JPH11305177A - 磁気光学ガーネット - Google Patents
磁気光学ガーネットInfo
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- JPH11305177A JPH11305177A JP13121798A JP13121798A JPH11305177A JP H11305177 A JPH11305177 A JP H11305177A JP 13121798 A JP13121798 A JP 13121798A JP 13121798 A JP13121798 A JP 13121798A JP H11305177 A JPH11305177 A JP H11305177A
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- garnet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ファラデー回転子を構成要素とする光アイソ
レータ等の光部品の小型化、構成単純化、低コスト化を
可能とする磁気光学ガーネットを提供すること。 【解決手段】 化学式ＲxＢｉ(3-x)Ｆｅ(5-A)ＭAＯ
12（ただし、ＲはＥｕおよびＨｏの少なくとも１種であ
り、１.３≦Ｘ≦２.７、またＭはＧａおよびＡｌ、Ｓｃ
の少なくとも１種であり、０.６≦Ａ≦１.４）で示され
る組成を有する磁気光学ガーネット。
レータ等の光部品の小型化、構成単純化、低コスト化を
可能とする磁気光学ガーネットを提供すること。 【解決手段】 化学式ＲxＢｉ(3-x)Ｆｅ(5-A)ＭAＯ
12（ただし、ＲはＥｕおよびＨｏの少なくとも１種であ
り、１.３≦Ｘ≦２.７、またＭはＧａおよびＡｌ、Ｓｃ
の少なくとも１種であり、０.６≦Ａ≦１.４）で示され
る組成を有する磁気光学ガーネット。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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ガーネットに関する。
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ガーネットに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、光通信、光計測、光磁気記録等
を行う光学装置の光源には、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、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（磁界中での
非相反旋光能による角度）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
タが実用化されている。
を行う光学装置の光源には、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、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（磁界中での
非相反旋光能による角度）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
タが実用化されている。
【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。例え
ば、光通信に用いられる１.３１μｍ、１.５５μｍの波
長に対して、強磁性体であるビスマス置換鉄ガーネット
（以下、磁気光学ガーネットという）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、（ＧｄＢ
ｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12で示される組成の磁気光学
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。例え
ば、光通信に用いられる１.３１μｍ、１.５５μｍの波
長に対して、強磁性体であるビスマス置換鉄ガーネット
（以下、磁気光学ガーネットという）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、（ＧｄＢ
ｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12で示される組成の磁気光学
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】図２は、従来の磁気光学ガーネット（Ｇｄ
Ｂｉ）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。
Ｂｉ）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】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図２から明ら
かなように、所定のファラデー回転角は、外部磁界が印
加されない限り得られない。つまり、ファラデー回転子
としての磁気光学ガーネットには、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
等の光部品について同様である。他方において、永久磁
石の存在は、これら光部品の小型化、構成単純化、ある
いは低コスト化に対しては、障害となっていた。
かなように、所定のファラデー回転角は、外部磁界が印
加されない限り得られない。つまり、ファラデー回転子
としての磁気光学ガーネットには、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
等の光部品について同様である。他方において、永久磁
石の存在は、これら光部品の小型化、構成単純化、ある
いは低コスト化に対しては、障害となっていた。
【０００６】従って、本発明の目的は、ファラデー回転
子を構成要素とする光アイソレータ等の光部品の小型
化、構成単純化、低コスト化を可能とする磁気光学ガー
ネットを提供することにある。
子を構成要素とする光アイソレータ等の光部品の小型
化、構成単純化、低コスト化を可能とする磁気光学ガー
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ＲXＢ
ｉ(3-X)Ｆｅ(5-A)ＭAＯ12（ただし、ＲはＥｕおよびＨ
ｏの少なくとも１種であり、１.５≦Ｘ≦２.７、またＭ
はＧａおよびＡｌ、Ｓｃの少なくとも１種であり、０.
６≦Ａ≦１.４）で示される組成を有する磁気光学ガー
ネットである。
ｉ(3-X)Ｆｅ(5-A)ＭAＯ12（ただし、ＲはＥｕおよびＨ
ｏの少なくとも１種であり、１.５≦Ｘ≦２.７、またＭ
はＧａおよびＡｌ、Ｓｃの少なくとも１種であり、０.
６≦Ａ≦１.４）で示される組成を有する磁気光学ガー
ネットである。
【０００８】また、本発明は、前記組成を有する磁気光
学ガーネットを、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
気光学特性を保ち、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）以上である磁気光
学ガーネットである。
学ガーネットを、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
気光学特性を保ち、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）以上である磁気光
学ガーネットである。
【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、図面を参照し、さらに実施例をもとに説明する。
いて、図面を参照し、さらに実施例をもとに説明する。
【００１０】本発明者は、磁気光学ガーネットの組成と
特性を詳細に調査した結果、２５０Ｏｅ以上の保磁力
は、Ｒの組成範囲Ｘが１.３以上、かつＭの組成範囲Ａ
が０.６≦Ａ≦１.４の場合にのみ得られることが明らか
になった。さらに、Ｂｉの組成範囲３−Ｘが０.３未満
では、ファラデー回転角が小さいため、過大な厚さを必
要とし、ファラデー回転子として実用的でない。また、
Ｂｉの組成範囲３−Ｘが１.５を越えると、単結晶内に
欠陥が生じ磁気光学特性が劣化する。よって、Ｂｉの組
成範囲３−Ｘは、０.３〜１.５の範囲が適切である。
特性を詳細に調査した結果、２５０Ｏｅ以上の保磁力
は、Ｒの組成範囲Ｘが１.３以上、かつＭの組成範囲Ａ
が０.６≦Ａ≦１.４の場合にのみ得られることが明らか
になった。さらに、Ｂｉの組成範囲３−Ｘが０.３未満
では、ファラデー回転角が小さいため、過大な厚さを必
要とし、ファラデー回転子として実用的でない。また、
Ｂｉの組成範囲３−Ｘが１.５を越えると、単結晶内に
欠陥が生じ磁気光学特性が劣化する。よって、Ｂｉの組
成範囲３−Ｘは、０.３〜１.５の範囲が適切である。
【００１１】保磁力、結晶の厚みおよび結晶欠陥を総合
的に考えた場合、本発明のＲ濃度Ｘは、１.５≦Ｘ≦２.
７範囲であることが必要となる。
的に考えた場合、本発明のＲ濃度Ｘは、１.５≦Ｘ≦２.
７範囲であることが必要となる。
【００１２】保磁力が２５０Ｏｅ未満の磁気光学ガーネ
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。本発明による磁気光学
ガーネットは、保磁力が２５０Ｏｅ以上となる組成範囲
を示す。図１は、本発明による磁気光学ガーネットの、
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。
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。本発明による磁気光学
ガーネットは、保磁力が２５０Ｏｅ以上となる組成範囲
を示す。図１は、本発明による磁気光学ガーネットの、
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。
【００１３】
【実施例】以下、実施例をもとに説明する。
【００１４】（実施例１）出発原料として、純度９９.
９９％のＥｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ｓ
ｃ2Ｏ3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、磁気光学ガーネツト単結晶厚膜を育成した。
Ｅｕ＋ＨｏであるＲおよびＢｉの組成は、それぞれ一定
とし、Ｇａ＋Ｓｃの組成Ａ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に併せて示す。
９９％のＥｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｇａ2Ｏ3，Ｓ
ｃ2Ｏ3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、磁気光学ガーネツト単結晶厚膜を育成した。
Ｅｕ＋ＨｏであるＲおよびＢｉの組成は、それぞれ一定
とし、Ｇａ＋Ｓｃの組成Ａ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に併せて示す。
【００１５】
【００１６】表１から明らかなように、本発明の組成を
有するＮｏ.３〜７の磁気光学ガーネットは、実用に供
することができる保磁力を有することが判る。Ｎｏ.３
〜７の磁気光学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の磁気光学ガーネットは、実用に供
することができる保磁力を有することが判る。Ｎｏ.３
〜７の磁気光学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。
【００１７】（実施例２）出発原料として、純度９９.
９９％のＥｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ａ１2Ｏ3，Ｓ
ｃ2Ｏ3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、磁気光学ガーネット単結晶厚膜を育成した。
Ｅｕ＋ＨｏであるＲおよびＢｉの組成は、それぞれ一定
とし、Ａｌ＋Ｓｃの組成Ａ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に併せて示す。
９９％のＥｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ａ１2Ｏ3，Ｓ
ｃ2Ｏ3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、磁気光学ガーネット単結晶厚膜を育成した。
Ｅｕ＋ＨｏであるＲおよびＢｉの組成は、それぞれ一定
とし、Ａｌ＋Ｓｃの組成Ａ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に併せて示す。
【００１８】
【００１９】表２から明らかなように、本発明の組成を
有するＮｏ.１０〜１４の磁気光学ガーネットは、実用
に適した保磁力を有することが判る。Ｎｏ.１０〜１４
の磁気光学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.１０〜１４の磁気光学ガーネットは、実用
に適した保磁力を有することが判る。Ｎｏ.１０〜１４
の磁気光学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。
【００２０】（実施例３）出発原料として、純度９９.
９９％のＥｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｓｃ2Ｏ3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。Ｅｕ
+ＨｏであるＲおよびＢｉの組成はそれぞれ一定とし、
Ｓｃ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４
５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に併せて示す。
９９％のＥｕ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｆｅ2Ｏ3，Ｓｃ2Ｏ3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。Ｅｕ
+ＨｏであるＲおよびＢｉの組成はそれぞれ一定とし、
Ｓｃ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４
５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に併せて示す。
【００２１】
【００２２】表３から明らかなように、本発明の組成を
有するＮｏ.１７〜２１の磁気光学ガーネットは、実用
に適した保磁力を有することが判る。Ｎｏ.１７〜２１
の磁気光学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.１７〜２１の磁気光学ガーネットは、実用
に適した保磁力を有することが判る。Ｎｏ.１７〜２１
の磁気光学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。
【００２３】以上、述べた結果から、化学式ＲxＢｉ
(3-x)Ｆｅ(5-A)ＭAＯ12において、Ｅｕ，Ｈｏを代表す
るＲの組成Ｘの範囲は、１.５以上、２.７以下で、かつ
ＧａおよびＡｌ、Ｓｃを代表するＭの組成Ａの範囲は、
０.６以上、１.４以下の磁気光学ガーネットは、保磁力
が２５０Ｏｅ以上を示し、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として、実用に供す
ることができる。
(3-x)Ｆｅ(5-A)ＭAＯ12において、Ｅｕ，Ｈｏを代表す
るＲの組成Ｘの範囲は、１.５以上、２.７以下で、かつ
ＧａおよびＡｌ、Ｓｃを代表するＭの組成Ａの範囲は、
０.６以上、１.４以下の磁気光学ガーネットは、保磁力
が２５０Ｏｅ以上を示し、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として、実用に供す
ることができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明による磁気光学ガーネットを使用
することで、永久磁石なしでも、実用に供する光アイソ
レータの提供が可能となり、光アイソレータの小型化、
低価格化が図られた。
することで、永久磁石なしでも、実用に供する光アイソ
レータの提供が可能となり、光アイソレータの小型化、
低価格化が図られた。
【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ＲXＢｉ(3-X)Ｆｅ(5-A)ＭＡＯ12
（ただし、ＲはＥｕおよびＨｏの少なくとも１種であ
り、１.５≦Ｘ≦２.７、またＭはＧａおよびＡｌ、Ｓｃ
の少なくとも１種であり、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
光学ガーネット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13121798A JPH11305177A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 磁気光学ガーネット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13121798A JPH11305177A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 磁気光学ガーネット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11305177A true JPH11305177A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=15052782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13121798A Pending JPH11305177A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 磁気光学ガーネット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11305177A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002029478A1 (fr) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Fdk Corporation | Polariseur et dispositif optique utilisant celui-ci |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP13121798A patent/JPH11305177A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002029478A1 (fr) * | 2000-10-04 | 2002-04-11 | Fdk Corporation | Polariseur et dispositif optique utilisant celui-ci |
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