JPS5854315A - 光アイソレ−タ - Google Patents

光アイソレ−タ

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JPS5854315A
JPS5854315A JP15325681A JP15325681A JPS5854315A JP S5854315 A JPS5854315 A JP S5854315A JP 15325681 A JP15325681 A JP 15325681A JP 15325681 A JP15325681 A JP 15325681A JP S5854315 A JPS5854315 A JP S5854315A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
garnet
optical isolator
plane
growth
Prior art date
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Pending
Application number
JP15325681A
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
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP15325681A priority Critical patent/JPS5854315A/ja
Publication of JPS5854315A publication Critical patent/JPS5854315A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G02F1/0955Devices 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 used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

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】 本発明は、7アラデ一回転効果を利用した光アイソレー
タに関する。
近時、光フアイバ4信挾術の進歩は目ざましい。
低損失ファイバと長時間連続発振可能な半導体レーザの
開発VC↓す、光フアイバ通信技術は通信量の増加に対
応し安価でしかも高品質の通浦手段を提供する手段とし
て期待されている。しかしながら、光伝送錯の途中に設
けられるスイッチ等のi品ρ)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を損
うという大きit lR迩がある。
こノll1M1iの解決のために、元アインレータτレ
ーザ光源の後段に設けることが提案されている。
1.3〜1.8μmの長波長借用光アイソレータとして
は電子4僅学会技術研究報告0QN78−133 K報
告され【いる15に、IM4i11性体であるイツトリ
ウム・鉄・ガーネット(YHF*@01!、 YIG)
の7アラデ一−Jh蓑社用いたものが提案されている。
こり報告で用いられているYIGはフラックス法で育成
されたバルク単結晶である。
し刀)しながら、バルク単結晶を用いる方法は原材4+
コストが著しく妬く、光アイソレーターの蕾反を妨げて
いる。この解決のために、特願昭55−93449ある
いは55−126239に開示される如く非磁性ガーネ
ット基板上にエビタヤシャル成長させたガーネット厚−
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鑞である。
しかしながら、涙面内に入射される場合にはファイバか
らの光との結合に微妙な!l整t4!するという入点が
あった。一方、垂直に入射させる方式では元の結合は’
44hではあるが、人1を元tアインレータとして45
°回転させるために必要な厚さだけの厚さに−を育成す
ると表の表圓lζ凹凸が生じ結晶性が悪くなり、入射元
が一所的に存在する楓屈折の影Ilを受けてアイソレー
ジとしてのフィンレーア、ンが1肱Fしたり、あるい1
よヒR,りが成長して成長中の表¥01#1IIIIl
が不口h1゛ζなるなどの問題があった。前者昧−成純
方位として(111)でめった。
本@明は、このような問題を除去し、結晶性が良くした
かつてアイソレーション特性が良好であり、しかも膜厚
の制−が容易である安価な全直入tinの光アイソレー
ジを提供するものである。
以下に、本発明の原jmt従来技術の原理と比較しなが
ら述べる。第1図は(lljl 成長厚膜の戎兼途中で
基板の回転を停止させ、基板回転時と停止時との成長4
度の違いによる歪みにエフc導入されろ所#Ill@成
長縞導入法#を用いた膜厚端面の観察から漫られた固成
界面の形状である。成長縞から明らかになった固液界面
の形状は膜厚が薄い場合には榔めて平坦であっ尋が(第
1図31)、躾屡の増力uに伴い7f−#y)生成によ
る凹凸が生じ150μm以上になると高低差が10μm
にも及んだ(第1図32)。ファセットの凹部と凸部で
は捩成ji1速度が興なっでおり、この結果四部と凸部
とでは屈折率が異なりでいる。このi來膜と垂直に元を
大尉させた場合、光J)進行方向に垂直な方向で屈折率
が興なるという現像が生じ、フィンV−シρ1低下させ
てしま5゜ 一方、  (1103成員Jg躾ではガーネットの口1
0)面がファセット面であることから、成炎逮度は極め
て遅くまた固液界面〇%状は一4″lliは檄めて平坦
でありた(第1図41)。しかしながら。
欠陥が一度生成するとこれを核としてIIJI!状の成
長をし、ヒe、り(第21i42 )となる。k−a。
りは成IIc域度が−めて大であり、ヒロ、夕の生成し
た部分とそうでない部分とでは膜厚に椰端な屑が生じ、
alI#0IiIII御は全く不可能であった。
本発明者は、口101あるいは(211)などのファセ
ット面から8°傾いた基板を用意し、これに厚mを育成
して成長時の固液界面を観察したところ、膜厚に関係な
く極めて平坦であることを見出した(第3図51)。ま
た、膜成長4Jf:t:l威成蔑方位に依存し前述の如
(71セット面である(110Jや(2L1では棚めて
遅かったが、ファセ、)!i!J>ら紬いた基板例えば
8°を用いるとA4図6に示すごとく、(xtxJ &
 (84m 7 )K心数f4tA矢適匿が慢られ、し
かも固液界面の形状は平坦であった。表面が8@傾いた
基板上に育成したガーネ。
ト厚換の4面に垂直に光を入射させた場合、アイソレー
ジ、ン特性は口ti)  涙を用いた4合と比べ数dB
改善されていることを見出した。
また、基板表面を(110)もしくは(211)から傾
げるときVよ、これらの(11G)もしくは(211)
が基板単結晶の育成方向(110)もしくは(211)
と垂直1ζなる15にすると、他の育成方位の基板結晶
から育成して切り出し九基板よりも、アイソレーション
特性にZいて優れていた。すなわら、基板単結晶育成方
向とほぼ平行に元を入射させた方が、*成力1111と
はm関係な角度で光を入射させた場合よりもフイソレー
シ、ンV!性において優れ−Cいた。
非−性ガーネ、ト?fj板として1.3μmにおいて透
#!ArzGdl(jasOtt以外の基板、例えばN
d、G、、0゜JP8山mGa1l”1!  を用いる
場合には、これらの基板が1.3μm において楓収が
あるので基板を研磨により除去する必蒙があることを見
出した。
以上の実験結果から得られた*Jll!に憂いで、本発
明を為すに至った。すなわち、l)非磁性基板上にエピ
タキシャル成長させたガーネット膜と咳ガーネ、ト膜に
磁界t 、IJDえる磁石とKより4成され、該ガーネ
ット換の表面と垂直方向に光を入射させるようにした元
アイソレータにおいて、該ガー不、ト捩の成長面i1’
≧U≧15°の範囲で1103もしくは(2113から
傾げた闇とする元アイソレータであり、2)前記元アイ
ソレータに用いる基板の成嬌方位1(110)めるいは
(211)あるいVよこれらの−よりも1@≧θ≧15
’Q範囲で傾いた方位であること、および3)前記光ア
イソレータにおいてエピタキシャル展成員後蕪板を除去
することである。
以−Fに、実施例を用いて本JJAを東に詳細に説明す
る。
実施−1 格子定数が12.o120AのNd@C3a@Oss 
41a品を(IIIJJ  を引き上げ方向として育成
した。この単結晶棒からそのRIliITが(110J
から1 傾いた面でめる基板を切り出し、この基板上に
格子定数が12.5目6Aのad、Bi、Pe44C1
a6.4011 ガーネット液相エピタキシャル展1に
380μmの厚膜に育成した。この4−の成長時の固液
界面は常に平坦であり結晶性は極めて良好であり、また
ヒー、り生成により−4の制御が不可能となることもな
かった。
このガーネット膜は層面垂直方向が磁化4&軸でめるオ
ルソpンビ、り異方性を有しCおり、表面と垂直な方向
にa化を鉋相させるための磁場の大きさは2000eと
バルク単結晶の場合、/) 2000(J@と比べて極
めて小さかった。基板はhaμm惜の赤外線に対して吸
収がめるために、基板t−研層により除去した。磁化・
と表面と!11Il[方向シて耐相させて膜面垂直方向
に1.3μmのレーザー光を入射させたところ入射偏光
面の・15°の一転が生じた。本ガーネ、ト厚−をjt
フイソレータとして用いたところアイソレーション特性
は39dBでめった。また元を表面と垂直に入射させる
ことからファイバとの結合ば8)4であり、アイソレー
タ組立時の調整は殆ど盾−柾で行5ことができたゆ 実施例2 格子定数がxt<aso>の8町ua、o、、単結晶を
(IIOJ から15°傾いた方位を引き上げ方向とし
て育成した。この単結晶棒から引き上げ方向と垂直な面
t−表面とする基板を切り出し、この基板上に格子定数
が12.4381XのY!−1113tsvsl’sw
o+tガーネ、ト液相エピタキシャル展を440μmo
厚さに育成した。この厚膜の成長時の固液界面は常に平
坦であり、結晶性は檄めて良好であった。このガーネッ
ト一はm面と垂直方向が磁化容JIII軸であるオルソ
a7ビ、り異方性を催していた。基板を研磨により除去
したのち1.i1!を繰向と垂直方向に磁気的にj1i
1和させ、謙面垂直方向より1.3μmのレーザー光を
入射させたところ光アイソレータとして制作した。この
1イソレータθアイソレージ。
ン特注1工3gdBであり、アイソレータ組立時のファ
イバー結合に要する調整は殆ど不備であった。
また表の成長方位が(11G)  より15’Q上傾い
九方位である制置には成長時の固液界面の形状は平坦で
はなくなり、結晶性が劣化し、フイソレーシ曹ン特性が
低下した。
実施例3 M 予定a b512.383 A OGdl(jas
Otg単結晶を[211]z)>ら4″傾いた方位を引
き上げ方向として育成した。この単−晶棒から引き上げ
方向と蓋直な面を表面とする基板を切り出し、この基板
上に格子定数が1z、a9oiのLu@4 H4,y 
Feb@ L3m(kl 01mガーネット液相エピタ
キシャル展を430μmの厚さに育成した。この厚膜の
成長時の固液界面は常に平坦であり、結晶性は極めて良
好であった。このガーネット躾を表面と垂直方向に磁気
的に飽和させ1.3μm帯における光アイソレータとし
て用い九ところアイソレーション特性として37dBが
慢られた。こθ材料では基板とガーネット裏との格子逆
叔差が0.007Aと極めて大きくはありたが、光ta
l1面と垂直に入射させるために1元の入射方間と圭直
に存在する格子不唾合歪みによる複屈折はアイソレーシ
ョン特性を劣化させなかった。
以上−明したように1本発明を用いることに工り、厚膜
の成長時の1液1/#面の形状は平坦となりこの結果#
!蟲性が良好となり、アイソレージ、ン特性が良好であ
り、しかも辷口、夕の生成がないために成長時の膜厚制
御が4揚である垂直入射量の光アイソレータが得られる
【図面の簡単な説明】
亀1図は厚層O端面を成長縞導入法によって観察した(
111)成長ガーネット膜の固液界面形状のIIl!察
績果である。1線基板、2はガーネット躾、31おLび
32は導入さ往た成長縞である。31は膜厚が極めて薄
い場合の固液界面の形状、32は150μm以上の膜厚
において凹凸が激しくなう九固欣界面の形状倉不す、第
2図は(110) 成炎威における固液界面の形状を示
す、41は膜厚が薄い場合の固液界面であり極めて平坦
であった。 42はヒロ、りである。#I3図は表面が010)より
1’傾いた基IEK*成した厚麟Vこ葛ける固液界面の
形状を不す。[I!d准界面51はat厚に依らず平坦
である。第4図は表面が(1103より傾いた基板に成
長した躾の成長速度と基板方位とのl1144を示す。 第2図 第 3 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 り 非磁性基板上にエピタキシャル成長さセたガーネッ
    ト躾と威ガーネ、ト展にan−を加える憔石とにより構
    成さn、該ガーネット躾の一面と垂直方向に元を入射嘔
    せるようにした光フィンレータにおいて、該ガーネット
    躾の成長面t10≧θ≧15°の範囲で(110)もし
    くは(2L1から傾けた面とすることを9#黴とする光
    アイソレータ。 2、特許請求の範囲1)において、非磁性基板の成長方
    向を(11G)あるいは(211)あるいjよごれらの
    面よりも1″≧0≧15° の範囲で傾い九方位である
    ことを特徴とする光アイソレータ。 3)特許請求の範d 1) において、エピタキシャル
    展成兼債基叙を除去したことを特徴とする光アイソレー
    タ。
JP15325681A 1981-09-28 1981-09-28 光アイソレ−タ Pending JPS5854315A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6120926A (ja) * 1984-07-09 1986-01-29 Nec Corp 磁気光学素子材料
JPS6186716U (ja) * 1984-11-07 1986-06-06
US4611850A (en) * 1983-12-14 1986-09-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Clip device for fixing window glass in motor vehicle
US4703973A (en) * 1983-09-02 1987-11-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Mounting apparatus for a vehicle window
JPS63111386A (ja) * 1986-10-28 1988-05-16 横浜ゴム株式会社 ホ−ス

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