JP2841260B2 - 磁気光学素子 - Google Patents
磁気光学素子Info
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- JP2841260B2 JP2841260B2 JP5009984A JP998493A JP2841260B2 JP 2841260 B2 JP2841260 B2 JP 2841260B2 JP 5009984 A JP5009984 A JP 5009984A JP 998493 A JP998493 A JP 998493A JP 2841260 B2 JP2841260 B2 JP 2841260B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光増幅器等の光アイソレ
ータとして用いられる磁気光学素子に係り、特に、実質
的に０．９８μｍの波長領域での使用に好適な磁気光学
素子に関する。
ータとして用いられる磁気光学素子に係り、特に、実質
的に０．９８μｍの波長領域での使用に好適な磁気光学
素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｅｒ添加光ファイバを用いた１．
５μｍ帯進行波型光増幅器は高効率で偏波依存性がな
く、伝送系との整合性に優れた特徴を示し、その実用的
観点より０．９８μｍおよび１．４８μｍ帯を用いたレ
ーザーダイオード（以下ＬＤ）励起が盛んに研究されて
いる。信号光利得・雑音特性が実験的に検討された結
果、０．９８μｍ帯励起は１．４８μｍ帯励起に比べよ
り高効率・低雑音特性であることが分かっている。しか
し、現状では１．４８μｍ帯に適した光デバイス（光ア
イソレータなど）を備えた光増幅器に関する開発が進ん
でいる。
５μｍ帯進行波型光増幅器は高効率で偏波依存性がな
く、伝送系との整合性に優れた特徴を示し、その実用的
観点より０．９８μｍおよび１．４８μｍ帯を用いたレ
ーザーダイオード（以下ＬＤ）励起が盛んに研究されて
いる。信号光利得・雑音特性が実験的に検討された結
果、０．９８μｍ帯励起は１．４８μｍ帯励起に比べよ
り高効率・低雑音特性であることが分かっている。しか
し、現状では１．４８μｍ帯に適した光デバイス（光ア
イソレータなど）を備えた光増幅器に関する開発が進ん
でいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、０．９８μｍ光
アイソレータは、テルビウム・ガリウム・ガーネット
（ＴＧＧ）単結晶を採用した光アイソレータが実用化さ
れている。しかし、ＬＤに比べて寸法があまりに大きい
ために将来的視野から検討されていない。また、バルク
のイットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ）およびＢｉ
置換ガーネットは、０．９８μｍ帯において吸収が大き
いため、透過損失約５ｄＢと実用的でない。ＺｎＳ型結
晶構造をもつＣｄＴｅのＣｄの一部をＭｎに置換したＣ
ｄ1-x ＭｎxＴｅは大きなベルデ定数をもつ材料で、可
視光波長０．８５〜０．６３μｍに対する光アイソレー
タ材料として実用性能が確認された｛小野寺、及川：第
１５回日本応用磁気学会学術講演概要集３０ａＢ−７、
ｐ１７９（１９９１）｝。
アイソレータは、テルビウム・ガリウム・ガーネット
（ＴＧＧ）単結晶を採用した光アイソレータが実用化さ
れている。しかし、ＬＤに比べて寸法があまりに大きい
ために将来的視野から検討されていない。また、バルク
のイットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ）およびＢｉ
置換ガーネットは、０．９８μｍ帯において吸収が大き
いため、透過損失約５ｄＢと実用的でない。ＺｎＳ型結
晶構造をもつＣｄＴｅのＣｄの一部をＭｎに置換したＣ
ｄ1-x ＭｎxＴｅは大きなベルデ定数をもつ材料で、可
視光波長０．８５〜０．６３μｍに対する光アイソレー
タ材料として実用性能が確認された｛小野寺、及川：第
１５回日本応用磁気学会学術講演概要集３０ａＢ−７、
ｐ１７９（１９９１）｝。
【０００４】しかしながら、０．９８μｍにおいてはベ
ルデ定数があまりに小さすぎて実用化は困難であった。
すなわち、０．９８μｍ帯励起光増幅器に用いられるＬ
Ｄモジュール化が可能な光アイソレータが実在しないこ
とが、本質的に高効率・低雑音特性において１．４８μ
ｍ帯励起より優れているのに実用化開発が遅れている要
因のひとつであった。
ルデ定数があまりに小さすぎて実用化は困難であった。
すなわち、０．９８μｍ帯励起光増幅器に用いられるＬ
Ｄモジュール化が可能な光アイソレータが実在しないこ
とが、本質的に高効率・低雑音特性において１．４８μ
ｍ帯励起より優れているのに実用化開発が遅れている要
因のひとつであった。
【０００５】そこで本発明の技術的課題は、上記欠点に
鑑み、実質的に０．９８μｍの波長領域での使用に好適
な磁気光学素子を提供することを目的とする。
鑑み、実質的に０．９８μｍの波長領域での使用に好適
な磁気光学素子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、Ｍｎお
よびＨｇを配合させたＣｄ1-x -yＭｎx Ｈｇy Ｔｅ単結
晶を有し、実質的に０．９８μｍの波長領域で使用可能
な特性を持つ磁気光学素子であって、前記単結晶は、Ｍ
ｎＴｅ−ＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ擬３元系相図において、 Ｍｎ0.01Ｈｇ0.04Ｃｄ0.95Ｔｅ、Ｍｎ0.01Ｈｇ0.1 Ｃｄ0.89Ｔｅ、 Ｍｎ0.12Ｈｇ0.17Ｃｄ0.71Ｔｅ、Ｍｎ0.25Ｈｇ0.04Ｃｄ0.71Ｔｅ、 の４点に囲まれる範囲に含まれる組成を有することを特
徴とする磁気光学素子が得られる。
よびＨｇを配合させたＣｄ1-x -yＭｎx Ｈｇy Ｔｅ単結
晶を有し、実質的に０．９８μｍの波長領域で使用可能
な特性を持つ磁気光学素子であって、前記単結晶は、Ｍ
ｎＴｅ−ＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ擬３元系相図において、 Ｍｎ0.01Ｈｇ0.04Ｃｄ0.95Ｔｅ、Ｍｎ0.01Ｈｇ0.1 Ｃｄ0.89Ｔｅ、 Ｍｎ0.12Ｈｇ0.17Ｃｄ0.71Ｔｅ、Ｍｎ0.25Ｈｇ0.04Ｃｄ0.71Ｔｅ、 の４点に囲まれる範囲に含まれる組成を有することを特
徴とする磁気光学素子が得られる。
【０００７】更に本発明によれば、前記磁気光学素子を
ファラデー回転子として備えてなることを特徴とする光
アイソレータが得られる。
ファラデー回転子として備えてなることを特徴とする光
アイソレータが得られる。
【０００８】
【作用】ＺｎＳ型結晶構造をもつＣｄＴｅのＣｄの一部
をＭｎに置換したＣｄ1-x Ｍｎx Ｔｅは大きなベルデ定
数をもつ材料で、可視光波長０．８５〜０．６３μｍに
対する光アイソレータ材料として実用性能が確認されて
いることは前述のとおりであるが、０．９８μｍ帯にお
いてはベルデ定数が小さいため実用性能が得られなかっ
た。これは、ベルデ定数が光の吸収端近傍で大きくなる
特徴があるためである。そこで、この材料を用いて実用
性能を得るためには、材料のバンドギャップエネルギー
を調整することとベルデ定数の絶対値が大きくなるよう
にＭｎ組成を選択する方向で検討すればよい。バンドギ
ャップエネルギーを０．９μｍ帯にシフトさせるために
は、Ｃｄの一部をＨｇで置換すればよい。最終的には、
バルクの結晶性が大きく影響を与える。そこで、結晶性
との兼ね合いで最適な結晶組成が決定される。
をＭｎに置換したＣｄ1-x Ｍｎx Ｔｅは大きなベルデ定
数をもつ材料で、可視光波長０．８５〜０．６３μｍに
対する光アイソレータ材料として実用性能が確認されて
いることは前述のとおりであるが、０．９８μｍ帯にお
いてはベルデ定数が小さいため実用性能が得られなかっ
た。これは、ベルデ定数が光の吸収端近傍で大きくなる
特徴があるためである。そこで、この材料を用いて実用
性能を得るためには、材料のバンドギャップエネルギー
を調整することとベルデ定数の絶対値が大きくなるよう
にＭｎ組成を選択する方向で検討すればよい。バンドギ
ャップエネルギーを０．９μｍ帯にシフトさせるために
は、Ｃｄの一部をＨｇで置換すればよい。最終的には、
バルクの結晶性が大きく影響を与える。そこで、結晶性
との兼ね合いで最適な結晶組成が決定される。
【０００９】本発明に係る磁気光学素子によれば、アイ
ソレーション：３０ｄＢ以上、挿入損失：１ｄＢ以下の
実用特性を有するＬＤモジュール化が可能な０．９８μ
ｍ帯光アイソレ−タを得ることが可能となる。
ソレーション：３０ｄＢ以上、挿入損失：１ｄＢ以下の
実用特性を有するＬＤモジュール化が可能な０．９８μ
ｍ帯光アイソレ−タを得ることが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例に係る磁気光学素子に
ついて添付図面を参照して説明する。
ついて添付図面を参照して説明する。
【００１１】最初に、最適組成の選択について述べる。
【００１２】ＭｎＴｅ−ＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ擬３元系の
相図における種々の組成の結晶をブリッジマン法で作製
した。Ｃｄ、Ｍｎ、Ｔｅ、Ｈｇをそれぞれの組成比で石
英アンプル中に配合し、真空封入した。加熱時に完全に
溶融していない場合には、蒸気圧が高くなるために石英
アンプルが割れる可能性があるので、石英アンプルは十
分な肉厚を確保するとともにＴｅ過剰組成にして約８０
０℃程度の融点にし、育成工程での内圧を和らげる工夫
をする。
相図における種々の組成の結晶をブリッジマン法で作製
した。Ｃｄ、Ｍｎ、Ｔｅ、Ｈｇをそれぞれの組成比で石
英アンプル中に配合し、真空封入した。加熱時に完全に
溶融していない場合には、蒸気圧が高くなるために石英
アンプルが割れる可能性があるので、石英アンプルは十
分な肉厚を確保するとともにＴｅ過剰組成にして約８０
０℃程度の融点にし、育成工程での内圧を和らげる工夫
をする。
【００１３】この石英アンプルを縦型ブリッジマン炉に
入れ、溶融温度８００℃で１０時間保持したのち、石英
るつぼを徐々に降下させ、石英アンプルの低温部の一端
から結晶化させた。
入れ、溶融温度８００℃で１０時間保持したのち、石英
るつぼを徐々に降下させ、石英アンプルの低温部の一端
から結晶化させた。
【００１４】図１に、ＬＤモジュール化が可能な光アイ
ソレータ（９．５φ×１０Ｌｍｍ）を実現可能な印加磁
場３０００Oeを加えた場合に、アイソレーション：３０
ｄＢ以上、挿入損失：１ｄＢ以下を実現できる組成を示
す。図１に示すように、本発明による磁気光学素子を構
成するＣｄ1-x -yＭｎx Ｈｇy Ｔｅ単結晶は、ＭｎＴｅ
−ＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ擬３元系相図において、Ｍｎ0.01
Ｈｇ0.04Ｃｄ0.95Ｔｅ、Ｍｎ0.01Ｈｇ0.1 Ｃｄ0.89Ｔ
ｅ、Ｍｎ0.12Ｈｇ0.17Ｃｄ0.71Ｔｅ、Ｍｎ0.25Ｈｇ0.04
Ｃｄ0.71Ｔｅ、の４点に囲まれる範囲に含まれる組成を
有している。
ソレータ（９．５φ×１０Ｌｍｍ）を実現可能な印加磁
場３０００Oeを加えた場合に、アイソレーション：３０
ｄＢ以上、挿入損失：１ｄＢ以下を実現できる組成を示
す。図１に示すように、本発明による磁気光学素子を構
成するＣｄ1-x -yＭｎx Ｈｇy Ｔｅ単結晶は、ＭｎＴｅ
−ＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ擬３元系相図において、Ｍｎ0.01
Ｈｇ0.04Ｃｄ0.95Ｔｅ、Ｍｎ0.01Ｈｇ0.1 Ｃｄ0.89Ｔ
ｅ、Ｍｎ0.12Ｈｇ0.17Ｃｄ0.71Ｔｅ、Ｍｎ0.25Ｈｇ0.04
Ｃｄ0.71Ｔｅ、の４点に囲まれる範囲に含まれる組成を
有している。
【００１５】以下、本発明の実施例を示す。
【００１６】実施例１ Ｍｎ0.1 Ｈｇ0.1 Ｃｄ0.8 Ｔｅの組成をもつ単結晶をＴ
ｅ過剰のメルトにすることで低溶融温度（８００℃）で
ブリッジマン法によって育成した。育成法は、前述の通
りである。育成した単結晶より｛１１１｝面が端面にな
るように２ｍｍ×２ｍｍ×１．７ｔｍｍの角板状の試料
を作製した。磁場を３０００Oe印加したところ、波長
０．９８μｍのレーザー光に対して、４５°のファラデ
ー回転が得られ、アイソレーション：３０ｄＢ、挿入損
失：０．７ｄＢ、アイソレータのサイズ：φ８×５Ｌｍ
ｍで光アイソレータとして十分に使えることが明らかに
なった。
ｅ過剰のメルトにすることで低溶融温度（８００℃）で
ブリッジマン法によって育成した。育成法は、前述の通
りである。育成した単結晶より｛１１１｝面が端面にな
るように２ｍｍ×２ｍｍ×１．７ｔｍｍの角板状の試料
を作製した。磁場を３０００Oe印加したところ、波長
０．９８μｍのレーザー光に対して、４５°のファラデ
ー回転が得られ、アイソレーション：３０ｄＢ、挿入損
失：０．７ｄＢ、アイソレータのサイズ：φ８×５Ｌｍ
ｍで光アイソレータとして十分に使えることが明らかに
なった。
【００１７】実施例２ Ｍｎ0.05Ｈｇ0.05Ｃｄ0.9 Ｔｅの組成をもつ単結晶をＴ
ｅ過剰のメルトにすることで低溶融温度（８５０℃）で
ブリッジマン法によって育成した。育成法は、前述の通
りである。育成した単結晶より｛１１１｝面が端面にな
るように２ｍｍ×２ｍｍ×２．５ｍｍの角板状の試料を
作製した。磁場を５０００Oe印加したところ、波長０．
９８μｍのレーザー光に対して、４５°のファラデー回
転が得られ、アイソレーション：３０ｄＢ、挿入損失：
０．７ｄＢ、アイソレータのサイズ：φ１３×１０Ｌｍ
ｍで光アイソレータとして十分に使えることが明らかに
なった。ただし、目的とする用途からみると、半導体レ
ーザーに較べて多少大きい。
ｅ過剰のメルトにすることで低溶融温度（８５０℃）で
ブリッジマン法によって育成した。育成法は、前述の通
りである。育成した単結晶より｛１１１｝面が端面にな
るように２ｍｍ×２ｍｍ×２．５ｍｍの角板状の試料を
作製した。磁場を５０００Oe印加したところ、波長０．
９８μｍのレーザー光に対して、４５°のファラデー回
転が得られ、アイソレーション：３０ｄＢ、挿入損失：
０．７ｄＢ、アイソレータのサイズ：φ１３×１０Ｌｍ
ｍで光アイソレータとして十分に使えることが明らかに
なった。ただし、目的とする用途からみると、半導体レ
ーザーに較べて多少大きい。
【００１８】比較例 Ｍｎ0.03Ｈｇ0.00Ｃｄ0.97Ｔｅの組成をもつ単結晶をＴ
ｅ過剰のメルトにすることで低溶融（１０００℃）でブ
リッジマン法によって育成した。育成法は、前述の通り
である。育成した単結晶より｛１１１｝面が端面になる
ように２ｍｍ×２ｍｍ×７．０ｍｍの角板状の試料を作
製した。磁場を５０００Oe印加したところ、波長０．９
８μｍのレーザー光に対して、４５°のファラデー回転
が得られ、アイソレーション：２５ｄＢ、挿入損失：
１．０ｄＢ、アイソレータのサイズ：φ１３×１５Ｌｍ
ｍであった。目的とする用途としては不十分の性能であ
り、また、実用的面からみても半導体レーザーに較べて
大きい。
ｅ過剰のメルトにすることで低溶融（１０００℃）でブ
リッジマン法によって育成した。育成法は、前述の通り
である。育成した単結晶より｛１１１｝面が端面になる
ように２ｍｍ×２ｍｍ×７．０ｍｍの角板状の試料を作
製した。磁場を５０００Oe印加したところ、波長０．９
８μｍのレーザー光に対して、４５°のファラデー回転
が得られ、アイソレーション：２５ｄＢ、挿入損失：
１．０ｄＢ、アイソレータのサイズ：φ１３×１５Ｌｍ
ｍであった。目的とする用途としては不十分の性能であ
り、また、実用的面からみても半導体レーザーに較べて
大きい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実質的に０．９８μｍの波長領域での光アイソレータと
しての使用に好適な磁気光学素子を提供することが可能
となる。
実質的に０．９８μｍの波長領域での光アイソレータと
しての使用に好適な磁気光学素子を提供することが可能
となる。
【図１】本発明においてＬＤモジュ−ル化が可能な光ア
イソレータを実現可能な結晶組成をＭｎＴｅ−ＨｇＴｅ
−ＣｄＴｅ擬３元系相図で表した図である。
イソレータを実現可能な結晶組成をＭｎＴｅ−ＨｇＴｅ
−ＣｄＴｅ擬３元系相図で表した図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ＭｎおよびＨｇを配合させたＣｄ1-x -y
Ｍｎx Ｈｇy Ｔｅ単結晶を有し、実質的に０．９８μｍ
の波長領域で使用可能な特性を持つ磁気光学素子であっ
て、前記単結晶は、ＭｎＴｅ−ＨｇＴｅ−ＣｄＴｅ擬３
元系相図において、 Ｍｎ0.01Ｈｇ0.04Ｃｄ0.95Ｔｅ、Ｍｎ0.01Ｈｇ0.1 Ｃｄ0.89Ｔｅ、 Ｍｎ0.12Ｈｇ0.17Ｃｄ0.71Ｔｅ、Ｍｎ0.25Ｈｇ0.04Ｃｄ0.71Ｔｅ、 の４点に囲まれる範囲に含まれる組成を有することを特
徴とする磁気光学素子。 - 【請求項２】 請求項１の磁気光学素子をファラデー回
転子として備えてなることを特徴とする光アイソレー
タ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009984A JP2841260B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 磁気光学素子 |
| CA002132616A CA2132616C (en) | 1993-01-25 | 1994-01-25 | Magneto-optical element |
| EP94904764A EP0634684B1 (en) | 1993-01-25 | 1994-01-25 | Magneto-optical element |
| US08/307,658 US5596447A (en) | 1993-01-25 | 1994-01-25 | Magnetooptical element |
| PCT/JP1994/000095 WO1994017437A1 (fr) | 1993-01-25 | 1994-01-25 | Element magneto-optique |
| DE69428559T DE69428559T2 (de) | 1993-01-25 | 1994-01-25 | Magnetooptisches element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5009984A JP2841260B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 磁気光学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222309A JPH06222309A (ja) | 1994-08-12 |
| JP2841260B2 true JP2841260B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=11735156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5009984A Expired - Fee Related JP2841260B2 (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 磁気光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841260B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69430735T2 (de) * | 1993-12-22 | 2002-12-05 | Tokin Corp., Sendai | Verfahren zur herstellung einer magneto-optische vorrichtung |
| EP0731601B2 (en) * | 1995-03-06 | 2006-10-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Video signal noise reduction apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61123814A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-11 | Hitachi Ltd | 光アイソレータ |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP5009984A patent/JP2841260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06222309A (ja) | 1994-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980114 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
|
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