JPH10106878A - 導波路の表面上に強磁性膜を析出する方法、および本方法により析出された強磁性薄膜を含む磁気光学装置 - Google Patents

導波路の表面上に強磁性膜を析出する方法、および本方法により析出された強磁性薄膜を含む磁気光学装置

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JPH10106878A
JPH10106878A JP9254863A JP25486397A JPH10106878A JP H10106878 A JPH10106878 A JP H10106878A JP 9254863 A JP9254863 A JP 9254863A JP 25486397 A JP25486397 A JP 25486397A JP H10106878 A JPH10106878 A JP H10106878A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存の直接析出方法と比較して膜の結晶配向
がきわめて顕著に改善された、YIGコア導波路型要素
上に電磁膜を直接析出する方法を提供する。 【解決手段】 所定の配向を有さない核を粉砕すること
により、強磁性膜(16)の結晶配向を前記の所定の配
向に限定して強磁性膜(16)を導波路(9)上に直接
析出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導波路の表面上に
強磁性薄膜を析出する方法、および前記方法により析出
された強磁性薄膜を有する導波路を含む磁気光学装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】磁気光学アイソレータは、波がその発生
源に向かって反射するのを最大限に制限するのにとくに
使用される。ファラデー効果磁気光学アイソレータは、
ファラデー回転の原理、すなわち一定方向の飽和磁化Y
IG導波路型要素内の波の偏光方向の回転に基づく動作
は以下のとおりである。発生した波は、発生した波の偏
光に平行な向きに向けられた偏光子1を通る。次にファ
ラデー回転型要素を通過する。その結果、波の偏光が4
5°回転する。出力部では、偏光子から45°オフセッ
トした検光子を波が通過する。反射波は、ファラデー回
転要素内を反対方向に通過し、反射波の偏光は45°回
転する。したがって反射波は偏光子1の方向に対し90
°の角度(進行方向において+45°、戻りにおいて+
45°)をなす偏光を有する。このため、反射波は偏光
子によって停止され、発生源には影響を及ぼさない。
【0003】ファラデー回転要素内でファラデー効果を
得るためには、波の伝播方向と平行な方向の磁界内にこ
の要素を入れることが必要である。この飽和磁界を発生
させるために、YIGコア導波路型要素を、波の伝播方
向において、前記YIGコア導波路型要素を飽和点まで
磁化するのに十分であって適当な方向の磁界を発生する
磁気膜で取り囲む。
【0004】磁気膜を作製する一つの方法は、基板上
で、SmCo、FeCo型あるいはそれと同等の多結晶
構造の膜を成長させ、膜のエピタキシャル成長特性を促
進することから成る。基板はたとえばGaAsまたはコ
リドンAl23である。
【0005】第二段階では、できた膜を化学的分離(エ
ピタキシャルリフトオフ)により基板から分離する。
【0006】最後に、分離した膜をYIGコア導波路型
要素に設置し、ファンデルワールス力、または樹脂を使
用する接着剤により接着する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この方法の段階数のた
め、これら磁気光学アイソレータの大量生産には適さな
い生産コストが生じる。また、膜付加方法では、膜を受
けるための要素は幾何学的に単純な外表面を有すること
が必要である。これによって導波路の幾何学的構造が著
しく制限される。
【0008】他の方法は、YIGコア導波路型要素上で
膜を直接成長させることから成る。しかしながら、導波
路型要素の外部層は、Al23またはGaAsよりも膜
のエピタキシャル成長にとって不利な材料から成る。結
果として生じる磁界は振幅および/または方向において
一様ではない。そのため、磁気光学導波路のあらゆる点
においてその飽和点までの磁化が保証されるわけではな
く、アイソレータの絶縁特性には限度がある。
【0009】本発明の一つの目的は、既存の直接析出方
法と比較して膜の結晶配向がきわめて顕著に改善され
た、YIGコア導波路型要素上に磁気膜を直接析出する
方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、強磁性膜を導波路上に直接析出する、導波路の表面
上に強磁性薄膜を析出する方法に関する。本発明によれ
ば、所定の配向を有さない核を粉砕することにより、強
磁性膜の結晶配向を前記の所定の配向(導波路に平行な
供給方向)に限定する。
【0011】本方法によれば、表面のイオン衝撃と組み
合わせた蒸気相物理的析出方法により、強磁性材料を導
波路の外表面に析出する。
【0012】同時に、薄膜が所定の結晶方向を有するよ
うにチャネル化入射角で、前記外表面にイオンビームを
照射し、所定の結晶組織とは異なる結晶組織で形成され
る核がイオンビームによって粉砕されるように、イオン
ビームのエネルギーを(数十電子ボルトから数百電子ボ
ルトまで)調節する。
【0013】本方法の実施の形態によれば、強磁性材料
の析出に先立ち、強磁性膜の付着を促進する材料のサブ
ミクロンバッファ層を析出する。
【0014】有利には、この付着サブミクロン層は、導
波路上への付着に最適な材料から始まる組成勾配を有す
ることができる。
【0015】本発明はまた、前述の方法に従って磁性膜
が析出されたファラデー回転磁気光学アイソレータにも
関する。
【0016】本発明の長所は、磁性膜の平均結晶配向が
顕著に改善されることによって生じる。
【0017】結果として生じる磁界は、振幅および方向
の均質性が向上する。アイソレータの減衰量は、先行技
術のアイソレータに比べ増加する。
【0018】さらに、バッファ層を導波路要素上に直接
析出することにより、磁性膜によって導波路要素上で発
生する機械的応力を変更することができ、したがって、
導波路の形状の複屈折の種々の発生源からの総体的線形
複屈折、導波路要素(基板も含む)を構成する全層間の
種々の結晶パラメータにより生じる応力にともなう複屈
折、導波路要素(基板も含む)の各層について異なる熱
膨張係数によって生じる応力にともなう複屈折をより良
く制御することが可能となる。
【0019】複屈折現象により、入射波の楕円形偏光が
生じ、その結果、反射波は偏光子によって完全には阻止
されない。
【0020】導波路内の線形複屈折が減少することによ
り、この効果が減少し、したがって磁気光学アイソレー
タの絶縁特性が向上する。
【0021】本発明の他の長所および特徴は、添付の図
面を参照して行う以下の説明から明らかになろう。
【0022】
【発明の実施の形態】磁気光学アイソレータは、発生源
3が発する波2の偏光P1に平行な方向に向けられた偏
光子1と、磁気膜5に囲まれたYIGコア導波路型要素
4と、偏光子1から45°オフセットした検光子6とを
含む。
【0023】動作は以下のとおりである。図示しない発
生源が発する偏光P1を有する波2は、P1に配向され
た偏光子1を通り、次にファラデー回転型要素4を通過
する。その結果、波2の偏光が45°回転し、偏光P1
から偏光P2に移行する。
【0024】出力部では、偏光子1から45°オフセッ
トした、すなわちP2に従った検光子6を波2が通過す
る。
【0025】反射波7に関しては、45°の偏光P2を
有する波8のみが検光子6を通過し、他の波は阻止され
る。これら反射波8は、ファラデー回転要素4内を反対
方向に通過する。その結果、出力部では、偏光子1の方
向P1に対し90°の角度をなす偏光P3を有する。
【0026】このため、反射波8は偏光子1によって停
止され、発生源3には影響を及ぼさない。
【0027】本発明は、強磁性膜16を導波路9上に直
接析出する、導波路9の表面上に強磁性薄膜16を析出
する方法に関する。本発明によれば、所定の配向を有さ
ない核を粉砕することにより、強磁性膜16の結晶配向
を前記の所定の配向に限定する。
【0028】本方法によれば、蒸気相物理的析出方法に
より、強磁性材料を導波路の外表面に析出する。
【0029】同時に、所定の結晶組織を促進する入射角
で、前記外表面にイオンビームを照射し、所定の結晶組
織とは異なる結晶組織で形成される核がイオンビームに
よって粉砕されるように、イオンビームのエネルギーを
調節する。
【0030】本発明の実施の形態によれば、強磁性材料
の析出に先立ち、強磁性膜16の付着を促進する材料の
サブミクロン層15を析出する。
【0031】有利には、この付着サブミクロン層15
は、導波路上への付着に最適な材料から始まって、強磁
性膜16に近い組成までの組成勾配を有することができ
る。
【0032】本発明はまた、前述の方法に従って磁性膜
16が析出されたファラデー回転磁気光学アイソレータ
20にも関する。
【0033】非限定的な実施の形態では、磁気光学アイ
ソレータ20は、 − たとえばGGGの基板10と、 − たとえばRE−IGのバッファ層11と、 − たとえば(Bi−Ga)YIGの中間層12と、 − たとえば(Bi−Ga)YIGの導波路17を有す
る能動層13と、 − たとえばSiO2またはSi34の絶縁被覆層14
(導波路の不可欠構成部分)と、 − 組成勾配を有する付着サブミクロン層15と、 − たとえばSmCoを主組成とする磁気層16とを含
む導波路9を含むことができる。
【0034】もちろん本発明は、説明し図示した応用ま
たは実施の形態に限定されるものではなく、本発明から
逸脱することなく、当業者にとって実現可能な多くの変
形例が可能である。とくに、YIGコア導波路の形状
は、本発明の範囲から逸脱することなく種々の形状をと
ることができる。同様に、磁性膜を構成する材料も、本
発明の範囲から逸脱することなく変更することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ファラデー回転型アイソレータの略図である。
【図2】本発明による磁気光学アイソレータの実施の形
態を構成する層の略図である。
【符号の説明】
1 偏光子 2 波 4 ファラデー回転型要素 5 磁気膜 6 検光子 7、8 反射波 9 導波路 10 基板 11 バッファ層 12 中間層 13 能動層 14 絶縁被覆層 15 サブミクロン層 16 強磁性膜 17 YIG導波路 20 ファラデー回転磁気光学アイソレータ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導波路(9)の表面上に強磁性薄膜(1
    6)を析出する方法であって、所定の配向を有さない核
    を粉砕することにより、強磁性膜(16)の結晶配向を
    前記所定の配向に限定することを特徴とする強磁性膜
    (16)を導波路(9)上に直接析出する方法。
  2. 【請求項2】 蒸気相物理的析出方法により、強磁性材
    料を導波路(9)の外表面に析出し、 同時に、所定の結晶組織を促進する入射角で、前記外表
    面にイオンビームを照射し、 所定の結晶組織とは異なる結晶組織で形成される核が前
    記イオンビームによって粉砕されるように、該イオンビ
    ームのエネルギーを調節することを特徴とする請求項1
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記強磁性材料の析出に先立ち、前記強
    磁性膜(16)の付着を促進する材料のサブミクロン層
    (15)を析出することを特徴とする請求項2に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 前記付着サブミクロン層(15)が、導
    波路(9)上への付着に最適な材料から始まり、前記強
    磁性膜(16)に近い組成までの組成勾配を有すること
    を特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれか一項に記載の
    方法に従って磁気膜が析出されたことを特徴とするYI
    Gコア(13、14)導波路(9)および磁気膜(1
    6)を含むファラデー回転磁気光学アイソレータ。
JP9254863A 1996-09-19 1997-09-19 導波路の表面上に強磁性膜を析出する方法、および本方法により析出された強磁性薄膜を含む磁気光学装置 Pending JPH10106878A (ja)

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