JPH11174395A - 磁気光学用ガーネット - Google Patents
磁気光学用ガーネットInfo
- Publication number
- JPH11174395A JPH11174395A JP36409897A JP36409897A JPH11174395A JP H11174395 A JPH11174395 A JP H11174395A JP 36409897 A JP36409897 A JP 36409897A JP 36409897 A JP36409897 A JP 36409897A JP H11174395 A JPH11174395 A JP H11174395A
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- JP
- Japan
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- garnet
- magneto
- optical
- composition
- magnetic field
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光アイソレータ等、光部品の小型化、構成単
純化、低コスト化を実現するファラデー回転子として
の、磁気光学用ガーネットを提供すること。 【解決手段】 化学式Ｇｄ(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)Ｇ
ａAＯ12（ただし、ＲはＥｕおよびＨｏの少なくとも１
種であり、１.３≦Ｘ≦２.４、０.３≦Ｙ≦１.５、１.
６≦Ｘ＋Ｙ≦３.０、０.６≦Ａ≦１.４）で示される組
成を有する磁気光学用ガーネット。
純化、低コスト化を実現するファラデー回転子として
の、磁気光学用ガーネットを提供すること。 【解決手段】 化学式Ｇｄ(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)Ｇ
ａAＯ12（ただし、ＲはＥｕおよびＨｏの少なくとも１
種であり、１.３≦Ｘ≦２.４、０.３≦Ｙ≦１.５、１.
６≦Ｘ＋Ｙ≦３.０、０.６≦Ａ≦１.４）で示される組
成を有する磁気光学用ガーネット。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、とくに、近赤外光
に用いる光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッ
チ用ファラデー回転子としての磁気光学用ガーネットに
関する。
に用いる光アイソレータ、光サーキュレータ、光スイッ
チ用ファラデー回転子としての磁気光学用ガーネットに
関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、光通信、光計測、光磁気記録
等を行う光学的装置の光源には、そのコヒーレント性か
ら半導体レーザが使用されることが多い。しかし、半導
体レーザから出射された光の一部が、半導体レーザ自体
に帰還されると、波長の揺らぎやノイズを発生する。従
来、この帰還光を阻止するために、ファラデー回転角が
４５度となるような、非相反素子としてのファラデー素
子を使用した光アイソレータが実現されている。
等を行う光学的装置の光源には、そのコヒーレント性か
ら半導体レーザが使用されることが多い。しかし、半導
体レーザから出射された光の一部が、半導体レーザ自体
に帰還されると、波長の揺らぎやノイズを発生する。従
来、この帰還光を阻止するために、ファラデー回転角が
４５度となるような、非相反素子としてのファラデー素
子を使用した光アイソレータが実現されている。
【０００３】ファラデー素子には、光源の波長に依存し
て、それぞれ適切な材料が選択して使用される。たとえ
ば、光通信に用いられる１.３１μｍ、１.５５μｍの波
長に対して、磁性体であるビスマス置換鉄ガーネット
（以下、磁気光学用ガーネットという）単結晶がファラ
デー回転子として用いられている。その中でも、（Ｇｄ
Ｂｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12で示される組成の磁気光
学用ガーネット単結晶厚膜は、液相エピタキシャル法
（以下、ＬＰＥ法という）によって低コストで得られる
ために、広く使用されている。
て、それぞれ適切な材料が選択して使用される。たとえ
ば、光通信に用いられる１.３１μｍ、１.５５μｍの波
長に対して、磁性体であるビスマス置換鉄ガーネット
（以下、磁気光学用ガーネットという）単結晶がファラ
デー回転子として用いられている。その中でも、（Ｇｄ
Ｂｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12で示される組成の磁気光
学用ガーネット単結晶厚膜は、液相エピタキシャル法
（以下、ＬＰＥ法という）によって低コストで得られる
ために、広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図２は、従来の磁気光
学用ガーネット（ＧｄＢｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12の
印加磁界強度とファラデー回転角との関係を示す図であ
る。ファラデー回転子は、磁気光学用ガーネット単結晶
厚膜が、磁気的に飽和するＨｓ以上の外部磁界を光の進
行方向と平行に印加したとき、ファラデー回転角が４５
度となるように厚さを制御して得られる。従来は、光ア
イソレータの場合、磁気的に飽和させ単一磁区にするた
めに、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を円筒形の永久
磁石に挿入して用いられてきた。
学用ガーネット（ＧｄＢｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12の
印加磁界強度とファラデー回転角との関係を示す図であ
る。ファラデー回転子は、磁気光学用ガーネット単結晶
厚膜が、磁気的に飽和するＨｓ以上の外部磁界を光の進
行方向と平行に印加したとき、ファラデー回転角が４５
度となるように厚さを制御して得られる。従来は、光ア
イソレータの場合、磁気的に飽和させ単一磁区にするた
めに、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を円筒形の永久
磁石に挿入して用いられてきた。
【０００５】しかし、図２から明らかなように、印加さ
れた外部磁界を取り除くと、所定のファラデー回転角は
得られない。つまり、ファラデー回転子としての磁気光
学用ガーネットには、永久磁石は必須の要因であった。
磁界印加用の永久磁石の存在は、光アイソレータをはじ
めとする光サーキュレータ、光スイッチ等の光部品の小
型化、構成単純化、あるいは低コストの実現を阻んでい
たとさえいうことができる。
れた外部磁界を取り除くと、所定のファラデー回転角は
得られない。つまり、ファラデー回転子としての磁気光
学用ガーネットには、永久磁石は必須の要因であった。
磁界印加用の永久磁石の存在は、光アイソレータをはじ
めとする光サーキュレータ、光スイッチ等の光部品の小
型化、構成単純化、あるいは低コストの実現を阻んでい
たとさえいうことができる。
【０００６】本発明の目的は、これらの光部品の小型
化、構成単純化、低コスト化を実現するファラデー回転
子としての、磁気光学用ガーネットを提供することにあ
る。
化、構成単純化、低コスト化を実現するファラデー回転
子としての、磁気光学用ガーネットを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学式Ｇｄ
(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)ＧａAＯ12（ただし、ＲはＥ
ｕおよびＨｏの少なくとも１種であり、１.３≦Ｘ≦２.
４、０.３≦Ｙ≦１.５、１.６≦Ｘ＋Ｙ≦３.０、０.６
≦Ａ≦１.４）で示される組成を有する磁気光学用ガー
ネットである。
(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)ＧａAＯ12（ただし、ＲはＥ
ｕおよびＨｏの少なくとも１種であり、１.３≦Ｘ≦２.
４、０.３≦Ｙ≦１.５、１.６≦Ｘ＋Ｙ≦３.０、０.６
≦Ａ≦１.４）で示される組成を有する磁気光学用ガー
ネットである。
【０００８】また、本発明は、前記組成を有し、いった
ん、磁気的に飽和させた後は、印加磁界を取り除いて
も、ファラデー回転子としての磁気光学特性を保つ、保
磁力が２５０エルステッド以上である磁気光学用ガーネ
ットである。
ん、磁気的に飽和させた後は、印加磁界を取り除いて
も、ファラデー回転子としての磁気光学特性を保つ、保
磁力が２５０エルステッド以上である磁気光学用ガーネ
ットである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面および表を参照し、さらに実施例をもとに説
明する。
いて、図面および表を参照し、さらに実施例をもとに説
明する。
【００１０】本発明による磁気光学用ガーネットは、こ
れを構成するＧｄの一部をＥｕおよびＨｏで置換するこ
とにより、大きな保磁力を実現し、磁界印加手段である
円筒形の永久磁石を使用しなくても、４５度のファラデ
ー回転角を得られる組成を示す。
れを構成するＧｄの一部をＥｕおよびＨｏで置換するこ
とにより、大きな保磁力を実現し、磁界印加手段である
円筒形の永久磁石を使用しなくても、４５度のファラデ
ー回転角を得られる組成を示す。
【００１１】本発明による磁気光学用ガーネットは、保
磁力が２５０エルステッド（以下、エルステッドをＯｅ
と表示する）以上となる組成範囲を示す。保磁力が２５
０Ｏｅ未満の磁気光学用ガーネットの場合、永久磁石に
よる磁界の印加がないと、外部の擾乱磁界によってファ
ラデー回転角が変動し、磁気光学特性の低下を招きやす
くなる。図１は、本発明による磁気光学用ガーネット
の、印加磁界強度に対するファラデー回転角の関係を示
す図である。
磁力が２５０エルステッド（以下、エルステッドをＯｅ
と表示する）以上となる組成範囲を示す。保磁力が２５
０Ｏｅ未満の磁気光学用ガーネットの場合、永久磁石に
よる磁界の印加がないと、外部の擾乱磁界によってファ
ラデー回転角が変動し、磁気光学特性の低下を招きやす
くなる。図１は、本発明による磁気光学用ガーネット
の、印加磁界強度に対するファラデー回転角の関係を示
す図である。
【００１２】
【実施例】以下、実施例をもとに説明する。
【００１３】（実施例１）出発原料として、純度９９.
９９％のＧｄ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇ
ａ2Ｏ3と、フラックスとしてＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｂ2Ｏ3
を使用した。これらを、表１に示す成分組成になるよう
に配合し、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を育成し
た。Ｂｉの組成は一定とし、Ｅｕ＋ＨｏであるＲの組成
を変化させた。育成された単結晶を、波長１.３１μｍ
および１.５５μｍでファラデー回転角が４５度になる
ように、研磨して厚さを制御した。その結果、得られた
保磁力を表１に併せて示した。
９９％のＧｄ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇ
ａ2Ｏ3と、フラックスとしてＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｂ2Ｏ3
を使用した。これらを、表１に示す成分組成になるよう
に配合し、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を育成し
た。Ｂｉの組成は一定とし、Ｅｕ＋ＨｏであるＲの組成
を変化させた。育成された単結晶を、波長１.３１μｍ
および１.５５μｍでファラデー回転角が４５度になる
ように、研磨して厚さを制御した。その結果、得られた
保磁力を表１に併せて示した。
【００１４】
【００１５】表１から明らかなように、本発明の組成を
有するＮｏ.３〜７の磁気光学用ガーネットは、実用に
耐える保磁力を有することが判る。Ｎｏ.３〜７の磁気
光学用ガーネット単結晶厚膜を、磁界印加用の永久磁石
をもたないマグネットレス光アイソレータに組み込み、
良好な磁気光学特性が得られた。
有するＮｏ.３〜７の磁気光学用ガーネットは、実用に
耐える保磁力を有することが判る。Ｎｏ.３〜７の磁気
光学用ガーネット単結晶厚膜を、磁界印加用の永久磁石
をもたないマグネットレス光アイソレータに組み込み、
良好な磁気光学特性が得られた。
【００１６】（実施例２）出発原料として、純度９９.
９９％のＧｄ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇ
ａ2Ｏ3と、フラックスとしてＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｂ2Ｏ3
を使用した。これらを、表２に示す成分組成になるよう
に配合し、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を育成し
た。ＢｉおよびＲの組成は、それぞれ一定とし、Ｅｕと
Ｈｏの比を変化させた。育成された単結晶を、波長１.
３１μｍおよび１.５５μｍでファラデー回転角が４５
度になるように、研磨して厚さを制御した。その結果、
得られた保磁力を表２に併せて示した。
９９％のＧｄ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇ
ａ2Ｏ3と、フラックスとしてＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｂ2Ｏ3
を使用した。これらを、表２に示す成分組成になるよう
に配合し、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を育成し
た。ＢｉおよびＲの組成は、それぞれ一定とし、Ｅｕと
Ｈｏの比を変化させた。育成された単結晶を、波長１.
３１μｍおよび１.５５μｍでファラデー回転角が４５
度になるように、研磨して厚さを制御した。その結果、
得られた保磁力を表２に併せて示した。
【００１７】
【００１８】表２から明らかなように、Ｎｏ.８を除
き、本発明の組成を有するＮｏ.３，Ｎｏ.９〜１２の磁
気光学用ガーネットは、実用に適した保磁力を有するこ
とが判る。Ｎｏ.３，Ｎｏ.９〜１２の磁気光学用ガーネ
ット単結晶をグネットレス光アイソレータに組み込み、
良好な磁気光学特性が得られた。
き、本発明の組成を有するＮｏ.３，Ｎｏ.９〜１２の磁
気光学用ガーネットは、実用に適した保磁力を有するこ
とが判る。Ｎｏ.３，Ｎｏ.９〜１２の磁気光学用ガーネ
ット単結晶をグネットレス光アイソレータに組み込み、
良好な磁気光学特性が得られた。
【００１９】（実施例３）出発原料として、純度９９.
９９％のＧｄ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇ
ａ2Ｏ3と、フラックスとしてＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｂ2Ｏ3
を使用した。これらを、表３に示す成分組成になるよう
に配合し、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を育成し
た。Ｂｉの組成Ｙを変化させ、ＥｕおよびＨｏのそれぞ
れの組成は一定とした。育成された単結晶を、波長１.
３１μｍおよび１.５５μｍでファラデー回転角が４５
度になるように、研磨して厚さを制御した。その結果、
得られた保磁力を表３に併せて示した。
９９％のＧｄ2Ｏ3，Ｅｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇ
ａ2Ｏ3と、フラックスとしてＢｉ2Ｏ3，ＰｂＯ，Ｂ2Ｏ3
を使用した。これらを、表３に示す成分組成になるよう
に配合し、磁気光学用ガーネット単結晶厚膜を育成し
た。Ｂｉの組成Ｙを変化させ、ＥｕおよびＨｏのそれぞ
れの組成は一定とした。育成された単結晶を、波長１.
３１μｍおよび１.５５μｍでファラデー回転角が４５
度になるように、研磨して厚さを制御した。その結果、
得られた保磁力を表３に併せて示した。
【００２０】
【００２１】Ｎｏ.１７については、結晶欠陥が多く、
実用的でない。Ｎｏ.１７を除く磁気光学用ガーネット
単結晶をグネットレス光アイソレータに組み込み、良好
な磁気光学特性が得られた。
実用的でない。Ｎｏ.１７を除く磁気光学用ガーネット
単結晶をグネットレス光アイソレータに組み込み、良好
な磁気光学特性が得られた。
【００２２】前述した実施例１ないし実施例３の結果か
ら、つぎのことが明らかになった。 （１）化学式Ｇｄ(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)ＧａAＯ12
において、Ｅｕ，Ｈｏを代表するＲの組成Ｘの範囲は、
１.３未満および２.４を越えると、保磁力が２５０ Ｏ
ｅ未満となり、実用に適しない。 （２）またＢｉの組成Ｙの範囲が０.３未満では、ファ
ラデー回転係数が小さく、４５度のファラデー回転角を
得るためには、磁気光学用ガーネット単結晶の厚さを大
きくとることが必要となり、ファラデー回転子として実
用的でない。さらに、Ｙが１.５を越えると、磁気光学
用ガーネット単結晶内に欠陥が生じ磁気光学特性が低下
する。よって、Ｂｉの組成Ｙの範囲は、０.３〜１.５の
範囲がよい。
ら、つぎのことが明らかになった。 （１）化学式Ｇｄ(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)ＧａAＯ12
において、Ｅｕ，Ｈｏを代表するＲの組成Ｘの範囲は、
１.３未満および２.４を越えると、保磁力が２５０ Ｏ
ｅ未満となり、実用に適しない。 （２）またＢｉの組成Ｙの範囲が０.３未満では、ファ
ラデー回転係数が小さく、４５度のファラデー回転角を
得るためには、磁気光学用ガーネット単結晶の厚さを大
きくとることが必要となり、ファラデー回転子として実
用的でない。さらに、Ｙが１.５を越えると、磁気光学
用ガーネット単結晶内に欠陥が生じ磁気光学特性が低下
する。よって、Ｂｉの組成Ｙの範囲は、０.３〜１.５の
範囲がよい。
【００２３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の磁気光
学用ガーネットによって、構成するＧｄの一部をＥｕお
よびＨｏで置換し、永久磁石をもたない光アイソレータ
等の光部品が可能となった。これは、取りも直さず、光
部品の小型化、構成単純化、あるいは低コスト化の実現
につながる。
学用ガーネットによって、構成するＧｄの一部をＥｕお
よびＨｏで置換し、永久磁石をもたない光アイソレータ
等の光部品が可能となった。これは、取りも直さず、光
部品の小型化、構成単純化、あるいは低コスト化の実現
につながる。
【図１】本発明による磁気光学用ガーネットの、印加磁
界強度に対するファラデー回転角の関係を示す図。
界強度に対するファラデー回転角の関係を示す図。
【図２】従来の磁気光学用ガーネット（ＧｄＢｉ）
3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12 の印加磁界強度とファラデー
回転角との関係を示す図。
3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12 の印加磁界強度とファラデー
回転角との関係を示す図。
Claims (2)
- 【請求項１】 化学式Ｇｄ(3-X-Y)ＲXＢｉYＦｅ(5-A)Ｇ
ａAＯ12（ただし、ＲはＥｕおよびＨｏの少なくとも１
種であり、１.３≦Ｘ≦２.４，０.３≦Ｙ≦１.５，１.
６≦Ｘ＋Ｙ≦３.０，０.６≦Ａ≦１.４）で示される組
成を有することを特徴とする磁気光学用ガーネット。 - 【請求項２】 前記組成を有し、保磁力が２５０エルス
テッド以上であることを特徴とする請求項１記載の磁気
光学用ガーネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36409897A JPH11174395A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 磁気光学用ガーネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36409897A JPH11174395A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 磁気光学用ガーネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11174395A true JPH11174395A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18480973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36409897A Pending JPH11174395A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 磁気光学用ガーネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11174395A (ja) |
-
1997
- 1997-12-16 JP JP36409897A patent/JPH11174395A/ja active Pending
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