JP3237031B2 - ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチ - Google Patents
ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチInfo
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- JP3237031B2 JP3237031B2 JP01204693A JP1204693A JP3237031B2 JP 3237031 B2 JP3237031 B2 JP 3237031B2 JP 01204693 A JP01204693 A JP 01204693A JP 1204693 A JP1204693 A JP 1204693A JP 3237031 B2 JP3237031 B2 JP 3237031B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，ビスマス置換希土類鉄
ガーネット単結晶膜とそれをファラデー回転子として用
いた光アイソレータ及び磁気光学スイッチに関するもの
である。
ガーネット単結晶膜とそれをファラデー回転子として用
いた光アイソレータ及び磁気光学スイッチに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信においては，光源等への
反射雑音の除去，あるいは通信中継器等での光スイチン
グを目的として，イットリウム鉄ガーネット単結晶やビ
スマス（Ｂｉ）置換鉄ガーネット単結晶を用いた光アイ
ソレータや磁気光学スイッチが使用されている。これら
の単結晶は，外部磁界を印加した状態で，その磁界の方
向もしくは逆方向に偏光を入射すると単結晶を通過した
偏光の偏波面が回転するファラデー回転効果と呼ばれる
特性を有する。このファラデー回転効果は，単なる旋光
とは異なり，非相反であるため，光アイソレータや磁気
光学スイッチに使用される。
反射雑音の除去，あるいは通信中継器等での光スイチン
グを目的として，イットリウム鉄ガーネット単結晶やビ
スマス（Ｂｉ）置換鉄ガーネット単結晶を用いた光アイ
ソレータや磁気光学スイッチが使用されている。これら
の単結晶は，外部磁界を印加した状態で，その磁界の方
向もしくは逆方向に偏光を入射すると単結晶を通過した
偏光の偏波面が回転するファラデー回転効果と呼ばれる
特性を有する。このファラデー回転効果は，単なる旋光
とは異なり，非相反であるため，光アイソレータや磁気
光学スイッチに使用される。
【０００３】図３及び図４は夫々光アイソレータ及び磁
気光学スイッチの原理を示す図である。図３に示す光ア
イソレータにおいては，偏波面選択方向８，１０がそれ
ぞれ４５°ずれている２個の偏光子７，９とそれらの間
に位置する４５°のファラデー回転角を有するファラデ
ー回転子５，そしてファラデー回転子に矢印１１で示す
ように磁界を印加するための図示しない磁石，通常はフ
ァラデー回転子の周囲を覆う円筒形の永久磁石である，
により構成されている。６は偏光を受ける光である。
気光学スイッチの原理を示す図である。図３に示す光ア
イソレータにおいては，偏波面選択方向８，１０がそれ
ぞれ４５°ずれている２個の偏光子７，９とそれらの間
に位置する４５°のファラデー回転角を有するファラデ
ー回転子５，そしてファラデー回転子に矢印１１で示す
ように磁界を印加するための図示しない磁石，通常はフ
ァラデー回転子の周囲を覆う円筒形の永久磁石である，
により構成されている。６は偏光を受ける光である。
【０００４】図４に示す磁気光学スイッチの原理も，光
アイソレータの原理に類似している。即ち，磁気光学ス
イッチは，偏光選択方向１５を有する偏光子１４と，フ
ァラデー回転子１２と，出射側の偏光子９に代る偏光ビ
ームスプリッタ１６と，外部磁界１７の印加用の図示し
ない電磁石とを備え，この電磁石に流す直流電流の方向
を電気的に反転し，磁界の方向１７を反転することによ
って，フェラデー回転の方向を反転し，透過光の方向１
８をスイッチングしている。
アイソレータの原理に類似している。即ち，磁気光学ス
イッチは，偏光選択方向１５を有する偏光子１４と，フ
ァラデー回転子１２と，出射側の偏光子９に代る偏光ビ
ームスプリッタ１６と，外部磁界１７の印加用の図示し
ない電磁石とを備え，この電磁石に流す直流電流の方向
を電気的に反転し，磁界の方向１７を反転することによ
って，フェラデー回転の方向を反転し，透過光の方向１
８をスイッチングしている。
【０００５】磁気光学スイッチ用の電磁石としては，コ
イルを用い直流電流を常に投入しておかなければならな
いものの他，図５に示すように，半硬質磁性材料２３に
コイル２４を巻回したものがある。この図５の方式で
は，直流のパルス電流を投入するだけで光のスイッチン
グ動作が行われるため消費電力が少ないという利点があ
り，実用化が進んでいる。なお，図５において，２１は
偏光子，１９はファラデー回転子，２２は偏光ビームス
プリッタ，２０は入射光，２５はスイッチングされた出
力光である。
イルを用い直流電流を常に投入しておかなければならな
いものの他，図５に示すように，半硬質磁性材料２３に
コイル２４を巻回したものがある。この図５の方式で
は，直流のパルス電流を投入するだけで光のスイッチン
グ動作が行われるため消費電力が少ないという利点があ
り，実用化が進んでいる。なお，図５において，２１は
偏光子，１９はファラデー回転子，２２は偏光ビームス
プリッタ，２０は入射光，２５はスイッチングされた出
力光である。
【０００６】このような光アイソレータや磁気光学スイ
ッチにおいては，偏光子等の光学系を複雑化することで
入射光が非偏光であっても動作できるようにしたものが
あるが，基本的な原理は図３及び図４に示されたものと
同様である。
ッチにおいては，偏光子等の光学系を複雑化することで
入射光が非偏光であっても動作できるようにしたものが
あるが，基本的な原理は図３及び図４に示されたものと
同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に，イットリウム
鉄ガーネット単結晶やビスマス置換希土類鉄ガーネット
単結晶は飽和磁界以上の磁界下でファラデー回転角が一
定の値を示すが，飽和磁界以下の大きさの磁界下におい
ては，外部磁界にファラデー回転角がほぼ比例し，外部
磁界を除去した場合，ファラデー回転効果がなくなるこ
とが常識とされている。
鉄ガーネット単結晶やビスマス置換希土類鉄ガーネット
単結晶は飽和磁界以上の磁界下でファラデー回転角が一
定の値を示すが，飽和磁界以下の大きさの磁界下におい
ては，外部磁界にファラデー回転角がほぼ比例し，外部
磁界を除去した場合，ファラデー回転効果がなくなるこ
とが常識とされている。
【０００８】したがって，イットリウム鉄ガーネット単
結晶膜やビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を上
記した光アイソレータや磁気光学スイッチに用いた場合
においては，外部磁界印加用の磁石が不可欠であるため
に，デバイスとして小型化や低コスト化を妨げていた。
特に，磁気光学スイッチにおいては，半硬質磁性材料に
コイルを巻回したものは，図５に示すように，その構成
がかなり複雑になり大型となる上にかなり高価格となっ
てしまう。
結晶膜やビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を上
記した光アイソレータや磁気光学スイッチに用いた場合
においては，外部磁界印加用の磁石が不可欠であるため
に，デバイスとして小型化や低コスト化を妨げていた。
特に，磁気光学スイッチにおいては，半硬質磁性材料に
コイルを巻回したものは，図５に示すように，その構成
がかなり複雑になり大型となる上にかなり高価格となっ
てしまう。
【０００９】そこで，本発明の技術的課題は，簡単な構
造で小型化され，低コストで容易に製造される光ファイ
バ通信に不可欠な光アイソレータ及び磁気光学スイッチ
とそれに用いるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜を提供することにある。
造で小型化され，低コストで容易に製造される光ファイ
バ通信に不可欠な光アイソレータ及び磁気光学スイッチ
とそれに用いるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶
膜を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は，これらの課
題を解決するために，ファラデー回転子に用いるイット
リウム鉄ガーネット単結晶やビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶が外部磁界が消失してもファラデー回転角
を保持する能力を具備すること見出し，本発明をなすに
至ったものである。
題を解決するために，ファラデー回転子に用いるイット
リウム鉄ガーネット単結晶やビスマス置換希土類鉄ガー
ネット単結晶が外部磁界が消失してもファラデー回転角
を保持する能力を具備すること見出し，本発明をなすに
至ったものである。
【００１１】本発明によれば、ＬＰＥ法によって育成さ
れたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜におい
て、前記単結晶膜は、厚膜であって、化学組成がＧｄｘ
ＲｙＢｉ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ
１２（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅ
ｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの
少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦
ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数
である。）で示され、前記単結晶膜面と交差する方向に
外部磁界を印加し磁気飽和させたのち当該外部磁界を除
去しても、磁気飽和させた際のファラデー回転効果を保
持することを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネッ
ト単結晶膜が得られる。
れたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜におい
て、前記単結晶膜は、厚膜であって、化学組成がＧｄｘ
ＲｙＢｉ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ
１２（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅ
ｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの
少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦
ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数
である。）で示され、前記単結晶膜面と交差する方向に
外部磁界を印加し磁気飽和させたのち当該外部磁界を除
去しても、磁気飽和させた際のファラデー回転効果を保
持することを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネッ
ト単結晶膜が得られる。
【００１２】また，本発明によれば，前記ビスマス置換
希土類鉄ガーネット単結晶膜からなることを特徴とする
ファラデー回転子が得られる。
希土類鉄ガーネット単結晶膜からなることを特徴とする
ファラデー回転子が得られる。
【００１３】また，本発明によれば，前記ファラデー回
転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界
を除去した状態で用いたことを特徴とする光アイソレー
タが得られる。
転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界
を除去した状態で用いたことを特徴とする光アイソレー
タが得られる。
【００１４】また，本発明によれば，前記ファラデー回
転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界
を除去した状態で用いたことを特徴とする磁気光学スイ
ッチが得られる。
転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界
を除去した状態で用いたことを特徴とする磁気光学スイ
ッチが得られる。
【００１５】また，本発明によれば，前記ファラデー回
転子と，前記ファラデー回転子に外部磁界を印加する電
磁石とを備え，前記電磁石に随時直流のパルス電流を投
入して，光のスイチング動作を行うことを特徴とする磁
気光学スイッチが得られる。
転子と，前記ファラデー回転子に外部磁界を印加する電
磁石とを備え，前記電磁石に随時直流のパルス電流を投
入して，光のスイチング動作を行うことを特徴とする磁
気光学スイッチが得られる。
【００１６】
【作用】本発明のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結
晶膜をファラデー回転子として用いた場合，外部磁界を
印加することなく入射光に対してファラデー回転角を与
えることができる。
晶膜をファラデー回転子として用いた場合，外部磁界を
印加することなく入射光に対してファラデー回転角を与
えることができる。
【００１７】
【実施例】以下，本発明の実施例について説明する。
【００１８】（実施例１）酸化ガドリニウム（Ｇｄ2 Ｏ
3 ），酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ），酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ），酸化ガリウム（Ｇａ2 Ｏ3 ），酸化ビスマス
（Ｂｉ2 Ｏ3 ），酸化鉛（ＰｂＯ），酸化ボロン（Ｂ2
Ｏ3 ）を夫々１，７，１，１，２５，５０，１５ｍｏｌ
％の比で総重量５ｋｇを白金ルツボ中に溶解混合した融
液を用い，方位｛１１１｝の非磁性カルシウム・マグネ
シウム・ジルコニウム置換ガドリニウム・ガリウム・ガ
ーネット（化学式（ＧｄＣａ）3 （ＧａＭｇＺｒ）5 Ｏ
12で示される単結晶基板に，ＬＰＥ法によりビスマス置
換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネ
ット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜を育成した。この単結晶
膜に膜面に垂直方向に磁界を印加しながら同じ方向に波
長１．３１μｍ，１．５５μｍの光を夫々入射させ，印
加磁界の強度を変化させながらファラデー回転係数の変
化を測定した。その結果を図１及び図２に示す。
3 ），酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ），酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ），酸化ガリウム（Ｇａ2 Ｏ3 ），酸化ビスマス
（Ｂｉ2 Ｏ3 ），酸化鉛（ＰｂＯ），酸化ボロン（Ｂ2
Ｏ3 ）を夫々１，７，１，１，２５，５０，１５ｍｏｌ
％の比で総重量５ｋｇを白金ルツボ中に溶解混合した融
液を用い，方位｛１１１｝の非磁性カルシウム・マグネ
シウム・ジルコニウム置換ガドリニウム・ガリウム・ガ
ーネット（化学式（ＧｄＣａ）3 （ＧａＭｇＺｒ）5 Ｏ
12で示される単結晶基板に，ＬＰＥ法によりビスマス置
換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネ
ット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜を育成した。この単結晶
膜に膜面に垂直方向に磁界を印加しながら同じ方向に波
長１．３１μｍ，１．５５μｍの光を夫々入射させ，印
加磁界の強度を変化させながらファラデー回転係数の変
化を測定した。その結果を図１及び図２に示す。
【００１９】図示のように，この単結晶膜において，一
旦飽和磁界以上の大きさの外部磁界を印加するとファラ
デー回転係数は，外部磁界を除去してもほとんど変化せ
ずその値を保っていた。
旦飽和磁界以上の大きさの外部磁界を印加するとファラ
デー回転係数は，外部磁界を除去してもほとんど変化せ
ずその値を保っていた。
【００２０】更に，如何なる組成のビスマス置換希土類
鉄ガーネット単結晶膜において，一旦飽和磁界以上の大
きさの外部磁界を印加した後，この外部磁界を除去して
も，そのファラデー回転係数が飽和磁界以上での値を保
つものであるかを明らかにするために，極めて広範囲に
渡る組成のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を
ＬＰＥ法によって育成し，それらの外部磁界とファラデ
ー回転係数との関係を調査した。その結果，化学式Ｇｄ
x Ｒy Ｂｉ3-x-y Ｆｅ5-z （ＡｌＧａ）z Ｏ12（但し，
ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一
種であり，ｘ，ｙ，ｚは，１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ
≦１．９，０．５≦ｚ≦２．０である。）で示される組
成において，一旦飽和磁界以上の大きさの外部磁界を印
加すれば，外部磁界を除去しても，そのファラデー回転
係数が飽和磁界以上での値を保つ事実を見出した。
鉄ガーネット単結晶膜において，一旦飽和磁界以上の大
きさの外部磁界を印加した後，この外部磁界を除去して
も，そのファラデー回転係数が飽和磁界以上での値を保
つものであるかを明らかにするために，極めて広範囲に
渡る組成のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を
ＬＰＥ法によって育成し，それらの外部磁界とファラデ
ー回転係数との関係を調査した。その結果，化学式Ｇｄ
x Ｒy Ｂｉ3-x-y Ｆｅ5-z （ＡｌＧａ）z Ｏ12（但し，
ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一
種であり，ｘ，ｙ，ｚは，１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ
≦１．９，０．５≦ｚ≦２．０である。）で示される組
成において，一旦飽和磁界以上の大きさの外部磁界を印
加すれば，外部磁界を除去しても，そのファラデー回転
係数が飽和磁界以上での値を保つ事実を見出した。
【００２１】ところで，ＬＰＥ法によって育成されたビ
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜には，微少量な
がらるつぼから混入する白金や融液中の融剤（本実施例
の場合は，酸化鉛と酸化ボロン）から混入する鉛や硼素
（ボロン）が不純物として存在している。
スマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜には，微少量な
がらるつぼから混入する白金や融液中の融剤（本実施例
の場合は，酸化鉛と酸化ボロン）から混入する鉛や硼素
（ボロン）が不純物として存在している。
【００２２】また，ＬＰＥ法によって育成されるビスマ
ス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において，光吸収の
低減等のために，イオン化した場合の価数がプラス３価
以外となるような元素，例えば，シリコン，マグネシウ
ム，カルシウム，バナジウム等を不純物として微少量混
入させる場合がある。
ス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において，光吸収の
低減等のために，イオン化した場合の価数がプラス３価
以外となるような元素，例えば，シリコン，マグネシウ
ム，カルシウム，バナジウム等を不純物として微少量混
入させる場合がある。
【００２３】（実施例２）実施例１において育成したビ
スマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム
・ガーネット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜に，その膜面に
垂直方向に飽和磁界以上の強度の外部磁界を一旦印加し
た後，波長１．３１μｍ及び波長１．５５μｍの波長の
光に対して４５°のファラデー回転を生ずる厚さまで研
磨した。この場合の厚さは，それぞれ３７５μｍ（波長
１．３１μｍ用），５６３μｍ（波長１．５５μｍ）で
あった。
スマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム
・ガーネット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜に，その膜面に
垂直方向に飽和磁界以上の強度の外部磁界を一旦印加し
た後，波長１．３１μｍ及び波長１．５５μｍの波長の
光に対して４５°のファラデー回転を生ずる厚さまで研
磨した。この場合の厚さは，それぞれ３７５μｍ（波長
１．３１μｍ用），５６３μｍ（波長１．５５μｍ）で
あった。
【００２４】そして，これらのビスマス置換ガドリニウ
ム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット単結晶膜
をファラデー回転子とした光アイソレータを組み立て
た。即ち，図３中で示される光アイソレータの外部磁界
印加用磁石を不要とした光アイソレータである。この光
アイソレタは外部磁界印加用磁石が不要となったため，
小型でしかも組み立ても極めて容易であった。
ム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット単結晶膜
をファラデー回転子とした光アイソレータを組み立て
た。即ち，図３中で示される光アイソレータの外部磁界
印加用磁石を不要とした光アイソレータである。この光
アイソレタは外部磁界印加用磁石が不要となったため，
小型でしかも組み立ても極めて容易であった。
【００２５】（実施例３）実施例１において育成したビ
スマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム
・ガーネット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜に，その膜面に
垂直方向に飽和磁界以上の強度の外部磁界を一旦印加し
た後，波長１．３１μｍ及び波長１．５５μｍの波長の
光に対して４５°のファラデー回転を生ずる厚さまで研
磨した。この単結晶膜の厚さは，それぞれ３７５μｍ
（波長１．３１μｍ用），５６３μｍ（波長１．５５μ
ｍ）であった。
スマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム
・ガーネット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜に，その膜面に
垂直方向に飽和磁界以上の強度の外部磁界を一旦印加し
た後，波長１．３１μｍ及び波長１．５５μｍの波長の
光に対して４５°のファラデー回転を生ずる厚さまで研
磨した。この単結晶膜の厚さは，それぞれ３７５μｍ
（波長１．３１μｍ用），５６３μｍ（波長１．５５μ
ｍ）であった。
【００２６】そして，これらのビスマス置換ガドリニウ
ム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット単結晶膜
をファラデー回転子とした磁気光学スイッチを組み立て
た。
ム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット単結晶膜
をファラデー回転子とした磁気光学スイッチを組み立て
た。
【００２７】即ち，図４に示す型の磁気光学スイッチが
得られる。この際，スイッチング用の外部磁界印加用磁
石としては，鉄芯にコイルを巻いたものを用い，そのコ
イルに直流のパルス電流を投入し，ファラデー回転を反
転させ，光のスイッチングを行った。この磁気光学スイ
ッチは，図５に示すように半硬質磁性材料２３にコイル
２４を巻いたものを外部磁界印加用磁石に用いる従来の
磁気光学スイッチに比べ，小型でその構成がはるかに単
純で組み立てが容易であった。
得られる。この際，スイッチング用の外部磁界印加用磁
石としては，鉄芯にコイルを巻いたものを用い，そのコ
イルに直流のパルス電流を投入し，ファラデー回転を反
転させ，光のスイッチングを行った。この磁気光学スイ
ッチは，図５に示すように半硬質磁性材料２３にコイル
２４を巻いたものを外部磁界印加用磁石に用いる従来の
磁気光学スイッチに比べ，小型でその構成がはるかに単
純で組み立てが容易であった。
【００２８】以上，実施例２及び３には，実施例１にお
いて育成したビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニ
ウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2
Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜を
ファラデー回転子とした光アイソレータ及び磁気光学ス
イッチを夫々示したが，特にこの組成に限定されず，実
施例１に示す組成即ち，化学式Ｇｄx Ｒy Ｂｉ3-x-y Ｆ
ｅ5-z （ＡｌＧａ）zＯ12（但しＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり，ｘ，ｙ，
ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ≦１．９，
０．５≦ｚ≦２．０の数である。）で示されるビスマス
置換希土類鉄ガーネット単結晶膜をファラデー回転子と
する光アイソレータ，及び磁気光学スイッチ全てが本発
明に含まれることはいうまでもない。
いて育成したビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニ
ウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2
Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で示される）単結晶膜を
ファラデー回転子とした光アイソレータ及び磁気光学ス
イッチを夫々示したが，特にこの組成に限定されず，実
施例１に示す組成即ち，化学式Ｇｄx Ｒy Ｂｉ3-x-y Ｆ
ｅ5-z （ＡｌＧａ）zＯ12（但しＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり，ｘ，ｙ，
ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ≦１．９，
０．５≦ｚ≦２．０の数である。）で示されるビスマス
置換希土類鉄ガーネット単結晶膜をファラデー回転子と
する光アイソレータ，及び磁気光学スイッチ全てが本発
明に含まれることはいうまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，印加磁界を必要とすることなくファラデー回転を与
えることができるので，光ファイバ通信に不可欠な光ア
イソレータ及び磁気光学スイッチを，小型，簡単な構造
をもって，低コストで容易に製造できるため，その工業
的価値は極めて大きい。
ば，印加磁界を必要とすることなくファラデー回転を与
えることができるので，光ファイバ通信に不可欠な光ア
イソレータ及び磁気光学スイッチを，小型，簡単な構造
をもって，低コストで容易に製造できるため，その工業
的価値は極めて大きい。
【図１】本発明の実施例１に係るビスマス置換型ガドリ
ニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化
学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で
示される）単結晶膜の波長１．３１μｍの光に対する外
部磁界とファラデー回転との関係を示す図である。
ニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化
学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で
示される）単結晶膜の波長１．３１μｍの光に対する外
部磁界とファラデー回転との関係を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係るビスマス置換型ガドリ
ニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化
学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で
示される）単結晶膜の波長１．５５μｍの光に対する外
部磁界とファラデー回転との関係を示す図である。
ニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化
学式Ｇｄ1.8 Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｏ12で
示される）単結晶膜の波長１．５５μｍの光に対する外
部磁界とファラデー回転との関係を示す図である。
【図３】光アイソレータの原理を示す斜視図である。
【図４】磁気光学スイッチの原理を示す斜視図である。
【図５】半硬質磁性材料を電磁石に用いた磁気光学スイ
ッチの構成を示す図である。
ッチの構成を示す図である。
５，１２，１９ ファラデー回転子 ６，１３，２０ 光 ７ 入射側偏光子 ８ 入射側偏光子７の偏光面選択方向 ９ 出射側偏光子 １０ 出射側偏光子９の偏光面選択方向 １１ 外部磁界の印加方向 １４，２１ 偏光子 １５ 偏光子１４の偏光面選択方向 １６，２２ 偏光ビームスプリッタ １７ 反転しうる外部磁界の方向 １８，２５ 外部磁界の方向によってスイッチングさ
れる２本の光 ２３ 半硬質磁性材料 ２４ コイル
れる２本の光 ２３ 半硬質磁性材料 ２４ コイル
Claims (5)
- 【請求項１】 ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置
換希土類鉄ガーネット単結晶膜において、前記単結晶膜
は、厚膜であって、化学組成がＧｄｘＲｙＢｉ
３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ１２（但し、Ｒ
はＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，
Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種で
あり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦
ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）で示さ
れ、前記単結晶膜面と交差する方向に外部磁界を印加し
磁気飽和させたのち当該外部磁界を除去しても、磁気飽
和させた際のファラデー回転効果を保持することを特徴
とするビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜。 - 【請求項２】 請求項１記載のビスマス置換希土類鉄ガ
ーネット単結晶膜からなることを特徴とするファラデー
回転子。 - 【請求項３】 請求項２記載のファラデー回転子に外部
磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した
状態で用いたことを特徴とする光アイソレータ。 - 【請求項４】 請求項２記載のファラデー回転子に外部
磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した
状態で用いたことを特徴とする磁気光学スイッチ。 - 【請求項５】 請求項２記載のファラデー回転子と，前
記ファラデー回転子に外部磁界を印加する電磁石とを備
え，前記電磁石に随時直流のパルス電流を投入して，光
のスイチング動作を行うことを特徴とする磁気光学スイ
ッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01204693A JP3237031B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01204693A JP3237031B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222311A JPH06222311A (ja) | 1994-08-12 |
| JP3237031B2 true JP3237031B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=11794663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01204693A Expired - Fee Related JP3237031B2 (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチ |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP3237031B2 (ja) |
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| CN1271454C (zh) | 2001-12-25 | 2006-08-23 | Tdk株式会社 | 硬磁性柘榴石材料、其单晶体膜的制造方法、法拉第旋转子、其制造方法和用途 |
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| CN1296751C (zh) * | 2004-10-14 | 2007-01-24 | 厦门大学 | 高速微型磁光开关 |
| JP6586186B1 (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-02 | アンリツ株式会社 | 波長掃引光源、それを用いたｏｆｄｒ装置及び測定方法 |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP01204693A patent/JP3237031B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06222311A (ja) | 1994-08-12 |
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