JPH11100300A - ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 - Google Patents
ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法Info
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- JPH11100300A JPH11100300A JP27984097A JP27984097A JPH11100300A JP H11100300 A JPH11100300 A JP H11100300A JP 27984097 A JP27984097 A JP 27984097A JP 27984097 A JP27984097 A JP 27984097A JP H11100300 A JPH11100300 A JP H11100300A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さい磁界で高いファラデー回転能を持ち、
ファラデー回転角の温度係数と挿入損失係数の小さい光
学用ビスマス置換型ガーネット材料とその製法を供す
る。 【解決手段】 ガーネット育成用基板にネオジウム・ガ
ドリニウム・ガーネット単結晶を用い、育成される単結
晶厚膜のＧｄＢｉ系ガーネットの組成を（Ｇｄ，Ｂｉ）
3Ｆｅ4.7-xＧａXＡｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３としたビスマ
ス置換型ガーネット材料、及び、その熱処理温度が、９
７０ないし１１３０℃の範囲で、熱処理雰囲気の酸素含
有量が、５ないし１００％の範囲で処理するビスマス置
換型ガーネット材料の製造方法。Ｇａの含有値（ｘ）の
減少とともに諸特性［図１（ｂ）、図１（ｃ）、図１
（ｄ）］が改善されている。
ファラデー回転角の温度係数と挿入損失係数の小さい光
学用ビスマス置換型ガーネット材料とその製法を供す
る。 【解決手段】 ガーネット育成用基板にネオジウム・ガ
ドリニウム・ガーネット単結晶を用い、育成される単結
晶厚膜のＧｄＢｉ系ガーネットの組成を（Ｇｄ，Ｂｉ）
3Ｆｅ4.7-xＧａXＡｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３としたビスマ
ス置換型ガーネット材料、及び、その熱処理温度が、９
７０ないし１１３０℃の範囲で、熱処理雰囲気の酸素含
有量が、５ないし１００％の範囲で処理するビスマス置
換型ガーネット材料の製造方法。Ｇａの含有値（ｘ）の
減少とともに諸特性［図１（ｂ）、図１（ｃ）、図１
（ｄ）］が改善されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー効果を
有する光学用ビスマス（Ｂｉ）置換型ガーネット材料に
関係し、特に、液相成長法（ＬＰＥ法）にて育成したガ
ドリニウム・ビスマス（ＧｄＢｉ）系ガーネット単結晶
厚膜及びその製造方法の改良に関する。
有する光学用ビスマス（Ｂｉ）置換型ガーネット材料に
関係し、特に、液相成長法（ＬＰＥ法）にて育成したガ
ドリニウム・ビスマス（ＧｄＢｉ）系ガーネット単結晶
厚膜及びその製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信において、ファラデー回転
を応用した光アイソレータなどのデバイスが、開発、実
用化されている。また、光通信の中でも、半導体レーザ
を使用した光通信において、光ファイバーケーブルやコ
ネクタなどからの反射光が半導体レーザ等に戻ると、発
信が不安定になり、この不安定性を防止するために、光
アイソレータ等が使用されている。
を応用した光アイソレータなどのデバイスが、開発、実
用化されている。また、光通信の中でも、半導体レーザ
を使用した光通信において、光ファイバーケーブルやコ
ネクタなどからの反射光が半導体レーザ等に戻ると、発
信が不安定になり、この不安定性を防止するために、光
アイソレータ等が使用されている。
【０００３】光アイソレータ等に用いられる大きなファ
ラデー回転特性を持つ希土類鉄系のビスマス置換型ガー
ネット材料は、液相成長法（ＬＰＥ法）、フラックス法
等で育成され、近赤外線領域での光アイソレータ等に使
用されている。特に、液相成長法（ＬＰＥ法）で育成さ
れる希土類鉄系のビスマス置換型ガーネット材料の単結
晶厚膜は、生産性に優れているので、現在、市販品はこ
の製法によっている。
ラデー回転特性を持つ希土類鉄系のビスマス置換型ガー
ネット材料は、液相成長法（ＬＰＥ法）、フラックス法
等で育成され、近赤外線領域での光アイソレータ等に使
用されている。特に、液相成長法（ＬＰＥ法）で育成さ
れる希土類鉄系のビスマス置換型ガーネット材料の単結
晶厚膜は、生産性に優れているので、現在、市販品はこ
の製法によっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この液相成長法（ＬＰ
Ｅ法）で製造された市販のビスマス置換型ガーネット材
料の単結晶厚膜は、ガドリニウム・ビスマス（ＧｄＢ
ｉ）系ガーネットとテルビウム・ビスマス（ＴｂＢｉ）
系ガーネットに分けられる。前者は、印加磁界は小さく
て済むが、温度特性が劣り、後者は、温度特性は良い
が、高い印加磁界を要する。
Ｅ法）で製造された市販のビスマス置換型ガーネット材
料の単結晶厚膜は、ガドリニウム・ビスマス（ＧｄＢ
ｉ）系ガーネットとテルビウム・ビスマス（ＴｂＢｉ）
系ガーネットに分けられる。前者は、印加磁界は小さく
て済むが、温度特性が劣り、後者は、温度特性は良い
が、高い印加磁界を要する。
【０００５】本発明は、ガドリニウム・ビスマス系ガー
ネット材料の改善に関係している。ところで、光アイソ
レータは、順方向の光に対しては、より高い透過率を示
し、逆方向の光に対しては、より低い透過率を示すこと
が望ましい。更に、それに使用されるガーネット材料
は、ファラデー回転能（θF）が高い方が素子の薄型化
と低挿入損化が図られることになる。
ネット材料の改善に関係している。ところで、光アイソ
レータは、順方向の光に対しては、より高い透過率を示
し、逆方向の光に対しては、より低い透過率を示すこと
が望ましい。更に、それに使用されるガーネット材料
は、ファラデー回転能（θF）が高い方が素子の薄型化
と低挿入損化が図られることになる。
【０００６】また、これら素子は、広い温度範囲で使用
可能な方が良い。必要な温度特性としては、磁化反転温
度（Ｔｃｏｍｐ）は適用温度範囲に関係し、低い方が、
その範囲が広がり、また、ファラデー回転角の温度係数
θTは、小さい方が適用範囲が広がることになる。
可能な方が良い。必要な温度特性としては、磁化反転温
度（Ｔｃｏｍｐ）は適用温度範囲に関係し、低い方が、
その範囲が広がり、また、ファラデー回転角の温度係数
θTは、小さい方が適用範囲が広がることになる。
【０００７】従って、現在も市販されているガドリニウ
ム・ビスマス系ガーネット材料において、磁場印加用磁
石を従来程度とし、挿入損失の低下、温度特性の改善が
図れることは、工業上、有益となる。
ム・ビスマス系ガーネット材料において、磁場印加用磁
石を従来程度とし、挿入損失の低下、温度特性の改善が
図れることは、工業上、有益となる。
【０００８】ガドリニウム・ビスマス（ＧｄＢｉ）系ガ
ーネット材料に関する種々の文献［例えば、Journal of
Crystal Growth 64(1983)P.272の LPE Growth of Bism
uthSubstituted Gadolinium Iron Garnets Layer
s；Systematization of Experimental Resultsや、電
気学会研究会資料CPM86-36P1の光アイソレータ用Ｂｉ置
換型ガーネット厚膜の作製や、日本応用磁気学会誌Vol
9,NO.5,1985,P389液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法によ
る磁気光学ガーネット厚膜の育成等々］が、多数報告さ
れている。しかしながら、市販されているガドリニウム
・ビスマス系ガーネット材料の種類は、極めて少ない。
市販品の組成式で代表的なものは、Ｇｄ2. 1Ｂｉ0.9Ｆｅ
4.4Ｇａ0.3Ａｌ0.3Ｏ12となっている。本発明は、この
系統の材料の特性改善に関するものである。
ーネット材料に関する種々の文献［例えば、Journal of
Crystal Growth 64(1983)P.272の LPE Growth of Bism
uthSubstituted Gadolinium Iron Garnets Layer
s；Systematization of Experimental Resultsや、電
気学会研究会資料CPM86-36P1の光アイソレータ用Ｂｉ置
換型ガーネット厚膜の作製や、日本応用磁気学会誌Vol
9,NO.5,1985,P389液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法によ
る磁気光学ガーネット厚膜の育成等々］が、多数報告さ
れている。しかしながら、市販されているガドリニウム
・ビスマス系ガーネット材料の種類は、極めて少ない。
市販品の組成式で代表的なものは、Ｇｄ2. 1Ｂｉ0.9Ｆｅ
4.4Ｇａ0.3Ａｌ0.3Ｏ12となっている。本発明は、この
系統の材料の特性改善に関するものである。
【０００９】このような光アイソレータなどに使用され
る光学用材料のビスマス置換型ガーネットの液相成長法
は、次のようにして行われている。
る光学用材料のビスマス置換型ガーネットの液相成長法
は、次のようにして行われている。
【００１０】白金るつぼの中に、ＰｂＯ，Ｂｉ2Ｏ3，Ｂ
2Ｏ3等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｇｄ2
Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3等）を約９００〜
１１００℃にて溶解して溶液（メルト）を作製した後、
降温し、過冷却状態（過飽和溶液状態）とする。その溶
液（メルト）にガーネット基板を浸漬し、長時間回転す
ることにより、ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜を
育成する。育成されたガーネット単結晶の格子定数は、
この基板の格子定数とほぼ同程度に抱束されることにな
る。したがって、基板の格子定数を一定とした場合、イ
オン半径の異なる原子の組成比を変化させると、その格
子定数変動を補填する形での新たな組成比の結晶が育成
されることになる。
2Ｏ3等をフラックス成分とし、ガーネット成分（Ｇｄ2
Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3等）を約９００〜
１１００℃にて溶解して溶液（メルト）を作製した後、
降温し、過冷却状態（過飽和溶液状態）とする。その溶
液（メルト）にガーネット基板を浸漬し、長時間回転す
ることにより、ビスマス置換型ガーネット単結晶厚膜を
育成する。育成されたガーネット単結晶の格子定数は、
この基板の格子定数とほぼ同程度に抱束されることにな
る。したがって、基板の格子定数を一定とした場合、イ
オン半径の異なる原子の組成比を変化させると、その格
子定数変動を補填する形での新たな組成比の結晶が育成
されることになる。
【００１１】例えば、（Ｇｄ，Ｂｉ）3（Ｆｅ，Ｇｄ，
Ａｌ）5Ｏ12の組成系で、イオン半径の小さなアルミニ
ウム（Ａｌ）を増加した場合は、ビスマス（Ｂｉ）比の
増加が特に顕著となる。このガドリニウム・ビスマス系
ガーネットにおいては、ガドリニウム（Ｇｄ）のイオン
半径が大きいので、格子定数が比較的大きいネオジウム
・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）基板（格子定数約１
２.５０９オングストローム）が適してる。ちなみに、
もう一方の市販ガーネット材料であるテルビウム・ビス
マス（ＴｂＢｉ）系ガーネットにおいては、サマリウム
・ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）基
板（格子定数、約１２.４９７オングストローム）が適
してる。
Ａｌ）5Ｏ12の組成系で、イオン半径の小さなアルミニ
ウム（Ａｌ）を増加した場合は、ビスマス（Ｂｉ）比の
増加が特に顕著となる。このガドリニウム・ビスマス系
ガーネットにおいては、ガドリニウム（Ｇｄ）のイオン
半径が大きいので、格子定数が比較的大きいネオジウム
・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）基板（格子定数約１
２.５０９オングストローム）が適してる。ちなみに、
もう一方の市販ガーネット材料であるテルビウム・ビス
マス（ＴｂＢｉ）系ガーネットにおいては、サマリウム
・ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧＧ）基
板（格子定数、約１２.４９７オングストローム）が適
してる。
【００１２】従って、本発明の課題は、ガドリニウム・
ビスマス系ガーネット材料において、低い印加磁場で使
用可能（低価格の永久磁石が使用可能）で、温度特性
や、挿入損失特性が改善された光学用単結晶材料である
ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法を供す
ることである。
ビスマス系ガーネット材料において、低い印加磁場で使
用可能（低価格の永久磁石が使用可能）で、温度特性
や、挿入損失特性が改善された光学用単結晶材料である
ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法を供す
ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】 本発明は、ガーネット基板上に、液相成長法によりガ
ドリニウム・ビスマス系ガーネット単結晶を育成してな
る光学用ビスマス置換型ガーネット材料において、該ガ
ーネット基板をネオジウム・ガリウム・ガーネット（Ｎ
ＧＧ）単結晶とし、育成されるガドリニウム・ビスマス
系ガーネットの組成を（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.7-xＧａx
Ａｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３とするビスマス置換型ガーネッ
ト材料である。
ドリニウム・ビスマス系ガーネット単結晶を育成してな
る光学用ビスマス置換型ガーネット材料において、該ガ
ーネット基板をネオジウム・ガリウム・ガーネット（Ｎ
ＧＧ）単結晶とし、育成されるガドリニウム・ビスマス
系ガーネットの組成を（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.7-xＧａx
Ａｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３とするビスマス置換型ガーネッ
ト材料である。
【００１４】又、本発明は、単結晶を、９７０ないし
１１３０℃の範囲で保持する熱処理を行う前記記載の
ビスマス置換型ガーネット材料の製造方法である。
１１３０℃の範囲で保持する熱処理を行う前記記載の
ビスマス置換型ガーネット材料の製造方法である。
【００１５】又、本発明は、単結晶を、酸素含有量が
５ないし１００％の範囲の雰囲気中で熱処理を行う前記
記載のビスマス置換型ガーネット材料の製造方法であ
る。
５ないし１００％の範囲の雰囲気中で熱処理を行う前記
記載のビスマス置換型ガーネット材料の製造方法であ
る。
【００１６】又、本発明は、単結晶を、雰囲気の酸素
含有量が５〜１００％の範囲で、かつ処理温度が９７０
ないし１１３０℃の範囲の熱処理を行う前記記載のビ
スマス置換型ガーネット材料の製造方法である。
含有量が５〜１００％の範囲で、かつ処理温度が９７０
ないし１１３０℃の範囲の熱処理を行う前記記載のビ
スマス置換型ガーネット材料の製造方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、ガーネット基板上に液
相成長法によりガドリニウム・ビスマス系ガーネット単
結晶厚膜を育成して得られる光学用ビスマス置換型ガー
ネット材料として、ガーネット育成用基板にネオジウム
・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）単結晶板を用い、組
成が（ＧｄＢｉ）3Ｆｅ4.7-xＡｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３の
ガドリウム・ビスマス系ガーネット単結晶厚膜を育成し
たビスマス置換型ガーネット材料である。また、その製
造過程において、該ガドリニウム・ビスマス系ガーネッ
ト単結晶厚膜を、酸素濃度が５〜１００％の雰囲気中
で、かつ、又は、９７０〜１１３０℃の温度範囲で熱処
理を行う光学用のビスマス置換型ガーネット材料の製造
方法である。
相成長法によりガドリニウム・ビスマス系ガーネット単
結晶厚膜を育成して得られる光学用ビスマス置換型ガー
ネット材料として、ガーネット育成用基板にネオジウム
・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）単結晶板を用い、組
成が（ＧｄＢｉ）3Ｆｅ4.7-xＡｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３の
ガドリウム・ビスマス系ガーネット単結晶厚膜を育成し
たビスマス置換型ガーネット材料である。また、その製
造過程において、該ガドリニウム・ビスマス系ガーネッ
ト単結晶厚膜を、酸素濃度が５〜１００％の雰囲気中
で、かつ、又は、９７０〜１１３０℃の温度範囲で熱処
理を行う光学用のビスマス置換型ガーネット材料の製造
方法である。
【００１８】ここで、本発明において、（Ｇｄ，Ｂｉ）
3Ｆｅ4.7-xＧａxＡｌ0.3Ｏ12でｘ＜０.３の組成とした
のは、（Ｇｄ，Ｂｉ）3の組成配分は、ｘの値で配分比
が決まるからであり、ｘが０.３以下で温度特性（θT，
Ｔｃｏｍｐ）とファラデー回転能（θF）の改善が認め
られるからである。一方、飽和印加磁界（ＨS）は、ｘ
の低減により、やや上昇する傾向を示すが、飽和印加磁
界（ＨS）が約５００Ｏｅ以下であれば、永久磁石を高
性能化する必要がないので、経済的である。
3Ｆｅ4.7-xＧａxＡｌ0.3Ｏ12でｘ＜０.３の組成とした
のは、（Ｇｄ，Ｂｉ）3の組成配分は、ｘの値で配分比
が決まるからであり、ｘが０.３以下で温度特性（θT，
Ｔｃｏｍｐ）とファラデー回転能（θF）の改善が認め
られるからである。一方、飽和印加磁界（ＨS）は、ｘ
の低減により、やや上昇する傾向を示すが、飽和印加磁
界（ＨS）が約５００Ｏｅ以下であれば、永久磁石を高
性能化する必要がないので、経済的である。
【００１９】また、該ガドリニウム・ビスマス系ガーネ
ット単結晶厚膜の熱処理において、雰囲気の酸素含有量
を５〜１００％としたのは、５％以上で熱処理による挿
入損の低減効果が認められるからであり、５％以下で
は、酸素欠乏により、挿入損は増大する傾向を示す。
ット単結晶厚膜の熱処理において、雰囲気の酸素含有量
を５〜１００％としたのは、５％以上で熱処理による挿
入損の低減効果が認められるからであり、５％以下で
は、酸素欠乏により、挿入損は増大する傾向を示す。
【００２０】一方、熱処理温度を９７０〜１１３０℃の
範囲としたのは、９７０℃以上では、ガドリニウム・ビ
スマス系ガーネット単結晶厚膜の均質化による挿入損の
低減効果が認められ、１１３０℃以上では、ガーネット
の分解による挿入損の増加が認められるからである。
範囲としたのは、９７０℃以上では、ガドリニウム・ビ
スマス系ガーネット単結晶厚膜の均質化による挿入損の
低減効果が認められ、１１３０℃以上では、ガーネット
の分解による挿入損の増加が認められるからである。
【００２１】
【実施例】以下、実施例について示す。
【００２２】（実施例１）高純度（９９.９％以上）の
酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化第２鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ガリウム
（Ｇａ2Ｏ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉛（Ｐ
ｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の粉末を原料として使用
し、フラックスとして、ＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系を
使用して、液相成長法（ＬＰＥ法）により、ネオジウム
・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）基板上に、組成式が
（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.7−ｘＧａxＡｌ0.3Ｏ12で、ｘ＝
０，０.１，０.２，０.２５，０.３なるガドリニウム・
ビスマス系ガーネット単結晶厚膜を約５００〜７００μ
ｍの厚さに育成した。
酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、酸化第２鉄（Ｆｅ
2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ガリウム
（Ｇａ2Ｏ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉛（Ｐ
ｂＯ）、酸化ホウ素（Ｂ2Ｏ3）の粉末を原料として使用
し、フラックスとして、ＰｂＯ−Ｂｉ2Ｏ3−Ｂ2Ｏ3系を
使用して、液相成長法（ＬＰＥ法）により、ネオジウム
・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ）基板上に、組成式が
（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.7−ｘＧａxＡｌ0.3Ｏ12で、ｘ＝
０，０.１，０.２，０.２５，０.３なるガドリニウム・
ビスマス系ガーネット単結晶厚膜を約５００〜７００μ
ｍの厚さに育成した。
【００２３】次に、この単結晶厚膜の基板を除去した
後、５０％の酸素を含有した雰囲気中、１０８０℃で１
０時間保持し、熱処理した。次に、これら試料の両面を
研磨し、ファラデー回転角が、波長１.５５μｍにおけ
るファラデー回転角が４５ｄｅｇとなる厚さに、鏡面に
仕上げ、試料とした。これら試料の両面について１０点
ずつＥＰＭＡ分析を行い、計２０点の平均値を組成値と
して求めている。
後、５０％の酸素を含有した雰囲気中、１０８０℃で１
０時間保持し、熱処理した。次に、これら試料の両面を
研磨し、ファラデー回転角が、波長１.５５μｍにおけ
るファラデー回転角が４５ｄｅｇとなる厚さに、鏡面に
仕上げ、試料とした。これら試料の両面について１０点
ずつＥＰＭＡ分析を行い、計２０点の平均値を組成値と
して求めている。
【００２４】次に、これら試料板にＳｉＯ2膜による無
反射被覆処理を行った後、電磁石により磁界を印加し
て、波長１.５５μｍの赤外線の透過量が飽和を示す最
小の磁界（飽和印加磁界ＨS）を求めた。
反射被覆処理を行った後、電磁石により磁界を印加し
て、波長１.５５μｍの赤外線の透過量が飽和を示す最
小の磁界（飽和印加磁界ＨS）を求めた。
【００２５】次に、これらの試料板のファラデー回転能
θF、室温近傍におけるファラデー回転角の温度係数
θT、及び磁化が反転する温度Ｔｃｏｍｐ（磁化反転温
度）、挿入損失を測定した。尚、これら試料の挿入損失
は、０.０４〜０.０９ｄＢの範囲であった。他の特性は
その結果を図１に示す。図１から明らかなように、ｘが
０.３より減少することにより、θFは著しく向上し、θ
Tは明らかに低減し、Ｔｃｏｍｐは著しく低下してお
り、ファラデー回転素子としては、明らかに有用な改善
効果が認められる。一方、ＨSは、やや増加する傾向を
示すが、永久磁石の高性能化の必要もなく、不利益とは
ならない。従って、ｘを０.３未満にすることは、工業
上、有益であるといえる。
θF、室温近傍におけるファラデー回転角の温度係数
θT、及び磁化が反転する温度Ｔｃｏｍｐ（磁化反転温
度）、挿入損失を測定した。尚、これら試料の挿入損失
は、０.０４〜０.０９ｄＢの範囲であった。他の特性は
その結果を図１に示す。図１から明らかなように、ｘが
０.３より減少することにより、θFは著しく向上し、θ
Tは明らかに低減し、Ｔｃｏｍｐは著しく低下してお
り、ファラデー回転素子としては、明らかに有用な改善
効果が認められる。一方、ＨSは、やや増加する傾向を
示すが、永久磁石の高性能化の必要もなく、不利益とは
ならない。従って、ｘを０.３未満にすることは、工業
上、有益であるといえる。
【００２６】（実施例２）実施例１と同様にして、組成
式が（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.55Ｇａ0.15Ａｌ0.3Ｏ12なる
試料を作製し、酸素濃度が約５０％の雰囲気の中で熱処
理温度を９５０〜１１５０℃まで変化させて熱処理を行
い試料を作成し、その特性を測定した。挿入損失との関
係を図２に示す。尚、ＨSは約３１０Ｏｅ、θFは約９２
０ｄｅｇ／ｃｍ、θTは約０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔｃｏｍ
ｐは約−４０℃であった。図２から明らかなように、熱
処理温度９７０〜１１３０℃の間で挿入損失の低減効果
が認められ、この温度範囲での熱処理が有用である。
式が（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.55Ｇａ0.15Ａｌ0.3Ｏ12なる
試料を作製し、酸素濃度が約５０％の雰囲気の中で熱処
理温度を９５０〜１１５０℃まで変化させて熱処理を行
い試料を作成し、その特性を測定した。挿入損失との関
係を図２に示す。尚、ＨSは約３１０Ｏｅ、θFは約９２
０ｄｅｇ／ｃｍ、θTは約０.０７ｄｅｇ／℃、Ｔｃｏｍ
ｐは約−４０℃であった。図２から明らかなように、熱
処理温度９７０〜１１３０℃の間で挿入損失の低減効果
が認められ、この温度範囲での熱処理が有用である。
【００２７】（実施例３）実施例２で作製した試料を使
用し、同様にして熱処理温度を１０７０℃とし、雰囲気
中の酸素濃度を０，１０，２０，４０，６０，８０，１
００％に変化させて熱処理を行い試料を作成し、その特
性を測定した。挿入損失との関係を図３に示す。図３に
示すように、雰囲気中の酸素濃度が５％以上で、挿入損
失の低減効果が認められる。尚、その他の特性は、実施
例２の値と同様であった。従って、酸素濃度５％以上の
雰囲気中での熱処理が有用である。
用し、同様にして熱処理温度を１０７０℃とし、雰囲気
中の酸素濃度を０，１０，２０，４０，６０，８０，１
００％に変化させて熱処理を行い試料を作成し、その特
性を測定した。挿入損失との関係を図３に示す。図３に
示すように、雰囲気中の酸素濃度が５％以上で、挿入損
失の低減効果が認められる。尚、その他の特性は、実施
例２の値と同様であった。従って、酸素濃度５％以上の
雰囲気中での熱処理が有用である。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比べ、小さい磁界で高いファラデー回転能を持ち、しか
も、ファラデー回転角の温度係数と挿入損失係数の小さ
い光学用ビスマス置換型ガーネット材料とその製造方法
が提供される。
比べ、小さい磁界で高いファラデー回転能を持ち、しか
も、ファラデー回転角の温度係数と挿入損失係数の小さ
い光学用ビスマス置換型ガーネット材料とその製造方法
が提供される。
【図１】実施例１における組成式（Ｇｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ
4.7−ｘＧａxＡｌ0.3Ｏ12のガーネット材料のガリウム
（Ｇａ）含有値（ｘ）と各種特性の関係を示す図。図１
（ａ）は、ｘと飽和印加磁界（ＨS）の関係を示す図、
図１（ｂ）は、ｘとファラデー回転能（θF）の関係を
示す図、図１（ｃ）は、ｘとファラデー回転角の温度係
数（θT）の関係を示す図、図１（ｄ）は、ｘと磁化反
転温度（Ｔｃｏｍｐ）の関係を示す図。
4.7−ｘＧａxＡｌ0.3Ｏ12のガーネット材料のガリウム
（Ｇａ）含有値（ｘ）と各種特性の関係を示す図。図１
（ａ）は、ｘと飽和印加磁界（ＨS）の関係を示す図、
図１（ｂ）は、ｘとファラデー回転能（θF）の関係を
示す図、図１（ｃ）は、ｘとファラデー回転角の温度係
数（θT）の関係を示す図、図１（ｄ）は、ｘと磁化反
転温度（Ｔｃｏｍｐ）の関係を示す図。
【図２】実施例２におけるビスマス置換型ガーネット材
料の熱処理温度と挿入損失の関係を示す図。
料の熱処理温度と挿入損失の関係を示す図。
【図３】実施例３におけるビスマス置換型ガーネット材
料の熱処理雰囲気中の酸素濃度と挿入損失の関係を示す
図。
料の熱処理雰囲気中の酸素濃度と挿入損失の関係を示す
図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ガーネット基板上に、液相成長法により
ガドリニウム・ビスマス（ＧｄＢｉ）系ガーネット単結
晶を育成してなる光学用ビスマス置換型ガーネット材料
において、該ガーネット基板をネオジウム・ガリウム・
ガーネット（ＮＧＧ）単結晶とし、育成されるガドリニ
ウム・ビスマス（ＧｄＢｉ）系ガーネットの組成を（Ｇ
ｄ，Ｂｉ）3Ｆｅ4.7-xＧａxＡｌ0.3Ｏ12，ｘ＜０.３と
することを特徴とするビスマス置換型ガーネット材料。 - 【請求項２】 単結晶を、９７０ないし１１３０℃の範
囲で保持する熱処理を行うことを特徴とする請求項１記
載のビスマス置換型ガーネット材料の製造方法。 - 【請求項３】 酸素含有量が５ないし１００％の範囲の
雰囲気で熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の
ビスマス置換型ガーネット材料の製造方法。 - 【請求項４】 単結晶を、雰囲気の酸素含有量が５〜１
００％の範囲で、かつ処理温度が９７０ないし１１３０
℃の範囲の熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載
のビスマス置換型ガーネット材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27984097A JPH11100300A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27984097A JPH11100300A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11100300A true JPH11100300A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17616670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27984097A Withdrawn JPH11100300A (ja) | 1997-09-26 | 1997-09-26 | ビスマス置換型ガーネット材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11100300A (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 |
| 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 |
| CN100437214C (zh) * | 2002-03-14 | 2008-11-26 | Tdk株式会社 | 光学器件与法拉第旋转器的制造方法、光学器件及光通信系统 |
-
1997
- 1997-09-26 JP JP27984097A patent/JPH11100300A/ja not_active Withdrawn
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 |
| 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 |
| CN100437214C (zh) * | 2002-03-14 | 2008-11-26 | Tdk株式会社 | 光学器件与法拉第旋转器的制造方法、光学器件及光通信系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040108 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20050720 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |