JPH04304418A - ファラデー回転子 - Google Patents
ファラデー回転子Info
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- JPH04304418A JPH04304418A JP9485191A JP9485191A JPH04304418A JP H04304418 A JPH04304418 A JP H04304418A JP 9485191 A JP9485191 A JP 9485191A JP 9485191 A JP9485191 A JP 9485191A JP H04304418 A JPH04304418 A JP H04304418A
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- faraday rotator
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Links
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー回転角の温
度変化が少なく且つ透過光の回折損失が少ない、光アイ
ソレータ、光サーキュレータや光スイッチに好適なファ
ラデー回転子に関する。
度変化が少なく且つ透過光の回折損失が少ない、光アイ
ソレータ、光サーキュレータや光スイッチに好適なファ
ラデー回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光通信
の波長である１．３μｍ帯、１．５５μｍ帯用の光アイ
ソレータに使用されるファラデー回転子材料として、磁
性ガーネット材料が知られている。
の波長である１．３μｍ帯、１．５５μｍ帯用の光アイ
ソレータに使用されるファラデー回転子材料として、磁
性ガーネット材料が知られている。
【０００３】特に、Ｂｉを置換した希土類鉄ガーネット
材料はファラデー回転能が大きく有望視されているが、
ファラデー回転角の温度変化が大きいことが欠点である
。最近、ガーネットの組成を調整して、この温度特性を
改善することが提案されている。例えば、特開昭６２−
１０５９３１号は、Ｔｂ２．６ Ｂｉ０．４ Ｆｅ５
Ｏ１２ からなる組成物を開示しており、回転角の温度
変化率がほぼゼロになることが示されている。しかしな
がら、温度特性を改善するためにＢｉ置換量を少なくし
ているため、ファラデー回転係数（回転能）が小さいと
いう欠点がある。現在までにＢｉ置換量が充分多くかつ
ファラデー回転角の温度変化をほぼゼロにする材料組成
は知られていない。
材料はファラデー回転能が大きく有望視されているが、
ファラデー回転角の温度変化が大きいことが欠点である
。最近、ガーネットの組成を調整して、この温度特性を
改善することが提案されている。例えば、特開昭６２−
１０５９３１号は、Ｔｂ２．６ Ｂｉ０．４ Ｆｅ５
Ｏ１２ からなる組成物を開示しており、回転角の温度
変化率がほぼゼロになることが示されている。しかしな
がら、温度特性を改善するためにＢｉ置換量を少なくし
ているため、ファラデー回転係数（回転能）が小さいと
いう欠点がある。現在までにＢｉ置換量が充分多くかつ
ファラデー回転角の温度変化をほぼゼロにする材料組成
は知られていない。
【０００４】また、組成調整以外の改善方法として、フ
ァラデー回転角の温度変化分を印加磁界を変化させるこ
とにより補償する温度補償型光アイソレータが開示され
ている（実公昭６１−９３７６号）。しかしながら、こ
の方法は、永久磁石以外に整磁鋼が配置された複雑な構
成であり、しかも０．８μｍ帯のみを対象としていると
いう欠点がある。
ァラデー回転角の温度変化分を印加磁界を変化させるこ
とにより補償する温度補償型光アイソレータが開示され
ている（実公昭６１−９３７６号）。しかしながら、こ
の方法は、永久磁石以外に整磁鋼が配置された複雑な構
成であり、しかも０．８μｍ帯のみを対象としていると
いう欠点がある。
【０００５】ところで、近赤外の波長（１．３μｍ、１
．５５μｍ）のファラデー回転子として実用化されてい
る磁性ガーネット材料は、通常、飽和磁界中で使用され
いる。第１図に磁界の大きさとファラデー回転角との関
係を示したが、飽和磁界ＨＳ以上ではファラデー回転角
は飽和値θｆｓとなり変化しない。従って、かかる飽和
磁界以上の磁界をかけて使用すれば、外部磁場が多少変
化してもファラデー回転角は変化しないために光アイソ
レーター、光スイッチとして有効に機能する。
．５５μｍ）のファラデー回転子として実用化されてい
る磁性ガーネット材料は、通常、飽和磁界中で使用され
いる。第１図に磁界の大きさとファラデー回転角との関
係を示したが、飽和磁界ＨＳ以上ではファラデー回転角
は飽和値θｆｓとなり変化しない。従って、かかる飽和
磁界以上の磁界をかけて使用すれば、外部磁場が多少変
化してもファラデー回転角は変化しないために光アイソ
レーター、光スイッチとして有効に機能する。
【０００６】しかしながら、かかる飽和磁界で使用して
も、前述のようにＢｉが多ければ温度変化に対する回転
角の変化が大きく、逆に少なければ回転能が低いために
厚い素子を必要とするという欠点は以前として解消され
ない。このため本発明者は、組成ＢｉｘＰｙＱ３−ｘ−
ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２ で表される材料を用い、この
材料に飽和磁界より小さい磁界を印加して、ファラデー
回転角の温度変化を解消した。
も、前述のようにＢｉが多ければ温度変化に対する回転
角の変化が大きく、逆に少なければ回転能が低いために
厚い素子を必要とするという欠点は以前として解消され
ない。このため本発明者は、組成ＢｉｘＰｙＱ３−ｘ−
ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２ で表される材料を用い、この
材料に飽和磁界より小さい磁界を印加して、ファラデー
回転角の温度変化を解消した。
【０００７】しかしながら、飽和磁界よりも小さい磁界
を印加すると次のような新たな問題点が生じる。すなわ
ち、Ｂｉを多量置換した磁性ガーネット材料は、通常、
垂直磁化であり、第６（ａ） のような多磁区構造を有
している。このような多磁区構造に、磁化方向と平行な
直線偏光の光が入射すると、ファラデー効果により偏波
面が回転し、磁化が光の進行方向と同じ向きであるＡ１
、Ａ２及びＡ３の磁区では光の偏波面は＋θｆ 回転し
、一方、逆向きの磁化であるＢ１及びＢ２では−θｆ回
転する。このように磁区の場所により偏波面の回転角が
異なってくるため、回折が生じることになる。このよう
な多磁区構造は飽和磁化より小さい磁場が印加されてい
る場合にも残存しており、ここに光が入射すると、多磁
区構造は回折格子として作用して入射光の一部を回折す
る。 その結果、検出光は回折損失を生じることになる。
を印加すると次のような新たな問題点が生じる。すなわ
ち、Ｂｉを多量置換した磁性ガーネット材料は、通常、
垂直磁化であり、第６（ａ） のような多磁区構造を有
している。このような多磁区構造に、磁化方向と平行な
直線偏光の光が入射すると、ファラデー効果により偏波
面が回転し、磁化が光の進行方向と同じ向きであるＡ１
、Ａ２及びＡ３の磁区では光の偏波面は＋θｆ 回転し
、一方、逆向きの磁化であるＢ１及びＢ２では−θｆ回
転する。このように磁区の場所により偏波面の回転角が
異なってくるため、回折が生じることになる。このよう
な多磁区構造は飽和磁化より小さい磁場が印加されてい
る場合にも残存しており、ここに光が入射すると、多磁
区構造は回折格子として作用して入射光の一部を回折す
る。 その結果、検出光は回折損失を生じることになる。
【０００８】そこで、本発明の目的は、ファラデー回転
角の温度変化を解消しつつ、垂直磁化材料による回折損
失を低減するファラデー回転子を提供することにある。
角の温度変化を解消しつつ、垂直磁化材料による回折損
失を低減するファラデー回転子を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明者は上記課題を
解決するために鋭意検討研究したところ、飽和磁界より
も小さい磁界を印加したときに、垂直磁化材料を互いに
隔離して複数枚用いるかあるいは磁化が面内成分を有し
ている材料を用いることによって、ファラデー回転角の
温度変化を解消し且つ回折による検出光の損失を低減し
または回折を生じなくするファラデー回転子を作製する
ことに成功した。
解決するために鋭意検討研究したところ、飽和磁界より
も小さい磁界を印加したときに、垂直磁化材料を互いに
隔離して複数枚用いるかあるいは磁化が面内成分を有し
ている材料を用いることによって、ファラデー回転角の
温度変化を解消し且つ回折による検出光の損失を低減し
または回折を生じなくするファラデー回転子を作製する
ことに成功した。
【００１０】すなわち、本発明は、２枚以上の垂直磁化
性の磁気光学材料と、該材料に飽和磁界よりも小さい磁
界を印加するための磁石とを備え、上記２枚以上の磁気
光学材料が互いに隔離配置しているファラデー回転子を
提供するものである。
性の磁気光学材料と、該材料に飽和磁界よりも小さい磁
界を印加するための磁石とを備え、上記２枚以上の磁気
光学材料が互いに隔離配置しているファラデー回転子を
提供するものである。
【００１１】上記本発明に使用する磁気光学材料は、垂
直磁化構造に起因する回折損失を低減するために、第２
図（ａ） に示すような垂直磁化構造を有する材料を対
象とする。かかる材料として、本願出願人が特願平２−
１３６９８８号に開示したような組成 ＢｉｘＰｙＱ
３−ｘ−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２（ここでＰはＹ、Ｌａ
、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの中の１種または２種
以上、ＱはＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの中の１種又
は２種以上、ＭはＦｅと置換しうる元素、及び０．７≦
ｘ≦２．０、０．５≦ｙ≦２．３、０≦３−ｘ−ｙ≦１
、ｗ＜０．５である）を有する材料が挙げられる。かか
る組成材料は、ファラデー回転角の温度変化（ベルデ定
数の温度変化）が正またはゼロに近いために好適である
。上記組成において、ｘが０．７未満であるとファラデ
ー回転能が低下し、ｘが２を超えるとＬＰＥ法による結
晶成長が困難になるため好ましくない。また、ｙ及びｗ
が上記範囲内にないと飽和磁界未満の印加磁界の下でフ
ァラデー回転角の温度変化が大きくなるため好ましくな
い。この材料以外にも、本発明によってファラデー回転
角の温度変化が少なく且つ垂直磁化構造に起因する回折
損失を低減できる材料ならばこれに限定されず、種々の
材料の垂直磁化材料を使用することができる。
直磁化構造に起因する回折損失を低減するために、第２
図（ａ） に示すような垂直磁化構造を有する材料を対
象とする。かかる材料として、本願出願人が特願平２−
１３６９８８号に開示したような組成 ＢｉｘＰｙＱ
３−ｘ−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２（ここでＰはＹ、Ｌａ
、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの中の１種または２種
以上、ＱはＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの中の１種又
は２種以上、ＭはＦｅと置換しうる元素、及び０．７≦
ｘ≦２．０、０．５≦ｙ≦２．３、０≦３−ｘ−ｙ≦１
、ｗ＜０．５である）を有する材料が挙げられる。かか
る組成材料は、ファラデー回転角の温度変化（ベルデ定
数の温度変化）が正またはゼロに近いために好適である
。上記組成において、ｘが０．７未満であるとファラデ
ー回転能が低下し、ｘが２を超えるとＬＰＥ法による結
晶成長が困難になるため好ましくない。また、ｙ及びｗ
が上記範囲内にないと飽和磁界未満の印加磁界の下でフ
ァラデー回転角の温度変化が大きくなるため好ましくな
い。この材料以外にも、本発明によってファラデー回転
角の温度変化が少なく且つ垂直磁化構造に起因する回折
損失を低減できる材料ならばこれに限定されず、種々の
材料の垂直磁化材料を使用することができる。
【００１２】上記組成材料は、通常、ＬＰＥ法を用いて
単結晶基板上に成長させると、成長誘導磁気異方性によ
り垂直磁化になる。
単結晶基板上に成長させると、成長誘導磁気異方性によ
り垂直磁化になる。
【００１３】本発明では上記のような垂直磁化材料を用
いた場合には、それらを２枚以上用いる必要がある。こ
のようにすることによって、光ビームの回折損失は大幅
に低減される。第３図は、温度に対する回折損失を、垂
直磁化材料１枚だけの場合、２枚を隔離配置した場合及
び３枚を隔離配置した場合について表したグラフである
。各温度での回折損失は下記の透過率Ｔ（垂直磁化材料
が１枚の場合）を求める式：
いた場合には、それらを２枚以上用いる必要がある。こ
のようにすることによって、光ビームの回折損失は大幅
に低減される。第３図は、温度に対する回折損失を、垂
直磁化材料１枚だけの場合、２枚を隔離配置した場合及
び３枚を隔離配置した場合について表したグラフである
。各温度での回折損失は下記の透過率Ｔ（垂直磁化材料
が１枚の場合）を求める式：
【数１】
Ｔ＝ｃｏｓ２ θｆｓ ＋（Ｍ／ＭＳ ）２ ｓｉｎ
２ θｆｓ式中、θｆｓ：飽和ファラデー回転角 Ｍ ：磁化 ＭＳ ：飽和磁化 （θｆｓ、Ｍ及びＭＳ はすべて温度に依存する）に基
づいて、１枚、２枚及び３枚の場合について計算した結
果である。同図より垂直磁化材料を単独で用いるよりも
複数枚重ね合わせた方が各温度において入射光の回折損
失が低減され、透過光を有効に検出することができるこ
とがわかる。
２ θｆｓ式中、θｆｓ：飽和ファラデー回転角 Ｍ ：磁化 ＭＳ ：飽和磁化 （θｆｓ、Ｍ及びＭＳ はすべて温度に依存する）に基
づいて、１枚、２枚及び３枚の場合について計算した結
果である。同図より垂直磁化材料を単独で用いるよりも
複数枚重ね合わせた方が各温度において入射光の回折損
失が低減され、透過光を有効に検出することができるこ
とがわかる。
【００１４】上記の複数の磁気光学材料の配置は、各々
の磁性層が互いに接触しないように隔離して配置する必
要がある。例えば、第２図（ｂ） に示すように２枚の
磁気光学材料の磁性層を互いに接して配置すると、磁区
構造は一枚の場合と同じとなり、回折損失を低減すると
いう本発明の独自の効果が生じない。従って、第２図（
ｃ）に示すような磁気光学材料の磁性層が互いに接して
いない配置を採用しなければならない。磁気光学材料の
磁性層の間隔は、同図のように両材料の磁区構造が互い
に独立になるような間隔があれば十分である。間隔を設
けるには、スペーサを間に設ける等の種々の方法がある
が、ＬＰＥ法で製造した磁気光学材料を用いる場合には
同図（ｃ） のように非磁性基板に磁性層を成長させた
材料を、非磁性層が互いに向かい合うように配置するの
好都合である。
の磁性層が互いに接触しないように隔離して配置する必
要がある。例えば、第２図（ｂ） に示すように２枚の
磁気光学材料の磁性層を互いに接して配置すると、磁区
構造は一枚の場合と同じとなり、回折損失を低減すると
いう本発明の独自の効果が生じない。従って、第２図（
ｃ）に示すような磁気光学材料の磁性層が互いに接して
いない配置を採用しなければならない。磁気光学材料の
磁性層の間隔は、同図のように両材料の磁区構造が互い
に独立になるような間隔があれば十分である。間隔を設
けるには、スペーサを間に設ける等の種々の方法がある
が、ＬＰＥ法で製造した磁気光学材料を用いる場合には
同図（ｃ） のように非磁性基板に磁性層を成長させた
材料を、非磁性層が互いに向かい合うように配置するの
好都合である。
【００１５】更に第４図は、飽和磁界及びそれより小さ
い磁界を印加した場合のファラデー回転角の温度依存性
について１枚だけ、２枚重ね及び３枚重ねの垂直磁化材
料について測定した結果を示す。測定条件として飽和磁
界は１．４５ｋＯｅ であり、飽和磁界より小さい印加
磁界を１．３７ｋＯｅ とし（２５℃）、垂直磁化材料
としてＢｉ１．５ Ｙ１．３ Ｇｄ０．２ Ｆｅ５ Ｏ
１２を用いた。同図より、ファラデー回転角の温度変化
についても、２枚以上の素子を用いた方が有利であるこ
とがわかる。
い磁界を印加した場合のファラデー回転角の温度依存性
について１枚だけ、２枚重ね及び３枚重ねの垂直磁化材
料について測定した結果を示す。測定条件として飽和磁
界は１．４５ｋＯｅ であり、飽和磁界より小さい印加
磁界を１．３７ｋＯｅ とし（２５℃）、垂直磁化材料
としてＢｉ１．５ Ｙ１．３ Ｇｄ０．２ Ｆｅ５ Ｏ
１２を用いた。同図より、ファラデー回転角の温度変化
についても、２枚以上の素子を用いた方が有利であるこ
とがわかる。
【００１６】本発明では、飽和磁界よりも小さい磁界を
印加するための磁石を用いる。このような磁石を用いる
ことで以下のようにファラデー回転角の温度変化が少な
いという利点が得られる。
印加するための磁石を用いる。このような磁石を用いる
ことで以下のようにファラデー回転角の温度変化が少な
いという利点が得られる。
【００１７】これを第５図を用いて説明する。同図は２
つの温度Ｔ１ ＜Ｔ２ におけるファラデー回転角θｆ
と磁界Ｈの関係を示す。ＨＭ 及びＨＳ は、それぞ
れ、印加磁界及び飽和磁界であり、ＨＳ ＞ＨＭ であ
る。飽和磁界ＨＳ 及び印加磁界ＨＭ でのファラデー
回転角は、それぞれ、θｆｓ及びθｆＭで表される。磁
石は、通常、温度が上がると磁界が低下することが知ら
れており（ＨＭ１＞ＨＭ２）、従って、同時にファラデ
ー回転角も低下する。 しかしながら、本発明で用いる上記組成の材料では、温
度が上昇するとベルデ定数Ｖが大きくなるため、図示し
たように不飽和部分の傾きθｆｓ２ ／ＨＳ２、すなわ
ち磁界当たりの回転角は大きくなる（θｆｓ１ ／ＨＳ
１＜θｆｓ２ ／ＨＳ２）。従って、温度が上がっても
、磁界の低下に基づく回転角の減少分とベルデ定数Ｖの
増加に基づく回転角の増加分が打ち消し合って、ファラ
デー回転角の温度変化がほとんどなく。第４図は、飽和
磁界及びそれより小さい磁界を印加した場合の温度変化
を比較して示しており、これより後者の方が温度変化が
少ないことが明らかである。
つの温度Ｔ１ ＜Ｔ２ におけるファラデー回転角θｆ
と磁界Ｈの関係を示す。ＨＭ 及びＨＳ は、それぞ
れ、印加磁界及び飽和磁界であり、ＨＳ ＞ＨＭ であ
る。飽和磁界ＨＳ 及び印加磁界ＨＭ でのファラデー
回転角は、それぞれ、θｆｓ及びθｆＭで表される。磁
石は、通常、温度が上がると磁界が低下することが知ら
れており（ＨＭ１＞ＨＭ２）、従って、同時にファラデ
ー回転角も低下する。 しかしながら、本発明で用いる上記組成の材料では、温
度が上昇するとベルデ定数Ｖが大きくなるため、図示し
たように不飽和部分の傾きθｆｓ２ ／ＨＳ２、すなわ
ち磁界当たりの回転角は大きくなる（θｆｓ１ ／ＨＳ
１＜θｆｓ２ ／ＨＳ２）。従って、温度が上がっても
、磁界の低下に基づく回転角の減少分とベルデ定数Ｖの
増加に基づく回転角の増加分が打ち消し合って、ファラ
デー回転角の温度変化がほとんどなく。第４図は、飽和
磁界及びそれより小さい磁界を印加した場合の温度変化
を比較して示しており、これより後者の方が温度変化が
少ないことが明らかである。
【００１８】さらに、本発明の組成のガーネット素子の
不飽和部の温度係数は、飽和部の温度係数よりはるかに
小さいので、従来よりもはるかに安定な回転角が得られ
る。特に希土類コバルト系の磁石を使用すれば温度係数
が小さいので更に改善された結果が得られる。
不飽和部の温度係数は、飽和部の温度係数よりはるかに
小さいので、従来よりもはるかに安定な回転角が得られ
る。特に希土類コバルト系の磁石を使用すれば温度係数
が小さいので更に改善された結果が得られる。
【００１９】上記のように、ＨＭ の温度変化とＶ＝θ
ｆｓ／Ｈｓ の温度変化が打ち消し合う場合に、回転角
の温度変化が最も小さくなるが、以下にこの２つの因子
を個別に考察する。１）ＨＭ の温度変化光アイソレー
タ用に使用される希土類コバルト磁石では、ＨＭ の温
度係数は−０．０３〜−０．０４５％／℃であり、また
一般に他の磁石でも温度係数は負である。２）Ｖ＝θｆ
ｓ／Ｈｓ の温度変化希土類鉄ガーネットの場合、組成
によって温度係数は変わる。ＢｉｘＲ３−ｘＦｅ５Ｏ１
２ において、Ｒ（希土類元素）がＹ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、ＬｕのいずれかであるとＶの温度変化
が正になることが知られている。よってＨＭ の温度変
化と打ち消し合うことができる。一方、ＲがＧｄ、Ｔｂ
、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの場合は負になる。
ｆｓ／Ｈｓ の温度変化が打ち消し合う場合に、回転角
の温度変化が最も小さくなるが、以下にこの２つの因子
を個別に考察する。１）ＨＭ の温度変化光アイソレー
タ用に使用される希土類コバルト磁石では、ＨＭ の温
度係数は−０．０３〜−０．０４５％／℃であり、また
一般に他の磁石でも温度係数は負である。２）Ｖ＝θｆ
ｓ／Ｈｓ の温度変化希土類鉄ガーネットの場合、組成
によって温度係数は変わる。ＢｉｘＲ３−ｘＦｅ５Ｏ１
２ において、Ｒ（希土類元素）がＹ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、ＬｕのいずれかであるとＶの温度変化
が正になることが知られている。よってＨＭ の温度変
化と打ち消し合うことができる。一方、ＲがＧｄ、Ｔｂ
、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの場合は負になる。
【００２０】上記本願発明で用いるＢｉｘＰｙＱ３−ｘ
−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２ ではｘ，ｙ，ｚ等のパラメ
ータが前記の範囲内にあれば、ＨＭ とＶの温度変化は
互いに打ち消し合う。従って、温度変化に影響を受けな
いファラデー回転子が得られる。
−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２ ではｘ，ｙ，ｚ等のパラメ
ータが前記の範囲内にあれば、ＨＭ とＶの温度変化は
互いに打ち消し合う。従って、温度変化に影響を受けな
いファラデー回転子が得られる。
【００２１】更に、本発明は、磁界を印加しない状態で
磁化が面内成分を有している磁気光学材料と該材料に飽
和磁界よりも小さい磁界を印加するための磁石とを備え
るファラデー回転子をも提供するものである。
磁化が面内成分を有している磁気光学材料と該材料に飽
和磁界よりも小さい磁界を印加するための磁石とを備え
るファラデー回転子をも提供するものである。
【００２２】かかる磁化が面内成分を有している磁気光
学材料を使用することで、入射光に対して該材料は回折
格子として作用しないため回折損失は生じない。ここに
、磁化が面内成分を有しているとは、第６図（ｂ） に
示したように磁化が面内成分だけを有する場合のみなら
ず、面内成分と垂直成分とを有する場合をも包含する意
味である。同図（ｂ） では（ａ） 図の場合と異なり
、光の進行方向と平行な磁化成分（垂直成分）は、すべ
ての磁区において同一である。従って、どの磁区を光が
透過してもファラデー回転角は同一となり光の回折は生
じない。 かかる材料としては、ファラデー回転角の温度変化を減
じるという見地から、例えば、上記のように特願平２−
１３６９８８号に開示したような、所定の組成ＢｉｘＰ
ｙＱ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２ の材料を用いる
ことができる。
学材料を使用することで、入射光に対して該材料は回折
格子として作用しないため回折損失は生じない。ここに
、磁化が面内成分を有しているとは、第６図（ｂ） に
示したように磁化が面内成分だけを有する場合のみなら
ず、面内成分と垂直成分とを有する場合をも包含する意
味である。同図（ｂ） では（ａ） 図の場合と異なり
、光の進行方向と平行な磁化成分（垂直成分）は、すべ
ての磁区において同一である。従って、どの磁区を光が
透過してもファラデー回転角は同一となり光の回折は生
じない。 かかる材料としては、ファラデー回転角の温度変化を減
じるという見地から、例えば、上記のように特願平２−
１３６９８８号に開示したような、所定の組成ＢｉｘＰ
ｙＱ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２ の材料を用いる
ことができる。
【００２３】磁化が面内成分を有するような材料を作製
するには、例えば、フラックス法等で作製したバルク材
料を磁化が面内成分を有するように切り出すか、あるい
はＬＰＥ法で作製した材料を１１００℃以上でアニール
する。後者の方法では、アニールにより成長誘導磁気異
方性が消失して磁化が面内成分を有するように配向する
。
するには、例えば、フラックス法等で作製したバルク材
料を磁化が面内成分を有するように切り出すか、あるい
はＬＰＥ法で作製した材料を１１００℃以上でアニール
する。後者の方法では、アニールにより成長誘導磁気異
方性が消失して磁化が面内成分を有するように配向する
。
【００２４】かかる面内方向に磁化配向している磁気光
学材料についても、温度変化による回転角の変化を低減
するために前記のように飽和磁界より小さい磁界を印加
する必要がある。
学材料についても、温度変化による回転角の変化を低減
するために前記のように飽和磁界より小さい磁界を印加
する必要がある。
【００２５】以下に、本発明を実施例により詳細に説明
するが、本願発明はそれらに何等限定されるものでない
。
するが、本願発明はそれらに何等限定されるものでない
。
【００２６】
磁気光学材料の位置による磁界分布の計算と調整本願発
明では飽和磁界未満で磁界を印加するので、磁気光学材
料の位置における磁界分布を考慮する必要があるが、本
出願人により先に出願された特願平２−１３６９８８号
に記載した磁界分布計算方法を複数の磁気光学材料を用
いる系に適用することにより容易にファラデー回転角と
磁界分布の関係を求められる。
明では飽和磁界未満で磁界を印加するので、磁気光学材
料の位置における磁界分布を考慮する必要があるが、本
出願人により先に出願された特願平２−１３６９８８号
に記載した磁界分布計算方法を複数の磁気光学材料を用
いる系に適用することにより容易にファラデー回転角と
磁界分布の関係を求められる。
【００２７】
実施例１（垂直磁化性材料を用いた例）ＬＰＥ法により
、単結晶基板上にＢｉ１．５ Ｙ１．３ Ｇｄ０．２
Ｆｅ５ Ｏ１２の組成の材料を成長させた。膜厚が約１
００μｍになるように研磨し、図７のように上下に隔離
して配置し、サマリウム・コバルト磁石の中に置いた。 中心磁界は約１．４ｋＯｅとした。このファラデー回転
子の２５℃における回転角は４５°、損失は０．２ｄＢ
、回転角の温度特性は−０．０１°／℃程度であり、透
過率及び温度変化に非常に優れていることがわかった。
、単結晶基板上にＢｉ１．５ Ｙ１．３ Ｇｄ０．２
Ｆｅ５ Ｏ１２の組成の材料を成長させた。膜厚が約１
００μｍになるように研磨し、図７のように上下に隔離
して配置し、サマリウム・コバルト磁石の中に置いた。 中心磁界は約１．４ｋＯｅとした。このファラデー回転
子の２５℃における回転角は４５°、損失は０．２ｄＢ
、回転角の温度特性は−０．０１°／℃程度であり、透
過率及び温度変化に非常に優れていることがわかった。
【００２８】
実施例２（面内磁化性材料を用いた例）実施例１の材料
を、１２００℃、空気中で１２時間熱処理したところ、
磁化が面内成分を有するようになった。 この材料を約２００μｍの厚さに研磨して実施例１と同
様にして、サマリウム・コバルト磁石の中心に配置した
。中心磁界は約１．５ｋＯｅとした。このファラデー回
転子の２５℃における回転角は４５°、損失は０．１ｄ
Ｂ以下、回転角の温度特性は−０．０１°／℃程度であ
り、透過率及び温度変化に非常に優れていることがわか
った。
を、１２００℃、空気中で１２時間熱処理したところ、
磁化が面内成分を有するようになった。 この材料を約２００μｍの厚さに研磨して実施例１と同
様にして、サマリウム・コバルト磁石の中心に配置した
。中心磁界は約１．５ｋＯｅとした。このファラデー回
転子の２５℃における回転角は４５°、損失は０．１ｄ
Ｂ以下、回転角の温度特性は−０．０１°／℃程度であ
り、透過率及び温度変化に非常に優れていることがわか
った。
【図１】 ファラデー回転子の回転角と磁界の関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図２】 （ａ） は垂直磁化性の光学磁気材料の磁
区構造を、（ｂ） は２枚の光学磁気材料を接して配置
させた場合の磁区構造を、（ｃ） は非磁性基板を用い
て２枚の光学磁気材料を隔離配置した場合の磁区構造を
表す。
区構造を、（ｂ） は２枚の光学磁気材料を接して配置
させた場合の磁区構造を、（ｃ） は非磁性基板を用い
て２枚の光学磁気材料を隔離配置した場合の磁区構造を
表す。
【図３】 回折損失と温度との関係を光学磁気材料の
枚数により比較して表したグラフである。
枚数により比較して表したグラフである。
【図４】 ファラデー回転角の温度特性を表す。
【図５】 異なる温度におけるファラデー回転子の回
転角と磁界の関係を示すグラフである。
転角と磁界の関係を示すグラフである。
【図６】 （ａ） は垂直磁化性の光学磁気材料の多
磁区構造を、（ｂ）は磁化が面内成分を有する光学磁気
材料の多磁区構造をそれぞれ示す。
磁区構造を、（ｂ）は磁化が面内成分を有する光学磁気
材料の多磁区構造をそれぞれ示す。
【図７】 実施例１で作製した垂直磁化性の光学磁気
材料と磁石の配置図である。
材料と磁石の配置図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 ２枚以上の垂直磁化性の磁気光学材料
と、該材料に飽和磁界よりも小さい磁界を印加するため
の磁石とを備え、上記２枚以上の磁気光学材料が互いに
隔離配置しているファラデー回転子。 - 【請求項２】 磁界を印加しない状態で磁化が面内成
分を有している磁気光学材料と、該材料に飽和磁界より
も小さい磁界を印加するための磁石とを備えるファラデ
ー回転子。 - 【請求項３】 上記磁気光学材料が組成 ＢｉｘＰ
ｙＱ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｗＭｗＯ１２（ここでＰはＹ、
Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの中の１種または
２種以上、ＱはＧｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒの中の１
種又は２種以上、ＭはＦｅと置換しうる元素、及び０．
７≦ｘ≦２．０、０．５≦ｙ≦２．３、０≦３−ｘ−ｙ
≦１、ｗ＜０．５である）である請求項１または２のフ
ァラデー回転子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9485191A JPH04304418A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | ファラデー回転子 |
| US08/062,690 US5640516A (en) | 1991-04-02 | 1993-05-17 | Faraday rotator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9485191A JPH04304418A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | ファラデー回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04304418A true JPH04304418A (ja) | 1992-10-27 |
Family
ID=14121534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9485191A Pending JPH04304418A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | ファラデー回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04304418A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1308739C (zh) * | 2002-01-24 | 2007-04-04 | Tdk株式会社 | 法拉第转子及用其的光部件、防反射膜及用其的光部件 |
| JP2008028569A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | 波長可変光出力装置 |
| CN100399111C (zh) * | 2002-01-24 | 2008-07-02 | Tdk株式会社 | 法拉第转子及用其的光部件 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP9485191A patent/JPH04304418A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1308739C (zh) * | 2002-01-24 | 2007-04-04 | Tdk株式会社 | 法拉第转子及用其的光部件、防反射膜及用其的光部件 |
| CN100399111C (zh) * | 2002-01-24 | 2008-07-02 | Tdk株式会社 | 法拉第转子及用其的光部件 |
| JP2008028569A (ja) * | 2006-07-19 | 2008-02-07 | Toshiba Corp | 波長可変光出力装置 |
| JP4599330B2 (ja) * | 2006-07-19 | 2010-12-15 | 株式会社東芝 | 波長可変光出力装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010515 |