JPS5865415A - 磁気光学素子 - Google Patents

磁気光学素子

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Publication number
JPS5865415A
JPS5865415A JP15325481A JP15325481A JPS5865415A JP S5865415 A JPS5865415 A JP S5865415A JP 15325481 A JP15325481 A JP 15325481A JP 15325481 A JP15325481 A JP 15325481A JP S5865415 A JPS5865415 A JP S5865415A
Authority
JP
Japan
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substrate
garnet
cut out
isolation
single crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP15325481A
Other languages
English (en)
Inventor
Taketoshi Hibiya
孟俊 日比谷
Yoshinori Oota
太田 義徳
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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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Priority to US06/360,230 priority patent/US4522473A/en
Priority to DE8282102567T priority patent/DE3279311D1/de
Priority to EP82102567A priority patent/EP0061743B1/en
Priority to CA000399494A priority patent/CA1180210A/en
Publication of JPS5865415A publication Critical patent/JPS5865415A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G02F1/0009Materials therefor
    • G02F1/0036Magneto-optical materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (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、ファラデー回転効果を利用した光フィンレー
タ又はザーキ、レータなどの磁気光学識子に関する。
近時、光7アイパ4信技補の進歩は目ざましい。
低損失7アイバと長時間連硫発儀可Ilな半導体レーザ
E)6111発により、光フアイバ通信技術は通信量の
増加に対応し安イ―でしかも一品質の通信手lRt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
路の途中に設けられるスイッチ尋OS品から反射される
戻り光が光源である半導体レーずに入ゐとレーザ発懺O
安定性を損うとい5大きな一層がある。
/cOgJ!io解決のために、光フィンレータをレー
ず光源の後段にdげることが提案されている。
1.3〜1.8声鵬の義*長蕾用光フィンレータとして
は電子過信宇金#ILJI研究櫂告0QJI78−13
8に報告されているように、強磁性体であるイ、トリウ
^・鉄・ガーネy ) (YI”l01m 、 YiG
)の775.ツブ−効果を用い丸ものが提案されている
。この報告で用いられているFIGは7う、クス法で育
成され九バルタ単−晶である。
一方、YIGを光が道通するIIに人耐−光面の一転が
生ずるためには、YXQli光の入射方向と平行に一気
的に飽和していなければならないゆ円関彫に加工したM
IGAルタ単結晶を用いる鳩舎には。
飽和の丸めの外部磁場嬬楯めて大赤くなりgoo。
O・・にも達する。ζO関履点を解決するために。
電子過信学金液嶺研究櫂告OQ1gG−1$8 K、示
されるごと(、YIGパルタ単結墨を薄板状に研磨し丸
ものを用いることが提案されている。
しかしながら、バルタ単結晶を用いるかぎり曽願@55
−93449に示されるごとく高品質なYIGバルク単
結晶を入手することは極めて1しく、との九−め光アイ
ソレージの原材料コストは高くなり、光アイソレータの
普及を凪げている。この解決の九めに上記特許願に開示
されるごとく、非磁性ガーネット基板上にエピタキシャ
ル成長させたガーネット厚膜の採用が提案されている。
C1LKより。
本材料コストを安価にすることが胃能である。
ガーネッシ厚at光アイソレータ用07.ラデーー転子
として用いる鳩舎O関履点〇一つは、基板とガーネット
康との格子1L款差にようで生ずる複鳳折であり丸。複
膳折にようてアイソレージ。
ンが劣化する現象は、特願咽S・−04519sKll
示される如く基板と腋とos子定数01110.001
i以下とすることによりて解決で會九、しかしながら、
(111)成長させ九ガーネツシ厚膜の場合には、基板
と膜との格子電歇の差を0.001λ以下としてもアイ
ソレージ、/は最大30dB Lか確保できなかった。
ガーネット液相液相エピタキシャル朧成長の方位として
は、従来は(111)  が用いられてい友。
(111) −b用いられ九のはバブル磁区素子用のガ
ーネット躾の成長方位として専ら(111) が用0ら
れているためK (111g GdaGamO**基板
の入手が極めて容1だからである。し示しながら、本発
明らの実験によれば光アイソレータの7アラデ一回転子
用に用いるガーネット液相エビタ午シャル@f (11
1) Gd1G幻0*g基板上に育成すると。
(ill)  がガーネットにどける所s”キ/り画”
であるために結晶性が悪く、前述の如く基板と鵬との格
子を数差による複屈折1m力小さくしたとしてもアイソ
レージ yはたかだか30dBであり九。
本薙@O目的はアイソレージとして用いる場合にはアイ
ソレーションが少くとも35dB以上でとなる磁気光学
素子を提供することである。
本発明ら紘、ガーネットのファセット酉である(110
)あるいは(意11)K極めて近い面、ナなわら(11
0)あるいは(2L1から数置傾い九Hを基[11とし
て用い九ガーネ、ト厚麟を光アイソレータとして用いる
と、(111) 膜を用いた場合と比べ結晶性が良好な
ことからアイソレージ、ンは改善され、しかも(11G
)あるいは(211)の7アセツト函そOものを用いた
成長よりも成長連直が支分犬舎(軍れ、厚膜育成に要す
る時間が(110)あるいは(30身 よりも格段に少
なくて済むことを実験的KJL出し友。
しかしながら、本尭明看らO員に―顔な実験によれば口
10)あるいは(鵞11)から傾いえ両管表面とする基
板上に育成され丸ガーネ、ト一をアイソレージのファラ
デー−転子として用いる場合。
膜曹内の特定O方位から光を入射84に先場合のみ優れ
丸アイソレージ、ンO値を有することが明らかになり九
以下に本嬌−O厚堰を違べる。Jllllに示すように
、〔・eりを成長方向として(Ml(1asOs*単曽
晶棒lをチ、クラルス午−法にて引き上げた。この単結
晶棒lより、[001)と垂直な[1103を軸とする
欅2t−切り出し、さらに第2図に示すように、基板面
法線方向が〔110)から(11G)II内の[110
]方向に#の角度だけ僅かに傾いた基板を切り出し友。
この基板上に、基板との格子定数の差が9.0005人
の磁気光学用材料であるGd、、、Yシ・’6M012
ガーネ、トを液相エピタキシャル法により140μmの
厚さに成長させた。このクエハより2−41111角の
チップを切り出したのち端面を光学研磨し、端面より1
.3μmのレーザー光を第3図に示すように(100ン
、<110>、<211>、<111>の各方向より入
射させてアイソレージ、ンを評価した。
その結果、(001)もしくは(0011より入射させ
る(Zoo>入射の場合にもっともアイソレージ。
ンが良好であり、(11G)入射はもっともよくなかり
た。<211>参よび(111>入射におけるアイソレ
ージ、ンは、(10G)入射と(110)入射との中間
の値を示し丸、すなわち、 (10G)入射では394
B、<211>および(111)入射では25aB。
(1102入射では11dBであり丸。
光の入射方向によるアイソレージ、ンの−いの原因を詳
細に調べたところ、以下のようなことが解り九、 (0
01)方向に引き上げられた単結晶棒を、JIJIIに
して成長の際に導入される成長縞を観察し九ところ第4
図の30様であうた。一方、+(001)TIKmm−
XtLLa長1114F11に4m(04(D様であ2
丸eJI”図に示すよ5に(001)と垂直な(IIO
J  を軸とする結晶棒!を結晶棒1から切り出し、第
2−に示すような一≧O@O角度で基坂倉結晶棒2より
切り出すと、この基1[KFi45図に示すような成長
縞が見出され丸、成長縞は成長方向と捻ば垂直である。
成長縞は、−の大きさに如何に拘らず、(11G)面内
に投影されたLIIG)とはは平行方向に走りているの
が観關され丸、この成員縞唸Gd、G匂01意 単膣墨
棒引き上げ時の1転、対流、加電入力の変mによる′−
〇?あり、成長縞の所で格子*数が周眉的に微妙に変−
していた、第@IIIK示すように基板上に成長させ丸
ガーネ、ト厚11iWCCO成長縞は伝畿しいることが
、クエハより切り出したチップのX線トポグラフによる
観察から明らかKなりた。
成長縞があると成長縞の部分では他の部分と格子定数が
微妙に変化している。格子定数の変動による複屈折の効
果は、成長縞に垂直に′″ltf:ltf:入射(第5
図ではL:001 )もしく、ま(001))には現わ
れない。しかしながら成長縞と平行に光を入射させる場
合(第5図では(IIOJもしくは(1103)には、
光の進行方向を2とするとXと1とには格子定款の差に
よって生ずる歪みを介して屈折率の差、すなわち複屈折
が生ずることになる。
この効果はガーネット一の厚さには上記の実験結果およ
び詳細な考案から、本姑1J11をなすに至りた。
すなわち、非砿性ガーネ、ト基板上にエビタ中シャル成
長させた磁性ガーネット屓の一面内に光を入射させて皺
ガーネット−をファラデー回転子として用いる磁気光学
素子において、ガーネット基板の成長方向と平行に光を
該ガーネット躾に入射させることを特徴とする磁気光学
素子である。
以下に実施例を用いて本発明をIH1lKm明する。
実施例1 (001)を成長方向としてGd1GalO*を単結晶
棒をチ、タラルスキー法により引き上げた。この単結晶
棒より[001]と垂直な(11G)を軸とする欅を切
り出し、この棒より基板画法線方向が(11G)から(
11G) ii内O[110]方向に3°だけ傾いた基
板を切り出し丸、この基板上に、基板との格子定数差が
a、oos@ o磁気光学用材料であるGa−、Yシ畠
!・−011ガーネ# ) jll t−液相エビタ午
シャル法により141)声mの厚さKIa、長させた。
このクエハより<ioo>と面内に投影され九(11G
)とで囲まれたL4m角のチップを切り出し、m板ci
a、 Ga @Ot *単結晶の引き上げ方向と平行な
くIOQ> K光を入射させ光アイソレージのファラデ
ー回転子として用い九、この光アイソレータ0アイソレ
ージ、ンは89dBであう九、一方(110〉方向に入
射させた場合にはアイソレージ、ンは18dBであった
ま丸いずれも一面内に投影され九(211)と(111
>とで纒まれるチップを切り出してファラデー−転子と
して用い丸場倉にはアイソレージ、ンは254Bであり
た。
実施例2 (110) を成長方向としてGd、 C31011単
結晶棒をチ、タラルスキー法により引き上げ丸。この単
結晶棒より1.11G)と垂直な(112)を輪とする
欅を切り出し、この棒より基板面法線方向が(112)
から(112)面内の(111)方向Kl’だけ傾い友
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αooi A大きい磁気光学用材料であるTb、、
Yシ・rす01.ガーネット膜を液相エピタキシャル法
により15μmの厚さに育成し丸、このウニ^より[1
10)  を−辺とする2−41111jljlのチッ
プを切り出し・基板(jds(jm、01. 単結晶の
弓1上げ方向と平行な(1101もしくは(Tlo)に
光を入射させて薄膜導波路渥のファラデー回転子として
用いた。この光アイソレータのアイソレージ、/は38
 dll であり九。
実施例3 (101)を成長方向としてGd1GIIO1!単結晶
棒tチ、タラルスキー法により引き上げた。この単結蟲
捧より(101)と垂直な(101)を軸をする棒を切
り出し、この欅より基板画法線方向が[101]から(
101)面内の(010)方向に8°だけ傾い九基板を
切り出し丸、この基板上に、基板との格子定数差が(L
OOO3ム の磁気光学用材料であるLl(ie、tY
鵞、畠に゛・lO凰諺 ガーネット裏をilIL41m
エピタキシャル法により170715mの厚さに冑成し
良、このウニ^より(101)を−辺とする14■角の
チップを切り出し、基板Gda(j8,01.単結晶の
引上げ方向と平行な(101)もしくは(1013に光
を入射させて7アラデ一回転子として用いえ、゛この光
アイソレータのフイソレーシ、ンは36−Bでありた。
実施例4 [112]を成長方向としてq−801−O1単結晶欅
tチ、タラルスキー法により引き上げ丸。この単結晶棒
より(112)と垂直な(11G)を軸とする棒を切り
出し、この欅より基板画法線方向が(110)から(1
10)側内0(IIT)方向に−だけ傾い九基板を切り
出した。この基板上に、基板よりも格子定数差がOoO
・7人だけ大きい磁気光学用材料であるGdTh1Y宜
−a”・1011ガーネ、トーを液相エピタキシャル法
により4.0μmの厚さに育成し九、このクエハ#ηを
用いて薄膜導波路形の光集積回路を作った。基板Gdl
Gm1011単結晶の引上げ方向と平行な(112)も
しくは(112)にf、に入射させてスイッチを動作さ
せたところスイッチのスイソレーションは3fidBで
あった。
実施例5 (113)を成長方向としてGdaGm1013卑結蟲
欅をチ、タラルスキー法により引き上げた。この単結晶
棒より(113)と垂直な[110) を軸とする欅を
切り出し、この棒よりjII板面法線方向が(110)
から(11G)Ii内においてCi ia)とは、垂直
な方向に2″だけ傾いた基板を切り出した。この2!l
&板上に、基板との格子定紋差がαoooaムの磁気光
学材料である’I’be、t Yha ’@I01!ガ
ーネットを液相1ピタキシヤル法により160μmの厚
さに育成した。
このクエハ(113)  を−辺とする5L41111
j%のチ。
プを切り出し、基板G d @ G a HOB !単
結晶の引上げ方向と平行な(113)もしくは(113
,)に光を入射させてファラデー回転子として用いた。
ζや党アイソレータのフイソレーシ、ンは37411で
あ2丸。
な詔、Gd、Ga、0□、単結晶の引き上げ方向は。
基板として用いる画が(110) から数置傾い友画で
ある場合には(11G)を晶帯軸とする晶1面(hkj
jと垂直なくhhl>を引き上げ方向としたいずれの場
合においても同様の効果が得られた。また基板両として
用いる面が(11冨)から数置傾いえ漏である場合に紘
、(112)を晶帯軸とする晶帯El (hskt4 
k (ただしj、+に、+27. =0を満足する)と
垂直なくhs ks 11>を引き上げ方向としたいず
れO場合ゆおいても同様の*Jlがあうた。
以上a@し丸ように、本発明を用いることKよリアイソ
レージ、ノが少な(とも35dB以上の磁気光学素子が
得られる。
図面の一本なalt明 531図は(jdgGagOn単結晶棒を示す、lは(
001) を引きけ方向とし丸棒であり、2は(Go 
l )と!l直な[110]を軸としてlより切り出し
た単結晶棒を示す、第2図は表面の法線方向が(ltO
) 1 t) (lTOJKu41tr # ≧O”)
角度り4を傾い九基板を示す。第3図は(11G)ある
いは(110)からその表面がaf傾いた基板における
光の入射方向を示す、基板表面が(llO)から傾いて
いる場合には、[110) 、 (110) 、 [1
11]あるいは察される成長縞である。第5図は41図
および嬉2図のように切り出された基板に纏察される成
長縞である。縞6図は基板から液相エビタキシャルガー
ネ、ト膜に伝搬され九成長縞を示す。
〔〒12〕〔oo1〕 第3図 萬4図 〔IiO〕 第5凹 1JJ6図 手続補正書(自船 57.11.22 1、事件の表示   昭和56年 特 許 願第153
254号2、発明の名称  磁気光学素子 3、補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都港区芝五
丁目33番1号 (423)   日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 〒108  東京都港区芝五丁目37番8号 住人三田
ビル電話東京(03)456−3111(大代表)& 
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 &補正の内容 明細書第8頁第12行目K[この効果はガーネット膜の
厚さKは上記の実験結」どあるのを[この効果はガーネ
ット膜の厚さにはよらない、上記の実験結」と補正する

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 非磁性ガーネット基板上台でエピタキシャル成員させた
    硫性ガーネット膜の膜面内に光を入射させ該ガーネット
    膜をファラデー回転子として用いる磁気光学素子におい
    −(、ガー杢、ト基板の成員方向−1と平行に光を該ガ
    ーネット膜に入射させることをIl#懺とする磁気光学
    素子。
JP15325481A 1981-03-27 1981-09-28 磁気光学素子 Pending JPS5865415A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15325481A JPS5865415A (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
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
CA000399494A CA1180210A (en) 1981-03-27 1982-03-26 Faraday rotator for an optical device

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4928561A (en) * 1986-11-13 1990-05-29 S.A.: Societe Europeenne De Propulsion Method and apparatus for ultra-precise machining applied to executing atypical surfaces of revolution and to servo-controlled machining
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WO2004049039A1 (ja) * 2002-11-25 2004-06-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. ファラデー回転子、及びこれを用いた磁気光学デバイス

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