JPS5854314A - 磁気光学素子 - Google Patents

磁気光学素子

Info

Publication number
JPS5854314A
JPS5854314A JP15325581A JP15325581A JPS5854314A JP S5854314 A JPS5854314 A JP S5854314A JP 15325581 A JP15325581 A JP 15325581A JP 15325581 A JP15325581 A JP 15325581A JP S5854314 A JPS5854314 A JP S5854314A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
garnet
cut out
single crystal
light
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.)
Pending
Application number
JP15325581A
Other languages
English (en)
Inventor
Taketoshi Hibiya
孟俊 日比谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP15325581A priority Critical patent/JPS5854314A/ja
Priority to US06/360,230 priority patent/US4522473A/en
Priority to CA000399494A priority patent/CA1180210A/en
Priority to DE8282102567T priority patent/DE3279311D1/de
Priority to EP82102567A priority patent/EP0061743B1/en
Publication of JPS5854314A publication Critical patent/JPS5854314A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09Devices 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 for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/095Devices 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 for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect in an optical waveguide structure
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/0009Materials therefor
    • G02F1/0036Magneto-optical materials

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本JI?、94は、ファラデー回転効果を利用した元ア
イソレータ又iエサーキ、レータなどの磁気光学菓子に
関する。
近時、光フアイバ通信技術の進歩は目ざましい。
低損失ファイバと長時間連醜発振可能な半導体レーザの
開発により、元ファイバ通イd技術は通信量の増加に対
応し安価でしかも高品質の通1一手段を提供する手段と
じC期待されている。しかしながら、光伝送路の途中に
設けられるスイッチ等の部品から反射される戻り光が光
源である半導体レーザに入るとレーザ発振の安定性km
5という大きなC1題がある。
この問題の解決のために、光アイソレータをレーザ光源
の後段に設けることが4i%案されている。
1.3〜1.8μmの長波長借用光アイソレータとして
は電子41!学会技術研究報告OQE7g−133K報
tiされているよ’Bc、強磁性体であるイツトリウム
・鉄、ガーネy ) (YlFelolg 、 YIG
)のファラデー効*に用いたものが提案されでいる。こ
の報告で用いられでいるYIG[7う、クス紙で育成さ
れたバルク単結晶である。
一方、YIGI光が通過する際に入射−光面の一転が生
ずるためには、YIGは元の入射方間と平行に磁気的に
飽和していなげればならない。円陶形に加工したYIG
バルク単結墨を用いる場合には、飽和の丸めの外部a場
は極めて大きくなり20000@にも達する。この問題
点を解決する丸めに一一子通信学余技術研究報告0Qh
80−53に示されるごとく、YIGバルク単結晶を薄
板状に研磨したものを用いることが提案されている。
しかしながら、バルク単結晶を用いるかぎり特願昭55
−9344S1に不さ几るごとく高品質なYIGバルク
単結晶を入手することは勧めて癲しく、このため光アイ
ソレータの原材料コストは高くなり。
光アイソレータの普及を阻げている。Cの解決のために
上配待奸顔に開示されるごとく、非aSガーネ、ト基碩
上りこエピタキシャル成長させたガー半2ト厚躾の採用
が提案されている。これにより、原材料コストを安価に
することが可能である。
ガーネット厚mt−光アイソレータ用のファラデー1転
子として用いる場合の+nt迩点の一つは、基板とガー
ネット膜との格子室a差によって生ずる複屈折であった
。複屈折によっCアイソレージ。
ンが劣化する現象は、特願昭56−045195に開示
される如く基板と膜との格子定数の差を0.001A以
下とすることによって解決できた。しかしながら、  
(I’ll)成長させたガー半2ト厚展の場合に線、基
板と楓との格子定紋の差をo、ootX以下としてもア
イソレージ、ンは最大30aB Lか確保できなかった
ガーネット液相エピタキシャルm成長の麿の方位として
は、従来は(111) が用いられていた。
(111)  が用いられたのはバブル磁区素子用のガ
ーネット膜の成長方位として専ら(111)  が用い
1られでいるために(111) Gd5GasO□基板
の人手が極めて′4易だからである。しかしながら、本
発明らの実験によれば光フィンレータのファラデー回転
子用に用いるガーネット液相エピタキシャル展を(11
1) Gd1(ja@L)11基板上に育成すると、(
111)  がガーネットにおける所ate@キンクr
IIi”であるために結晶性か悪く前述の如く基板と職
との格子定数による複屈折を一カ小さくしたとしてもア
イソレーシ、ンはたかだか30riBであった。
また、液相エピタキシャル襄を用いる場合でもガーネッ
ト膜を磁気的に飽和させるための磁石が必要であり、廟
相させる為の磁場の大きさはバルク結晶の場合よりも小
さくて済むが、(111) Mの場合には結晶磁気異方
性エネルギーに8 による磁化容易軸(111)は膜面
内にはなく、磁化容易軸が膜内内にある場合と比べ磁気
的飽和に必要な磁場の値は大きくなる。
一方、本発明らは、ガーネットのファセ、ト面である口
10)あるいは(211)に極めて近い面、すなわち(
110)あるいは(211)から数度傾いた面を基板面
として用いたガーネット厚*を光アイソレータとして用
いると、(111) [を用いた場合と比べ結晶性声良
好なことからフィンレージ。
ンは改善され、しかも(110)あるいは(211)の
ファセ、ト面そのものを用いた成長よりも成長過度が充
分大きく取れ、厚膜育成に要する時間が(1103ある
いは(211)よりも格段に少なくて済むことを実験的
に見出した。
また、本発明者らの更に詳細な実験にLれば110)あ
るいは(211)から傾いた面を表両とする基板上に育
成されたガーネット膜をアイソレージのファラデー回転
子として用いる場合、膜内内の特定の方位から光を入射
させた場合のみ優れたアイソレージ、ンの値を有するこ
とが明らかになり九、すなわち、基板qdmams01
m単結晶の引上げ方向と平行に光を入射させることであ
る。
(110)あるいは(211)から傾いた面をtlmと
する基板上に育成されたガーネット族で、しかも基板結
晶の成員方向に光を入射させる場合には、いくつかの可
能な基板ti最成長方位がある。基板面が口io)から
数度傾いた基板の場合には基板結晶引き上げ方位として
は(100> 、 <110) 。
<211) 、 (311>などがある。一方、(21
1)  から傾いた基板の場合には、 (110)、(
311>  などがある、しかしながら、これらのいず
れの方位の場合も、光の入射方向は磁性ガーネットの結
晶磁気異方性による磁化容易軸とは一蚊しない。また、
これらの方位の結晶は工業的に量産されていない。とく
に(110)および(211)引き上げは(110)お
よび(211)がそれぞれガーネットのファセ、ト面で
あるため成長中にファ七、トが生成しやすく、単結晶の
品質を均一にすることが雌かしい。
4:発明の目的は、アイソレータとして用いる場合には
アイソレージ、ンが少くとも35dB以上となり、ファ
ラデー回転子を磁気的に飽和させるための磁場が(11
1) illより小さくて済み、かつ均質な基板の入手
が容易である磁気光学素子を提供することである。
すなわち、(111)を引き上げ方向とする非磁性ガー
ネット単結晶棒より切り出されその面内に該(111)
を含む(110)もしくぜよ(211)もしくは該<1
11)tlla1転の中心軸として該(110)もしく
、よ(211)  より傾けた基板上vCエピタキシャ
ル成梃させたガーネット一のAl111−内に光を入射
させ該ガーネットat−ファラデーIgl@子として用
いる磁気光学素子において、光の入射方位を該ガーネ、
ト宸園内の(111)と平行とすることを特做とする磁
気光学素子である。
以下に実施例を用いて本発明を*<詳細に説明する。
実施例1 (IIIJ を引き上げ方向として非磁性(id B 
Ga @ 01 !単結晶棒をチョクラルスキー法によ
り育成した。
第1図に示すように、この単結晶棒lより(111)と
垂直な(0113を軸とする結晶棒2金切り出し、第2
図に示すように、この棒2より基板面法線方向が(01
1]から(ott)+11i内の[211]方向に1@
だげ傾いた基板を切り出した。この基板上に、基板との
格子定数が0.0004人 の磁気光学材料である(j
d、、Yシ・’esot*ガーネ、ト捩を液相エピタキ
シャル法により180μmの厚さに成長させた。このウ
ェルよりい11)  と面内に投影した(211)とで
囲まれた2、 4 ws角のチップを切り出し、基板(
j d B G a H(J 凰1単結晶の引き上げ方
向と平行な(111)もしくは(111)に光を入射さ
せ、偏光面を45回転させる元アイソレータの7アラデ
一回転子として用いた。このiフイソレータのフイソレ
ーシ、ンは39dBであった。一方、 (211)もし
くは(211)方向に光を入射させた場合にはアイソレ
ージ、ンは16dBであった。また、いずれも(111
) Ili内に投影された[001]と(011)とで
囲まれるチップを切り出して77ラデ一回転子として用
いた場合にはアイソレージ、ンは24dBであった。
ガー半2ト−倉光の進行方向に磁気的に一相させるのに
必要な磁場の大きさは、(111)が良面内にない(1
11)成員の鋏における200(Jaが150 ()e
 と小さくなった。
(100>成長Od畠aasot意単請晶4から、その
表面が10だけ(11G) より傾い九基板を切り出し
で用いる場合と比べ、(111)引き上げ単結晶J4を
用いる場合には、(111)引き上げ単結晶が専らバブ
ル磁区素子用基板として用いられているために、短納期
でしかも安価に人手でき友。しかしながら(100)、
(IILI)あるいは(211)引き上げの一合には檜
別に引き上げられるために納期が長く、また価格も(1
11)引き上げ単結晶と比べ畝倍^かうた。
実施例2 (111)i成長方向としてNd、 G幻ott単結1
欅をチョクラルスキー法により引き上げた。この単結晶
棒より(111Jと垂直な(011)を軸とする棒を切
り出し、この欅より基板面法線方向が(un)から(0
1’l )面内の(it s 3方向に8@だげ傾いた
基板を切り出した。この基板上に、基板よりも格子定数
差がo、oosXだけ大きいGd2B1 P@4.@0
10.401含ガーネ、ト液相エピタキシャル膜t3.
6μmの厚さに育成し、躾面内の(111)を光の進行
方向とさせる磁気光学↓6用元集積回路を作成した。こ
の素子にSける各スイッチにおける消光比は35dB以
上であった。
実施例3 晶棒より(111)と垂直な(011)を軸とする欅t
−切り出し、この欅より基板面法線方向がLu1l)か
ら(011)面内J)L211J方向に8″だけ傾いた
基板を切り出した。この基板上に、゛基板との格子定a
差が0.0003λでの磁気光学材料ys、teat−
ysl’eso+tガーネ、ト躾tt相エピタキシャル
法により160μmの厚さに成長させた。このウェハよ
Q(111)と面内に投影した〔211」 とで圃まれ
た0、6M角のチップを切り出し、基板’m5GalO
□単結晶の引き上げ方向と平行な(1113もしくは(
111)に光を入射させて偏光1ft45回転させる光
ファラデー回転子として用いたうこの元アイソレージW
/は39dBであった。
以上、本実#4を用いることにより、フイソレーシ、ン
が少なくとも35dB以上となり、7アラデ一回転子を
磁気的<飽和させるだめの憾場が(111)臘より小さ
くて済み、かつ均質な1板が短納期かつ低価柚で可能で
ある磁気光学素子が実現でき、本発明の工業的;を義は
大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はjllll k引き上げ方向として育成した(
id、Ga1Ou単結晶棒lと、この単結蟲欅より(1
11)と垂直な[011Jを袖として切り出され九CQ
TI)より(2113K向(すてθ≧00の角度だけ傾
いた基板を示す。 〔Ilf〕 第 1 図 1+ −J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (111)’i引き上げ方向とする非磁性ガーネット単
    −晶棒より切り出されその園内WC該(111)を含む
    口to)もしくは(211)もしくは該(111>を回
    転の中心軸として該(110)もしく「よ(211)よ
    り傾けた基板上にエピタキシャル成員させたガーネット
    娘の一面内に光を入射させ該ガーネ、)srファラデー
    回転子として用いる磁気光学菓子において、光の入射方
    恒を級ガーネ、)−面内の(111)と平行とすること
    を特徴とする磁気光学菓子。
JP15325581A 1981-03-27 1981-09-28 磁気光学素子 Pending JPS5854314A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15325581A JPS5854314A (ja) 1981-09-28 1981-09-28 磁気光学素子
US06/360,230 US4522473A (en) 1981-03-27 1982-03-22 Faraday rotator for an optical device
CA000399494A CA1180210A (en) 1981-03-27 1982-03-26 Faraday rotator for an optical device
DE8282102567T DE3279311D1 (en) 1981-03-27 1982-03-26 Faraday rotator for an optical device
EP82102567A EP0061743B1 (en) 1981-03-27 1982-03-26 Faraday rotator for an optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15325581A JPS5854314A (ja) 1981-09-28 1981-09-28 磁気光学素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5854314A true JPS5854314A (ja) 1983-03-31

Family

ID=15558453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15325581A Pending JPS5854314A (ja) 1981-03-27 1981-09-28 磁気光学素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5854314A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5408565A (en) Thin-film magneto-optic polarization rotator
US4728178A (en) Faceted magneto-optical garnet layer and light modulator using the same
US8254745B2 (en) Optical device, optical integrated device, and method of manufacturing the same
US4671621A (en) Optical systems with antireciprocal polarization rotators
JP3198053B2 (ja) 低磁気モーメントを有する磁気光学材からなる製品
Levy et al. Permanent magnet film magneto‐optic waveguide isolator
Wolfe et al. Fiber optic magnetic field sensor based on domain wall motion in garnet film waveguides
JPS5854314A (ja) 磁気光学素子
US3654162A (en) Ferrimagnetic iron garnet having large faraday effect
US5701108A (en) Magnetostatic wave device with a magnetic field applied parallel to an axis of easy magnetization
Tsushima et al. Research activities on magneto-optical devices in Japan
US3485551A (en) Rubidium iron fluoride magneto-optical devices
JPH0961772A (ja) 偏波制御装置
JPH0415199B2 (ja)
US3617942A (en) Iron borate devices
JPS6120926A (ja) 磁気光学素子材料
US6646783B1 (en) Light modulation device and filter device
US3516726A (en) Optical devices with zero linear magnetic birefringence
JP2567697B2 (ja) ファラデー回転装置
JPS5957990A (ja) 液相エピタキシヤルガ−ネツト厚膜の育成方法
JPH07104224A (ja) 非相反光デバイス
JPH111394A (ja) 低飽和ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜
EP0166924A2 (en) Faceted magneto-optical garnet layer
JPH0634926A (ja) ファラデー回転子
JP2000187193A (ja) 光アッテネータ