JPS623022A - 磁気光学ガ−ネツト - Google Patents

磁気光学ガ−ネツト

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JPS623022A
JPS623022A JP60140973A JP14097385A JPS623022A JP S623022 A JPS623022 A JP S623022A JP 60140973 A JP60140973 A JP 60140973A JP 14097385 A JP14097385 A JP 14097385A JP S623022 A JPS623022 A JP S623022A
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JP
Japan
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garnet
faraday rotation
lattice constant
value
wavelength
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JP60140973A
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Inventor
Yoichi Honda
本田 洋一
Taketoshi Hibiya
孟俊 日比谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B19/00Liquid-phase epitaxial-layer growth
    • C30B19/02Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/22Complex oxides
    • C30B29/28Complex oxides with formula A3Me5O12 wherein A is a rare earth metal and Me is Fe, Ga, Sc, Cr, Co or Al, e.g. garnets

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
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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、光アイソレータや光スィッチ等のファラデー
回転子に用いられる磁気光学ガーネット材料に関する。
特に24c 位置にDyおよびBtを含有する磁気光学
ガーネットに関する。
〔従来技術とその問題点〕
光フアイバ通信における反射雑音の除去のために、電子
通信学会技術研究報告OQE 78−133に開示され
る様に、光アイソレータの使用が提案されている。光ア
イソレータのコストを低減するために、1985年2月
にアメリカ サン・ディプで開催されたコンファレンス
 オン オプティカルファイバ コミ二ニケーション(
Conferenceon Opticmi Fibe
r Communication ) !演番号WKl
において開示される様に、液相エピタキシャル法で育成
した(GdBi )@ (FeAIGa )aottガ
ーネット厚膜を7アラデ一回転子として用いることが提
案されている。
しかしながら、ガーネットのファラデー回転係数は周囲
環境温度に対して著しい依存性を示すことから、アイソ
レータに必要な45度のファラデー回転が室温で保証さ
れていたとしても、周囲環境温度の変化により回転角は
変化し、アイソレーションの値は低減する。上記の(c
ciBi )* (F@AlGa )s Ots  の
場合、波長1.5μm帯での値を例にとるとファラデー
回転角の温度依存は第2図の様である。ファラデー回転
角が温度の変化に伴い変化すると、アイソレーションの
値は第3図の様に変化する。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、波長1.3μmおよび1.5μm帯に
おいて、ファラデー回転係数の温度依存に影響されるこ
となく、安定なアイソレーションの値を確保できる磁気
光学ガーネットを提供しようとするものである。
〔発明の構成〕
本発明者らは、ガーネットのファラデー回転角の符号お
よびその温度係数がガーネット結晶の24℃位置を占め
るイオンの化学種に依存することに着目して実験を行い
、24℃位置にBiイオンとDyイオンを含有するガー
ネットが波長1.3μmおよび1.5μm帯において、
周囲環境温度の変化とレーザ波長の温度変化に対して、
光アイソレータとして安定に動作することを実験的に見
いだし、本発明をなすに至った。すなわち、D)’* 
−z Biz Fe 。
Ol、(ただし、x=02〜1.0)なる化学式で示さ
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
である。
〔実施例〕
以下に1本発明を実施例を用いて説明する。
第   1   表 Dy、 −、、B 1xFe、O12の波長1.5μm
におけるファラデー回転係数の温度依存 Bi含有量 ファラデー回転係数 ファラデー回転 5
0℃における(X)   O℃ 25℃ 50℃ 係数
の変化率 アイソレーション(deg/cm  )  
   (%)       (dB)実施例10.4 
 −412−403−395  −2.1     3
6実施例20.6   −700−680−660  
−2.9    33実施例30.8  −988−9
57−925  −3.3    32実施例41.0
  −1277−1233−1190  −3.5  
  31実施例50.2  −123−127−130
   +2.6    34実施例60.3   −2
68−265−264  −0.9    43第  
 2   表 DYs−xBjxFes O+tの波長13μmにおけ
るファラデー回転係数の温度依存 Bi含有量 ファラデー回転係数 ファラデー回転50
℃における(X)0℃ 25℃ 50℃係数の変化率ア
イソレーション(dey、/Pn )     (%)
       (dB)実施例50.2  −390 
−380−370   +2.6    34実施例7
0.275 −417−415−413   +0.6
    46実施例80.5  −924−910−8
96  −1..5    38実施例90.62 −
1157−1130−1105−2.235実施例41
.0  −1915−1850−1785  −3.5
    31(実施例1) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス−酸化は
う素糸融剤より770℃において、格子定数が12.4
38Aの非磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板
(111)上に、格子定数が12.436 AでDy2
.6 Bio、* Fe501!なる化学式を有する磁
性ガーネット単結晶膜を1.1 mの厚さに液相エピタ
キシャル法で形成した。このガーネット膜のファラデー
回転係数を、波長1.5μmにおいて周囲環境温度の函
数として測定したところ、第1図および第1表に示す様
な結果が得られた。1.111nlの厚さで45度のフ
ァラデー回転を示した。0′Cおよび50℃におけるフ
ァラデー回転係数は、25℃における値に対して2.1
96の変動を示すのみであった。この値は、(GdBl
 )* (FeAIGa )s O+*における4%と
比べると極めて小さく、0℃から50℃の範囲において
35dBのアイソレーションを確保することができた。
尚、光フアイバ通信における光源レーザの発振波長の周
囲環境温度の変化によるゆらぎに対しても、本材料を用
いる場合にはアイソレーションの劣化は見い出されず、
反射雑音の除去に効果があった。
(実施例2) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス−酸化は
う素糸融剤より764℃において、格子定数がi2.4
3sAの非磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板
(111)上に、格子定数が12.442久でD)rz
、4B to、a Fes OIiなる化学式を有する
m性ガーネット単結晶膜を662μmの厚さに液相エピ
タキシャル法で形成した。このガーネット膜のファラデ
ー回転係数を、波長L5pmにおいて周囲環境温度の函
数として測定したところ、第1表に示す様な結果が得ら
れた。662μmの厚さで45度の7アラデ一回転を示
した。01および50℃におけるファラデー回転係数は
25℃における値に対して2.94の変動を示すのみで
あった。この値は、(GdBi )、(FeAIGa 
)sotsにおける4%と比べると極めて小さく、0℃
から50℃の範囲において33dBのアイソレーション
を確保することができた。
(実施例3) 白金るつほに保持された酸化鉛−鍍化ビスマスー職化は
う素糸融剤より752℃において、格子定数が12.4
38Xの非磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板
(111)上に、格子定数が12.444λでDy2、
z B fog Fes OIiなる化学式を有するm
性ガーネット単結晶膜を470μmの厚さに液相エピタ
キシャル法で形成した。このガーネット膜の7アラデ一
回転係数を、波長15μmにおいて周囲墳埼温度の函数
として測定したところ、第1表に示す様な結果が得られ
た。470μmの厚さで45度のファラデー回転を示し
た。0℃および50℃におけるファラデー回転係数は2
5℃における値に対して3.3%の変動を示すのみであ
った。この値は、(GdBi )、(FeAIGa )
sots  における4%と比べると極めて小さく、0
℃から50℃の範囲において32dBのアイソレーショ
ンを確保することができた。
(実施例4) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス−酸化は
う素糸融剤より812℃において、格子定数が12.4
38Aの非磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板
(111)上に、格子定数が12.449AでDy2.
。Bit、。Fe50+zなる化学式を有する磁性ガー
ネット単結晶膜を365pmの厚さに液相エピタキシャ
ル法で形成したつこのガーネット膜のファラデー回転係
数を、波長15μmにおいて周囲環境温度の函数として
測定したところ、第1表に示す様な結果が得られた。3
65μmの厚さで45度のファラデー回転を示した。0
℃および50℃におけるファラデー回転係数は25℃に
おける値に対して3.5 %の変動を示すのみであった
。この値は、(GdB i )s (FeAlGa )
 s Olsにおける4%と比べると小さく、0″Cか
ら50℃の範囲において31 dBのアイソレーション
を確保することができた。また、波長L3pmにおける
ファラデー回転係数の周囲環境温度依存は、第2表に示
す様であった。
243μmの厚さで45度のファラデー回転を示した。
0℃および50℃におけるファラデー回転係数は25℃
における値に対して35%の変動を示すのみであった。
(実施例5) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス−酸化は
う素糸融剤より712℃において、格子定数が12.4
38Aの非磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板
(111)上に、格子定数が12.42OAでDgs 
B fox Fss 01!なる化学式を有する磁性ガ
ーネット単結晶膜を352朋の厚さに液相エピタキシャ
ル法で形成した。このガーネット膜のファラデー回転係
数を、波長15μmにおいて周囲環境温度の函数として
測定したところ、第1表に示す様な結果が得られた。3
52ffの厚さで45度のファラデー回転を示した。0
℃および50″Cにおけるファラデー回転係数は25℃
における値に対して2、6 g6の変動を示すのみであ
った。この値は、(GdBi )1(FeAIGa )
sotsにおける4%と比べると小さく、0℃から50
′cの範囲において33dBのアイソレーションを確保
することができた。また、波長1.3pmにおけるファ
ラデー回転係数の周囲環境温度依存は、第2表に示す様
であった。1.184411の厚さで45度のファラデ
ー回転を示した。0℃および50℃におけるファラデー
回転係数は25℃における値に対して26%の変動を示
すのみであった。
(実施例6) 白金るつほに保持された酸化鉛−酸化ビスマス−酸化は
う素糸融剤よシフ27℃において、格子定数が12.4
38Aの非磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板
[tX)上に、格子定数が12.428AでDy2.y
 B io、s Fes O+xなる化学式を有する磁
性ガーネット単結晶膜を1691の厚さに液相エピタキ
シャル法で形成した。このガーネット膜のファラデー回
転係数を、波長1.5μmにおいて周囲環境温度の函数
として測定したところ、第1表に示す様な結果が得られ
た。1.69amD厚さで45度のファラデー回転を示
した。0℃および50tEにおけるファラデー回転係数
は25℃における値に対して0.9%の変動を示すのみ
であった。この値は、(GdBi )1(FeAIGa
 )30+vにおける496と比べると著しく小さく、
OCから50′cの範囲において43dBのアイソレー
ションを確保することができた。
(実施例7) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス系融剤よ
り736℃において、格子定数が12.438^の非磁
性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板(xxx)上
に、格子定数が1.2.424XでDy272sBia
、*s Fes O+zなる化学式を有する磁性ガーネ
ット単結晶膜を1.084JFIの厚さに液相エピタキ
シャル法で形成した。このガーネットHのファラデー回
転係数を、波長13μmにおいて周囲環境温度の函数と
して測定したところ、第2表に示す様な結果が得られた
。J 1.084ffの厚さで45度のファラデー回転
を示した。0℃および50℃におけるファラデー回転係
数は25℃における値に対して06%の変動を示すのみ
であった。この値は、(Gd13 i )m(FsAi
Ga )aot食における496と比べると著しく小さ
く、0℃から50℃の範囲において45dBのアイソレ
ーションを確保することができた。
(実施例8) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス系融剤よ
り8131Eにおいて、格子定数が12.438Xの非
磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板(111)
上に、格子定数が12439XでDyL6 BiosF
es Ou  なる化学式を有する磁性ガーネット単結
晶膜を495μmの厚さに液相エピタキシャル法で形成
した。このガーネット膜のファラデー回転係数を、波長
L3pmにおいて周囲環境温度の函数として測定したと
ころ、第2表に示す様な結果が得られた。495μmの
厚さで45度のファラデー回転を示した。0℃および5
(lにおけるファラデー回転係数は25℃における値に
対して1.54の変動を示すのみであった。この値は、
(ca′Bi ) s(FsAIGa )sotsにお
ける4%と比べると著しく小さく、0℃から50℃の範
囲において38dBのアイソレーションを確保すること
ができた。
(実施例9) 白金るつぼに保持された酸化鉛−酸化ビスマス系融剤よ
シフ65℃において、格子定数が12.43 sXの非
磁性サマリウム・ガリウム・ガーネット基板(111)
上に、格子定数が12.443AでI)yz、ssBi
oszFesolgなる化学式を有する磁性ガーネット
単結晶膜を398μmの厚さに液相エピタキシャル法で
形成した。このガーネッH%のファラデー回転係数を、
波長1.3pmにおいて周囲環境温度の函数として測定
したところ、第2表に示す様な結果が得られた。398
μmの厚さで45度のファラデー回転を示した。0℃お
よび50℃における7アラデル回転係数は25℃におけ
る値に対して2.2%の変動を示すのみであった。この
値は、(GdBi)*(FeAlGa )s Olsに
おける4形と比べると著しく小さく、OCから50℃の
範囲において35dBのアイソレーションを確保するこ
とができた。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明をもちいることにより、周囲
環境温度の変化に対して影響を受けにくく、安定なアイ
ソレーションが得られる光アイソレータが実現可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はDy2.s B i Ill、4 Fes 0
1!ガーネツト膜の波長1.5μmにおけるファラデー
回転係数の温度依存を示す図、第2図は、(GdB l
 )1 (FeAlGa ) 、 0.、  ガーネッ
ト膜の波長1.5μmにおけるファラデー回転係数の温
度依存を示す図、第3図はファラデー回転角の45度か
らのずれによるアイソレーション値の変化を示す図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Dy_3_−_xBi_xFe_5O_1_2(ただし
    、x=0.2〜1.0)なる化学式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。
JP60140973A 1985-06-27 1985-06-27 磁気光学ガ−ネツト Pending JPS623022A (ja)

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JP60140973A JPS623022A (ja) 1985-06-27 1985-06-27 磁気光学ガ−ネツト
US06/879,002 US4755026A (en) 1985-06-27 1986-06-26 Magnetooptic garnet
CA000512486A CA1270425A (en) 1985-06-27 1986-06-26 Magnetooptic garnet
DE8686108779T DE3683204D1 (de) 1985-06-27 1986-06-27 Magneto-optisches granat.
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EP0209755B1 (en) 1992-01-02
EP0209755A2 (en) 1987-01-28
US4755026A (en) 1988-07-05
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