JP2679083B2 - 磁気光学ガーネット - Google Patents

磁気光学ガーネット

Info

Publication number
JP2679083B2
JP2679083B2 JP63041979A JP4197988A JP2679083B2 JP 2679083 B2 JP2679083 B2 JP 2679083B2 JP 63041979 A JP63041979 A JP 63041979A JP 4197988 A JP4197988 A JP 4197988A JP 2679083 B2 JP2679083 B2 JP 2679083B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
garnet
magneto
faraday rotation
bismuth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63041979A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01217313A (ja
Inventor
光三 有井
憲夫 武田
保徳 田上
一志 白井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP63041979A priority Critical patent/JP2679083B2/ja
Priority to AU30150/89A priority patent/AU607050B2/en
Priority to CA000591874A priority patent/CA1316085C/en
Priority to US07/314,927 priority patent/US4932760A/en
Priority to DE89301869T priority patent/DE68910148T2/de
Priority to EP89301869A priority patent/EP0330500B1/en
Publication of JPH01217313A publication Critical patent/JPH01217313A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2679083B2 publication Critical patent/JP2679083B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/18Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
    • H01F10/20Ferrites
    • H01F10/24Garnets
    • H01F10/245Modifications for enhancing interaction with electromagnetic wave energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12465All metal or with adjacent metals having magnetic properties, or preformed fiber orientation coordinate with shape
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12951Fe-base component

Description

【発明の詳細な説明】 [概 要] ファラデイ回転効果を利用した光アイソレータあるい
は光サーキュレータなどに用いられる磁気光学素子用の
磁気光学ガーネットに関し、ファラデイ回転係数が非常
に大きいにも係わらず温度依存性が小さく、しかも基板
との格子定数との差異が少なく、さらに鏡面を呈するよ
うな磁気光学ガーネットを得るために、HoxTbyBi3-x-yF
e5O12(ここで0.3≦y/x≦1.0;x+y<3.0)を非磁性ガ
ーネット基板上に液相エピタキシャル法によって単結晶
膜として成長させた。
[産業上の利用分野] 本発明はファラデイ回転効果を利用した光アイソレー
タやサーキュレータなどに用いられる磁気光学素子用の
磁気光学ガーネットに関する。
[従来技術とその問題点] 半導体レーザは、光応用機器あるいは光通信などのコ
ヒーレントな光源として広く利用されているが、半導体
レーザから放出された光線が光学系などによって反射さ
れて再びこの半導体レーザに戻るとレーザ発信が不安定
になるという問題がある。
この問題に対処するために、半導体レーザの光出力側
に光アイソレータを設け、半導体レーザから放出された
光が戻らないように光路を設定することが行われてい
る。
このような半導体レーザから放出された光線と反射光
線とをファラデイ回転効果によって分離するための光ア
イソレータ用磁気光学素子材料として、波長1.1μm帯
以上で優れた透明性をもつイットリウム・鉄・ガーネッ
ト(YIG)のバルク単結晶が用いられてきが、近年ファ
ラデー回転係数がこのYIGの数倍も大きくしかも量産性
のある液相エピタキシャル(LPE)法によるビスマス置
換型鉄ガーネット厚膜が多数報告されている。ビスマス
置換鉄ガーネットのファラデー回転係数はBi置換量にほ
ぼ比例して大きくなることから,出来る限り多くのBiを
固溶させたガーネット膜を生成することが望まれる。
しかしながら、ビスマスはイオン半径が大きいために
ビスマス置換鉄ガーネットの格子定数もビスマスの置換
量に比例して大きくなり、このような厚膜の基板として
よく用いられる格子定数12.509AのNGG基板(Nd3Ga
5O12)、あるいは格子定数12.496A前後のSGGG基板{(G
dCa)(GaMgZr)5O12)}との格子整合をはかる上でB
i置換量に制限を生じる。
この制限を避けてビスマス置換量をなるべく多くする
ためには、ビスマスと組み合わせて用いられる希土類元
素としてイオン半径の小さな元素を用いれば、結果的に
格子定数の増加を抑えることができる。
このような観点から、イオン半径の小さな希土類イオ
ンを用いた例としては、ビスマスが多量に置換された
(LuBi)3Fe5O12が報告されている{例えば「第32回応
用物理学関係連合講演会 30p−N−5(1985)参照}
が、このような材料を用いる場合“ピット”と呼ばれる
膜欠陥が発生し鏡面を有することが困難で、未だ実用化
されるには至っていない。
また「日本応用磁気学会誌」第10巻第2号(1986)第
143頁には、(LuBi)3Fe5O12の上記膜欠陥の発生という
問題点を改良するためにGd3+イオンを添加することが提
案されており、その結果1.3μmにおけるファラデイ回
転係数が1800deg/cmと非常に大きくしかも鏡面を呈する
(GdLuBi)3Fe5O12厚膜が得られていることが報告され
ている。
しかしながら、一般に鉄ガーネットのファラデイ回転
係数は温度によって変化するものであり、光アイソレー
タなどの使用時の温度変化によるこのファラデイ回転係
数の変化は直接性能の低下につながるのでその温度依存
性の少ないことが望まれるものであるが、特にGd3+イオ
ンを用いた場合には他の希土類イオンを用いた場合より
も温度依存性が大きくなることが例えば「日本応用磁気
学会誌」第10巻第2号(1986)第151頁以降の「Dyによ
るBi置換ガーネットのファラデイ回転角温度特性の改
良」と題する論文に記載されている。
したがって、前記の(GdLuBi)3Fe5O12のようにGd3+
イオンをビスマス置換鉄ガーネットの主成分とするの
は、一般的に温度依存性の点からみて好ましいものとは
いえない。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、ファラデイ回転係数が非常に大きいにも係
わらずく温度依存性が小さく、しかも基板との格子定数
の差異が少なく、さらに表面に欠陥を生じることなく鏡
面を呈するような磁気光学ガーネットを得ることを目的
とする。
[問題点を解決するための手段] 非磁性ガーネット基板上にHoxTbyBi3-x-yFe5O12(こ
こで0.3≦y/x≦1.0;x+y<3.0)を液相エピタキシャル
法によって単結晶膜として成長させた。
[実施例] 以下、本発明を実施例によってさらに詳しく説明す
る。
実施例1 下記の第1表に示す融液中に浸漬した{111}面のNGG
基板上に820℃で20時間液相エピタキシャル成長させる
ことによって、鏡面を呈する320μm厚のHo1.11Tb0.56B
i1.33Fe5O12の組成を有する磁性ガーネット単結晶膜を
得ることができた。この単結晶膜のファラデイ回転係数
は波長1.3μmで2180deg/cmであり、1℃当りのファラ
デイ回転係数の変化率は20〜70℃において0.113%であ
って、磁気光学材料としての優れた特性を得ることがで
きた。
なお、光アイソレータに使用する場合に要求される偏
光面の回転角は45゜であるから、この実施例によるHo
1.11Tb0.56Bi1.33Fe5O12磁性ガーネットを使用すれば、
その膜厚は45÷2180≒206μmとなる。
実施例2 上記の第1表に示す融液中に浸漬した{111}面のSGG
G基板上に825℃で26時間液相エピタキシャル成長させる
ことによって、鏡面を呈する340μm厚のHo1.22Tb0.62B
i1.16Fe5O12の組成を有する磁性ガーネット単結晶膜を
得ることができた。
この単結晶膜のファラデイ回転係数は波長1.3μmで1
960deg/cmであり、1℃当りのファラデイ回転係数の変
化率は−20〜70℃において0.106%であって、磁気光学
材料としての優れた特性を示す。
なお、この実施例によるHo1.22Tb0.62Bi1.16Fe5O12
磁性ガーネット単結晶を上述の実施例におけると同様に
光アイソレータに使用すれば、その膜厚は45÷1960≒23
0μmとなる。
[発明の効果] 本発明によれば、Biの大きいイオン半径をHo−Tb二成
分系の小さいイオン半径で補償することによって、基板
となる非磁性ガーネットの格子定数にほぼ等しい格子定
数を有し、しかもこの磁気光学ガーネットのファラデイ
回転係数は大きいばかりではなく、その温度依存性も少
ないという磁気光学素子として格別に優れた性質を有す
る磁気光学ガーネットの単結晶膜が得られる。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】HoxTbyBi3-x-yFe5O12(ここで0.3≦y/x≦
    1.0;x+y<3.0)を非磁性ガーネット基板上に液相エピ
    タキシャル法によって単結晶膜として成長させたことを
    特徴とする磁気光学ガーネット。
JP63041979A 1988-02-26 1988-02-26 磁気光学ガーネット Expired - Fee Related JP2679083B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63041979A JP2679083B2 (ja) 1988-02-26 1988-02-26 磁気光学ガーネット
AU30150/89A AU607050B2 (en) 1988-02-26 1989-02-21 Magneto-optic garnet
CA000591874A CA1316085C (en) 1988-02-26 1989-02-23 Magneto-optic garnet
US07/314,927 US4932760A (en) 1988-02-26 1989-02-24 Magneto-optic garnet
DE89301869T DE68910148T2 (de) 1988-02-26 1989-02-24 Magnetooptischer Granat.
EP89301869A EP0330500B1 (en) 1988-02-26 1989-02-24 Magneto-optic garnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63041979A JP2679083B2 (ja) 1988-02-26 1988-02-26 磁気光学ガーネット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01217313A JPH01217313A (ja) 1989-08-30
JP2679083B2 true JP2679083B2 (ja) 1997-11-19

Family

ID=12623321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63041979A Expired - Fee Related JP2679083B2 (ja) 1988-02-26 1988-02-26 磁気光学ガーネット

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4932760A (ja)
EP (1) EP0330500B1 (ja)
JP (1) JP2679083B2 (ja)
AU (1) AU607050B2 (ja)
CA (1) CA1316085C (ja)
DE (1) DE68910148T2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5146361A (en) * 1989-07-14 1992-09-08 At&T Bell Laboratories Apparatus comprising a magneto-optic isolator utilizing a garnet layer
US5198923A (en) * 1991-01-17 1993-03-30 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Optical isolator
JPH06256092A (ja) * 1991-07-05 1994-09-13 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 磁界測定用磁性ガーネット単結晶及び光磁界測定装置
JP2786078B2 (ja) * 1993-05-14 1998-08-13 信越化学工業株式会社 ファラデー回転子および光アイソレータ
JPH07104225A (ja) * 1993-10-05 1995-04-21 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ファラデー回転子
US5566017A (en) * 1994-08-04 1996-10-15 Fdk Corporation Material for magneto-optical element and faraday rotator using the same
US5925474A (en) * 1996-10-14 1999-07-20 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Bismuth-substituted rare earth iron garnet single crystal film
US6534977B1 (en) 1998-10-21 2003-03-18 Paul Duncan Methods and apparatus for optically measuring polarization rotation of optical wavefronts using rare earth iron garnets
EP1055957A3 (en) 1999-05-28 2004-03-10 Shin-Etsu Chemical Company, Ltd. Faraday rotator and magneto-optical element using the same
US6952300B2 (en) * 2001-02-28 2005-10-04 Board Of Control Of Michigan Technological University Magneto-photonic crystal isolators
US20090053558A1 (en) * 2004-11-15 2009-02-26 Integrated Phototonics, Inc. Article comprising a thick garnet film with negative growth-induced anisotropy

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58139082A (ja) * 1982-02-15 1983-08-18 Hitachi Ltd 磁界測定装置
JPS61123814A (ja) * 1984-11-21 1986-06-11 Hitachi Ltd 光アイソレータ
FR2601465B1 (fr) * 1986-07-11 1988-10-21 Bull Sa Dispositif modulateur haute frequence de polarisation de la lumiere

Also Published As

Publication number Publication date
AU3015089A (en) 1989-08-31
JPH01217313A (ja) 1989-08-30
CA1316085C (en) 1993-04-13
EP0330500B1 (en) 1993-10-27
US4932760A (en) 1990-06-12
AU607050B2 (en) 1991-02-21
EP0330500A2 (en) 1989-08-30
EP0330500A3 (en) 1990-10-17
DE68910148T2 (de) 1994-05-05
US4932760B1 (ja) 1992-10-20
DE68910148D1 (de) 1993-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2679083B2 (ja) 磁気光学ガーネット
JPH09328398A (ja) 角型ヒステリシスを示すファラデー回転子
JPH07206593A (ja) 光アイソレータ用ファラデー回転子
US6542299B2 (en) Material for bismuth substituted garnet thick film and a manufacturing method thereof
EP0338859B1 (en) Faraday rotator
JPS6129128B2 (ja)
JP2924282B2 (ja) 磁気光学材料、その製造法およびそれを用いた光素子
JPH01257917A (ja) 磁気光学ガーネット
JP2867736B2 (ja) 磁気光学材料、その製造法およびそれを用いた光素子
JP2874320B2 (ja) 磁気光学材料、その製造法およびそれを用いた光素子
JPH0766114B2 (ja) 磁気光学素子材料
JPS6369718A (ja) 磁気光学結晶
JPH111394A (ja) 低飽和ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜
JP2679157B2 (ja) テルビウム鉄ガーネット及びそれを用いた磁気光学素子
JPH0642026B2 (ja) 磁気光学素子材料
Honda et al. DyBi garnet films with improved temperature dependence of Faraday rotation
JPH0654744B2 (ja) ビスマス置換磁性ガーネットの製法
KR0146002B1 (ko) 자기광학용 조성물
JPS62200323A (ja) 磁気光学デバイス用薄膜結晶素子
JPH01250924A (ja) 磁気光学ガーネット
JPS6279608A (ja) ビスマス置換磁性ガ−ネツトの製法
JPH0688876B2 (ja) 磁気光学結晶
JPH05173102A (ja) ファラデー回転子
JPH11174395A (ja) 磁気光学用ガーネット
JPH0933870A (ja) 低飽和磁界ファラデー回転子

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees
S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350