JPH0369847B2 - - Google Patents

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JPH0369847B2
JPH0369847B2 JP60243217A JP24321785A JPH0369847B2 JP H0369847 B2 JPH0369847 B2 JP H0369847B2 JP 60243217 A JP60243217 A JP 60243217A JP 24321785 A JP24321785 A JP 24321785A JP H0369847 B2 JPH0369847 B2 JP H0369847B2
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JP
Japan
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faraday rotation
garnet
wavelength
thickness
value
Prior art date
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JP60243217A
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English (en)
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JPS62105931A (ja
Inventor
Yoichi Honda
Taketoshi Hibya
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS62105931A publication Critical patent/JPS62105931A/ja
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  • Compounds Of Iron (AREA)
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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、光アイソレータや光スイツチ等のフ
アラデー回転子に用いられる磁気光学ガーネツト
材料に関する。特に24c位置にTbおよびBiを含有
する磁気光学ガーネツトに関する。 (従来の技術) 光フアイバ通信における反射雑音の除去のため
に、電子通信学会技術研究報告OQE78−133に開
示される様に、光アイソレータの使用が提案され
ている。光アイソレータのコストを低減するため
に1985年2月にアメリカ サン・デイゴで開催さ
れたコンフアレンス オン オプテイカルフアイ
バ コミユニケーシヨン(Conference on
Optical Fiber Communication)講演番号WK1
において開示される様に、液相エピタキシヤル法
で育成した(GdBi)3(FeAlGa)5O12ガーネツト厚
膜をフアラデー回転子として用いることが提案さ
れている。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、ガーネツトのフアラデー回転係
数は周囲環境温度に対して著しい依存性を示すこ
とから、アイソレータに必要な45度のフアラデー
回転がが室温で保証されていたとしても、周囲環
境温度の変化により回転角は変化し、アイソレー
シヨンの値は低減する。上記の(GdBi)3
(FeAlGa)5O12の場合、波長1.3μm帯での値を例
にとるとフアラデー回転角の温度依存は第2図の
様である。フアラデー回転角が温度の変化に伴い
変化すると、アイソレーシヨンの値は第3図の様
に変化する。一方、周囲環境温度の変化に伴い、
レーザ発振波長も変化するので、フアラデー回転
角もまた変動する。 本発明の目的は、波長1.3μmおよび1.5μm帯に
おいて、フアラデー回転係数とレーザ発振波長双
方の温度依存に影響されることなく、安定なアイ
ソレーシヨンの値を確保できる磁気光学ガーネツ
トを提供しようとするものである。 (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、ガーネツトのフアラデー回転角
の符号およびその温度係数がガーネツト結晶の
24c位置を占めるイオンの化学種に依存すること
に着目して実験を行い、24c位置にBiイオンとTb
イオンを含有するガーネツトが波長1.3μmおよび
1.5μm帯において、周囲環境温度の変化とレーザ
波長の温度変化にもかかわららず、光アイソレー
タとして安定に動作することを実験的に見いだ
し、本発明をなすに至つた。すなわち本発明の磁
気光学ガーネツトは非磁性ガーネツト単結晶基板
とその基板上に液相エピタキシヤル法で形成され
たTbxBi3−xFe5O12(ただし0<x<3)なる化
学組成のガーネツト単結晶膜とを備えることを特
徴とする。 (実施例) 以下に、本発明を実施例を用いて説明する。 (実施例 1) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
−酸化ほう素系融剤より770℃において、格子定
数が12.438Åの非磁性サマリウム・ガリウム・ガ
ーネツト基板{111}上に、格子定数が。12.461
ÅでTb2.6Bi0.4Fe5O12なる化学式を有する磁性ガ
ーネツト単結晶膜を850μmの厚さに液相エピタ
キシヤル法で形成した。このガーネツト膜のフア
ラデー回転係数を、波長1.3μmにおいて周囲環境
温度の函数として測定したところ、第1図および
第1表に示す様な結果が得られた。850μmの厚
さで45゜のフアラデー回転を示した。0℃および
50℃におけるフアラデー回転係数は、25℃におけ
る値に対して0.3%の変動を示すのみであつた。
この値は、(GdBi)3(FeAlGa)5O12における4%
と比べると極めて小さく、0℃から50℃の範囲に
おいて53dBのアイソレーシヨンを確保すること
ができた。また、波長1.5μmにおけるフアラデー
回転係数の周囲環境温度依存は第2表に示す様で
あつた。1120μmの厚さで45度のフアラデー回転
を示した。0℃および50℃におけるフアラデー回
転係数は、25℃における値に対して2.1%の変動
を示すのみであつた。 尚、光フアイバ通信における光源レーザの発振
波長の周囲環境温度の変化によるゆらぎに対して
も、本材料を用いる場合にはアイソレーシヨンの
劣化は見い出されず、反射雑音の除去に効果があ
つた。 (実施例 2) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
−酸化ほう素系融剤より764℃において、格子定
数が12.490Å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
ーネツト基板{111}上に、格子定数が12.474Å
でTb2.4Bi0.6Fe5O13なる化学式を有する磁性ガー
ネツト単結晶膜を475μmの厚さに液相エピタキ
シヤル法で形成した。このガーネツト単結晶膜の
フアラデー回転係数を、波長1.3μmにおいて周囲
環境温度の函数として測定したところ、第1表に
示す様な結果が得られた。475μmの厚さで45度
のフアラデー回転を示した。0℃および50℃にお
けるフアラデー回転係数は25℃における値に対し
て2.1%の変動を示すのみであつた。この値は
(GdBi)3(FeAlGa)5O12における4%と比べると
極めて小さく、0℃から50℃の範囲において
36dBのアイソレーシヨンを確保することができ
た。また、波長1.5μmにおけるフアラデー回転係
数の周囲環境温度依存は、第2表に示す様であつ
た。661μmの厚さで45度のフアラデー回転を示
した。0℃および50℃におけるフアラデー回転係
数は25℃における値に対して2.9%の変動を示す
のみであつた。 (実施例 3) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
一酸化ほう素系融剤より752℃において、格子定
数が12.490〓Åの非磁性カルシウム、マグネシウ
ム、ジルコニウム置換カドリニウム・ガリウム・
ガーネツト基板{111}上に、格子定数が12.486
ÅでTb2.2Bi0.3Fe5O12なる化学式を有する磁性ガ
ーネツト単結晶膜を330μmの厚さに液相エピタ
キシヤル法で形成した。このガーネツト膜のフア
ラデー回転係数を、波長1.3μmにおいて周囲環境
温度の函数として測定したところ、第1表に示す
様な結果が得られた。330μmの厚さで45度のフ
アラデー回転を示した。0℃および50℃における
フアラデー回転係数は25℃における値に対して
2.8%の変動を示すのみであつた。この値は、
(GdBi)3(FeAlGa)5O12における4%と比べると
極めて小さく、0℃から50℃の範囲において
33dBのアイソレーシヨンを確保することができ
た。また、波長1.5μmにおけるフアラデー回転係
数の周囲環境温度依存は、第2表に示す様であつ
た。470μmの厚さで45度のフアラデー回転を示
した。0℃および50℃におけるフアラデー回転係
数は25℃における値に対して3.3%の変動を示す
のみであつた。 (実施例 4) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
−酸化ほう素系融剤より742℃において、格子定
数が12.490Å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・
ガーネツト基板{111}上に、格子定数が12.499
ÅでTb2.0Bi1.0Fe5O12なる化学式を有する磁性ガ
ーネツト単結晶膜を251μmの厚さに液相エピタ
キシヤル法で形成した。このガーネツト膜のフア
ラデー回転係数を、波長1.3μmにおいて周囲環境
温度の函数として測定したところ、第1表に示す
様な結果が得られた。251μmの厚さで45度のフ
アラデー回転を示した。0℃および50℃における
フアラデー回転係数は25℃における値に対して
3.2%の変動を示すのみであつた。この値は、
(GdBi)3(FeAlGa)5O12における4%と比べると
小さく、0℃から50℃の範囲において32dBのア
イソレーシヨンを確保することができた。また、
波長1.5μmにおけるフアラデー回転係数の周囲環
境温度依存は、第2表に示す様であつた。365μ
mの厚さで45度のフアラデー回転を示した。0℃
および50℃におけるフアラデー回転係数は25℃に
おける値に対して3.5%の変動を示すのみであつ
た。 (実施例 5) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
−酸化ほう素系融剤より、800℃において、格子
定数が12.438Åの非磁性サマリウム・ガリウム・
ガーネツト基板{111}上に、格子定数が12.499
ÅでTb2.81Bi0.19Fe5O12なる化学式を有する磁性
ガーネツト単結晶膜を3.99mmの厚さに液相エピ
タキシヤル法で形成した。このガーネツト膜のフ
アラデー回転係数を、波長1.5μmにおいて周囲環
境温度の函数として測定したところ、第2表に示
す様な結果が得られた。3.99mmの厚さで45度の
フアラデー回転を示した。0℃および50℃におけ
るフアラデー回転係数は25℃における値に対して
3.5%の変動を示すのみであつた。この値は、
(GdBi)3(FeAlGa)5O12における4%と比べると
小さく、0℃から50℃の範囲において31dBのア
イソレーシヨンを確保することができた。 (実施例 6) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
−酸化ほう素系融剤より787℃において、格子定
数が12.438Åの非磁性サマリウム・ガリウム・ガ
ーネツト基板{111}上に、格子定数が12.455Å
でTb2.7Bi0.3Fe5O12なる化学式を有する磁性ガー
ネツト単結晶膜を1.42mmの厚さに液相エピタキ
シヤル法で形成した。このガーネツト膜のフアラ
デー回転係数を、波長1.3μmにおいて周囲環境温
度の函数として測定したところ、第1表に示す様
な結果が得られた。1.42mmの厚さで45度のフアラ
デー回転を示した。0℃および50℃におけるフア
ラデー回転係数は25℃における値に対して2.4%
の変動を示すのみであつた。この値は、(GdBi)3
(FeAlGa)5O12における4%と比べると著しく小
さく、0℃から50℃の範囲において34dBのアイ
ソレーシヨンを確保することができた。また、波
長1.5μmにおけるフアラデー回転係数の周囲環境
温度依存は、第2表に示す様であつた。1.69μm
の厚さで45度のフアラデー回転を示した。0℃お
よび50℃におけるフアラデー回転係数は25℃にお
ける値に対して0.9%の変動を示すのみであつた。 (実施例 7) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
系融剤より736℃において、格子定数が12.509Å
の非磁性ネオジウム・ガリウム・ガーネツト基板
{111}上に、格子定数が12.511ÅでTb1.8Bi1.2
Fe5O12なる化学式を有する磁性ガーネツト単結
晶膜を204μmの厚さに液相エピタキシヤル法で
形成した。このガーネツト膜のフアラデー回転係
数を、波長1.3μmにおいて周囲環境温度の函数と
して測定したところ、第1表に示す様な結果が得
られた。204μmの厚さで45度のフアラデー回転
を示した。0℃および50℃におけるフアラデー回
転係数は25℃における値に対して3.3%の変動を
示すのみであつた。この値は、(GdBi)3
(FeAlGa)5O12における4%と比べると小さく、
0℃から50℃の範囲において32dBのアイソレー
シヨンを確保することができた。また、波長1.5μ
mにおけるフアラデー回転係数の周囲環境温度依
存は、第2表に示す様であつた。298μmの厚さ
で45度のフアラデー回転を示した。0℃および50
℃におけるフアラデー回転係数は25℃における値
に対して3.6%の変動を示すのみであつた。 (実施例 8) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
系融剤より713℃において、格子定数が12.509Å
の非磁性ネオジウム・ガリウム・ガーネツト基板
{111}上に、格子定数が12.531ÅでTb1.5Bi1.5
Fe5O12なる化学式を有する磁性ガーネツト単結
晶膜を159μmの厚さに液相エピタキシヤル法で
形成した。このガーネツト膜のフアラデー回転係
数を、波長1.3μmにおいて周囲環境温度の函数と
して測定したところ、第1表に示す様な結果が得
られた。159μmの厚さで45度のフアラデー回転
を示した。0℃および50℃におけるフアラデー回
転係数は25℃における値に対して3.4%の変動を
示すのみであつた。この値は、(GdBi)3
(FeAlGa)5O12における4%と比べると小さく、
0℃から50℃の範囲において31dBのアイソレー
シヨンを確保することができた。また、波長1.5μ
mにおけるフアラデー回転係数の周囲環境温度依
存は、第2表に示す様であつた。234μmの厚さ
で45度のフアラデー回転を示した。0℃および50
℃におけるフアラデー回転係数は25℃における値
に対して3.3%の変動を示すのみであつた。 (実施例 9) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス
系融剤より688℃において、格子定数が12.509Å
の非磁性ネオジウム・ガリウム・ガーネツト基板
{111}上に、格子定数が12.562ÅでTb1.0Bi2.0
Fe5O12なる化学式を有する磁性ガーネツト単結
晶膜を116μmの厚さに液相エピタキシヤル法で
形成した。このガーネツト膜のフアラデー回転係
数を波長1.3μmにおいて周囲環境温度の函数とし
て測定したところ、第1表に示す様な結果が得ら
れた。116μmの厚さで45度のフアラデー回転を
示した。0℃および50℃におけるフアラデー回転
係数は25℃における値に対して3.6%の変動を示
すのみであつた。この値は、(GdBi)3
(FeAlGa)5O12における4%と比べると小さく、
0℃から50℃の範囲において31dBのアイソレー
シヨンを確保することができた。
【表】
【表】 (発明の効果) 以上説明した如く、本発明をもちいることによ
り、周囲環境温度の変化に対して影響を受けにく
く、安定なアイソレーシヨンが得られるアイソレ
ータが実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はTb2.6Bi0.4ガーネツト膜の波長1.5μm
におけるフアラデー回転係数の温度依存を示す
図、第2図は、(GdBi)3(FeAlGa)5O12ガーネツ
ト膜の波長1.5μmにおけるフアラデー回転係数の
温度依存を示す図、第3図はフアラデー回転角の
45゜からのずれによるアイソレーシヨン値の変化
を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 非磁性ガーネツト単結晶基板と該基板上に液
    相エピタキシヤル法で形成されたTbxBi3
    xFe5O12(0<x<3)なる化学組成のガーネツ
    ト単結晶膜とを備えることを特徴とする磁気光学
    ガーネツト。
JP24321785A 1985-10-29 1985-10-29 磁気光学ガ−ネツト Granted JPS62105931A (ja)

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