ｈｃの目標を達成している。これは、Ｅｕ系のＨｓの温度変化が小さいためであると本発明者らは考えている。実際に発明者らはＥｕ系の温度１℃当たりのＨｓの変化（以下、Ｈｓの温度特性と記す）はＴｂＹｂ系のそれに比べ値は半分程度であったことを確認している。

また、発明者らは、フェリ磁性キュリー温度Ｔｃに着目した。本発明におけるＴｂＹｂ系のＴｃはＥｕ系のそれに比べ３０℃程度高温にあることが分かった。

以上より、本発明のＴｂＹｂ系においてＥｕＨｏ系と同等以上のＨｃ特性が得られた要因として、ＥｕＨｏ系の方がＨｓの温度特性は優れているものの、ＥｕＨｏ系と比べＴｂＹｂ系の方がＫｕが大きく、かつＴｃが高いためであると考えられる。

以下、本発明を実施例によって、具体的に説明する。
実施例１
白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３４０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１２０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２８０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３０ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]６ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６０ｇを仕込み融液とした。
この融液を精密縦型管状電気炉の所定の位置に設置し、１０００℃に加熱溶融し、十分に攪拌することで均一に混合してＲＩＧ育成融液とした。ここに得られた融液の温度を飽和温度以下の温度まで低下させて後、融液表面に、厚さが７６０μｍで、格子定数が１．２
４９７±０．０００２ｎｍの３インチ（１１１）ガーネット単結晶[(ＧｄＣａ)_３(ＧａＭｇＺｒ)_５Ｏ_１２]基板の片面を接触させ、基板を回転させながらエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５３０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ-１と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．４Ｙｂ_０．２８Ｂｉ_１．３２Ｆｅ_４．３Ｇａ_０．７Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４５０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ-１を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ５４（Ｏｅ）、１．１０（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は１９３μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．５＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７５（ｄｅｇ／℃）であった。フェリ磁性キュリー温度は２０４（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した。得られたチップ１００個において、以下のように処理と測定を行った。

（１）６０℃の温度下で５０００（Ｏｅ）の外部磁界下、磁化処理を行い、外部磁界を加えない状態で個々のチップのファラデー回転角を測定した。
（２）ついで磁化方向と逆方向に２００（Ｏｅ）の外部磁界を印加し、外部温度を−４０〜８５℃まで変化させた。
（３）その後、２５℃の室温下で外部磁界がない状態にて、ファラデー回転角を測定した。結果、１００個全てがファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、（１）と（３）で得られた回転角に測定誤差以上の変化は無く、合格率は１００％であった。ファラデー回転角が変化していないことから、（２）の温度範囲にて、１００個全てが２００（Ｏｅ）以上のＨｃを持つことが判る。

実施例２

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３２００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３４０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１６０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２５０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３０ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１２ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６５ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５５０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−２と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．１８Ｙｂ_０．４Ｂｉ_１．４２Ｆｅ_４．３Ｇａ_０．７Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−２を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４３２μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ-２を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ７５（Ｏｅ）、１．０２（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は１３２μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．３＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７７（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２００（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−２、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９８個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９８％であった。

実施例３

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１８０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３５０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１００ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２３００ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３２ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]５ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５４５μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−３と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．５４Ｙｂ_０．２１Ｂｉ_１．２５Ｆｅ_４．３Ｇａ_０．７Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−３を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４６５μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ-３を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ４５（Ｏｅ）、１．０３（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は２１５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．５＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７６ｄｅｇ／℃であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２１０（℃）であった。

次に、このＲＩＧ-３、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９７個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９７％であった。

実施例４

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１６０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３３０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１３０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２３００ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３４ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１３ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]８０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５７０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−４と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．１３Ｙｂ_０．３９Ｂｉ_１．４８Ｆｅ_４．１５Ｇａ_０．８５Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−４を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４５０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−４を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ４３（Ｏｅ）、１．１（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は２１５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．２＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７８（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２０５（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−４、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９８個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９８％であった。

実施例５

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３２００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３４０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]８０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２３００ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３０ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]４ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]５０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５２０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−５と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．５７Ｙｂ_０．２０Ｂｉ_１．２３Ｆｅ_４．４３Ｇａ_０．５７Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−５を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４６０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−５を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ６０（Ｏｅ）、０．９９（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は１８０μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．６＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７７（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２０３（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−５、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９９個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９９％であった。

比較例１

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１８０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３４５ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]５０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２３００ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３２ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]５ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]５０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５４０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−６と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．５６Ｙｂ_０．２３Ｂｉ_１．２１Ｆｅ_０．４５Ｇａ_０．５５Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−６を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４４５μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−６を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ９４（Ｏｅ）、１．１９（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅を測定した結果、値は８０μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．３＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７５（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２２０（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−６、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中５２個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は５２％であった。

比較例２

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１５０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３４０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１４０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２６０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３７ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１１ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５３０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−７と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．２６Ｙｂ_０．３７Ｂｉ_１．３７Ｆｅ_４．３５Ｇａ_０．６５Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−７を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４５０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−７を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ９６（Ｏｅ）、１．２０（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は７５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．２＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角は０．０７８（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２１５（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−７、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中４５個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は４５％であった。

比較例３

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３２００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３３５ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１２０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２７０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３０ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１２ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６５ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５２０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−８と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．１３Ｙｂ_０．４２Ｂｉ_１．４５Ｆｅ_４．３Ｇａ_０．７Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−８を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４５５μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−８を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ９２（Ｏｅ）、１．２３（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は９０μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．５＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角は０．０７９（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２２０（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−８、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中２５個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は２５％であった。

比較例４

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１８０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３１５ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１０２ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２８０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]２６ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１１ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]８２ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５５０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−９と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．０５Ｙｂ_０．４２Ｂｉ_１．５３Ｆｅ_４．１Ｇａ_０．９Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−９を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４６０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−９を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ４２（Ｏｅ）、１．１２（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は２３５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．２＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０８５（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２００（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−９、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９３個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９３％であった。

比較例５

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１７０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３３０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１１０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２８０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３４ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]５ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]７０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５３０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１０と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．５２Ｙｂ_０．２Ｂｉ_１．２８Ｆｅ_４．２５Ｇａ_０．７５Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１０を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４４０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１０を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ３０（Ｏｅ）、０．９９（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は２１５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．０＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性を測定は０．０７５（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２０７（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１０、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中７０個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は７０％であった。

比較例６

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１８０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３２５ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１０２ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２８０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３２ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]８ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]７２ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５２５μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１１と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．３２Ｙｂ_０．３Ｂｉ_１．３８Ｆｅ_４．２Ｇａ_０．８Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１１を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４６５μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１１を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値は４４（Ｏｅ）、１．０２（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は２３５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は２．４＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０８３（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２０４（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１１、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９５個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９５％であった。

比較例７

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３２００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３４０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]９０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２９０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３４ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]４ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]５５ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５６０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１２と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．６６Ｙｂ_０．１７Ｂｉ_１．１７Ｆｅ_４．４Ｇａ_０．６Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１２を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４８０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１２を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ４０（Ｏｅ）、１．０３（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅を測定した結果、値は１８０μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．１＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７６（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２０８（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１２、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中７５個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は７５％であった。

比較例８

白金製るつぼに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１５０ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３３０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１３０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２２７０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]３３ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１４ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]７０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５５０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１３と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．１Ｙｂ_０．４３Ｂｉ_１．４７Ｆｅ_４．２５Ｇａ_０．２５Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１３を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４５８μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１３を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ６２（Ｏｅ）、１．１０（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は１５０μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．９＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０８５（ｄｅｇ／℃）であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２１０（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１３、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。

結果、１００個中７０個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は７０％であった。

比較例９

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]４４００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]５００ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]２００ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]４０００ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]５５ｇ、酸化アルミニウム[Ａｌ_２Ｏ_３]２０ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５５０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１４と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．８Ｂｉ_１．２Ｆｅ_４．３Ｇａ_０．４４Ａｌ_０．２６Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１４を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４７０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１４を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ６０（Ｏｅ）、１．１５（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は１０７（μｍ）であった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は０．９＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０７５ｄｅｇ／℃であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２１２（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１４、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。

結果、１００個中８０個がファラデー回転角＝４５±０．２度の範囲にあり、合格率は８０％であった。

比較例１０

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]６０００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]４００ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１２０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]１１５０ｇ、酸化テルビウム[Ｔｂ_４Ｏ_７]５０ｇ、酸化ホルミウム[Ｈｏ_２Ｏ_３]２５ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]５５ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５５０μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１５と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＴｂ_１．１Ｈｏ_０．６Ｂｉ_１．３Ｆｅ_４．３Ｇａ_０．７Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１４を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは４４０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１５を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ５５（Ｏｅ）、１．１０（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は１１５μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は０．９＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．０８５ｄｅｇ／℃であった。また、フェリ磁性キュリー温度は２１５（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１５、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中８５個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は８５％であった。

比較例１１

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]３１００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]３５０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１８０ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]２５００ｇ、酸化ユウロピウム[Ｅｕ_２Ｏ_３]３０ｇ、酸化ホルミウム[Ｈｏ_２Ｏ_３]３０ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]９０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５８０μmのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１６と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＥｕ_０．９Ｈｏ_０．９Ｂｉ_１．２Ｆｅ_４．０Ｇａ_１．０Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−２を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が４５度になるように厚さを調整した。厚さは５３０μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１６を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ１９（Ｏｅ）、０．５４（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅は２１７μｍであった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は０.３＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、ファラデー回転角の温度特性は０．１０ｄｅｇ／℃であった。また、フェリ磁性キュリー温度は１７７（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１６、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９３個がファラデー回転角＝４５．０±０．２度の範囲にあり、合格率は９３％であった。

比較例１２

白金製ルツボに酸化ビスマス[Ｂｉ_２Ｏ_３]２０００ｇ、酸化第２鉄[Ｆｅ_２Ｏ_３]２５０ｇ、酸化ほう素[Ｂ_２Ｏ_３]１００ｇ、酸化鉛[ＰｂＯ]１５００ｇ、酸化ユウロピウム[Ｅｕ_２Ｏ_３]１６ｇ、酸化イッテルビウム[Ｙｂ_２Ｏ_３]１０ｇ、酸化ガリウム[Ｇａ_２Ｏ_３]６０ｇを仕込み融液とした。

この融液を用い、実施例１と同様にエピタキシャル成長を行った結果、膜厚５２５μｍのＲＩＧ（以下ＲＩＧ−１７と記す）を得た。この結晶を蛍光Ｘ線分析法により組成分析した結果、組成はＥｕ_１．７Ｙｂ_０．２Ｂｉ_１．１Ｆｅ_４．０Ｇａ_１．０Ｏ_１２であった。得られたＲＩＧ−１６を１１ｍｍ×１１ｍｍに分割した後、基板を除去し、ファラデー回転角が２２．５度になるように厚さを調整した。厚さは３６３μｍであった。その後、波長１５５０ｎｍを中心とする反射防止膜を付与した。

次に、任意の１１ｍｍ×１１ｍｍのＲＩＧ−１７を１枚選択し、飽和磁界Ｈｓ及び室温におけるＨｓの温度特性を測定した結果、値はそれぞれ２０（Ｏｅ）、０．２２（Ｏｅ／℃）であった。またゼロ磁界での磁区幅を測定した結果、値は３６１（μｍ）であった。以上の結果より、上記第（２）式に従って磁壁エネルギーγを計算した結果、値は１．５＊１０^−４（Ｊ／ｍ^２）であった。また、このファラデー回転子を２枚重ねて４５度の回転子とし、ファラデー回転角の温度特性は０．１３ｄｅｇ／℃であった。また、フェリ磁性キュリー温度は１６０（℃）であった。

次に、このＲＩＧ−１７、１枚を１ｍｍ×１ｍｍの大きさに切断した後、実施例１と同様に磁化処理及び温度処理を行い、ファラデー回転角の評価を行った。
結果、１００個中９８個がファラデー回転角＝２２．５±０．２度の範囲にあり、合格率は９８％であった。

本発明によれば外部温度、外部環境の耐久性及びファラデー回転角の温度特性に優れた永久磁石不要のファラデー回転子を得ることができ、その産業上の意義は極めて高い。

永久磁石が不要なファラデー回転子して用いられるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶における、外部磁界とファラデー回転角を示す図である。 本発明請求項１記載のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶において、Ｙｂ置換量ｘと、Ｇａ置換量ｚの関係を示した図である。 実施例及び比較例における特性評価結果と特性評価判定についてまとめたものを表した表である。

Claims (1)

1. 化学式、Ｔｂ_３-ｘ-ｙＹｂ_ｘＢｉ_ｙＦｅ_５−ｚＧａ_ｚＯ_１２（式中、０．２≦ｘ≦０．４，１．２≦ｙ≦１．５，０．６５ｘ＋０．４４≦ｚ≦０．７９ｘ＋０．５４）で示される、液相エピタキシャル法にて育成されるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶と磁化処理してなる角型ヒステリシスを示すファラデー回転子。

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