JPH04142009A - Magnetic garnet crystal - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、ファラデー効果を利用した光アイソレータ、
光サーキュレータ、光スィッチなどの磁気光学素子に用
いられるビスマス(Bi)置換磁性ガーネット結晶に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides an optical isolator using the Faraday effect;
This invention relates to bismuth (Bi)-substituted magnetic garnet crystals used in magneto-optical elements such as optical circulators and optical switches.
[従来の技術]
半導体レーザ(LD)を光源とする光伝送回路において
、コネクタやスイッチなどの光学部品、受光素子等から
の反射戻り光がLDに入ると、レーザ発振が不安定とな
り伝送品質が劣化することが知られている。この対策と
してLDへの反射戻り光を遮断する光アイソレータが提
案され、現在実用化が進んでいる。[Prior Art] In an optical transmission circuit that uses a semiconductor laser (LD) as a light source, if reflected return light from optical components such as connectors and switches, or light receiving elements enters the LD, laser oscillation becomes unstable and transmission quality deteriorates. known to deteriorate. As a countermeasure to this problem, an optical isolator that blocks reflected light returning to the LD has been proposed, and is currently being put into practical use.
光アイソレータは、磁気光学効果のうちで透過光の直線
偏光面回転現象であるファラデー効果のもつ非相反性を
うまく利用したものである。Optical isolators make good use of the non-reciprocity of the Faraday effect, which is a magneto-optical effect that rotates the plane of linear polarization of transmitted light.
ファラデー効果を示し、波長1.3〜1.55μmの近
赤外領域で用いられるファラデー回転子材料は、磁気光
学ガーネット結晶である。その中で、光アイソレータの
ファラデー回転子としてイツトリウム・鉄・ガーネット
(Y I G)結晶が最初に使用された。A Faraday rotator material that exhibits the Faraday effect and is used in the near-infrared region with a wavelength of 1.3 to 1.55 μm is a magneto-optic garnet crystal. Among these, a yttrium-iron-garnet (YIG) crystal was first used as a Faraday rotator in an optical isolator.
近年、光アイソレータの小型化、ならびに低価格化が急
速に進展し、これに伴い素子の小型化、および製作コス
トの低減化が切望されている。In recent years, the miniaturization and cost reduction of optical isolators have rapidly progressed, and along with this, there has been a strong desire for miniaturization of elements and reduction in manufacturing costs.
光アイソレータの小型化のためには、主要部品であるフ
ァラデー回転子の小型化が必須の条件である。In order to downsize optical isolators, it is essential to downsize the Faraday rotator, which is the main component.
ところで、ファラデー回転子として用いる場合は、入射
偏光面を45度回転させるだけの長さが必要であるが、
この長さはファラデー回転係数の大・小に比例する。し
たがって、ファラデー回転子をより小型化するためには
、ファラデー回転係数の大きな材料を選択する必要があ
る。By the way, when used as a Faraday rotator, it needs to be long enough to rotate the incident polarization plane by 45 degrees.
This length is proportional to the magnitude of the Faraday rotation coefficient. Therefore, in order to further downsize the Faraday rotator, it is necessary to select a material with a large Faraday rotation coefficient.
ファラデー回転係数の大きな材料として、Biを固溶し
たガーネットが一般に知られている。Garnet containing Bi as a solid solution is generally known as a material with a large Faraday rotation coefficient.
本材料は、CVD法、スパッタ法、フラックス法および
液相エピタキシャル(LPE)法等によって製造可能で
ある。しかし、CVD法およびスパッタ法は主に結晶性
に問題があり、まだ実用化が難しい。This material can be manufactured by a CVD method, a sputtering method, a flux method, a liquid phase epitaxial (LPE) method, or the like. However, the CVD method and the sputtering method mainly have problems with crystallinity, and it is still difficult to put them into practical use.
フラックス法は、ガーネット成分の酸化イツトリウムお
よび酸化鉄と共に、フラックス成分の酸化鉛や酸化はう
素を融解し、融液を液相温度以上に保持して均一にした
後、融液を徐冷することによりガーネット結晶を自然核
発生により成長させる。本法では、ガーネット成分の偏
析のため濃度バラツキが生じ易い、フラックスの固化に
伴い結晶にクラックが入り易い、等の欠点が見られたか
、改良されたフラックス法により改善された。In the flux method, the garnet components yttrium oxide and iron oxide as well as the flux components lead oxide and boron oxide are melted, the melt is maintained above the liquidus temperature to make it uniform, and then the melt is slowly cooled. This allows garnet crystals to grow by natural nucleation. In this method, some drawbacks were observed, such as concentration variations due to the segregation of garnet components, and cracks in the crystals as the flux solidified, etc., or these were improved by the improved flux method.
しかし、自然核を成長させるため結晶育成に長時間を要
する、素子化には精密加工を要する、等量産性に乏しい
。However, since natural nuclei are grown, crystal growth requires a long time, precision processing is required to form devices, and mass productivity is poor.
このような状況から、磁気へ゛フ゛ル素子用ガーネット
薄膜の育成法として開発されたLPE法が注目され、本
法を用いてBi置換磁性ガーネット厚膜の開発が種々検
討されている。Under these circumstances, the LPE method, which was developed as a method for growing garnet thin films for magnetic field devices, has attracted attention, and various studies have been conducted to develop Bi-substituted magnetic garnet thick films using this method.
さて、Th1n 5olid Films、114(1
984)69に示されているように、ファラデー回転係
数はBi置換量に比例して増加する。しかし、ガーネッ
ト結晶に対するBiの固溶度が極めて小さいことから、
置換が非常に難しいことも知られている。Well, Th1n 5olid Films, 114 (1
As shown in 984)69, the Faraday rotation coefficient increases in proportion to the amount of Bi substitution. However, since the solid solubility of Bi in garnet crystals is extremely small,
It is also known that replacement is very difficult.
一方、材料科学誌Vo123.No3(1987)15
1に述べられているように、YIGの希土類サイトをB
1、Gd元素等で置換したGd2.lB io、9F
e4.6A10.lGa0.3012(G B I G
)は、ファラデー回転係数の温度係数が大きい。例えば
、YIGの温度係数は0.04deg/’C程度である
が、上記材は0.10deg/’CでありYIGの約2
倍以上である。On the other hand, Materials Science Journal Vol.123. No3 (1987) 15
As stated in 1, YIG's rare earth site is
1. Gd substituted with Gd element etc. 2. lB io, 9F
e4.6A10. lGa0.3012 (G B I G
) has a large temperature coefficient of Faraday rotation coefficient. For example, the temperature coefficient of YIG is about 0.04deg/'C, but the temperature coefficient of the above material is 0.10deg/'C, which is about 2
That's more than double that.
この材料を光アイソレータのファラデー回転子に用いた
場合、光アイソレータのアイソレーション(Es)が劣
化する。Esは下式で表される。When this material is used for a Faraday rotator of an optical isolator, the isolation (Es) of the optical isolator deteriorates. Es is expressed by the following formula.
Es=−10・log−sin2(Δθ)ここでΔθ(
deg)は、θの45度からのずれである。半導体レー
ザの発振波長の変化を考慮しない場合、0〜50℃の温
度範囲においてYIGは36dBのEsが得られるが、
上記材は29dBまで低下する。光アイソレータのEs
は30dB以上が望まれるが、このEsを確保するため
には、0.07deg/”C以下の温度係数が必要とな
る。Es=-10・log-sin2(Δθ) where Δθ(
deg) is the deviation of θ from 45 degrees. If changes in the oscillation wavelength of the semiconductor laser are not considered, YIG can obtain an Es of 36 dB in the temperature range of 0 to 50°C, but
The above material drops to 29dB. Optical isolator Es
is desired to be 30 dB or more, but in order to ensure this Es, a temperature coefficient of 0.07 deg/''C or less is required.
既述のように、光アイソレータの小型化のためにはファ
ラデー回転子の小型化は必要不可欠である。これを実現
するためには、Biを多量に置換しファラデー回転係数
を飛躍的に増大せしめることが肝要であるが、反面上記
のようにファラデー回転係数の温度係数が大きくなる欠
点を併せもつ。As mentioned above, miniaturization of the Faraday rotator is essential for miniaturization of optical isolators. In order to achieve this, it is important to replace a large amount of Bi to dramatically increase the Faraday rotation coefficient, but on the other hand, it also has the drawback of increasing the temperature coefficient of the Faraday rotation coefficient as described above.
この相反する2つの命題を解決するべく種々検討がなさ
れている。Various studies have been made to resolve these two contradictory propositions.
[発明が解決しようとする問題点]
Biを多量に置換するためには、B1の固溶度を大きく
する必要がある。これを実現するためには、 (イ)最
適成分系の探索、 (ロ)LPE条件の最適化、等が提
案されている。 (イ)は先に述べた(GdBi)3(
FeAIGa)5012が代表格であるが、ファラデー
回転係数の温度特性が劣化する欠点をもつ。(ロ)は主
に過冷却度(へT:飽和温度−膜成長温度)の増大、お
よび膜成長温度(TG)の低温化である。しかし、八T
の増大に伴い自然核が生成され易くなる。この自然核は
フラックス法では種結晶となるが、LPE法においては
膜欠陥の一因となる好ましくない生成物である。また、
ΔTの増大ならびにTGの低温化に伴い、融液中のフラ
ックス成分であるPb、ルツボおよび基板固定治具材料
のPt、が各々膜中に混入し易くなる。[Problems to be Solved by the Invention] In order to replace a large amount of Bi, it is necessary to increase the solid solubility of B1. In order to achieve this, (a) searching for an optimal component system, (b) optimizing LPE conditions, etc. have been proposed. (B) is (GdBi)3(
FeAIGa) 5012 is a typical example, but it has the drawback of deteriorating the temperature characteristics of the Faraday rotation coefficient. (B) mainly involves increasing the degree of supercooling (T: saturation temperature - film growth temperature) and lowering the film growth temperature (TG). However, eight T
As the number increases, natural nuclei are more likely to be generated. This natural nucleus serves as a seed crystal in the flux method, but in the LPE method, it is an undesirable product that contributes to membrane defects. Also,
As ΔT increases and the temperature of TG decreases, Pb, which is a flux component in the melt, and Pt, which is a material of the crucible and substrate fixing jig, become easily mixed into the film.
pbおよびptが膜中に混入した場合、日本応用磁気学
会誌、10,2. (1986)161から知れるよ
うに光吸収が増大する。またPtは、J、Magn、S
oc、J pn、11.SI (1987)347から
知れるように膜欠陥の一因となり、欠陥部は、日本応用
磁気学会誌、10.2(1986)147に述べられて
いるように、光学特性が劣化することが知られている。When pb and pt are mixed into the film, Journal of the Japan Society of Applied Magnetics, 10, 2. (1986) 161, the light absorption increases. Also, Pt is J, Magn, S
oc, J pn, 11. As is known from SI (1987) 347, it contributes to film defects, and defects are known to cause deterioration of optical properties, as stated in Journal of the Japan Society of Applied Magnetics, 10.2 (1986) 147. ing.
したがって、八Tは30℃以下程度、TGは730℃以
上程度が好ましい。Therefore, 8T is preferably about 30°C or lower, and TG is preferably about 730°C or higher.
ところで、膜と基板の格子定数が不整合の場合、膜割れ
、または基板割れの原因となることが知られているが、
イオン半径が大きいBiイオンを置換すると膜の格子定
数は大きくなる。したがって、膜の格子定数に整合させ
るためには、より大きな格子定数の基板を選択する必要
があるが、工業的に使用可能なガーネット基板の種類は
限定されている。そこで、希土類サイト、あるいはFe
サイトを種々の元素で置換し、かつその置換量を厳密に
調整して、膜の格子定数を基板に合致させることが一般
的であるが、既述のように置換による弊害が問題点とな
っていた。By the way, it is known that if the lattice constants of the film and substrate are mismatched, it can cause film cracking or substrate cracking.
When Bi ions with a large ionic radius are replaced, the lattice constant of the film increases. Therefore, in order to match the lattice constant of the film, it is necessary to select a substrate with a larger lattice constant, but the types of garnet substrates that can be used industrially are limited. Therefore, rare earth sites or Fe
It is common practice to match the lattice constant of the film to the substrate by substituting sites with various elements and strictly adjusting the amount of substitution, but as mentioned above, the adverse effects of substitution pose problems. was.
本発明は、Bi置換に伴う種々の問題点を解消し総合的
に優れた磁気光学ガーネット結晶を提供するものである
。The present invention solves various problems associated with Bi substitution and provides an overall excellent magneto-optic garnet crystal.
[問題点を解決するための手段] 本発明は、上記問題点を解決するために一般式; %式% (式中、Xは0.1〜1.0、yは0.1〜l。[Means for solving problems] In order to solve the above problems, the present invention provides the following general formula: %formula% (In the formula, X is 0.1 to 1.0, and y is 0.1 to 1.
8、Zは0. 5〜2.0の数である)で表わされる組
成を有することを特徴とする磁性ガーネット結晶を提供
するものである。8, Z is 0. The present invention provides a magnetic garnet crystal characterized by having a composition represented by a number of 5 to 2.0.
本発明の目的は、 (イ)Bi多量置換、 (ロ)ファ
ラデー回転係数の温度特性の向上、(ハ)自然核欠陥の
低減等を総合的に達成することである。The purpose of the present invention is to comprehensively achieve (a) a large amount of Bi substitution, (b) an improvement in the temperature characteristics of the Faraday rotation coefficient, and (c) a reduction in natural nuclear defects.
以下に本発明の基本的考え方を示す。既述のように多量
Bi置換を可能とするホスト希土類元素としてGdが知
られているが、ファラデー回転係数の温度特性を劣化さ
せる欠点があった。そこで本発明者らは、種々検討を重
ねた結果、磁気光学特性に悪影響を及ぼさず多量にB1
を置換可能な元素としてYの添加が有効であることを見
い出した。The basic idea of the present invention is shown below. As mentioned above, Gd is known as a host rare earth element that allows a large amount of Bi to be substituted, but it has the drawback of deteriorating the temperature characteristics of the Faraday rotation coefficient. Therefore, as a result of various studies, the present inventors determined that B1 can be used in large amounts without adversely affecting the magneto-optical properties.
It has been found that addition of Y is effective as an element that can replace .
その数値は、0.1未満では効果を示さず、1゜0より
も大きくなると希土類サイトに置換すべき他の元素の置
換量が低減されることから好ましくない。望ましくは、
0.2〜0.9とすべきである。If the value is less than 0.1, no effect will be shown, and if it is greater than 1°0, the amount of substitution of other elements to be substituted into the rare earth site will be reduced, which is not preferable. Preferably,
It should be between 0.2 and 0.9.
B1置換によるファラデー回転係数の温度特性の劣化は
、ファラデー回転係数の符号の変化か主原因といわれて
いる。すなわち、B1置換によりファラデー回転係数は
飛躍的に増大するが、同時にその符号は負となり温度上
昇に伴ってその値が小さくなるためである。そこで、フ
ァラデー回転係数の温度特性を向上させるために、ファ
ラデ回転係数の符号が正の結晶と負の結晶を固溶体とす
る、2板を貼合わせる、または2層に成長させる、等の
方法が提案された。しかし、固溶体性以外の方法では、
入射光の挿入損失が大きくなる欠点かみられ実用性に乏
しいことが指摘されている。The main cause of the deterioration of the temperature characteristics of the Faraday rotation coefficient due to B1 substitution is said to be a change in the sign of the Faraday rotation coefficient. That is, although the Faraday rotation coefficient increases dramatically by B1 substitution, at the same time its sign becomes negative and its value decreases as the temperature rises. Therefore, in order to improve the temperature characteristics of the Faraday rotation coefficient, methods have been proposed such as forming a solid solution of crystals with positive and negative Faraday rotation coefficients, bonding two plates together, or growing two layers. It was done. However, with methods other than solid solution,
It has been pointed out that this method suffers from the disadvantage that the insertion loss of incident light becomes large and is therefore impractical.
本発明においては、固溶体法に着目し種々の元素で検討
を進めた結果、ファラデー回転係数が正の符号を有する
Tbが有望であることを見い出した。In the present invention, we focused on the solid solution method and investigated various elements, and as a result, we found that Tb, which has a Faraday rotation coefficient with a positive sign, is promising.
その数値は、O,1未満では改善効果が見られず、1.
8よりも大きくなるとB1置換量が減少するため好まし
くない。望ましくは、0.2〜l、 5の範囲である
。B1は、0.5未満では充分なファラデー回転係数が
得られず必要膜厚が大きくなる二とから好ましくない。If the value is less than O,1, no improvement effect is seen;
If it is larger than 8, the amount of B1 substitution decreases, which is not preferable. Desirably, it is in the range of 0.2 to 1.5. B1 is not preferable because if it is less than 0.5, a sufficient Faraday rotation coefficient cannot be obtained and the required film thickness becomes large.
一方、2.0よりも大きくなるとΔTが30°C以上に
なるため、自然核の析出が激しくなり膜欠陥が増大する
ことから好ましくない。望ましくは、0.8〜1,6と
すべきである。On the other hand, if it is larger than 2.0, ΔT becomes 30° C. or more, which is not preferable because the precipitation of natural nuclei becomes intense and film defects increase. Desirably, it should be between 0.8 and 1.6.
ところで、工業的に使用可能なLPE用ガーネット基板
の種類は数が少なく、通常Gd3Ga5O12(GGG
)およびCa−Mg−Zr置換GGG基板が市場の大半
を占め、Sm3Ga5O12およびNd3Ga5012
基板はご<一部でしか使用されていない。したがって、
膜の成分組成を制御して基板の格子定数に合致させるこ
とが一般的である。By the way, there are only a few types of industrially usable garnet substrates for LPE, and they are usually Gd3Ga5O12 (GGG
) and Ca-Mg-Zr substituted GGG substrates dominate the market, with Sm3Ga5O12 and Nd3Ga5012
The board is only used in some parts. therefore,
It is common practice to control the component composition of the film to match the lattice constant of the substrate.
既述のようにBi置換量の増大に伴い膜の格子定数は大
きくなることから、Biを置換する母材の格子定数を小
さくすることがすなわちBiを多量に置換するための土
壌といえる。As mentioned above, the lattice constant of the film increases as the amount of Bi substitution increases, so reducing the lattice constant of the base material in which Bi is to be substituted is the basis for replacing a large amount of Bi.
Th1n 5olid Films、114(1984
)33に述べられているように、Lu3Fe5012の
格子定数は希土類鉄ガーネットの中で最も小さい。そこ
で本発明においては、Luを希土類サイトのバランスの
役目に位置づけ、Biの置換量に応じてLuの添加量を
決定した。したがって、その定義をLu3− (x十y
十z)とした。Th1n 5olid Films, 114 (1984
) 33, the lattice constant of Lu3Fe5012 is the smallest among rare earth iron garnets. Therefore, in the present invention, Lu is positioned to play a role in balancing the rare earth sites, and the amount of Lu added is determined according to the amount of Bi substitution. Therefore, we define its definition as Lu3− (x y
10z).
[実施例]
以下に、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。なお
、基板と膜の格子定数のミスマツチは、X線デイフラク
トメータを用いて測定した。[Examples] The present invention will be described in detail below using Examples. Note that the mismatch between the lattice constants of the substrate and the film was measured using an X-ray diffractometer.
実施例
〈実施例1〉
第1表の実施例1に示した融液組成を用いて、Ca−M
g−Zr置換Gd3Ga5O12基板上に成長温度76
2℃、ΔT21℃でLPE成長させたLu0.3Tbo
、7Y0.7Bi1.3Fe5012組成のガーネット
膜は、使用波長1.55μmにおいてファラデー回転係
数1480deg/cm、0〜50℃の温度係数0.
05 d e g/”Cを示した。また、育成中の自然
核の発生は皆無で、自然核の影響による膜欠陥は全く見
られなかった。Example <Example 1> Using the melt composition shown in Example 1 in Table 1, Ca-M
Growth temperature 76 on g-Zr substituted Gd3Ga5O12 substrate
Lu0.3Tbo grown by LPE at 2℃, ΔT 21℃
, 7Y0.7Bi1.3Fe5012 composition has a Faraday rotation coefficient of 1480 deg/cm at the working wavelength of 1.55 μm and a temperature coefficient of 0.
05 de g/''C. Furthermore, no natural nuclei were generated during the growth, and no membrane defects due to the influence of natural nuclei were observed.
GBIGのファラデー回転係数、および温度特性は、各
々11020de/cm、および0.10deg/”C
であり、本発明のガーネット膜は何れの特性においても
勝っている。The Faraday rotation coefficient and temperature characteristics of GBIG are 11020 de/cm and 0.10 deg/”C, respectively.
Therefore, the garnet film of the present invention is superior in all properties.
なお、ファラデー回転係数は入射偏光と出射偏光の角度
差を膜厚で除して求めた。温度特性は、0”Cから50
”0間のファラデー回転角θのずれを上記温度差で除し
て求めた。一方、融液中の自然核の存在有無は目視で確
認し、膜中の自然核の存在有無は光学顕微鏡を用いて確
認した。Note that the Faraday rotation coefficient was determined by dividing the angular difference between the incident polarized light and the output polarized light by the film thickness. Temperature characteristics range from 0"C to 50
The deviation of the Faraday rotation angle θ between zero and It was confirmed using
(以下、余白)
表1゜
単位;モル%
成分 実施例1 実施例2 実施例3 実施例4F e
aoj 12.55 15.25 13.
22 9.58Y20. 0.12 0.04
0.08 0.08L u 203 0.04
0.03 0.06 0.05T b40?
0.07 0.16 0.04 0.02Bi2
0s 27.19 25.85 31.45 3
3.32B、0. 6.90 6.42 6.
16 6.99PbO53,1352,2548,99
49,96〈実施例2〉
第1表の実施例2に示した融液組成を用いて、Ca−M
g−’1rflt換Gd3Ga5O12基板上に成長温
度790℃、ΔTl1℃でLPE成長させたL uO,
3T bl、6Y0.2B i 0.9F e5012
組成のガーネット膜は、使用波長1.55μmにおいて
ファラデー回転係数11040de/cm。(Hereinafter, blank space) Table 1 Unit: Mol% Component Example 1 Example 2 Example 3 Example 4F e
aoj 12.55 15.25 13.
22 9.58Y20. 0.12 0.04
0.08 0.08L u 203 0.04
0.03 0.06 0.05T b40?
0.07 0.16 0.04 0.02Bi2
0s 27.19 25.85 31.45 3
3.32B, 0. 6.90 6.42 6.
16 6.99PbO53,1352,2548,99
49,96 <Example 2> Using the melt composition shown in Example 2 in Table 1, Ca-M
LuO grown by LPE on a g-'1rflt converted Gd3Ga5O12 substrate at a growth temperature of 790°C and ΔTl1°C,
3T bl, 6Y0.2B i 0.9F e5012
The composition of the garnet film has a Faraday rotation coefficient of 11040 de/cm at a wavelength of 1.55 μm.
0〜50℃の温度係数0.04deg/℃を示した。ま
た、育成中の自然核の発生は皆無で、自然核の影響によ
る膜欠陥は全く見られなかった。It showed a temperature coefficient of 0.04 deg/°C from 0 to 50°C. Furthermore, no natural nuclei were generated during growth, and no membrane defects due to the influence of natural nuclei were observed.
〈実施例3〉
第1表の実施例3に示した融液組成を用いて、Ca−M
g−Zr置換Gd3Ga5O12基板上に成長温度74
0℃、ΔT28. 5°CでLPE成長させたL uo
、4T bo、5Y0.5B i 1.6F e501
2組成のガーネット膜は、使用波長1.55μmにおい
てファラデー回転係数1880deg/am、0〜50
℃の温度係数0.07deg/’Cを示した。また、育
成中の自然核の発生は皆無で、自然核の影響による膜欠
陥は全く見られなかった。<Example 3> Using the melt composition shown in Example 3 in Table 1, Ca-M
Growth temperature 74 on g-Zr substituted Gd3Ga5O12 substrate
0°C, ΔT28. Luo grown by LPE at 5°C
, 4T bo, 5Y0.5B i 1.6F e501
The 2-composition garnet film has a Faraday rotation coefficient of 1880 deg/am and 0 to 50 at a wavelength of 1.55 μm.
It showed a temperature coefficient of 0.07 deg/'C. Furthermore, no natural nuclei were generated during growth, and no membrane defects due to the influence of natural nuclei were observed.
〈実施例4〉
第1表の実施例4に示した融液組成を用いて、Ca−M
g−Zr置換Gd3Ga5O12基板上に成長温度71
8℃、ΔT45℃でLPE成長させたL uo、3T
bo、I Yo、5B i 2.I F e5012組
成のガーネット膜は、使用波長1.55μmにおいてフ
ァラデー回転係数2470deg/cmを示した。しか
し、融液中に自然核が析出し、その自然核を核とした膜
欠陥か多数発生した。その結果、結晶性が劣化し光学特
性の測定が不可能であった。<Example 4> Using the melt composition shown in Example 4 in Table 1, Ca-M
Growth temperature 71 on g-Zr substituted Gd3Ga5O12 substrate
LPE grown at 8℃, ΔT 45℃, 3T
bo, I Yo, 5B i 2. The garnet film having the I Fe5012 composition exhibited a Faraday rotation coefficient of 2470 deg/cm at the used wavelength of 1.55 μm. However, natural nuclei precipitated in the melt, and many membrane defects occurred with these natural nuclei as nuclei. As a result, crystallinity deteriorated, making it impossible to measure optical properties.
[発明・考案の効果〕
本発明組成のガーネット結晶は、大きなファラデー回転
係数が得られるためファラデー回転子の小型化が計れる
。また、ファラデー回転角の温度係数が小さいため光ア
イソレータのアイソレーションの劣化が少ない。更に、
自然核欠陥の低減により育成歩留りが大幅に向上する。[Effects of the Invention and Idea] Since the garnet crystal having the composition of the present invention has a large Faraday rotation coefficient, it is possible to miniaturize the Faraday rotator. Furthermore, since the temperature coefficient of the Faraday rotation angle is small, the isolation of the optical isolator is less likely to deteriorate. Furthermore,
Growth yield is greatly improved by reducing natural nuclear defects.
以上のことから本発明の実用的価値は極めて大きい。From the above, the practical value of the present invention is extremely large.
第1図は、膜中のBi量とY量の関係を示した図、第2
図は膜中のTb量とファラデー回転角の温度係数の関係
を示した図である。
第1図
Y含有量
×10−’atoms/f、 u
第2図
Tb
含有量
0 ’atoms/f、uFigure 1 is a diagram showing the relationship between the amount of Bi and the amount of Y in the film.
The figure shows the relationship between the amount of Tb in the film and the temperature coefficient of the Faraday rotation angle. Figure 1 Y content x 10-'atoms/f, u Figure 2 Tb Content 0 'atoms/f, u
Claims (1)
_YBi_zFe_5O_1_2(式中、xは0.1〜
1.0、yは0.1〜1.8、zは0.5〜2.0の数
である)で表わされる組成を有することを特徴とする磁
性ガーネット結晶。[Claims] General formula; Lu_3_-_(_X_+_Y_+_Z_)Y_xTb
_YBi_zFe_5O_1_2 (in the formula, x is 0.1 to
1.0, y is a number from 0.1 to 1.8, and z is a number from 0.5 to 2.0).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26469090A JPH04142009A (en) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | Magnetic garnet crystal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26469090A JPH04142009A (en) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | Magnetic garnet crystal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142009A true JPH04142009A (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=17406844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26469090A Pending JPH04142009A (en) | 1990-10-01 | 1990-10-01 | Magnetic garnet crystal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04142009A (en) |
-
1990
- 1990-10-01 JP JP26469090A patent/JPH04142009A/en active Pending
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