JP2681176B2 - 磁気光学素子の製造方法 - Google Patents
磁気光学素子の製造方法Info
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- JP2681176B2 JP2681176B2 JP1217237A JP21723789A JP2681176B2 JP 2681176 B2 JP2681176 B2 JP 2681176B2 JP 1217237 A JP1217237 A JP 1217237A JP 21723789 A JP21723789 A JP 21723789A JP 2681176 B2 JP2681176 B2 JP 2681176B2
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Description
本発明は、例えば光アイソレータや光応用磁界セン
サ、光変調器に用いられる磁気光学素子の製造方法に関
するものである。
サ、光変調器に用いられる磁気光学素子の製造方法に関
するものである。
磁気光学素子は、磁場中に置かれると透過光の偏光面
が回転し、磁場の強さや方向を変えると偏光面の回転角
度や回転方向が変化する。この性質を利用して光アイソ
レータや光応用磁界センサ、光変調器に用いられてい
る。 磁気光学素子の一つにガーネット型構造を持つ酸化物
の素子がある。この素子は、結晶基板上にガーネット結
晶膜を形成し、研磨仕上、外形加工して得られる。
が回転し、磁場の強さや方向を変えると偏光面の回転角
度や回転方向が変化する。この性質を利用して光アイソ
レータや光応用磁界センサ、光変調器に用いられてい
る。 磁気光学素子の一つにガーネット型構造を持つ酸化物
の素子がある。この素子は、結晶基板上にガーネット結
晶膜を形成し、研磨仕上、外形加工して得られる。
上記のようにして得られた磁気ガーネット型光学素子
は、当初の飽和磁化の値が大きくなり経時的に小さくな
るという傾向があった。そのため、光アイソレータのフ
ァラデー回転子として使用した場合、使用初期において
所定の強さの磁場ではファラデー回転素子としての磁性
膜の磁化が充分に飽和しないという不都合があった。ま
た磁界センサとして使用した場合も、特性が変化してし
まう不都合があった。 本発明は、このような不都合を解消し、当初から飽和
磁化の値が小さく、また経時的にも安定した特性の磁気
光学素子を製造できる方法を提供するものである。
は、当初の飽和磁化の値が大きくなり経時的に小さくな
るという傾向があった。そのため、光アイソレータのフ
ァラデー回転子として使用した場合、使用初期において
所定の強さの磁場ではファラデー回転素子としての磁性
膜の磁化が充分に飽和しないという不都合があった。ま
た磁界センサとして使用した場合も、特性が変化してし
まう不都合があった。 本発明は、このような不都合を解消し、当初から飽和
磁化の値が小さく、また経時的にも安定した特性の磁気
光学素子を製造できる方法を提供するものである。
従来の磁気光学素子が、製造当初の飽和磁化の値が大
きく、経時的に小さくなるという特性変化について、原
因を究明したところ、磁気光学素子の製造時に内部歪が
蓄積しているためであることがわかった。そこで磁気光
学素子の内部歪を除去すれば、使用初期においても所定
の磁場の強さで磁性膜が飽和することを解明して本発明
を完成するに至った。 すなわち本発明の磁気光学素子の製造方法は、以下の
とおりである。 先ずガドリニウム・ガリウム・ガーネット（GGG）や
元素の一部をCa、Mg、Zrで置換したガーネット型構造を
持つ酸化物の結晶基板を常法により製造する。次いでこ
の基板上にA3B5O12で示されるガーネット結晶膜を形成
する。ここでＡは希土類元素およびBi、Pb、Caの１種又
は２種以上の元素で構成され、ＢはFe、Ge、Si、Al、G
a、Sc、InまたはFe以外の他の遷移金属元素の１種又は
２種以上の元素で構成される。結晶基板上にこのガーネ
ット結晶膜を形成し、研磨仕上、外形加工した後に200
〜800℃で30分以上熱処理をするものである。 熱処理温度が200℃以下であると熱処理時間に１週間
程度以上の長時間を要し実用的でない。熱処理温度が80
0℃以上では結晶膜の表面が粗れて好ましくない。また
熱処理時間が30分間以下であると熱処理の効果が不充分
である。
きく、経時的に小さくなるという特性変化について、原
因を究明したところ、磁気光学素子の製造時に内部歪が
蓄積しているためであることがわかった。そこで磁気光
学素子の内部歪を除去すれば、使用初期においても所定
の磁場の強さで磁性膜が飽和することを解明して本発明
を完成するに至った。 すなわち本発明の磁気光学素子の製造方法は、以下の
とおりである。 先ずガドリニウム・ガリウム・ガーネット（GGG）や
元素の一部をCa、Mg、Zrで置換したガーネット型構造を
持つ酸化物の結晶基板を常法により製造する。次いでこ
の基板上にA3B5O12で示されるガーネット結晶膜を形成
する。ここでＡは希土類元素およびBi、Pb、Caの１種又
は２種以上の元素で構成され、ＢはFe、Ge、Si、Al、G
a、Sc、InまたはFe以外の他の遷移金属元素の１種又は
２種以上の元素で構成される。結晶基板上にこのガーネ
ット結晶膜を形成し、研磨仕上、外形加工した後に200
〜800℃で30分以上熱処理をするものである。 熱処理温度が200℃以下であると熱処理時間に１週間
程度以上の長時間を要し実用的でない。熱処理温度が80
0℃以上では結晶膜の表面が粗れて好ましくない。また
熱処理時間が30分間以下であると熱処理の効果が不充分
である。
上記のように熱処理を施したことにより、アニール効
果で内部歪が除去され、当初から飽和磁化の値が小さ
く、特性の安定した磁気光学素子を得ることができる。
果で内部歪が除去され、当初から飽和磁化の値が小さ
く、特性の安定した磁気光学素子を得ることができる。
以下、本発明を適用した磁気光学素子の製造方法の実
施例とそれにより製造されたガーネットの性能を以下に
詳細に説明する。尚、性能評価における表面反射の補正
は、反射率を測定し、その反射率から表面反射によるロ
スを算出して補正してある。 実施例１ GGG（ガドリニウム、ガリウム、ガーネット）単結晶
の一部をGa、Mg、Zrで置換した厚さ500μｍの基板を常
法により得る。この基板に、ガーネット（BiGdTb）
３（FeGa）5O12単結晶膜を液相エキピタルシャルで400
μｍの厚さに着ける。これを380μｍの厚さまでに研磨
し、3mm×3mmに切断し磁気光学素子のチップを得た。 このままの状態のチップを比較例の試料片（熱処理な
し）として飽和磁界強度を測定したところ610 Oe（ガウ
ス単位）であった。この比較例の試料片を光学系の中に
入れ光吸収損失を測定したところ0.3dBであった（表面
反射補正済み）。またこの試料片を、偏光子および検光
子と組み合わせて光アイソレータを構成し、消光性能を
測定したところ、消光比が38dBであった。 本発明の方法に従い、前記により得られた磁気光学素
子のチップをオーブンに入れ300〜400℃で５時間、熱処
理をして試料片を得た。この試料片の飽和磁界強度は58
0 Oe（ガウス単位）で、比較例の試料片より30 Oe低下
した。この試料片の光吸収損失は0.05dBで（表面反射補
正済み）、比較例の試料片より向上した。またこの試料
片で同じように光アイソレータを構成し、消光性能を測
定したところ消光比が40dBで、比較例の試料片より2dB
向上した。 実施例２ 実施例１と同様にGGG単結晶基板に、ガーネット単結
晶膜を405μｍの厚さに着ける。これを380μｍの厚さま
でに研磨した。 このガーネット単結晶膜の一部より3mm×3mmのチップ
を切出し、比較例の試料片（熱処理なし）として飽和磁
界強度を測定したところ590 Oe（ガウス単位）であっ
た。この比較例の試料片の光吸収損失は0.3dBであった
（表面反射補正済み）。またこの比較例の試料片を組み
込んだ光アイソレータは、消光比が40dBであった。 また残りのガーネット単結晶膜面にTiO2およびSiOの
光学的反射防止膜を施した後、この試料より3mm×3mmの
チップを切出し、オーブンにより400℃で１時間、熱処
理して試料片を作成した。この試料片の飽和磁界強度は
560 Oe（ガウス単位）で、比較例の試料片より30 Oe低
下した。この試料片の光吸収損失は0.03dB（表面反射補
正済み）で、比較例の試料片より向上した。またこの試
料片で同じように光アイソレータを構成し、消光性能を
測定したところ消光比が42dBで、比較例の試料片より2d
B向上した。念のため、この試料片をさらに300℃のオー
ブンで熱処理をしたが、飽和磁界強度、光吸収損失、消
光性能ともに変化はなかった。
施例とそれにより製造されたガーネットの性能を以下に
詳細に説明する。尚、性能評価における表面反射の補正
は、反射率を測定し、その反射率から表面反射によるロ
スを算出して補正してある。 実施例１ GGG（ガドリニウム、ガリウム、ガーネット）単結晶
の一部をGa、Mg、Zrで置換した厚さ500μｍの基板を常
法により得る。この基板に、ガーネット（BiGdTb）
３（FeGa）5O12単結晶膜を液相エキピタルシャルで400
μｍの厚さに着ける。これを380μｍの厚さまでに研磨
し、3mm×3mmに切断し磁気光学素子のチップを得た。 このままの状態のチップを比較例の試料片（熱処理な
し）として飽和磁界強度を測定したところ610 Oe（ガウ
ス単位）であった。この比較例の試料片を光学系の中に
入れ光吸収損失を測定したところ0.3dBであった（表面
反射補正済み）。またこの試料片を、偏光子および検光
子と組み合わせて光アイソレータを構成し、消光性能を
測定したところ、消光比が38dBであった。 本発明の方法に従い、前記により得られた磁気光学素
子のチップをオーブンに入れ300〜400℃で５時間、熱処
理をして試料片を得た。この試料片の飽和磁界強度は58
0 Oe（ガウス単位）で、比較例の試料片より30 Oe低下
した。この試料片の光吸収損失は0.05dBで（表面反射補
正済み）、比較例の試料片より向上した。またこの試料
片で同じように光アイソレータを構成し、消光性能を測
定したところ消光比が40dBで、比較例の試料片より2dB
向上した。 実施例２ 実施例１と同様にGGG単結晶基板に、ガーネット単結
晶膜を405μｍの厚さに着ける。これを380μｍの厚さま
でに研磨した。 このガーネット単結晶膜の一部より3mm×3mmのチップ
を切出し、比較例の試料片（熱処理なし）として飽和磁
界強度を測定したところ590 Oe（ガウス単位）であっ
た。この比較例の試料片の光吸収損失は0.3dBであった
（表面反射補正済み）。またこの比較例の試料片を組み
込んだ光アイソレータは、消光比が40dBであった。 また残りのガーネット単結晶膜面にTiO2およびSiOの
光学的反射防止膜を施した後、この試料より3mm×3mmの
チップを切出し、オーブンにより400℃で１時間、熱処
理して試料片を作成した。この試料片の飽和磁界強度は
560 Oe（ガウス単位）で、比較例の試料片より30 Oe低
下した。この試料片の光吸収損失は0.03dB（表面反射補
正済み）で、比較例の試料片より向上した。またこの試
料片で同じように光アイソレータを構成し、消光性能を
測定したところ消光比が42dBで、比較例の試料片より2d
B向上した。念のため、この試料片をさらに300℃のオー
ブンで熱処理をしたが、飽和磁界強度、光吸収損失、消
光性能ともに変化はなかった。
以上詳細に説明したように、本発明の製造方法による
磁気光学素子は、内部歪が除去されているため、製造当
初から飽和磁化の値が小さく、経時的に安定した磁気光
学素子が得られる。その磁気光学素子を光アイソレータ
の回転子として使用した場合に光学的特性が安定し、光
吸収損失、消光性能の面でも優れている。また磁界セン
サとして使用した場合も、特性が安定している。
磁気光学素子は、内部歪が除去されているため、製造当
初から飽和磁化の値が小さく、経時的に安定した磁気光
学素子が得られる。その磁気光学素子を光アイソレータ
の回転子として使用した場合に光学的特性が安定し、光
吸収損失、消光性能の面でも優れている。また磁界セン
サとして使用した場合も、特性が安定している。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−131898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−185237（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−134404（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251600（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−39799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−185900（ＪＰ，Ａ) Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａ ｌ Ｇｒｏｗｔｈ，Ｖｏｌ．40 Ｐ. 205〜Ｐ．213
Claims (1)
- 【請求項１】結晶基板上にガーネット結晶膜を形成した
磁気光学素子を研磨仕上げ、外形加工した後、200〜800
℃で30分間以上、熱処理して歪みを除去することを特徴
とする磁気光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217237A JP2681176B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 磁気光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217237A JP2681176B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 磁気光学素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0381724A JPH0381724A (ja) | 1991-04-08 |
| JP2681176B2 true JP2681176B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=16701003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1217237A Expired - Fee Related JP2681176B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | 磁気光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2681176B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60134404A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-17 | Hitachi Ltd | 磁気光学材料 |
| JPS60185237A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-20 | Fujitsu Ltd | 光熱磁気記録媒体 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1217237A patent/JP2681176B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ，Ｖｏｌ．４０ Ｐ．２０５〜Ｐ．２１３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0381724A (ja) | 1991-04-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |