JPH01257917A - 磁気光学ガーネット - Google Patents
磁気光学ガーネットInfo
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- JPH01257917A JPH01257917A JP8539488A JP8539488A JPH01257917A JP H01257917 A JPH01257917 A JP H01257917A JP 8539488 A JP8539488 A JP 8539488A JP 8539488 A JP8539488 A JP 8539488A JP H01257917 A JPH01257917 A JP H01257917A
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Links
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- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［概 要］
ファラデー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、ファラデー回転係数が非常に
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、ＨＯ）ｌ Ｅ ｕ
ｙ Ｂ １３−ｘ−ｙＦｅ、０．２（ここで０．１５
≦ｙ／ｘ≦０．４０； 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。
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、ファラデー回転係数が非常に
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、ＨＯ）ｌ Ｅ ｕ
ｙ Ｂ １３−ｘ−ｙＦｅ、０．２（ここで０．１５
≦ｙ／ｘ≦０．４０； 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。
［産業上の利用分野コ
本発明はファラデー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。
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る。
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。
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
とをファラデー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できが、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（Ｌ Ｐ Ｅ）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太き（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。
とをファラデー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できが、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（Ｌ Ｐ Ｅ）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太き（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買換に比
例して大きくなり、このような厚いは格子定数１２．４
９６八前後の５ＧＧＧ基板（（ＧｄＣａ） ｓ （Ｇａ
ＭｇＺ ｒ） ｓ ０１２） ）との格子整合をはかる
上でＢｉ置換量に制限を生じる。
スマス置換鉄ガーネットの格子定数もビスマス買換に比
例して大きくなり、このような厚いは格子定数１２．４
９６八前後の５ＧＧＧ基板（（ＧｄＣａ） ｓ （Ｇａ
ＭｇＺ ｒ） ｓ ０１２） ）との格子整合をはかる
上でＢｉ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。
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（Ｌ
ｕＢｉ）ｓ Ｆｅｓ Ｏ，２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。
を用いた例としては、ビスマスが多量に置換された（Ｌ
ｕＢｉ）ｓ Ｆｅｓ Ｏ，２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）３ Ｆｅ５０Ｉ２の上
記膜欠陥の発生という問題点を改良するためにＧｄ’＋
イオンを添加することが提案されており、その結果１．
３μｍにおけるファラデー回転係数が１８００ ｄｅｇ
／ｃｍと非常に大きくしかも鏡面を呈する（ＧｄＬｕＢ
ｉ）ｓ Ｆｅｓ ０＋２厚膜が得られていることが報告
されている。
）第１４３頁には、（ＬｕＢｉ）３ Ｆｅ５０Ｉ２の上
記膜欠陥の発生という問題点を改良するためにＧｄ’＋
イオンを添加することが提案されており、その結果１．
３μｍにおけるファラデー回転係数が１８００ ｄｅｇ
／ｃｍと非常に大きくしかも鏡面を呈する（ＧｄＬｕＢ
ｉ）ｓ Ｆｅｓ ０＋２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ー回転係
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ー回転係
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Ｇ ｄ
””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ー
回転角温度特性の改良」と題する論文に記載されている
。
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ー回転係
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Ｇ ｄ
””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ー
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）ｓ Ｆｅ５Ｏ１２
のようにＧｄ’＋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、−船釣に温度依存性の点からみて好
ましいものとはいえない。
のようにＧｄ’＋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、−船釣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、ファラデー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。
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）（ｏ、Ｅｕ、Ｂ１３−１’
ｌ−７Ｆ ｅｓ ０１２ （ここで０．１５≦ｙ／ｘ≦
０．４；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。
ｌ−７Ｆ ｅｓ ０１２ （ここで０．１５≦ｙ／ｘ≦
０．４；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。
［実施例コ
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Ｎ
ＧＧ基板上に８２０℃で１４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２６０μｍ厚のＨ
ｏ １．３６Ｅ ｕ ０．３４Ｂ ｉ １．５ｏＦｅ、
０．２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ー回転係数は波
長１．３μｍで２１８０ ｄｅｇ／ｃｍであり、１℃当
りのファラデー回転係数の変化率は一２０〜７０℃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。
ＧＧ基板上に８２０℃で１４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２６０μｍ厚のＨ
ｏ １．３６Ｅ ｕ ０．３４Ｂ ｉ １．５ｏＦｅ、
０．２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ー回転係数は波
長１．３μｍで２１８０ ｄｅｇ／ｃｍであり、１℃当
りのファラデー回転係数の変化率は一２０〜７０℃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Ｈ
ｏ ＋、５ｓＥｕｏ、５４Ｂｉ ＋、ａｏＦ ｅｓ ０
１２磁性ガーネツトを使用すれば、その膜厚は４５÷２
１８０ζ２０６μｍとなる。
面の回転角は４５°であるから、この実施例によるＨ
ｏ ＋、５ｓＥｕｏ、５４Ｂｉ ＋、ａｏＦ ｅｓ ０
１２磁性ガーネツトを使用すれば、その膜厚は４５÷２
１８０ζ２０６μｍ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５
ＧＧＧ基板上に８２５℃で１８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２５０μｍ厚の
ＨＯ１，４４Ｅ ｕ ０．３７Ｂ ｊ ｌ＋ ｌ１ｌＦ
ｅｓＯ＋□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。
ＧＧＧ基板上に８２５℃で１８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２５０μｍ厚の
ＨＯ１，４４Ｅ ｕ ０．３７Ｂ ｊ ｌ＋ ｌ１ｌＦ
ｅｓＯ＋□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ー回転係数は波長１゜３μｍで
２０５０ｄｅｇ／ｃｍであり、１℃当りのファラデー回
転係数の変化率は一２０〜７０℃において０．１０８％
であって、磁気光学材料としての優れた特性を示す。
２０５０ｄｅｇ／ｃｍであり、１℃当りのファラデー回
転係数の変化率は一２０〜７０℃において０．１０８％
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Ｈ Ｏ１，４４Ｅ ｕ ｏ、
ｓｔＢ ｉ＋、 ＋ｓＦ ｅ ｓ ０１２の磁性ガーネ
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＋２０５ ｏ＝２２
０μｍとなる。
ｓｔＢ ｉ＋、 ＋ｓＦ ｅ ｓ ０１２の磁性ガーネ
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＋２０５ ｏ＝２２
０μｍとなる。
［発明の効果コ
本発明によれば、Ｂｉの大きいイオン半径をＨｏ−Ｅｕ
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
デー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。
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
デー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。
特許出願人 三菱瓦斯化学株式会社
代理人 弁理士 小 堀 貞 文
Claims (1)
- Ｈｏ＿ｘＥｕ＿ｙＢｉ＿３＿−＿ｘ＿−＿ｙＦｅ＿５Ｏ
＿１＿２（ここで０．１５≦ｙ／ｘ≦０．４；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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8539488A JPH01257917A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 磁気光学ガーネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8539488A JPH01257917A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 磁気光学ガーネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01257917A true JPH01257917A (ja) | 1989-10-16 |
Family
ID=13857555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8539488A Pending JPH01257917A (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 磁気光学ガーネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01257917A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6351331B1 (en) | 1999-05-28 | 2002-02-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Faraday rotator and magneto-optical element using the same |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP8539488A patent/JPH01257917A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6351331B1 (en) | 1999-05-28 | 2002-02-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Faraday rotator and magneto-optical element using the same |
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