JP2781229B2 - 磁気‐光学ウェーブガイドおよびその製造方法 - Google Patents

磁気‐光学ウェーブガイドおよびその製造方法

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JP2781229B2 JP1323679A JP32367989A JP2781229B2 JP 2781229 B2 JP2781229 B2 JP 2781229B2 JP 1323679 A JP1323679 A JP 1323679A JP 32367989 A JP32367989 A JP 32367989A JP 2781229 B2 JP2781229 B2 JP 2781229B2
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フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ
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    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/09Devices 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  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、基板層上に付される磁気−光学層を有する
磁気−光学ウェーブガイド(導波層)及びその製造方法
に関する。
(従来の技術、発明が解決しようとする課題) そのようなウェーブガイドは英国公開(GB−A)第1,
529,374号に開示されている。。より詳しくは、これら
のウェーブガイドが光学絶縁体及びサーキュレーサとし
て使われるときには、そのウェーブガイドにそれぞれ与
えられるTEモード又はTMモードの伝搬定数βTE及びβTM
のマッチングという問題がある。その差Δβは、相当な
絶縁性を有するために、予め正確に決められた値を持た
ねばならない。大多数の適用のためには、Δβは0に等
しくなければならない。
磁気−光学層がエキタピシャルに成長するときには、
目標値Δβは十分正確なものとしては得られない。許容
誤差に基づく0.1μm以下の層偏差は、既に、Δβの値
の容認できない変化となる。その結果として、修正測定
が位相マッチングのために必要である。先行技術におい
ては、その磁気−光学層からいくらか離れた距離にある
金属層がその目的のために使われている。その距離を正
確に設定しようとするのは困難である。
Opt Electr.Magazine 87の第238〜246頁に述べられて
いるように、格子状に真空デポジットされたストリップ
が面合わせのために使用可能である。この周知の層を作
るのは高価である。ストリップの周期及びストリップの
幅は、例えば値Δβ=0となるように理論的には選ぶこ
とができる。実際、目標とするこの理想の状態は、十分
な確実性と正確性をもっては得られない。一方ではスト
リップの幅とストリップの周期の理論的予備決定は比較
的不確実であり、他方では目標値の不可避の製造許容誤
差ゆえに、得られるデータはかなりずれ得る。
Proc.ECOC、バルセロナ、186に述べられた方法(外部
から与えられる独自の機械的なストレスによってΔβの
設定を可能とする方法)は、高価で嵩張る付加装置を必
要とする。
本発明の目的は、構造が小形で、Δβの目標値が簡単
且つ正確に得られる、ウェーブガイドを提供することに
ある。
(課題を解決するための手段、作用) この目的は次のようにして達成される。磁気−光学層
はその全表面が均一厚さの修正薄フィルムによってカバ
ーされる。そのフィルムは、光学的に透明で、非金属材
料から成り、その屈折率は磁気−光学層及び基板層の屈
折率よりも小さく、それは磁気−光学層よりも薄く且つ
0.3μm以下である。
米国特許(US−PS)第3830555号明細書は、磁気−光
学層上に、磁気−光学層よりも厚い異方性2重屈折被覆
層を付着することを教えている。この層は薄い修正層で
はなく周知の層である。その周知の層は、空気から成る
周囲の媒体の代わりに基板層としても作用し、さらに磁
気−光学層と境界をなし且つ低い屈折率を有するエッジ
層として作用する。
本発明によれば、4層ウェーブガイドが得られる。そ
のガイドにおいては、互いに隣り合う層(実質的に厚層
として機能するものであり、その1つは基板層であり、
もう1つは空気層である)間に、磁気−光学層及びその
ほかに薄層が形成されており、その薄層は磁気−光学層
と空気層との間に付加的に形成されている。
そのような薄層は光学的に減じる程度が低く、この薄
層とその上に設けられた空気層の両薄層が磁気−光学層
中のフィールド分布(磁界分布)に影響を与えるもので
なければならない。その薄層においては、空気層におけ
るように、磁界強さは、e効果に応じて及びサイン又は
コサイン関数に応じることなく、真の磁気−光学的導通
コア層のように、減じなければならない。
全ての環境において、薄層の厚さの目標値は磁気−光
学層の物理的幾何学的データに依存する。そして、もち
ろん、薄層材料の屈折率にも依存し、理論的に値Δβの
要求する変化が達成されるように決められる。
光学的干渉境界層を形成することなしに磁気−光学層
と直接接する薄層の配置は既にファン・デル・ワールス
力によって得られている。もし望ならば、薄層の原子と
磁気−光学層の原子との間に化学的な橋を形成すること
ができる。さらに、薄層の分子を化学的に結合するのは
利点であり得る。
特に利益ある解決(sloution)によれば、薄層は複数
の個々のコート(層)から構成される。この解決におい
ては、目標値Δβが測定されるまで個々のコートは徐々
に付される。個々のコートが非常に小さいΔβジャンプ
(jump)を生成し、その結果目標値は最大の精密さをも
ってコントロールされ得る。
好適な実施例においては、薄層は両親媒性分子から成
り、その縦軸は磁気−光学層に垂直に向いている。この
目的に適した物質は、例えば、アラキン酸又はオクタデ
シル酸である。次いで、長く結ばれた(long−chaine
d)分子が含まれ、その一端は極を有し、他端は極の作
用をする。
第1磁気−光学層が基板層上に付されたいる磁気−光
学ウェーブガイドの進んだ製造方法は、以下の通りであ
る。即ち、磁気−光学層は光学的に透明な物質からなる
薄層でコートされている。その物質の屈折率は磁気−光
学層及び基板層の屈折率よりも小さい。且つその物質の
厚さは、横磁波の伝搬定数βTMと横電波のβTEの差が予
め決められた値となるように、より詳しくはΔβ=0と
なるように、決められる。好ましくは、薄層が個々の複
数層の形で適用され、1又はそれ以上のコーティング後
にΔβの得られる値をチェックするために測定される。
好ましい解決によれば、ラングミュア−ブロジェット
法に従って両親媒性分子のデポジットによって個々のコ
ートが作られる。よく知られている上記の方法は、“Ad
vances in Physics"1985pp.475−512により詳しく述べ
られている。この方法においては、個々の層は、両親性
物質の分子長に等しい厚さに適用される。その結果、個
々の層の非常に小さな厚さが得られ、妥当な数において
Δβの目標値の非常に正確なコントロールが可能とな
る。
実際、製造に際し、薄層のない場合には、Δβの目標
値を達成するのに要求される厚さより薄い厚さのものが
得られる。従って、磁気−光学層は、その値がいかなる
薄層もなしに要求されるものより小さいがこの値を可能
にするのに最も近いように、先ず慎重に測られる。厚さ
の喪失は、目標値が得られるまで薄層によって満され、
その薄層は個々の層を連続するデポジットによって作ら
れるものである。
(実施例) 容器1内の水2中においてアラキン酸の微粒子(分
子)が成長し、そして、互いに押し合ってアラキン粒子
が上方を向いた濃縮単一粒子層3が得られる。その層
は、水面に向いたそれらの磁極端を有している。GGG基
板層4と磁気−光学YIG層5から成るウェーブガイド予
備成形体(プリフォーム)が水面下に浸される。基板層
4のコートされるべきではないターミナル領域は、カバ
ー層6によってカバーされる。ウェーブガイドプリフォ
ームを矢印7の方向に引出すと、アラキン酸の粒子が磁
気−光学層5へ移送され、それらの磁極端によってそこ
へ付着する。次いで、もちろん、装置(図示せず)が水
面レベル上のアラキン酸をいわゆる“囲う”ために存す
べきである、のが明らかである。
上述のようにして1又は複数の個々のコートを施した
後、コート済ウェーブガイドプリフォームは上に示した
位置において測定装置ビーム路中へ回転する。Δβの得
られる真の値はそこで決められ、目標値Δβ=0が既に
達せられているか否かがチェックされる。この測定は周
知の方法で行われる。光源9によって射出される放射は
偏光器10とレンズ11を介して磁気−光学層5の表面上に
フォーカスされる。フォーカシングは、磁気−光学層の
可能なモードが励起されるのを確実にする。その射出さ
れた放射はレンズ12と、回転可能な調節器13と、回転可
能な偏光器14を通る。光の強さは偏光器10の2つの位置
にある光検出器15によって測定される。それらの位置
は、90°変化しており、そのモードの偏光面に対応して
いる。Δβ=0のときには、そのウェーブガイドから楕
円偏光が射出されないだろう。
コーティング後に、値Δβ=0に対するΔβの目標値
はそれぞれ到達せず、Δβの目標値即ちΔβ=0が測定
されるまでさらに上述のようにしてコートが適用され
る。
結局、極めて正確なΔβの目標値を有する小形平面磁
気−光学ウェーブガイドが得られる。そのウェーブガイ
ドを使用するために取扱いめんどうな外部調節装置は必
要とされない。磁気−光学層5の広さΔd1がどの程度か
に応じて付される薄層8の厚さd2は薄すぎ、d2=0に対
応する。3つの異なるタイプの磁気−光学層構造YIG1,Y
IG2,YIG3について、光の波長λ=1.3μmに対してΔβ
=0を得るためのこの相互関係は、第2図に示される。
その基板層4の屈折率は全ての場合においてnS=1.95で
あり、薄層8の屈折率は全ての場合においてnd=1.5
(全ての3つの座標方向においていつも同じ)である。
光の伝搬方向及びそれに垂直な方向における磁気−光
学層の屈折率は全ての場合においてnm″=2.2である。
その層平面に垂直な方向においては、屈折率nm及び厚さ
d1(第2図においてμm)は以下の通りである。
YIG1の場合: nm=2.20002 d1=10.0−Δd1 YIG2の場合: nm=2.2002 d1=4.5−Δd1 YGI3の場合: nm=2.202 d1=2.0−Δd1
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のウェーブガイドの製造のための概略構
成図、第2図は3つの異なる磁気−光学層構造における
薄層の厚さd2とそれによって調節される磁気−光学層の
喪失厚さΔd1との間の関係を示す図である。 4…基板層、5…磁気−光学層、8…薄層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/09 - 1/095 G02B 6/12 - 6/14 JICSTファイル(JOIS)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板層(4)上に付された磁気−光学層
    (5)を有する磁気−光学ウェーブガイドであって、 前記磁気−光学層(5)はその全表面が均一厚さの修正
    薄層(8)で被われ、その薄層(8)は、前記磁気−光
    学層(5)と基板層(4)の屈折率よりも屈折率が小さ
    く光学的に透明な非金属材料から構成され、さらに前記
    薄層(8)は0.3μmより薄いものであり、 前記薄層(8)は、縦軸が磁気−光学層(5)に対して
    垂直に延びている両親媒性分子からなることを特徴とす
    る磁気−光学ウェーブガイド。
  2. 【請求項2】薄層(8)は磁気−光学層(5)上にファ
    ン・デル・ワールス力によって保持されている請求項1
    記載のウェーブガイド。
  3. 【請求項3】薄層(8)は複数の個々の層からなってい
    る請求項1又は2記載のウェーブガイド。
  4. 【請求項4】基板層(4)上に第1に磁気−光学層
    (5)を被せる磁気−光学ウェーブガイドの製造方法で
    あって、 磁気−光学層(5)を光学的に透明で縦軸が前記磁気−
    光学層(5)に対して垂直に延びている両親媒性分子の
    薄層(8)で被い、その薄層(8)の厚さは、横磁波
    (磁気横波)の伝搬定数βTMと横電波(電気横波)のβ
    TEとの差Δβの測定値が予め定めた値、詳しくはΔβ=
    0となるように定められる、製造方法。
  5. 【請求項5】薄層(8)は複数の個々の被覆の形で被わ
    れ、1又はいくつかのコーティング動作後得られたΔβ
    の値をチェックするために測定が行われる、請求項4記
    載の方法。
  6. 【請求項6】個々の被覆(8)は、ラングミュア−ブロ
    ジェット法に従って、両親媒性分子の被覆(デポジッ
    ト)によって作られる請求項4又は5記載の方法。
  7. 【請求項7】磁気−光学層(5)は、薄層(8)がない
    ときには、Δβの目標値を得るのに要求される厚さより
    も薄い厚さのものとして製造される請求項4〜6いずれ
    かに記載の方法。
JP1323679A 1988-12-16 1989-12-13 磁気‐光学ウェーブガイドおよびその製造方法 Expired - Lifetime JP2781229B2 (ja)

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