JPH0766114B2 - 磁気光学素子材料 - Google Patents
磁気光学素子材料Info
- Publication number
- JPH0766114B2 JPH0766114B2 JP63285090A JP28509088A JPH0766114B2 JP H0766114 B2 JPH0766114 B2 JP H0766114B2 JP 63285090 A JP63285090 A JP 63285090A JP 28509088 A JP28509088 A JP 28509088A JP H0766114 B2 JPH0766114 B2 JP H0766114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- magneto
- faraday rotation
- optical element
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/24—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids
- H01F41/28—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids by liquid phase epitaxy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
- C30B29/28—Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/0009—Materials therefor
- G02F1/0036—Magneto-optical materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
- H01F10/24—Garnets
- H01F10/245—Modifications for enhancing interaction with electromagnetic wave energy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/26—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers
- H01F10/28—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers characterised by the composition of the substrate
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ファラデー効果を利用した光アイソレータや
光サーキュレータ、光スイッチ等に用いる磁性ガーネッ
ト単結晶に関し、更に詳しくは、ビスマス置換型のテル
ビウム−鉄ガーネットで鉄サイトの一部をアルミニウム
で置換した磁気光学素子材料に関するものである。
光サーキュレータ、光スイッチ等に用いる磁性ガーネッ
ト単結晶に関し、更に詳しくは、ビスマス置換型のテル
ビウム−鉄ガーネットで鉄サイトの一部をアルミニウム
で置換した磁気光学素子材料に関するものである。
[従来の技術] 例えば半導体レーザを光源として使用する各種の光応用
機器においては、光コネクタ等の端面からの反射光が光
源のレーザに戻ると発振モードに変化が生じ雑音の原因
になる。この戻り光を阻止するために光アイソレータが
使用されている。
機器においては、光コネクタ等の端面からの反射光が光
源のレーザに戻ると発振モードに変化が生じ雑音の原因
になる。この戻り光を阻止するために光アイソレータが
使用されている。
光アイソレータのファラデー回転子には、フラックス法
やFZ法によって作製されるバルクYIG(イットリウム−
鉄ガーネット)単結晶が広く使用されてきた。
やFZ法によって作製されるバルクYIG(イットリウム−
鉄ガーネット)単結晶が広く使用されてきた。
しかし近年、LPE(液相エピタキシャル)法による磁性
ガーネット単結晶の厚膜化の研究が進み、一部実用化が
なされている。LPE法は、磁性ガーネットのファラデー
回転を飛躍的に負に増大させるBi(ビスマス)置換を容
易に行うことができ、しかも育成に要する時間が短い等
の利点があり、このため製造コストが低く高性能の磁気
光学素子の製造が可能とされている。
ガーネット単結晶の厚膜化の研究が進み、一部実用化が
なされている。LPE法は、磁性ガーネットのファラデー
回転を飛躍的に負に増大させるBi(ビスマス)置換を容
易に行うことができ、しかも育成に要する時間が短い等
の利点があり、このため製造コストが低く高性能の磁気
光学素子の製造が可能とされている。
磁性ガーネットに要求される特性としては、ファラデ
ー回転の温度変化が小さいこと、光吸収が少ないこ
と、等がある。更にLPE法により製造する場合には、
単位長さ当たりのファラデー回転が大きいこと、基板
と膜との熱膨張率差が小さいこと、も必要である。
ー回転の温度変化が小さいこと、光吸収が少ないこ
と、等がある。更にLPE法により製造する場合には、
単位長さ当たりのファラデー回転が大きいこと、基板
と膜との熱膨張率差が小さいこと、も必要である。
磁性ガーネットを光アイソレータに用いる場合、ファラ
デー回転に温度変化があると室温で達成される高いアイ
ソレーションが外部環境温度の変化により低下してしま
う。その度合を示すため室温(25℃)におけるファラデ
ー回転の温度係数βを、 但しθF0:0℃におけるファラデー回転角 θF50:50℃におけるファラデー回転角 と定義すると、現在広く使用されているバルクYIGで
は、波長λ=1.3μmにおいて、β=0.035(deg/℃)程
度である。
デー回転に温度変化があると室温で達成される高いアイ
ソレーションが外部環境温度の変化により低下してしま
う。その度合を示すため室温(25℃)におけるファラデ
ー回転の温度係数βを、 但しθF0:0℃におけるファラデー回転角 θF50:50℃におけるファラデー回転角 と定義すると、現在広く使用されているバルクYIGで
は、波長λ=1.3μmにおいて、β=0.035(deg/℃)程
度である。
しかしバルク型の単結晶の場合は、育成に時間がかかり
高度な加工を必要とするなどコストが高くなり、且つ偏
波面を45度回転させるのに必要な結晶長さが長くなる欠
点がある。
高度な加工を必要とするなどコストが高くなり、且つ偏
波面を45度回転させるのに必要な結晶長さが長くなる欠
点がある。
他方、LPE法によるビスマス置換ガーネット厚膜の場合
には、ファラデー回転の温度係数βを低減するために次
の2通りの方法が提案されている。
には、ファラデー回転の温度係数βを低減するために次
の2通りの方法が提案されている。
その一つは、R3-xBixFe5O12(Rは希土類元素)で表さ
れる磁性ガーネット単層膜において、RとしてTb(テル
ビウム)やDy(ジスプロシウム)等のファラデー効果へ
の寄与が正で且つ大きい元素、あるいはY(イットリウ
ム)等のネール温度が大きくなる元素を作用する方法で
ある。
れる磁性ガーネット単層膜において、RとしてTb(テル
ビウム)やDy(ジスプロシウム)等のファラデー効果へ
の寄与が正で且つ大きい元素、あるいはY(イットリウ
ム)等のネール温度が大きくなる元素を作用する方法で
ある。
例えば日本応用磁気光学会誌vol.10,No.2,p.151(198
4)には、RとしてGd,Yb,Tbを用いxを変えて実験を行
った結果、Dy2.5Bi0.5Fe5O12の組成でβが最も小さくバ
ルクYIGと同程度となり、室温でのファラデー会てθF
はλ=1.3μmで−900deg/cm、λ=1.55μmで−600deg
/cmであると記載されている。
4)には、RとしてGd,Yb,Tbを用いxを変えて実験を行
った結果、Dy2.5Bi0.5Fe5O12の組成でβが最も小さくバ
ルクYIGと同程度となり、室温でのファラデー会てθF
はλ=1.3μmで−900deg/cm、λ=1.55μmで−600deg
/cmであると記載されている。
電子通信学会技術研究報告CPM86−36(1986)には、R
としてEr,Yb,Tm,Lu,Gd,Dy,Yを用いて実験した結果、Y
が最もネール温度が高くβが小さいこと、しかしこれは
飽和磁化が大きい欠点を有するために、RとしてYbとT
を用い、Yb:Tb=1:3.65とした(YbTbBi)3Fe5O12がβ=
0.05(deg/℃)であり、室温でのθFはλ=1.3μmで
−1800deg/cm、λ=1.55μmで−1200deg/cmであること
が記載されている。
としてEr,Yb,Tm,Lu,Gd,Dy,Yを用いて実験した結果、Y
が最もネール温度が高くβが小さいこと、しかしこれは
飽和磁化が大きい欠点を有するために、RとしてYbとT
を用い、Yb:Tb=1:3.65とした(YbTbBi)3Fe5O12がβ=
0.05(deg/℃)であり、室温でのθFはλ=1.3μmで
−1800deg/cm、λ=1.55μmで−1200deg/cmであること
が記載されている。
また第12回日本応用磁気学会学術講演概要集3aA−2(1
988)にはYb0.7Tb1.0Bi1.3Fe5O12において、室温でのθ
Fはλ=1.3μmで−2400deg/cm、β=0.07deg/℃であ
ることが記載されている。
988)にはYb0.7Tb1.0Bi1.3Fe5O12において、室温でのθ
Fはλ=1.3μmで−2400deg/cm、β=0.07deg/℃であ
ることが記載されている。
もう一つの方法は、温度係数βが正のBi置換磁性ガーネ
ットとβが負で大きな値を持つ磁性ガーネットからなる
二層膜構造とし、膜厚を各々適当に選ぶことによって全
体の温度係数βがゼロにする方法である。
ットとβが負で大きな値を持つ磁性ガーネットからなる
二層膜構造とし、膜厚を各々適当に選ぶことによって全
体の温度係数βがゼロにする方法である。
例えば第34回応用物理学会関係連合講演会29p−ZE−15
(1987)には、(GdBi)3(FeAlGa)5O12と(YbTbBi)
3Fe5O12の組み合わせで、全体のβがほぼゼロになるこ
とが示されているし、同じく第34回応用物理学会関係連
合講演会31a−ZE−5(1987)には、(BiLuGd)3Fe5O12
と(BiGd)3(FeGa)5O12の組み合わせで、全体のβが
ほぼゼロになることが示されている。
(1987)には、(GdBi)3(FeAlGa)5O12と(YbTbBi)
3Fe5O12の組み合わせで、全体のβがほぼゼロになるこ
とが示されているし、同じく第34回応用物理学会関係連
合講演会31a−ZE−5(1987)には、(BiLuGd)3Fe5O12
と(BiGd)3(FeGa)5O12の組み合わせで、全体のβが
ほぼゼロになることが示されている。
[発明が解決しようとする課題] 上記のような従来のLPE法によるBi置換磁性ガーネット
単結晶厚膜からなる磁気光学素子において、(GdBi)3
(FeA1Ga)5O12では、上述のようにファラデー回転の温
度係数βが非常に大きい欠点がある。
単結晶厚膜からなる磁気光学素子において、(GdBi)3
(FeA1Ga)5O12では、上述のようにファラデー回転の温
度係数βが非常に大きい欠点がある。
またR3-xBixFe5O12(Rは希土類元素)で表される、Fe
サイトを置換しない単層膜では、光吸収が大きい欠点が
あり、且つ基板と膜との熱膨張率差が大きいために育成
時に割れ易い欠点もある。
サイトを置換しない単層膜では、光吸収が大きい欠点が
あり、且つ基板と膜との熱膨張率差が大きいために育成
時に割れ易い欠点もある。
更に二層膜構造では温度係数βがほぼゼロになる代わり
に、育成時に割れ易く、その上、膜の育成に時間を要
し、工程が複雑化しコスト高になる欠点がある。
に、育成時に割れ易く、その上、膜の育成に時間を要
し、工程が複雑化しコスト高になる欠点がある。
フラックス法によるTb3-XBixFe5-yGayO12では、ファラ
デー回転がλ=1.3μmで−1100deg/cmしかないため、L
PE法でこれを育成すると膜厚を厚くしなければならず、
割れてしまう。
デー回転がλ=1.3μmで−1100deg/cmしかないため、L
PE法でこれを育成すると膜厚を厚くしなければならず、
割れてしまう。
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、磁性ガーネット単結晶の単層膜構造でありながら、
ファラデー回転の温度係数βが小さく、吸収が少ない組
成であると同時に、室温におけるファラデー回転が大き
い磁気光学素子材料を提供することにある。
し、磁性ガーネット単結晶の単層膜構造でありながら、
ファラデー回転の温度係数βが小さく、吸収が少ない組
成であると同時に、室温におけるファラデー回転が大き
い磁気光学素子材料を提供することにある。
また本発明の他の目的は、熱膨張率が基板のそれに近い
ために、育成時に割れ難く、そのため歩留りよく製造で
きる磁気光学素子材料を提供することにある。
ために、育成時に割れ難く、そのため歩留りよく製造で
きる磁気光学素子材料を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記のような目的を達成できる本発明は、基板上に磁性
ガーネット単結晶膜を形成し、該膜の飽和磁界領域の磁
界を印加して使用するファラデー回転子用の磁気光学素
子材料において、(CaGd)3(ZrMgGa)5O12の組成を有
し、室温での格子定数aが12.490Å≦a≦12.498Åであ
る単結晶を基板とし、その表面に、一般式 Tb3-XBixFe5-yAlyO12 但し、1.05≦x≦1.30 0.15≦y≦0.50 にて表される組成を有し、且つ波長1.3μmでのファラ
デー回転の温度係数βが0.060deg/℃以下である磁性ガ
ーネット単結晶膜を、液相エピタキシャル法にて400μ
mを超えて育成させた磁気光学素子材料である。
ガーネット単結晶膜を形成し、該膜の飽和磁界領域の磁
界を印加して使用するファラデー回転子用の磁気光学素
子材料において、(CaGd)3(ZrMgGa)5O12の組成を有
し、室温での格子定数aが12.490Å≦a≦12.498Åであ
る単結晶を基板とし、その表面に、一般式 Tb3-XBixFe5-yAlyO12 但し、1.05≦x≦1.30 0.15≦y≦0.50 にて表される組成を有し、且つ波長1.3μmでのファラ
デー回転の温度係数βが0.060deg/℃以下である磁性ガ
ーネット単結晶膜を、液相エピタキシャル法にて400μ
mを超えて育成させた磁気光学素子材料である。
まず本発明の基本的な考え方について説明する。希土類
鉄ガーネット構造の単結晶でファラデー回転を大きくす
るには希土類サイトの一部をBiで置換するのが有効であ
る。そしてファラデー回転の温度係数βを改善するため
には、希土類元素としてそれへの寄与が大きなTbが効果
的である。
鉄ガーネット構造の単結晶でファラデー回転を大きくす
るには希土類サイトの一部をBiで置換するのが有効であ
る。そしてファラデー回転の温度係数βを改善するため
には、希土類元素としてそれへの寄与が大きなTbが効果
的である。
また光吸収に関してはFe3+イオンの一部価数が変化しFe
2+あるいはFe4+になると、これらが光を吸収することが
判っている。その解決には、その原因となるFeを非磁性
イオンで置換することが有効である。更に割れを引き起
こす基板と膜との熱膨張率差も、Feを非磁性イオンで置
換すると少なくできる。
2+あるいはFe4+になると、これらが光を吸収することが
判っている。その解決には、その原因となるFeを非磁性
イオンで置換することが有効である。更に割れを引き起
こす基板と膜との熱膨張率差も、Feを非磁性イオンで置
換すると少なくできる。
ところが一般に、Feサイトを置換するとファラデー回転
が低下し、且つファラデー回転の温度係数が増大すると
考えられていた。
が低下し、且つファラデー回転の温度係数が増大すると
考えられていた。
本発明者等は、上記の観点から様々な組成を有する単結
晶膜を育成し検討した結果、適切な組成を見出し、本発
明を完成するに至ったものである。
晶膜を育成し検討した結果、適切な組成を見出し、本発
明を完成するに至ったものである。
本発明においてAlを選択した理由は、 (a)イオン半径が小さいこと、 (b)3価が安定なこと、 (c)使用波長で吸収を持たないこと、 による。Feサイトを非磁性イオンで置換するとファラデ
ー回転が小さくなるが、上記(a)のようにイオン半径
が小さいとBiの置換量を増加してそれを十分補える。
ー回転が小さくなるが、上記(a)のようにイオン半径
が小さいとBiの置換量を増加してそれを十分補える。
Tb3-XBixFe5-yAlyO12(但し、1.05≦x≦1.30、0.15≦
y≦0.50)とすると、ファラデー回転の温度係数βが悪
化せず、光吸収が小さく、且つ室温におけるファラデー
回転を大きくできる。
y≦0.50)とすると、ファラデー回転の温度係数βが悪
化せず、光吸収が小さく、且つ室温におけるファラデー
回転を大きくできる。
磁気光学素子として用いる時の内部歪をゼロにするた
め、室温における基板と膜との格子定数差を0.01Å以内
にする。基板と膜の熱膨張率が異なるため、育成温度80
0℃では両者の格子定数差が増大し0.1%にもなる。膜が
厚くなるほど育成温度での内部応力が大きくなり、Feサ
イトが置換されていないガーネットで基板の厚みが400
μmの場合、膜厚が300μmを超えるとクラックが発生
し易くなる。更に500μmを超えるとクラックフリーで
の育成は非常に困難である。
め、室温における基板と膜との格子定数差を0.01Å以内
にする。基板と膜の熱膨張率が異なるため、育成温度80
0℃では両者の格子定数差が増大し0.1%にもなる。膜が
厚くなるほど育成温度での内部応力が大きくなり、Feサ
イトが置換されていないガーネットで基板の厚みが400
μmの場合、膜厚が300μmを超えるとクラックが発生
し易くなる。更に500μmを超えるとクラックフリーで
の育成は非常に困難である。
そのため研磨しろ50μm程度を考慮すると、450μm以
内で光の偏波面が45゜回転すること、即ちファラデー回
転が1000deg/cm以上あることが必要である。λ=1.55μ
mで1000deg/cm以上あるためには、λ=1.3μmではフ
ァラデー回転が3/2倍、つまり1500deg/cm程度以上必要
である。
内で光の偏波面が45゜回転すること、即ちファラデー回
転が1000deg/cm以上あることが必要である。λ=1.55μ
mで1000deg/cm以上あるためには、λ=1.3μmではフ
ァラデー回転が3/2倍、つまり1500deg/cm程度以上必要
である。
本発明ではFeサイトを非磁性のAlイオンで置換している
ため、熱膨張率差が小さく、育成時の基板と膜の格子定
数差が小さくなり、割れ難くなる。
ため、熱膨張率差が小さく、育成時の基板と膜の格子定
数差が小さくなり、割れ難くなる。
[実施例] (CaGd)3(ZrMgGa)5O12の組成の単結晶基板を使用
し、その上に一般式Tb3-XBixFe5-yAlyO12で表される種
々の磁性ガーネット単結晶膜をLPE(液相エピタキシャ
ル)法により育成し試料を作成した。また同時に比較例
としてy=0、即ちFeサイトを置換していない単層膜に
ついても試料を作成した。そして各試料について室温に
おける波長1.3μmでのファラデー回転θF(deg/c
m)、ファラデー回転の温度係数β(deg/℃)、光損失
(dB)、割れが生じるまでの最大膜厚(μm)を測定し
た。試料の組成と測定結果を第1表にし示す。
し、その上に一般式Tb3-XBixFe5-yAlyO12で表される種
々の磁性ガーネット単結晶膜をLPE(液相エピタキシャ
ル)法により育成し試料を作成した。また同時に比較例
としてy=0、即ちFeサイトを置換していない単層膜に
ついても試料を作成した。そして各試料について室温に
おける波長1.3μmでのファラデー回転θF(deg/c
m)、ファラデー回転の温度係数β(deg/℃)、光損失
(dB)、割れが生じるまでの最大膜厚(μm)を測定し
た。試料の組成と測定結果を第1表にし示す。
FeサイトへのAlの置換量が増加するにつれて温度係数β
はやや大きくなるが、TbサイトへのBi置換量を増加する
ことができ、ファラデー回転は増大する。またAl置換量
を増加するにつれて光吸収は低減し、割れが発生する最
大膜厚も厚くできることが判る。
はやや大きくなるが、TbサイトへのBi置換量を増加する
ことができ、ファラデー回転は増大する。またAl置換量
を増加するにつれて光吸収は低減し、割れが発生する最
大膜厚も厚くできることが判る。
ファラデー回転の温度係数βからみて、Alの置換量yの
最大量は0.50である。またBi置換量xの最大値は1.30と
なる。
最大量は0.50である。またBi置換量xの最大値は1.30と
なる。
[発明の効果] 本発明は上記のように、Bi置換型のTb−鉄ガーネット単
結晶でFeサイトの一部をAlで置換した磁気光学素子材料
だから、ファラデー回転の温度係数が小さく、光吸収も
小さく、且つ室温におけるファラデー回転を大きくでき
る優れた効果を有する。
結晶でFeサイトの一部をAlで置換した磁気光学素子材料
だから、ファラデー回転の温度係数が小さく、光吸収も
小さく、且つ室温におけるファラデー回転を大きくでき
る優れた効果を有する。
そのため、従来技術の二層膜構造のように、それぞれ適
当な厚みをもった2種類の磁性ガーネット膜を作製せず
に済み、結晶の育成や加工の工程を半減できる利点が生
じる。
当な厚みをもった2種類の磁性ガーネット膜を作製せず
に済み、結晶の育成や加工の工程を半減できる利点が生
じる。
また基板として(CaGd)3(ZrMgGa)5O12を使用してLP
E法で上記組成の膜を育成するので、熱膨張率差が小さ
く育成時の格子定数の差も小さいため、割れ難く、歩留
りよく製造できる。
E法で上記組成の膜を育成するので、熱膨張率差が小さ
く育成時の格子定数の差も小さいため、割れ難く、歩留
りよく製造できる。
ところで光アイソレータは少しでも小形化することが求
められている。この外径寸法は主に磁石で決まり、磁石
を小さくするには使用する磁性ガーネット単結晶膜の飽
和磁化低減が必要である。一般に鉄ガーネットの飽和磁
化は、Al等の非磁性元素の鉄サイトへの置換によって低
下することが知られている。本発明においてもAl置換が
飽和磁化を低減する効果をもち、光アイソレータの小形
化に有効である。
められている。この外径寸法は主に磁石で決まり、磁石
を小さくするには使用する磁性ガーネット単結晶膜の飽
和磁化低減が必要である。一般に鉄ガーネットの飽和磁
化は、Al等の非磁性元素の鉄サイトへの置換によって低
下することが知られている。本発明においてもAl置換が
飽和磁化を低減する効果をもち、光アイソレータの小形
化に有効である。
従って本発明により、ファラデー回転係数が大きい、フ
ァラデー回転の温度係数が小さい、光吸収が小さい、飽
和磁化が小さい、という各特性がともに優れバランスの
とれた厚膜を、膜厚400μmを超えて、特に波長1.55μ
m用として必要な厚さの膜であっても、割れ難く、歩留
りよく製造できるようになった。
ァラデー回転の温度係数が小さい、光吸収が小さい、飽
和磁化が小さい、という各特性がともに優れバランスの
とれた厚膜を、膜厚400μmを超えて、特に波長1.55μ
m用として必要な厚さの膜であっても、割れ難く、歩留
りよく製造できるようになった。
Claims (2)
- 【請求項1】基板上に磁性ガーネット単結晶膜を形成
し、該膜の飽和磁界領域の磁界を印加して使用するファ
ラデー回転子用の磁気光学素子材料にいて、(CaGd)3
(ZrMgGa)5O12の組成を有し、室温での格子定数aが1
2.490Å≦a≦12.498Åである単結晶を基板とし、その
表面に、一般式 Tb3-XBixFe5-yAlyO12 但し、1.05≦x≦1.30 0.15≦y≦0.50 にて表される組成を有し、且つ波長1.3μmでのファラ
デー回転の温度係数βが0.060deg/℃以下である磁性ガ
ーネット単結晶膜を、液相エピタキシャル法にて400μ
mを超えて育成させたことを特徴とする磁気光学素子材
料。 - 【請求項2】室温における基板と膜との格子定数の差が
0.01Å以内である請求項1記載の磁気光学素子材料。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63285090A JPH0766114B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 磁気光学素子材料 |
EP19890310498 EP0368483A3 (en) | 1988-11-11 | 1989-10-12 | Magneto-optical material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63285090A JPH0766114B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 磁気光学素子材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02131216A JPH02131216A (ja) | 1990-05-21 |
JPH0766114B2 true JPH0766114B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17687006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63285090A Expired - Lifetime JPH0766114B2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 磁気光学素子材料 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0368483A3 (ja) |
JP (1) | JPH0766114B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9104117B2 (en) | 2004-07-07 | 2015-08-11 | Bob Streefkerk | Lithographic apparatus having a liquid detection system |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0354198A (ja) * | 1989-07-20 | 1991-03-08 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 酸化物ガーネット単結晶 |
JPH07206593A (ja) * | 1994-01-07 | 1995-08-08 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 光アイソレータ用ファラデー回転子 |
JP3458865B2 (ja) * | 1994-05-23 | 2003-10-20 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 低飽和磁界ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶、および、その用途 |
JP3753920B2 (ja) * | 2000-03-22 | 2006-03-08 | Tdk株式会社 | 磁性ガーネット単結晶膜及びその製造方法、及びそれを用いたファラデー回転子 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL160659C (nl) * | 1972-01-08 | 1979-11-15 | Philips Nv | Magneto-optische inrichting. |
JPS5014361A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-14 | ||
JPS49129700A (ja) * | 1973-04-18 | 1974-12-12 | ||
JPS58139082A (ja) * | 1982-02-15 | 1983-08-18 | Hitachi Ltd | 磁界測定装置 |
JPS60185237A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-20 | Fujitsu Ltd | 光熱磁気記録媒体 |
JPH0766044B2 (ja) * | 1985-06-29 | 1995-07-19 | 株式会社東芝 | 磁界センサ |
JPS62138396A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-22 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 磁気光学素子用磁性ガ−ネツト材料 |
JPS62195619A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-28 | Sony Corp | 光アイソレ−タ |
JPS62216310A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Fujitsu Ltd | 磁気光学結晶育成法 |
JPS63233098A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-28 | Fujitsu Ltd | ビスマスガ−ネツト結晶の育成方法 |
US4810325A (en) * | 1987-06-15 | 1989-03-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Labs | Liquid-phase-epitaxy deposition method in the manufacture of devices |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP63285090A patent/JPH0766114B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-10-12 EP EP19890310498 patent/EP0368483A3/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9104117B2 (en) | 2004-07-07 | 2015-08-11 | Bob Streefkerk | Lithographic apparatus having a liquid detection system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02131216A (ja) | 1990-05-21 |
EP0368483A2 (en) | 1990-05-16 |
EP0368483A3 (en) | 1991-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4263374A (en) | Temperature-stabilized low-loss ferrite films | |
Van Uitert et al. | Control of bubble domain properties in garnets | |
US6733587B2 (en) | Process for fabricating an article comprising a magneto-optic garnet material | |
US4932760A (en) | Magneto-optic garnet | |
JPH09328398A (ja) | 角型ヒステリシスを示すファラデー回転子 | |
JPH0766114B2 (ja) | 磁気光学素子材料 | |
US5479290A (en) | Faraday's rotator and optical isolator | |
US4269651A (en) | Process for preparing temperature-stabilized low-loss ferrite films | |
JP2001044026A (ja) | 磁性ガーネット単結晶およびそれを用いたファラデー回転子 | |
US6542299B2 (en) | Material for bismuth substituted garnet thick film and a manufacturing method thereof | |
KR20010049925A (ko) | 자성 가넷 단결정 및 이를 이용한 패러데이 회전자 | |
US5965287A (en) | Magneto-optical element material and Faraday element using the same | |
JP2001044027A (ja) | 磁性ガーネット単結晶およびそれを用いたファラデー回転子 | |
JP2867736B2 (ja) | 磁気光学材料、その製造法およびそれを用いた光素子 | |
JPH0471878B2 (ja) | ||
JP3917859B2 (ja) | ファラデー回転子 | |
JPH1031112A (ja) | 角型ヒステリシスを示すファラデー回転子 | |
JPH0727823B2 (ja) | 磁気光学素子用磁性ガ−ネツト材料 | |
JP2794306B2 (ja) | 磁性ガーネット材料およびファラデー回転素子 | |
JPH11100300A (ja) | ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 | |
JPH10273397A (ja) | ファラデー素子 | |
JPH07118094A (ja) | 磁性ガーネット | |
JPH06316497A (ja) | 磁気光学ガーネット | |
JP2742537B2 (ja) | 磁気光学薄膜およびその製造方法 | |
JPH05339099A (ja) | 磁気光学ガーネット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 14 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090719 Year of fee payment: 14 |