JPS62195619A - 光アイソレ−タ - Google Patents

光アイソレ−タ

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JPS62195619A
JPS62195619A JP2848386A JP2848386A JPS62195619A JP S62195619 A JPS62195619 A JP S62195619A JP 2848386 A JP2848386 A JP 2848386A JP 2848386 A JP2848386 A JP 2848386A JP S62195619 A JPS62195619 A JP S62195619A
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JP
Japan
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light
magnetic garnet
rare earth
iron magnetic
nonmagnetic
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Pending
Application number
JP2848386A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Tamada
仁志 玉田
Masahiko Kaneko
正彦 金子
Tsutomu Okamoto
勉 岡本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPS62195619A publication Critical patent/JPS62195619A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファラデー回転素子による光アイソレータ、
特に0.8μmの波長帯(0,8μmの波長帯とは0.
8μmの波長を中心とする0、75〜0.85μ−程度
の波長範囲を一般に指称する)就中780〜830nm
の波長の光に対する光アイソレータに係わる。
〔発明の概要〕
本発明は、Bi金含有希土類鉄磁性ガーネットによって
光アイソレータのファラデー回転素子を構成するもので
あるが、特に、その鉄の一部と置換させる非磁性元素の
添加量を特定することによって0.8μm帯の光の順方
向損失りの低減化を図る。
〔従来の技術〕
例えば光ディスク、光磁気ディスク等における情報の記
録或いは(及び)読み出しをはじめとして、各種用途に
半導体レーザーの利用が広まっている。
ところが、このように半導体レーザーを用いる場合、こ
れに戻り光があるとモードホッピングノイズが生じるな
どの不都合があることから、できるだけ、半導体レーザ
ーから発振した光が、再び半導体レーザーに戻ることが
ないように、この戻り光を遮断する光アイソレータの必
要性が高まっている。
この光アイソレータは、第5図にその一例の概略的構成
を示すように、ファラデー回転素子(1)を挾んで偏光
子(2)と検光子(3)とが配置されて成る。
ファラデー回転素子(11は、マグネット(4)によっ
て光軸方向に磁場が与えられて、光源(5)例えば半導
体レーザーから偏光子(2)を通じて入射する直線偏光
をその偏光面が45°回転するようになされる。
検光子(3)はこのファラデー回転素子+11によって
45°゛回転した偏光を通過することができるようにそ
の軸方向が選ばれていて、これを通過した光が被照射面
に照射するようになされている。そして、この場合被照
射面(6)からの反射光、すなわち戻り光がある場合、
この戻り光は、再び検光子(3)を通過してファラデー
回転素子(1)を通過し、この時再び45°回転されて
偏光子(2)に向う。したがって、この偏光子(2)に
向う戻り光は順方向の入射光に対してその偏光面が9o
゛回転していることになり、この偏光子(2)を通過す
ることができず、光源(4)に向うことができない、こ
のように光アイソレータによれば、一方向すなわち順方
向に関しては、光透過性を有するがこれとは逆の方向に
関しては遮断効果を奏することができる。
このように光アイソレータは、逆方向の光を遮断する機
能を有するものであるが、順方向の光損失を小さくする
上でファラデー回転素子自体の光透過率はできるだけ大
きいことが望まれる。この光透過率を大きくするには、
ファラデー回転素子の厚さLは、できるだけ小さいこと
が望まれるが、この厚さLは、所要の回転角、上述の例
では45゜の回転角を得るために、成る厚さを必要とす
る。
45°回転する間の順方向損失L(dB)は、Locm
         ・・・(11(但し、αは光吸収係
数、Fはファラデー回転能)で与えられるので、Lを小
さくするには、光吸収係数αが小さいものが必要となる
この光吸収係数αは、波長に依存するものであり、1.
3μ−波長帯で代表されるような長波長帯については、
YIG(イツトリウム・鉄・ガーネット)によるファラ
デー回転素子によって可成り満足するものが得られてい
る。
ところが、上述したような光ディスク、或いは光磁気デ
ィスク等の光源としては、AlGaAs系半導体レーザ
ーのような0.8μm波長帯の半導体レーザーが用いら
れんとする方向にあり、この0.8μm波長帯について
のファラデー回転素子の開発が望まれている。
一方、このようなファラデー回転素子に用いる磁性ガー
ネット、すなわち希土類鉄ガーネットを育成する方法と
しては、液相エピタキシーによって結晶膜を得るという
方法、すなわち原料融液中に例えばGGG  (ガドリ
ニウム・ガリウム・ガーネット)基板を浸漬し、この基
板を引上げることによってこの基板上に磁性ガーネット
膜を育成するという方法が量産性にすぐれているもので
あるが、この場合、この液相エピタキシーの融液には、
フラックスが添加される。このフラックスとしては、通
常PbOが用いられる。ところが、このPbOをフラッ
クスとして用いた場合、その育成された結晶膜中にPb
2“の一部が混入することは避けられないものであり、
これによって光の吸収損失を低めることが難しくなる。
尚、PbOフラックスによる場合においても、その結晶
膜の育成温度をコントロールすることによって光吸収を
下げることができるという報告もなされている(ジャー
ナル オブアプライド フィジックス(Journal
 of AppliedPhysics ) Vol、
 45 P2867〜2873 July 1974)
ところであるが、これについても、0.8μ潮波長帯で
は有効なものではない。
そこでPbハが混入することのないように、B i20
3のみをフラックスとする融液を用いて液相エピタキシ
ーによってBi置換の磁性ガーネット膜、すなわち希土
類の一部をBiで置換した磁性ガーネット膜を育成する
ことが考えられる(ジャーナル オブ エレクトロケミ
カル ソサイアテイ (Journalor E1ec
trochea+1cal 5ociety)  Vo
l、123 P 1248〜12491976 ) 。
ところが、実際上、このような方法によってBi置換の
磁性ガーネットを育成しても、光吸収の低下は充分得ら
れない、これは、本来Bi置換の磁性ガーネットの組成
は、例えば、 (7m%”、3 B13o”、t )  CPe”:、
o Ga’、”、o )012  ・・・(21である
べきものが、実際には、 Ta+’2”、3旧’o”、 T Fe”J +6’ 
Fe’4”、 O−25−どGa’1”、o Pt’J
’ O’1−2−6・・・(3) で示されるようなp t”及び酸素空席の発生によって
2価のFeイオンが発生してこれにより光吸収が生じる
ものと思われる。このptの混入は、液相エピタキシー
に際して用いられるるつぼがptであることにより、こ
のptが融液中に拡散することによる。
尚、液相エピタキシー(以下LPEという)によって磁
気異方性を有するガーネット膜を得る方法として、フラ
ックスにCaCO3を添加したものの報告(マティリア
ル リサーチ プルテン(MaterialResea
rch Bulltein)  Vol、11+ PP
337〜246.1976 )があるが、この場合、そ
のフラックスはBi2O3単独のも+7)テはなく、B
12(hと共に、CeO2/ K2O*或いはS i0
2/ Na2O等が添加されるものであり、しかも光吸
収についての究明はなされていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述したように従来方法によって得られるBi置換磁性
ガーネットによっても、0.8μm波長帯に関して光吸
収が充分小さいものが得られていないことに問題がある
そして、このような問題点の改善をはかるようにしたB
i含有希土類鉄磁性ガーネットは、本出願人によっても
、例えば特願昭60−108012号出願等において提
案したところである。これらのBi含有希土類鉄磁性ガ
ーネットは、2価のイオンCa” 。
M g2+等を添加して電荷補償をとることにより、光
吸収の原因となる2価の鉄イオンFe”の発生を抑制す
るものである。しかしながらこのようにFe2゜の発生
を抑制するようにしたBi金含有希土類鉄磁性ガーネッ
トにおいても、Fe釦による光吸収が残る。これについ
ては、鉄PaをGa、  An!等の非磁性元素で置換
することによって抑制できる。しかしながら、同時にこ
の非磁性元素の添加によってファラデー回転能Fの低下
をも来し、前述の(1)式からその示性数たる順方向損
失しはさほど改善できないと考えられる。しかるに、本
発明においては、非磁性元素の置換量を特定するとき、
ファラデー回転角の低下を補償して余りある光吸収の低
下を実現できることの究明に基いて回転素子の順方向損
失しの改善をはかるものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、透明基板、例えば(GdCa)3(GaMg
Zr)sQ。
より成るSGG  (サブストレイテッド・ガリウム・
ガーネット)上に、Bi金含有希土類鉄磁性ガーネット
をLPII! してファラデー回転素子を構成するもの
であるが、特にそのBi含有鉄磁性ガーネットのFeに
置換して、すなわち、そのFqサイトにGa、  Aj
(IIIA族)等の非磁性元素の1種以上をドープする
ものであるが、特にこれら非磁性元素の置換量を、Fe
の0.7〜1.2/f、u  (f、u :フォーミュ
ラユニット)に選定する。
〔作用〕
本発明においては、ファラデー回転素子を構成する希土
類鉄磁性ガーネットのPaを非磁性元素で置換するもの
であり、これによってFe3°の発生を抑制でき、これ
によって0.8μ−帯の光吸収率が低下するが、この非
磁性元素の添加によるファラデー回転能の減少は、非磁
性元素の添加量を上述した範囲内に選定することによっ
て光吸収率の低下への寄与に比して小に抑えることがで
き、結果的に、光アイソレータとしての順方向光損失り
を格段に向上できることになる。
〔実施例〕
実施例1 (GdCa)3(GaMgZr)s OL2ガーネット
によるSGG基板上に、BizO3+ Tm20i +
  Y20x + Gd2O3+ Fe20i 1Ga
203より成る融液によって三元素の希土1iT+a。
Y、 Gdとを有し、Feの一部をGaで置換した磁性
ガーネット膜であり、I!PMA分析の結果、はぼB 
it、3゜Ta+o、so  Yo、ss Gdo、t
s Pe+、oo Gao、ss o、で表わし得るB
i含有希土類鉄磁性ガーネット膜をLPEによって育成
してファラデー回転素子を作製した。そしてこれを試料
lとした。
比較例1 実施例1と同様の方法によって、B ix、23 Tm
o、s 2Yo、sv Gdo、@t Fe4.5iG
ao、3s 0.2で表わし得る磁性ガ−ネット膜によ
るファラデー回転素子を作製した。
そしてこれを試料2とした。
比較例2 実施例1と同様の方法によってB ir、34 Tmo
、s 。
Yo、55Gdo、7s Fe4.26Gao、ss 
012で表わし得る磁性ガーネット膜によるファラデー
回転素子を作製した。
そして、これを試料3とした。
これら各試料1〜3について、波長が780〜830n
mの間にある光に関しての光吸収を測定した。第1図は
、この波長範囲の光についての光吸収の極小値αm1を
Ga置換量との関係で示したもので、各黒丸11hl〜
N13は夫々試料1〜3の夫々の測定結果をプロットし
た点を示す。α1llflはGa置換量が増すにつれ単
調に減少している。そして、このα藺とGa置換量との
関係は、理論的に次式で示される。
・・・(2) (ハンセンとライツタ−によるフィジカル・レビ、 −
B271498 (1983参照)。ここで、UはGa
の置換量であり、CはGa置換量が零のときのαMの値
であり、Gaはその90%が4面体Fe位置に、10%
が8面体Fe位置に置換したとしたものである。ここで
、試料1〜3において、Ga及びFe以外の構成元素に
ついては、互いに殆んどその組成が変らないので、各試
料1〜3について、(2)式のCの値は殆んど変らない
と考えられる。ところが、このC値について、測定され
たαKnの値と、前述した分析法Uを使って(2)式か
ら計算したところ、そのGa置換量とCとの関係は、第
2図に各試料階1〜3に・ついての計算結果を点磁1〜
磁3として示すように、本発明による実施例1のそれは
、比較例1及び2のそれに比し、格段に減少している。
このことは、本発明の実施例1によるものは、本来の(
2)式から予測されるα藺よりも格段に小さなα慣4に
なったことを示している。つまり、比較例1及び2によ
る試料2及び3のGa置換量が0.35〜0.58/ 
f 、u。
に比し、本発明による0、89/f、u、の方が大幅に
0.8μ−帯の光吸収を低減化できたことを示している
一方、試料1〜3について、波長780n−でのファラ
デー回転能θP780についての測定を行った結果をG
a置換量に対するθF780として第3図に夫々点NQ
1〜3をもって示した。そして、ここに、試料1〜3に
おいて、上述したようにGa、 Fe以外の組成につい
ては、殆ど同じであることから、θ、7e。
とGa置換luとの関係も、(2)式と同様に下記(3
)式で表わせる。
・・・(3) (ハンセンほかによるジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス匝、 1052 (1984)参照)ここ
でC′はGa置換量零のときのθ、780である。
そして、同様にこのθF780についても各試料1〜3
について測定されたθ、780 と、分析値Uによって
(3)式に基いてC′を計算し、このC′をGa置換1
iuとの関係をもって、第4図に各試料1〜3を各点N
11〜3によって示すと、第2図のαminの場合とは
異る性状を示し、C′については殆んど一定値を示して
いる。つまり、光アイソレータの示性数となる前記+1
1式に相当するように順方向光吸収損失(dB)は、α
蘭/θ、7110に比例し、C/C’に比例するので、
Ga置換量u (f、u、γ1が、成る程度以上高めら
れると、試料1で分ったように光吸収損失の低減化、つ
まり光アイソレータの特性の向上がはかられる。そして
、実際にはGa置換量uが0.1〜1.2/ f、u、
において、上記C′の値の一定化がはかられ、しかもC
の値が減少すること、つまり、上記示性数の改善がはか
られる。
〔発明の効果〕
上述したところから明らかなように本発明によれば、順
方向光吸収損失の小さい光アイソレータを構成し得るの
で、光ディスク、光磁気ディスクの情報の記録及び読み
出しの光学系に用いて、S/HないしはS/Cの高い記
録・読み出しが実現でき、実用に供してその利益は極め
て大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は夫々本発明による実施例及び比較例に
基く、αan  Ga置換量関係、C−Ga置換量関係
、θ、710−にa置換量関係、C’ −Ga置換量関
係の夫々を示す図、第5図は本発明装置を適用する光ア
イソレータの一例を示す構成図である。 (11はファラデー回転素子、(5)は光源、(6)は
被照射面である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ファラデー回転素子がBi含有の希土類鉄磁性ガーネッ
    トより成り、その鉄の0.7〜1.2/f.u.がGa
    、Al等の非磁性元素の少くとも1種類以上で置換され
    て成ることを特徴とする光アイソレータ。
JP2848386A 1986-02-12 1986-02-12 光アイソレ−タ Pending JPS62195619A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02131216A (ja) * 1988-11-11 1990-05-21 Fuji Elelctrochem Co Ltd 磁気光学素子材料

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5749917A (en) * 1980-09-11 1982-03-24 Nec Corp Epitaxial-film faraday rotator
JPS5882225A (ja) * 1981-10-03 1983-05-17 エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン 磁気−光学モジユレ−タ−およびその製造方法
JPS58190786A (ja) * 1982-04-30 1983-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光フアイバ形磁界センサ
JPS5977409A (ja) * 1982-10-27 1984-05-02 Hitachi Ltd 光アイソレ−タ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5749917A (en) * 1980-09-11 1982-03-24 Nec Corp Epitaxial-film faraday rotator
JPS5882225A (ja) * 1981-10-03 1983-05-17 エヌ・ベ−・フイリツプス・フル−イランペンフアブリケン 磁気−光学モジユレ−タ−およびその製造方法
JPS58190786A (ja) * 1982-04-30 1983-11-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光フアイバ形磁界センサ
JPS5977409A (ja) * 1982-10-27 1984-05-02 Hitachi Ltd 光アイソレ−タ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02131216A (ja) * 1988-11-11 1990-05-21 Fuji Elelctrochem Co Ltd 磁気光学素子材料

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