JPH0346613A - 磁気光学アイソレータ装置 - Google Patents

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、磁気光学アイソレータからなる装置に関し、
特に、ファラデー回転素子としてガーネット・フィルム
を用いるアイソレータからなる装置に関する。

（従来の技術） レーザまたは他の放射ソースを用いる多くの応用におい
て反射する放射がソースと相互作用すると例えばノイズ
や望ましくないフィードバックを生成する可能性がある
ため、反射する放射のソースとの相互作用を防止するこ
とは重要である。しばしば反射する放射からソースを分
離する必要性のある応用例に光波通信、特に比較的長距
離の高ビツトレート通信がある。

磁気光学材料におけるファラデー効果は、アイソレータ
として使用できる非相反素子、即ち光を一方向にのみ通
過させるデバイスを与えるのに用いることができ、この
ことは以前から良く知られている。イツトリウム鉄ガー
ネット（Ｙ　Ｉ　Ｇ）はアイソレータ用途に使われてき
た磁気光学材料である。しかしながら、ＹＩＧは最近か
なり高価になっできている。それはさらに光波通信に対
して重要である近赤外波長領域（例；ｏ、　８−１．　
６μｍ）において比旋光度（ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｒｏｔ
ａｔｉｏｎ）が比較的小さく、アイソレータに必要な偏
光面の４５°回転を与えるのに大きい光路長（１，３μ
ｍ放射に対し約２．７ｍｍ）を必要とする。それはまた
高い飽和磁化を有し、高い飽和磁化は一般的に高価であ
り、近傍要素に影響しまた影響される。

大きく高い界磁石（例：ＳｍＣｏ）の使用を一般的に必
要とする。

稀土類鉄ガーネットにおいてＢｉの置換を行うと、これ
らの飼料のファラデー比旋光度が大きく増加することは
良く知られている。Ｂｉ置換ガーネットの比較的薄いフ
ィルム（１０μｍ程度）が磁気バブルデバイス用に液相
エピタキシ（Ｌ　Ｐ　Ｅ）法により適当な基板上に成長
された。しかじなから、磁気光学アイソレータには比較
的厚い（例：３００μｍ程度の）フィルムを成長させね
ばならず、このことは越板月料とその上に成長するガー
ネット・フィルムとの間の熱膨脹に一般的重大な差があ
ることから問題を難しくしている。度々フィルムの亀裂
が観察される場合の原因はこの差によると考えられる。

このような亀裂は当然のことながら歩留まりを低下させ
、コストを増加する結果となる。もしガーネット・フィ
ルムが基板の一面上のみ成長すると基板／フィルムの組
合わせのたわみにより応力が軽減されるので亀裂の発生
頻度は少なくなることも周知である。しかしながら、こ
のような−面ＬＰＥ成長は成長時間の増加と溶融体の表
面攪拌問題から制御は難しい、従ってこのような一面フ
ィルムの製造は比較的離しいものがある。

ケイ・ナカジｖ　（Ｋ、ＮａｋａｊｌＩＩｌａ）らｒｌ
ＥＥＥトランザクションズ　オン　マグティックス（Ｔ
ｒａｎｓａｃｔｊｏｎｓ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ）
Ｊ第２４　（６）巻、２５６５−２５６７頁とケイ・マ
チダ（Ｋ、Ｍａｃｈｉｄａ）らの「プロシーデインゲス
　オン　ザ　インターナショナル　シンポシアム　オン
　マグネト−オプティックス、ジャーナル　オン　ザ　
マグネティクス　ソサエティ　オン　ジャパン（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｊｎｇＳ　Ｏｆ　ｔｈｅ　Ｊｎｔｅｒｎａｔｊ
ｏｎａｌ　ＳｙｍｐＯ８ｊＩＪｍ　Ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔ
ｏ−Ｏｐｔｉｃｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　ｔｈｅ　
Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ　Ｓｏｃ、ｏｆ　Ｊａｐａｎ）　Ｊ
第１１巻、サブルメント、Ｎｏ、Ｓｌ、３４７−３５１
頁、の両者はガーネット基板上の（ＹｂＴｂＢｉ）３Ｆ
ｅ５０Ｉ２フイルムの一面成長を報告している。

（発明の概要） 磁気光学アイソレータに使用する基板上のガーネット・
フィルムの技術的重要性に鑑み、比較的高い比旋光度、
比較的小さい温度依存性、比較的低い飽和磁化を有し、
比較的容易に製造でき、さらに先行技術のフィルムに比
較しより破断しにくいフィルムが人手できれば非堂に望
ましい。本出願はそのようなフィルム及びその好都合な
製造方法を開示するものである。

本発明は磁気光学アイソレータの従来技術のガーネット
・フィルムの有する多くの課題を解決するガーネット・
フィルムを提供するものである。

特に、従来技術のフィルムに比較し破断もしくは亀裂を
受けることが一般に少ないガーネット・フィルムを本発
明は提供するものである。この機械的安全性の向上は本
発明の優れたガーネット・フィルムの組成変更に起因す
るものであり、その結果基板／フィルム組合わせにおけ
る内部応力の少なくとも部分的補償となるためである。

本発明は特許請求の請求項１により規定するものである
。

現時点における好ましい本発明の特徴の１つは本発明の
装置が電磁放射ソース（一般的には半導体放射ソース例
えばレーザ・ダイオードまたはＬＥＤ）、放射利用手段
（例えば光ファイバ）及びソースと利用手段との間の磁
気光学アイソレータ手段からなるものである。このアイ
ソレータ手段は偏光手段、磁石手段及び単結晶基板（一
般的にはガーネット基板）上にエピタキシャル成長した
単結晶磁気光学ガーネット層を有する磁気光学要素を含
むものである。周知のように、与えられた立方晶系材料
は一般的には“ａ”と表示の、特に温度の関数である格
子定数を有する。

本発明の磁気光学ガーネット層はガーネット材料の少な
くとも１個の第１と１個の第２の層からなる。この層は
一般的に互いに及び鮎板表面に平行である。第１の層は
第１の層の格子定数が第］の温度（例えば室温）におい
て基板の格子定数とほぼ等しくなるように、また第１の
層の格子定数が第１の温度より高い第２の温度（例えば
ガーネット層の成長温度）において基板の格子定数より
大きくなるように選択した（第１の）組成を有する。第
２の層は、第２の層の格子定数が第１の温度において基
板の格子定数より小さく、また第２の温度において第１
の材料の格子定数より小さくなるように選択した（第２
の）組成を有する。

般的には、但し必ずしも必要ではないが、第２の温度に
おける第２の層の格子定数は第１の層のそれと基板のそ
れとの間にある。

現時点における好ましい本発明の実施例の１つにおいて
、基板は単結晶（Ｍｇ、Ｃａ５Ｚ　ｒ）−置換ガトリニ
ウム　ガリウム　ガーネット（ＭＣＺ　：　ＧＧＧ）ウ
ェハであり、第１の層は、組成（Ｂｉ　Ｂ　　）（Ｆｅ
５−２０２）０１２であり、　　３−ｘ ここでＢは、１種以上の稀土類（原子番号５７−０ ７１）であり、Ｃは、選択的で、Ｇａ、ＡＩ、またはそ
の組合わせであり、１≦ｘ≦２．５であり、０≦２≦１
である。これらの好ましい本実施において、第２の層は
、 組成（Ｂｉ　、Ｂ　　、）（Ｆｅ５−２Ｃ２）Ｏ１２を
ｘ　　　３−ｘ 有し、ここでｘ′＜ｘである。一般的にＣ濃度は公称上
に第１と第２の層において同一である。

［実施例］ 以下図面を参照し本発明をさらに詳しく説明するが、類
似特性を有するものは異なる図面においても同一符号で
示し、図面は必ずしも真の比率及び／または寸法を示す
ものではない。

第１図は本発明による二面磁気光学要素例の一部の模式
図であり、そこで符号１１は基板を示し、符号１２と１
２′は基板上にエピタキシャル成長したガーネット層を
示す。現時点における好ましい実施例として第１図に二
面磁気光学要素を示すが本発明による磁気光学要素は必
ずしもこれに限る必要はない。各ガーネット層（例：１
２）は１個以上の第１の層１３と１個以上の第２の層１
４１ （第１図ては全てを表示している訳ではないか）からな
る。例えば、第１の層はそれらの格子定数が室温におい
て基板のそれにほぼ等しいような組成を有し、また、第
２の層はそれらの格子定数がガーネット層の成長温度、
例えば７５０−８２５℃の範囲において、第１の層のそ
れと基板のそれとの間にあるような組成を有する。

第２図は、正規化した格子定数対温度の曲線を示しここ
で“ａｏ”は室温（２２℃）における所定刊料の格子定
数である。曲線２０は、組成（Ｂｉ　　　Ｔｂ　　　Ｙ
ｂ　　　）（Ｆｅ４．７Ｇａｏ、３）１、　、８　　１
．　、　ＯＯ、４ ０１２、曲線２１は、組成Ｔｂ３ＦｅＯ３（ＴｂＩＧ；
白四角）、Ｇｄ５Ｆｅ５０１２（（ＧｄＩＧ）及びＹ３
Ｆｅ５Ｏ１２（ＹＩＧ；ともに黒四角）い曲線２２は、
組成Ｇｄ５Ｇａ５０．（ＧＧＧ　；黒円）及びＭＣＺ　
：　ＧＧＧ　（白円）を示す。

第２図にみられるように、ＭＣＺ、ＧＧＧの熱膨脹は、
曲線２０のＢｉ含有ガーネットのそれまたはＴｂ１Ｇの
それより丈質上小さい。さらに、曲線２２のＧａガーネ
ットは、約２５０℃で熱膨２ 脹係数が変わることを示しており、その温度未満の熱膨
脹は、Ｆｅガーネット曲線から急速にはずれる。

ｆｉＪとして、もし基板がＭＣＺ　：　ＧＧＧであり、
その上に成長したガーネット層が、実質上第２図の曲線
２０の材料のような組成を有しまた室温で実質上基板に
適合する格子である場合、基板は成長温度で引張り応力
を受ける。他方、もしＭＣＺ：ＧＧＧ基板上に成長する
ガーネット層のＢｉ含量が曲線２０の材料のそれより実
質上低い（対応するＴｂまたは可能には他の稀土類の含
量増加）とすると、ガーネット層の格子定数は室温にお
ける基板のそれより実質上低くまた成長温度における上
に説明のガーネット層のそれより小さくなり得る。これ
らの状況の下では基板は成長温度においてより小さい引
張り応力を受は室温において圧縮応力を受ける。第１の
温度において基板に引張りと圧縮応力がそれぞれ加わる
層を組合わせることにより基板上に加えられる全応力を
減することができそれにより破断の可能性を減少する。

３ 本発明の現時点において好ましい実施例の特定例として
、第１の層は、組成 （Ｂｉ　　Ｔｂ　　ＲＥ　　　　）（Ｆｅ５−２Ｇａ２
）ｘ　　　　ｙ　　　　３−ｘ−ｙ Ｏ１２を有し、ここでＲＥは選択的で、構成成分にして
１Ｆｒ＋以上の（Ｔｂ以外の）稀土類元素で、１≦ｘ≦
２．　５１ばしば≦２であり）０≦ｙ≦２、ｘ＋ｙ≦３
．０≦２≦１である。Ｂｉは、比較的大きいファラデー
比旋光度を与えるために特に加え、Ｔｂは、ファラデー
回転の温度依存性を小さくするために特に使用し、ＲＥ
は、材料の格子定数を特注作成するために特に用いるこ
とができる。

Ｘが、約１未満の値の場合にはファラデー比旋光度は一
般的に小さいので必要とするガーネット層をあまり厚く
すると多くの用途に使えなくなる。

逆にＸが、約２．５超過の値の場合、ガーネット層と基
板との間の熱膨張のずれがあまりに大き過ぎて一般的に
良好な磁気光学要素とならない、３−ｘ−ｙの値は一般
的に約１．２より小さい。Ｇａは、ガーネット層の飽和
磁化を得るのに必要な磁場を減するために特に用いる。

しかしながら、４ Ｆｅの代わりにＧａを置換すると一般的にガーネット材
料の補償点が増加し、また約１より大きい２の場合は、
多くの目的のためには補償温度はあまりに高すぎる。

上記に説明した本発明の現時点における好ましい実施例
において第２の層の組成は （Ｂｊ　　、Ｔｂ　−ＲＥ　　、　　、）（Ｆｅ５−２
Ｇａ２）Ｘ　　　ｙ　　　３−ｘ−ｙ Ｏｌ。であり、ＲＥは上記の通りであり、２は、第１の
組成の場合とほぼ同し値を有する。Ｘ′の値は、Ｘの値
より小さく、その差は格子パラメータの所望の差か得ら
れるように選択される。Ｔｂの濃度及び選択的ＲＥの濃
度は、当業者に周知のようにＢｉ、Ｔｂ及びＲＥの合計
が表示する式単位当たり３に等しくなるように調節され
る。現時点において好ましい実施例において基板は（Ｍ
ＣＺ：ＧＧＧ）である。

本発明による磁気光学要素における第２の層の７１在は
例えば、ピー・ゴウナウト（Ｐ、Ｇｏｒｎｅｒｔ）ら、
「フィジカ　ステータス　ソリジ　エイ（Ｐｈｙｓｉｃ
ａ　５ｔａｔｕｓ　５ｏｌｊｄｊ　Ａ）Ｊ第４１巻、５
０５−５１１５ 頁に開示通りのエツチング法により容易に確認できる。

第３図は本発明による磁気光学部材（１０）を含むアセ
ンブリ（３０）例を示す模式図であり、さらに屈折率適
合接着手段（３１と３１′）により要素（１０）に取付
けられた偏光手段（３２と３２′）を含む。本発明の実
施に際し好都合な偏光手段は既知である。ルチル・ウェ
ッジ（ｒｕｔＮｅｗｅｄｇｅ）と偏光ガラスはそのよう
な手段の例である。

屈折率適合接着手段はまた周知であり市販の赤外透過エ
ポキシドからなる。当業者は周知のように、偏光手段３
２′は、一般的に、偏光手段３２に対し方位角４５°だ
け傾けて置かれ、部材１０は設計波長（例えば約１．３
μｍ）の放射の偏光面を４５°だけ回転するように設計
されている。この場合偏光子３２を通過したほぼ全ての
放射は偏光子３２′　もまた通過する。さらにまた偏光
子３２′を通過した全ての反射した数対は偏光子３２の
方位角と９０°ずれで偏光することになり、阻止され戻
らない。

６ 第４図は本発明による装置（４０）例の模式図である。

この装置は放射ソース４１、即ち一般的には半導体レー
ザまたはＬＥＤを含み、この出力は外部信号による適切
な手段（図示せず）で変調できる。ここで用いた集束手
段４２は第３図に示す種類のアセンブリ３０上に発せら
れた放射を導く。アセンブリ３０を通り送られた放射は
所定の集束手段４３により光フアイバ４５上に向けられ
る。永久磁石４４はアセンブリ３０におけるガーネット
層の飽和磁化を惹起するのに十分な強度を有する磁場を
与える。本発明による装置に使用する集束手段は既知で
ありそれは球面とＧＲＩＮロッドを含む。当業者により
知られているように、本発明のアイソレータ手段はレー
ザまたはＬＥＤパッケージに組込むことができまたセパ
レーツのイン　ライン　デバイスの形で提供できる。

本発明による現時点における好ましい装置ではガーネッ
トＲＤ組成は飽和磁化が比較的低く、好都合には５００
Ｇ未満てあり、また磁気補償温度が実質」二室温未満、
好都合には一２０°以下である７ ように選択される。さらに、ファラデー回転の温度依存
性は望ましくは０，０６°／℃以下であり、一方望まし
くは比旋光度が高く、ＹＩＧで得られる１６．６°／　
ｍ　ｍの回転より実質上大きいことが望ましい。上記特
定範囲内における多くの他の組成も使用できるが、組成 （Ｂ　Ｉ　　　Ｔ　ｂ　　　Ｙ　ｂ　　　）（Ｆ　ｅ　
４．ｒ　Ｇ　’ａ　ｏ、ｓ　）１　、６　　　　１．　
、０　　　　０　、４０１２は一例として上記の必要条
件を満たすものである。

本発明によるガーネット部材は、一般的にＬＰＥにより
製造される。例えば（１１１，）面方位ＭＣＺ：ＧＧＧ
基板をまず熱リン酸（１６０℃）で１ないし２分間エツ
チングを行い、次に温界面活性剤溶液（７０℃、超音波
なし）で洗浄し、超純水ですすぎ、スプレーすすぎを行
い、濾過Ｎ２で送風乾燥した。

このようにして調整した基板を適当なホルダに置き、Ｌ
ＰＥ成長のための融液に浸漬する。融成は好都合にはｐ
ｂ○とＢ２Ｏ３のフラックスを含み、さらにガーネット
の所望の構成成分の酸化物８ からなる。ガーネット中にｐｂが存在すると、アイソレ
ータ中に放射吸収を惹起しうるのでＰｂＯは他の全ての
点では望ましいフラックスではあるが、フラックス中の
ｐｂの量を低く押さえることが望ましい。−例として、
ビスマスと鉛の酸化物の１＝１の比率の融液は許容しう
る結果を与えることが見出されている。Ｂ２Ｏ３は融液
の安定性を促進し、比較的大きい過冷却を計容する。少
なくとも約２５％Ｂ２Ｏ３を含むフラックスが望ましい
。溶質の全濃度は当業者には良く知られているように所
望の飽和と成長の温度を与えるように一般的に調節され
る。８００℃近辺（例：約７８５−８２５℃）の成長温
度は良好な結果を与えることが見出された。

ＬＰＥ成長の重要点は融液中址板を回転する速度と方式
とである。約６　Ｏｒｐｍまでは成長速度とそのＢｉの
動的挿入が大きく増加することが見出されている。約６
Ｏｒｐｍの回転速度で、サイクル毎に逆回転すると第１
の層キイ料の成長に好都合であることか見出されている
。

９ Ｂｉ抑人は回転速度に依存するので、第２の層材料は同
じ融液で回転速度を例えば約８ｒｐｍに減することによ
り好都合に成長される。しかしながら、本発明の多層ガ
ーネット層は他の方法でも成長させることができ、この
ような方法は全て企画されている。

例えば、本発明のガーネット・フィルムは面当たり約０
，７μｍ／分の速度で成長させ、公称式単位当たり約１
ないし１．３原子のＢ１挿入で１３００／ｍｍ以上の比
旋光度を与えた。このようにして、４５°の回転を与え
るガーネット層の二面成長は数時間を要する。このよう
な長時間成長は融液に溶質を、特に稀土類を減衰する。

成長速度と所望の格子パラメータを保持するために、フ
ィルム成長中融液温度を漸減させると望ましいことが度
々見出された。この減少する最適速度は特に融液のサイ
ズに依存する。例えば、７Ｋｇの融液に対し約０．　７
℃／時間の減少速度が直径２インチのウェハ上の成長中
に使用された。周期的融液の補充が一般的に当業者に知
られているように０ 必要である。フィルム成長の完了後フィルムを化学的も
しくは機絨的に研磨しフラックス残渣を除去し及び／ま
たは所望のファラデー回転を得るために層の厚さを微調
節することがしばしば望ましい。例えば、次に研磨ウェ
ハは所望の大きさのチップにダイシングされ、チップは
洗浄され、反射防止塗布、検査、偏光子取付けが行われ
、本発明による装置に取り付けられる。

また本願と同時出願と共譲渡の米国特許出願番号第３８
０，５７９号に開示の温度補償手段を本発明によるガー
ネット・フィルムも含むことができる。

（実施例１） 白金坩堝中にて、下に記載の第１の層成長条件の元で公
称組成 （Ｂｉ　　　Ｔｂ　　　）（Ｆｅ４．６Ｇａ、４）０１
２の１．２　　　　１．８ 材料が成長するように、各酸化物の量を選択したＢ１２
０３１Ｔｂ２０３１Ｇａ２０３％Ｆｅ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３
、ＰｂＯを融解した。融液は７９９℃に加熱され、実質
的に上記のように調１ 整した直径２インチの（１１１）面方位ＭＣＺ：ＧＧＧ
基板は融液に浸漬された。ウェハをはじめ６０ｒｐｍで
約２．５時間回転させ、上記組成の約８０μｍの材料を
成長させた。この後回転速度を約１０分間８　ｒｐｍに
減少し、低Ｂｉ濃度の飼料（第２の層）の約２．５μｍ
を成長させた。さらに上記のように、次に６　Ｏｒｐｍ
で得られた各ガーネット層の合計厚さが約１６２μｍに
なるように成長させた。成長を行っている間、融液温度
を約り℃／時間の速度で漸減させた。ウェハは室温に冷
却しても破断しなかった。ＬＰＥ装置、使用条件、使用
操作、上記以外のその他は従来通りのものであった。

このようにして製造した第１の層材料は室温にして基板
にほぼ格子が適合するものであり、８００℃で基板の格
子定数を約０．０２５オングストロームだけ超える格子
定数を有した。第２の層は表示組成Ｂｉ１．Ｉ　Ｔｂ１
．９　ＧａＯ，４Ｆｅ４．６０１２を有した。室温にお
けるこの材料の格子定数は実質上基板のそれより小さく
、また８００℃におけ２ る第１の層飼料のそれより小さいものである。このよう
に製遺したウェハからダイシングしたチップを磁気光学
アイソレータに組込み、所望のように作動させた。

上記の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この
技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例が考
え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲の包含
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による磁気光学部材の一部分を模式的
に示す図、 第２図は、温度の関数として幾つかのガーネット材料の
格子定数の曲線を示す図であり、第３図は、本発明によ
る磁気光学部材を模式的に示す図、 第４図は、本発明による装置例を模式的に示す図である
。 １０・・・磁気光学部材 １１・・・基板 １２．１２′・・・ガーネット層 ３ ］３・・・第１の層 １４・・第２の層 ２０．２１．２２・・・格子定数対温度の曲線３０・・
・アッセンブリ ３１．３１′・・・接着手段 ３２、偏光子３２′・・・偏光手段 ４０・・・装置 ４１・・・放射ソース ４２・・・集束手段 ４３・・・集束手段 ４４・・・永久磁石 ４５・・・光ファイバ 出　願　人：アメリカン　テレフォン　アンド４ ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 ■ Ｔ　（℃） ＦＩＧ。 ＦＩＧ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）電磁放射ソース、放射利用手段及びソースと利用
   手段との間の磁気光学アイソレータ手段からなる磁気光
   学アイソレータ装置であって、該アイソレータ手段が偏
   光手段、磁石手段及び単結晶基板上に単結晶磁気光学ガ
   ーネット層を有する磁気光学要素を含む前記装置におい
   て、 ガーネット層は、ガーネット材料の少なくとも第１と第
   ２の層からなり； 第１の層は、第１の層の格子定数が第１の温度において
   基板の格子定数とほぼ等しくなるように、また第１の層
   の格子定数が第１の温度より高い第２の温度において基
   板の格子定数より大きくなるように選択した第１の組成
   を有し； 第２の層は、第２の層の格子定数が第１の温度において
   基板の格子定数より小さくなるように、また第２の層の
   格子定数が第２の温度において第１の層の格子定数より
   小さくなるように選択した第２の組成を有する ことを特徴とする磁気光学アイソレータ装置。 （２）第１の温度は、ほぼ室温で、 第２の温度は、ほぼガーネット層成長温度で、基板は、
   第１と第２の主要面を有し、第１と第２の両主要面上に
   ガーネット層を有する ことを特徴とする請求項１記載の装置。 （３）第１の組成は、 （Ｂｉ＿ｘＢ＿３＿−＿ｘ）（Ｆｅ＿５＿−＿ｚＣ＿ｚ
   ）Ｏ＿１＿２であって、ここでＢは、１種以上の稀土類
   元素（原子番号５７−７１）、Ｃは、選択的で、Ｇａ、
   Ａｌ、及びその組合わせよりなる群から選択され、 １≦ｘ≦２．５、０≦ｚ≦１であり； 第２の組成は、 （Ｂｉ＿ｘ′Ｂ＿３＿−＿ｘ′）（Ｆｅ＿５＿−＿ｚＣ
   ＿ｚ）Ｏ＿１＿２であって、ここで、ｘ′＜ｘである ことを特徴とする請求項２記載の装置。 （４）第１の組成は、 （Ｂｉ＿ｘＴｂ＿ｙＲＥ＿３＿−＿ｘ＿ｙ）（Ｆｅ＿５
   ＿−＿ｚＧａ＿ｚ）Ｏ＿１＿２であって、ここで０≦ｙ
   ≦２．０、ｘ＋ｙ≦３、ＲＥは、選択的で、Ｔｂ以外の
   １種以上の稀土類であり； 第２の組成は （Ｂｉ＿ｘ′Ｔｂ＿ｙ′Ｒｅ＿３＿−＿ｘ′＿ｙ′）（
   Ｆｅ＿５＿−＿ｚＧａ＿ｚ）Ｏ＿１＿２であって、ここ
   で、ｘ′＋ｙ′≦３、０≦ｙ′≦２である ことを特徴とする請求項３記載の装置。 （５）基板は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｒの少なくとも１種を含
   むガドリニウム・ガリウム・ガーネットであることを特
   徴とする請求項３記載の装置。 （６）少なくとも２つの第１の層を有し、この２つの第
   １の層の間に第２の層を有することを特徴とする請求項
   １記載の装置。 （７）ソースは半導体放射ソースであり、利用手段は光
   ファイバからなり、ガーネット層は飽和磁化を含み、磁
   石手段はガーネット層に飽和磁化を示すのに十分なだけ
   の強度を有する永久磁石を含み、アイソレータ手段はさ
   らに偏光手段を含み、第１の組成は、 （Ｂｉ＿ｘＴｂ＿３＿−＿ｘ）（Ｆｅ＿５＿−＿ｚＧａ
   ＿ｚ）Ｏ＿１＿２であり、第２の組成は （Ｂｉ＿ｘ′Ｔｂ＿３＿−＿ｘ′）（Ｆｅ＿５＿−＿ｚ
   Ｇａ＿ｚ）Ｏ＿１＿２であって、ここで１≦ｘ≦２、０
   ≦ｚ≦１、ｘ′＜ｘであることを特徴とする請求項１記
   載の装置。（８）半導体放射ソースはレーザまたは発光
   ダイオード（ＬＥＤ）であり、ソースが発する放射は、
   ほぼ０．８μｍないし１．６μｍの範囲にあることを特
   徴とする請求項７記載の装置。 （９）基板は第１と第２の面を有し、基板の第１と第２
   の各面上にガーネット層を有し、各ガーネット層は少な
   くとも２個の第１の層からなり、その間に第２の層を有
   し、各ガーネット・フィルムの合計厚さは約１００μｍ
   より大きく、ｘは約１．２であり、ｚは約０．４である
   ことを特徴とする請求項８記載の装置。