JP3564660B2 - Magneto-optical body and optical isolator using this magneto-optical body - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ通信、光計測システム等に用いられる光アイソレータに係り、より詳しくは磁気光学体及びこの磁気光学体を用いる光アイソレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体レーザを光源にする光ファイバ通信システム、特に高速ディジタル伝送やアナログ直接変調方式による光システムにおいては、光ファイバ回路中に使用している光コネクタ接続点や光回路部品等からの反射光がレーザに再入射して生じる反射雑音がシステム及びデバイス設計上の大きな問題になる事が多い。この場合、反射再入射光を除去する目的で光アイソレータが使用される。光アイソレータの基本的機能は半導体レーザ（光源）からの出射光を光アイソレータを通して無損失で光ファイバ等の伝送路に伝送する一方、光ファイバ等からの反射光を遮断して半導体レーザ（光源）に戻さないようにするものである。
【０００３】
光ファイバ通信システムに用いられる光アイソレータは、入射光の偏光面を４５度回転させるファラデー効果（磁気光学効果）を有し、半導体レーザ等の光源からの出射光を無損失で伝送路に伝送する一方、前記伝送路からの反射光を遮断して前記光源側に戻さないようにしている。
【０００４】
従来の通信用光アイソレータで一般的なものとして、偏光子と、検光子と、ファラデー効果（磁気光学効果）を有し前記偏光子及び検光子の間に設けられる磁気光学体とから構成されるものがある。
図１２に通信用光アイソレータの構造を示し、図１３にその動作原理を示す。図１２の通信用光アイソレータは、偏光子２Ａ及び検光子２Ｂと、偏光子２Ａ及び検光子２Ｂの間に設けられ光の偏光面を４５度回転させるファラデー回転子（ファラデー素子、磁気光学素子）１と、磁場を印加するために用いるための永久磁石３とから大略構成されている。
【０００５】
図１３（I）に示す順方向から入射してくる光１０１は偏光していない光であるが、偏光子２Ａを通過すると偏光子２Ａの偏光方向の成分だけの光１０２になる。次に、ファラデー回転子１を通過すると偏光方向が４５度回転した光１０３となる。この４５度回転した光の偏光方向と平行になるように検光子２Ｂの偏光方向をあわせると光は損失が最小の状態で検光子２Ｂを通過していく。一方、図１３（II）のように、光ファイバなどから反射し逆方向に進んできた光１０５のうち、検光子２Ｂの偏光方向の成分１０６だけがここを通過し、ファラデー回転子１に逆方向から入射する。この光はファラデー効果特有の非相反性により、順方向の場合と同じ向きにさらに４５度回転する。その結果、ファラデー回転子１を通過したあとは偏光子の偏光方向と直交した光１０７となり光は遮断されて光源には戻らない。
【０００６】
このファラデー回転子である磁気光学素子として、イットリウム鉄ガーネット(YIG) やビスマス置換希土類鉄ガーネット(BiYIG)のような比較的大きな固有の磁気光学効果を有する材料を GGG（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）単結晶基板上に液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長にて厚膜化して得た単結晶厚膜がある。しかしながら、この単結晶厚膜は液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長にて形成することから、たとえば光アイソレータとして用いる場合、光アイソレータとして機能するのに必要となる４５度のファラデー回転角を確保するためには、膜厚が厚くなり、ひいては外形寸法が大きくなり上記要望に適切には応え得るものにはなっていなかった。また、膜厚が厚いことから光吸収損失が大きく（透過率が悪く）なってしまうという問題点があった。
【０００７】
さらに、液相エピタキシャル（ＬＰＥ）成長では多くの制御パラメータが使用されており、厚膜を成長させるためには、その製造技術が十分なものとなっていないというのが実情であった。さらに、ガーネット厚膜について偏光角が４５度回転とするためには、液相エピタキシャル（ＬＰＥ） により成長させた厚膜を所定の厚さに精密研磨し、さらにARコートした後、光アイソレータのサイズに切断する。ところで、Bi置換ガーネットは膜厚が数百μｍであり、きびしい加工精度が要求される。また基板となるGGG 単結晶ウェーハは非常に高価であるという問題も含んでいる。
【０００８】
一方、本出願の発明者は上記のLPE で作製する磁気光学素子の問題点を考慮し、磁気光学効果の向上のために磁気光学膜の光学的なエンハンスメント効果を利用するように構成した磁気光学体を用い、この磁気光学体と、偏光子及び検光子とを組み合わせて構成した光アイソレータを提案している。
この磁気光学体の構成としては磁性体と誘電体との各層の厚さを不規則にして薄膜状に形成したものや、磁性体及び誘電体がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つの誘電体多層膜と不規則積層部とを備えたものがある。このとき、偏光子及び検光子としては、方解石のローションプリズムやくさび型のルチル単結晶あるいは偏光ビームスプリッタ(PBS) 等が用いられている。
【０００９】
図１４に本発明者らが提案した光アイソレータに用いる光学的なエンハンスメント効果を利用するように構成した磁気光学体を示す。この磁気光学体２００は、中央部にビスマス置換希土類ガーネット(BiYIG) 〔磁気光学薄膜２０７〕を用い、その両側にそれぞれ、反射層２１０，２１１として、たとえば、低屈折薄膜としてSiO₂(Mt=1.415) 、高屈折膜として赤外光領域で透光性のよいSi(Ms=3.11)を用いて大略構成されている。
【００１０】
より具体的には、この磁気光学体２００は、中央部にビスマス置換希土類鉄ガーネットBiYIG((BiY)₃Fe₅O₁₂) 、BiTbIG((BiTb)₃Fe₅O₁₂) 、あるいはセリウム置換希土類鉄ガーネット(CeRIG) 〔磁気光学薄膜２０７〕を用い（ここではBiYIG を用い）、その両側にそれぞれ、反射層として、(SiO₂/Si) の積層膜〔誘電体多層膜２１０〕及び(Si/SiO₂) の積層膜〔誘電体多層膜２１１〕を設けて形成され、(SiO₂/Si)ⁿ/BiYIG/(Si/SiO₂)ⁿ 構造の多層膜の磁気光学体となっている。ここでBiYIG 薄膜はスパッタ等により作製される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１５に(SiO₂ / Si)ⁿ/BiYIG/(Si/SiO₂)ⁿ 構造の多層膜の磁気光学体の光透過率とファラデー回転角を示す。この図に示すように大きなファラデー回転角を得るためには(Si/SiO₂) の積層数を多くしなければならないが、その場合、光透過率が悪くなる。換言すれば、上述した多層膜ひいては積層膜タイプの磁気光学体については、これまで、大きなファラデー回転角と高い光透過率とは互いに逆の関係にあった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光透過率を減少させないでファラデー回転角を大きくできる磁気光学体及びこの磁気光学体を用いた光アイソレータを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、異なる光学特性を有する２種類の誘電体薄膜がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つの誘電体多層膜と、該２つの誘電体多層膜の間に設けたビスマス置換希土類鉄ガーネットからなる磁性体薄膜とを有する磁気光学体において、前記２種類の誘電体薄膜の交互の積層の回数はｎであるように２つの誘電体多層膜のそれぞれが構成されるとともに、前記誘電体多層膜と前記磁性体薄膜との間に光学的厚さが使用波長λに対してλ／８の第３の誘電体薄膜を設け、前記第３の誘電体薄膜は、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率が大きい方の誘電体薄膜と同一材料からなり、前記誘電体多層膜は、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率が小さい方の誘電体薄膜が前記第３の誘電体薄膜と接するように構成され、前記磁性体薄膜の光屈折率は、前記２種類の誘電体薄膜の各光屈折率の間の値であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の磁気光学体において、第３の誘電体薄膜はSiで形成されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の磁気光学体において、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率の小さい方の誘電体薄膜が SiO ₂ で形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載に係る光アイソレータの発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の磁気光学体を用いることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者は、異なる光学特性を有する２種類の誘電体薄膜がその厚さに規則性をもって交互に積層された誘電体多層膜と、該２つの誘電体多層膜の間に設けた磁性体薄膜とを有する磁気光学体において、前記２種類の誘電体薄膜のうち、一方の誘電体薄膜はその光屈折率を大きくし、かつ、他方の誘電体薄膜はその光屈折率を小さくして、２種類の誘電体薄膜の屈折率の差を大きくとることにより、この磁気光学体の中心部により強い光の局在化を示すことを見出した。
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を図１ないし図１１に基づいて説明する。本発明の第１実施の形態に係る磁気光学体の構成は、図１に大略示されるが、この説明に先だって、磁気光学体を構成する磁性体薄膜及び誘電体多層膜について図５ないし図６に基づいて説明する。
【００１８】
例えば、低屈折薄膜としてSiO₂(屈折率Mt=1.415) 、高屈折膜として赤外光領域で透光性のよいSi(Ms=3.11)を用いた場合の磁気光学体を以下に示す。なお、高屈折膜として赤外光領域で透光性の良いGeを用いてもかまわない。
【００１９】
磁気光学体は、この光アイソレータを構成するが、この一例として、中央部にビスマス置換希土類鉄ガーネットBiYIG((BiY)₃Fe₅O₁₂) 、BiTbIG((BiTb)₃Fe₅O₁₂) 、あるいはセリウム置換希土類鉄ガーネット(CeRIG) 磁気光学薄膜（例えばここではBiYIG 磁気光学薄膜）を用い、その両側にそれぞれ、反射層として、(SiO₂/Si) の積層膜〔誘電体多層膜〕及び(Si/SiO₂) の積層膜〔誘電体多層膜〕を設けて形成された(SiO₂/Si)ⁿ/BiYIG/(Si/SiO₂)ⁿ 構造（ｎは誘電体多層膜の積層数を示す。以下、同様である。）の多層膜の磁気光学体がある。ここでBiYIG 薄膜はスパッタ等により作製される。
なお、スパッタ法以外〔蒸着法、ＣＶＤ（化学的気相成長法）など〕でも、(SiO₂/Si)ⁿ多層膜の作製は可能である。
【００２０】
前記(SiO₂/Si) の積層膜及び(Si/SiO₂) の積層膜のSiO₂の屈折率Mtは、Siの屈折率Msよりも小さく、それぞれの厚さDt、Dsは、Ms・Ds＝Mt ・Dt＝λ／４（光学的厚さ）〔λは、入射光の波長を示す。〕を満たしている。また、BiTbIG薄膜は、Nm・Dm＝λまたはλ／２（Nm：BiTbIG の薄膜の屈折率、Dm：BiTbIG 薄膜の膜厚）としている。
【００２１】
上記構成の磁気光学体は、特定の波長の光を入射すると強い光の局在化が生じ大きな磁気光学効果と高い透過率を示す。なお、この磁気光学体では、固有の光学特性を有する光学薄膜を所定の厚さに積層して、中心部に光が局在化する干渉膜を形成しているため、より強い光の局在化を示すためには(SiO₂/Si)ⁿ及び(Si/SiO₂)ⁿ〔多層膜〕の層構造の乱れがないことが求められる。
【００２２】
なお、光結晶の特性は一般的な電子結晶の電子状態と対比して説明される。光結晶では、電子結晶のエネルギー準位にバンドギャップが存在するように、ある方向に対し光が伝播できない波長域が現れる。この特定波長域はフォトニックバンドギャップと呼ばれ、結晶構造に依存し変化する。電子状態（ａ）と対比したフォトニックバンドギャップ（ｂ）を図５に示す。
【００２３】
また、結晶の周期的な構造の一部に乱れがあることは、電子結晶の欠陥に相当し、フォトニックバンドギャップ中の特定波長の光が透過するようになる。磁気光学体の定在波の分布の様子を図６に示す。図６に示す磁気光学体では、中心部分に光が強く局在化しており、この局在化がユニークな透光性と大きな磁気光学効果とをもたらすと言える。また、図６に示すように強い局在化が生じた波長で大きな高い透過率を示す（段落「００２４」参照）ことが判った。
【００２４】
例えば、異なる光学特性を有する複数種類の誘電体素材がその厚さに規則性をもって交互に積層された反射層としての２つの誘電体多層膜（例えばSiO₂/Si の積層膜。この場合、例えばSiO₂の屈折率MtはSiの屈折率Msよりも小さく、それぞれの厚さDt 、Dsは、Ms ・Ds＝Mt ・Dt＝λ／４（光学的厚さ）を満たす。）と、該２つの誘電体多層膜の間に設ける磁性体膜（例えばその光学的厚さをλまたはλ／２とする）とを有する磁気光学体においては、特定の波長の光を入射すると強い光の局在化が生じ大きな磁気光学効果と高い透過率を示し、特に前記磁性体膜としてファラデー回転角が大きい希土類鉄ガーネットを用いることにより前記磁気光学効果をより大きくできることを本発明者は実験により検証している。
【００２５】
ここで、図１に基づいて、本発明の第１実施の形態に係る磁気光学体３００について、以下に説明する。この磁気光学体３００は、屈折率が異なる２種の誘電体を反射層に用いて構成されている。そして、この磁気光学体３００は、１．３１μｍの共鳴波長を有し、中央層として(BiY)₃Fe₅O₁₂ガーネット膜〔以下、適宜、単にBiYIG膜（磁性体薄膜３０７）という〕が用いられ、その両側にそれぞれ、反射層〔２つの誘電体多層膜３１０，３１１〕として、Si膜３２０（２種類の誘電体薄膜のうちの１つ）とSiO₂膜３２１（２種類の誘電体薄膜のうちの１つ）とのｎ層の積層膜（誘電体多層膜３１０，３１１）がそれぞれ用いられている。すなわち、図１にも示されるように、誘電体多層膜３１０は、 Si 膜３２０及び SiO ₂ 膜３２１が交互に積層され、かつ当該２種類の誘電体薄膜（ Si 膜３２０及び SiO ₂ 膜３２１）の交互積層が複数回（ｎ回）なされて構成されている。また、誘電体多層膜３１１も、誘電体多層膜３１０と同様に、２種類の誘電体薄膜（ Si 膜３２０及び SiO ₂ 膜３２１）の交互積層が複数回（ｎ回）なされて構成されている。
【００２６】
さらに、誘電体多層膜３１０と磁性体薄膜３０７との間及び誘電体多層膜３１１と磁性体薄膜３０７との間には、それぞれ、所定厚さの第３の誘電体薄膜３３０，３３１が介装されている。そして、この磁気光学体３００は、上述したように誘電体多層膜３１０，３１１と磁性体薄膜３０７との間に，所定厚さの第３の誘電体薄膜３３０，３３１を設け、 (Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ の構造になっており、光透過率が向上したものになっている。
【００２７】
このような磁気光学体３００の反射層（誘電体多層膜３１０，３１１）は、中央層（磁性体薄膜３０７）を中心に対称の膜構成を有しており、各誘電体膜は〔入射光の波長λ／（４×誘電体の屈折率Ｍ）〕の膜厚〔換言すれば、（誘電体の膜厚）×（誘電体の屈折率Ｍ）で算出される光学的厚さ（ＪＩＳ工業用語大辞典第４版（（財）日本規格協会１９９５年１１月２０日発行）第５８１頁の光路長（屈折率ｎの媒質において、光の進む道筋の長さＬと、その道筋に沿った媒質の屈折率ｎとの積。光学距離ともいう。）に相当する。）λ／４〕を有して交互に積層されている。即ち、厚さに規則性を有して積層されている。SiO₂膜３２１の膜厚は〔１３１０／（４×１．４１５）〕＝２３１ｎｍであり、Si膜３２０の膜厚は〔１３１０／（４×３．１１）〕＝１０５ｎｍである。そして、BiYIG 膜３０７からなる中央層は反射層（３１０，３１１）の規則性から外れた膜厚を有しており、その膜厚は２９８ｎｍである。
また、第３の誘電体薄膜３３０，３３１は、Si膜とされており、その光学的厚さは、λ／８、すなわち、膜厚（厚さ）は〔１３１０／（８×３．１１）〕＝５３ｎｍとされている。ここで、入射光の波長λ＝１３１０ｎｍ、Si膜３２０及び第３の誘電体薄膜３３０，３３１（Si膜）の屈折率Ms＝３．１１、SiO₂膜３２１の屈折率Mt＝１．４１５である。本実施の形態ではｋ＝１としているが、ｋを他の整数としてもよい。
【００２８】
図２（ｂ）に本発明の(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ の多層膜の磁気光学体について、第３の誘電体薄膜３３０，３３１（Si膜）の光学的厚さをλ／８としたときの、ｎ＝３、４、５の場合においての磁気光学体３００について、入射光の波長λに対する透過率の変化を示す。また、比較として図２（ａ）に(Si/SiO₂)ⁿ/BiYIG/(SiO₂/Si)ⁿ 構造の入射光の波長に対する透過率の変化を示す。図２（ａ）及び（ｂ）は、いずれも縦軸が透過率を示し、横軸は入射光の波長λを示している。図２から明らかなように、波長λが１３１０ｎｍの近傍で、透過率ピークを有しており、かつ、第３の誘電体薄膜３３０，３３１（Si膜）を挿入することで光の透過率の向上が図られている。
また図３はｎ＝５のとき、つまり、(Si/SiO₂)⁵/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)⁵ の時の光透過率とファラデー回転角を示したものであり、本発明によって高い光透過率（すなわち、光透過率を減少させない。）と大きなファラデー回転角が得られることが示されている。
【００２９】
図４（ｂ）は、第１実施の形態に係る第３の誘電体薄膜３３０，３３１（Si膜）の光学的厚さをλ／４とし、ｎ＝３のときの光透過率とファラデー回転角を示したものである。従来技術（第３の誘電体薄膜を用いない例）における光透過率とファラデー回転角を求めると、図４（ａ）に示すようになる。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）を比較して明らかなように、第３の誘電体薄膜３３０，３３１を用いる第１実施の形態〔図４（ｂ）〕は、第３の誘電体薄膜を用いない従来技術〔図４（ａ）〕に比べ、同等の光透過で大きなファラデー回転角を得ることができる。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態の磁気光学体及びその製造法を図７に基づいて説明する。ガラス等の使用波長で透光性の良好な基板の上に高屈折率を持つλ／４の光学的厚さの薄膜（例えばSi薄膜）を形成し（ステップS1）、次に低屈折率を持つλ／４の光学的厚さの薄膜（例えばSiO₂薄膜）を形成する(ステップS2)。この工程(ステップS1及びステップS2)をｎ回繰返し、さらに、高屈折率を持つ所定厚さの第３の誘電体薄膜（例えばSi薄膜）を形成し(ステップS3)、次に、希土類鉄ガーネット膜（BiYIG 薄膜）を形成する(ステップS4)。
【００３１】
希土類鉄ガーネット膜はスパッタ直後にはアモルファス層で磁性を持たないため、高温熱処理してガーネットを結晶化させる必要があるためアニール処理を行う(ステップS5)。さらに、高屈折率を持つ所定厚さの第３の誘電体薄膜（例えばSi薄膜）を形成する(ステップS6)。さらに、低屈折率を持つλ／４の光学的厚さの薄膜（例えばSiO₂薄膜）を形成し(ステップS7)、次に高屈折率を持つλ／４の光学的厚さの薄膜（例えばSi薄膜）を形成する(ステップS8)。この工程(ステップS7及びステップS8)をｎ回繰返すことにより本発明の(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ 構造の磁気光学体を形成する。
【００３２】
また、基板側から低屈折率を持つλ／４の光学的厚さの薄膜（たとえばSiO₂薄膜）を形成し、次に高屈折率を持つλ／４の光学的厚さの薄膜（例えばSi薄膜）を形成する、(SiO₂/Si)ⁿ/ SiO₂/BiYIG/SiO₂/(Si/SiO₂)ⁿ構造の磁気光学体も上述したものと同様にして製造される。
【００３３】
なお、前記希土類鉄ガーネットを用いた磁気光学体の製造に関し、希土類鉄ガーネット膜はスパッタ直後にはアモルファス層で磁性を持たないため、高温熱処理してガーネットを結晶化させる必要がある。一方、誘電体多層膜は、高温熱処理によりその周期構造が乱れて（壊れて）しまう。このため、大きな磁気光学効果を得るために、希土類鉄ガーネットを用いた上記磁気光学体を製造することは、非常に面倒であるというのが実情であった。
この実施の形態では、図８に示すように、水冷された基板ホルダ２０１上にインジウムシート２０２をセットし、インジウムシート２０２の上に基板２０３〔例えば石英ガラス〕を載置し、基板２０３の上に集光板としてのグラッシーカーボン２０４をセットする。
【００３４】
基板２０３には、図１に示す異なる光学特性を有するSi膜（誘電体素材）及びSiO₂膜（誘電体素材）をその厚さに規則性をもって交互に積層してなる（Si/SiO₂)ⁿ /Si層３４０（誘電体多層膜３１０及び第３の誘電体薄膜３３０。ｎ：積層数）が積層される。Si膜（誘電体素材）及びSiO₂膜（誘電体素材）は赤外光域で透明で、環境安定性が高い材料で形成されている。基板２０３としては、赤外線導入加熱装置２２０によるBiYIG 薄膜３０７の結晶化熱処理の際には溶けることがない特性を有するものが望ましい。
【００３５】
そして、この(Si/SiO₂)ⁿ/Si 層３４０の上に、BiYIG 薄膜３０７〔希土類鉄ガーネット〕が成膜され、この状態で後述するように赤外線導入加熱装置２２０によりBiYIG 薄膜３０７の結晶化熱処理が施され、この後、結晶化されたBiYIG 薄膜３０７を含む(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG の上にSi/(SiO₂/Si)ⁿ 層３４１（誘電体多層膜３１１及び第３の誘電体薄膜３３１。）が成膜されて、図１に示す(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ 構造の磁気光学体３００が作製される。磁気光学体３００の作製はマルチターゲットＲＦマグネトロンスパッタ装置により行った。
【００３６】
前記赤外線導入加熱装置２２０は、図８に示すように、赤外線ビームを発生する赤外線発生部２２１と、赤外線ビームを集光させるグラッシーカーボン２０４と、基板ホルダー２０１を冷却する冷却機構２２２と、加熱中にグラッシーカーボン２０４の表面に接触して配置され、温度モニターに用いられる熱電対２２３と、を備えている。
【００３７】
そして、赤外線導入加熱装置２２０によるBiYIG薄膜３０７の結晶化熱処理の際には、基板ホルダ２０１は冷却され、これにより基板２０３を通して
（Si/SiO₂)ⁿ/Si層３４０が冷却される。
一方、前記熱処理時に、赤外線により温度上昇したグラッシーカーボン２０４によりBiYIG 薄膜３０７のみが加熱され、結晶化される。この場合、赤外線ビームは間欠的に照射する（パルス加熱する）ようにしている。
【００３８】
上述したように（Si/SiO₂)ⁿ/Si層３４０が冷却されていることにより、
（Si/SiO₂)ⁿ/Si層３４０のSiとSiO₂の相互拡散が防止される。このため、
（Si/SiO₂)ⁿ/Si層３４０の周期構造が乱されることがなくなると共に、前記熱処理によりBiYIG 薄膜３０７が結晶化され、有効な磁性を有し、かつ優れた磁気光学特性を有する磁気光学体３００が作製されることになる。
【００３９】
この実施の形態では基板２０３を通して（Si/SiO₂)ⁿ/Si層３４０を冷却する場合を例にしたが、（Si/SiO₂)ⁿ/Si層３４０を直接に冷却するように構成してもよい。
赤外線加熱装置２２０による熱処理中はグラッシーカーボン２０４表面に熱電対２２３を接触させ温度モニターを行った。図９に熱処理パターンを示す。また、このような加熱方法で結晶化熱処理したとき、成膜直後はアモルファス構造であったBiYIG 薄膜３０７は、熱処理温度８５０℃で結晶化が進み、また、ファラデー回転角も従来の電気炉で加熱し結晶化させた場合と同様の値を示した。また、BiYIG 薄膜３０７に面荒れやクラックは全く見られなかった。
【００４０】
一方、同様な加熱方法により(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIGを熱処理し、その上にSi/ (SiO₂/Si)ⁿ を成膜して作製された(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿの磁気光学体と、比較用として熱処理しない(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ構造の磁気光学体を作製し、それぞれの磁気光学体の透過スペクトルを調べた。
熱処理しない磁気光学体はλ＝１０００〜１８００ｎｍの波長域にフォトニックバンドギャップが現われ、また、λ＝１３１０ｎｍのところに鋭い波長ピークが現れていた。また、本発明の実施の形態に示す上記の加熱方法で熱処理した磁気光学体も、λ＝１０００〜１８００ｎｍの波長域にフォトニックバンドギャップが現われ、また、λ＝１３１０ｎｍのところに鋭い波長ピークが現れていることがわかった。このように、比較とした熱処理しない磁気光学体と本実施の形態の磁気光学体の透過率スペクトルの波形はほとんど変化はなかった。このことは、赤外線導入加熱装置２２０を用いて赤外線ビームを照射することにより、BiYIG 薄膜３０７の結晶化をすることができる熱処理条件で、(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ構造の多層膜の周期構造がほとんど変化しないことを示している。
【００４１】
また、上記したように、(Si/SiO₂)ⁿ/Si /BiYIGを熱処理し、その上にSi/(SiO₂/Si)ⁿを成膜して作製された上記(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIG/Si/(SiO₂/Si)ⁿ構造の磁気光学体について、ファラデー回転角を調べた。その結果（図示略）この磁気光学体３００は大きなファラデー回転角を有することがわかった。この実施の形態では、赤外線ビームは間欠的に照射する（パルス加熱する）ようにしているので、BiYIG 薄膜３０７の結晶化をより精度高いものにできる。
【００４２】
また、グラッシーカーボン２０４により赤外線ビームを集光しており、熱処理を迅速に行うようにしている。なお、このグラッシーカーボン２０４を設けずに、熱処理を行うようにしてもよい。
前記の実施の形態では、赤外線導入加熱装置２２０からの赤外線ビームを用いて、BiYIG 薄膜３０７の結晶化熱処理を行う場合を例にしたが、これに代えて、図１０に示すように、レーザ光を用いてBiYIG 薄膜３０７の結晶化熱処理を行うようにしてもよい（便宜上、第２実施の形態という。）。
【００４３】
この第２実施形態では、基板２０３が(Si/SiO₂)ⁿ/Si/BiYIGの成膜された面を上にして基板ホルダ２０１上にセットされ、レーザ光源２３１からのレーザ光を(Si/SiO₂)ⁿ/Si /BiYIGに照射して、BiYIG 薄膜３０７を結晶化する。
また、レーザ光を間欠的に照射する（パルス加熱する）ようになることにより、BiYIG 薄膜３０７の結晶化をより精度高いものにすることができる。
【００４４】
この第２実施の形態では、前述の第１実施の形態（図９）で必要とされていた冷却機構２２２及び冷却処理が不要となり、その分、構成が容易になると共に冷却操作が無くなって生産性の向上を図ることができる。
上記の２つの実施の形態で得られる磁気光学体３００は上述したように大きなファラデー効果を有しており、光アイソレータなど種々の光デバイスに用いて良好な機能を発揮することができる。
【００４５】
本実施の形態（第１実施の形態及び第２実施の形態）では、異なる光学特性を有する複数種類の誘電体素材がその厚さに規則性を持って交互に積層された２つの誘電体多層膜と、該２つの誘電体多層膜の間に設ける磁性体薄膜と、２つの誘電体多層膜及び磁性体薄膜の間に介装した所定光学的厚さの第３の誘電体薄膜３３０，３３１とを有する磁気光学体３００を対象にして、その熱処理方法を例にしたが、これに限らず、誘電体がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つの規則積層部を備え、前記誘電体は異なる光学特性を有する複数種類の誘電体素材がその厚さに規則性をもって交互に積層した周期構造を有した誘電体多層膜からなり、前記２つの規則積層部の間に希土類鉄ガーネットの磁性体膜を設けるようにして構成された磁気光学体に、本実施形態（第１実施の形態及び第２実施の形態）に示される熱処理（ひいては製造方法）を適用してもよい。この場合にも、誘電体の周期構造を乱すことなく前記希土類鉄ガーネットの磁性体膜が結晶化されたことになる。
【００４６】
本実施の形態（第１実施の形態及び第２実施の形態）において、BiYIG 薄膜３０７を用いた場合を例にしたが、本発明はこれに限らず、他の希土類鉄ガーネット薄膜を用いるようにしてもよい。
【００４７】
前記第１、第２実施の形態に係る磁気光学体３００は、Si膜３２０及びSiO₂膜３２１をｎ層積層して誘電体多層膜３１０，３１１を形成し、誘電体多層膜３１０，３１１のそれぞれと磁性体薄膜３０７との間に、所定光学的厚さの第３の誘電体薄膜３３０，３３１を介装しており、図２、図３及び図４を参照して上述したように、従来技術に比して、誘電体多層膜３１０，３１１の積層数を多くすることなく高い光透過率と大きなファラデー回転角を確保することができる。
【００４８】
また、前記第１、第２実施の形態に係る磁気光学体３００は、第３の誘電体薄膜３３０，３３１の光学的厚さをλ／８〔λ：入射光の波長〕としており、図２、図３及び図４に示されるように、高い光透過率と大きなファラデー回転角の確保を確実に果たすことが可能となる。
【００４９】
第１、第２実施の形態に係る磁気光学体３００は、上述したように、Si膜３２０及びSiO₂膜３２１をｎ層積層して形成した誘電体多層膜３１０，３１１のそれぞれと磁性体薄膜３０７との間に、Si膜からなる第３の誘電体薄膜３３０，３３１を介装し、誘電体多層膜３１０，３１１を形成するSi膜３２０及びSiO₂膜３２１のうちSiO₂膜３２１が第３の誘電体多層膜３３０，３３１に最も近接するものになっている。さらに、光屈折率に関して、Si膜３２０及び第３の誘電体薄膜３３０，３３１（Si膜）の屈折率Ms＝３．１１、SiO₂膜３２１の屈折率Mt＝１．４１５とされている。
【００５０】
このように、第３の誘電体薄膜の３３０，３３１の光屈折率が、前記２種類の誘電体薄膜（Si膜３２０及びSiO₂膜３２１）のうち、当該第３の誘電体薄膜の３３０，３３１に最も近接する誘電体薄膜（SiO₂膜３２１）の屈折率より大きくされていることにより、上述したように良好な光透過率と大きなファラデー回転角を確保することができる。
なお、第３の誘電体薄膜の３３０，３３１の光屈折率が、誘電体多層膜３１０，３１１を形成する複数の誘電体薄膜のうち、当該第３の誘電体薄膜の３３０，３３１に最も近接する誘電体薄膜の屈折率より小さくなるように構成してもよい。
【００５１】
また、前記磁気光学体３００を用いて、図１１に示すように光アイソレータ（第３実施の形態）を構成することができる。
図１１に示す光アイソレータは、偏光子３２Ａ及び検光子３２Ｂと、偏光子３２Ａ及び検光子３２Ｂの間に設けられ光の偏光面を４５度回転させる磁気光学体３００と、磁場を印加するために用いるための永久磁石３３とから大略構成されている。
【００５２】
この第３実施の形態では、磁気光学体３００が、Si膜３２０及びSiO₂膜３２１をｎ層積層して誘電体多層膜３１０，３１１を形成し、誘電体多層膜３１０，３１１のそれぞれと磁性体薄膜３０７との間に、所定厚さの第３の誘電体薄膜３３０，３３１を介装した構成になっているので、上述したように、従来技術に比して、誘電体多層膜３１０，３１１の積層数を多くすることなく高い光透過率と大きなファラデー回転角を確保することができることから、当該磁気光学体３００を用いた第３実施の形態の光アイソレータ（図１１）は、伝送路からの反射光の遮断などその特性の向上を図ることが出来る。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の発明によれば、異なる光学特性を有する２種類の誘電体薄膜がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つの誘電体多層膜と、該２つの誘電体多層膜の間に設けたビスマス置換希土類鉄ガーネットからなる磁性体薄膜とを有する磁気光学体において、前記２種類の誘電体薄膜の交互の積層の回数はｎであるように２つの誘電体多層膜のそれぞれが構成されるとともに、前記誘電体多層膜と前記磁性体薄膜との間に光学的厚さが使用波長λに対してλ／８の第３の誘電体薄膜を設け、
前記第３の誘電体薄膜は、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率が大きい方の誘電体薄膜と同一材料からなり、前記誘電体多層膜は、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率が小さい方の誘電体薄膜が前記第３の誘電体薄膜と接するように構成され、前記磁性体薄膜の光屈折率は、前記２種類の誘電体薄膜の各光屈折率の間の値であるので、光透過率を減少させないでファラデー回転角を大きくできる。
【００５４】
請求項２記載の発明によれば、第３の誘電体薄膜は Si で形成されており、高屈折膜として赤外光領域で透光性がよく、かつ環境安定性が高い磁気光学体を提供することができる。
請求項４記載に係る光アイソレータの発明によれば、磁気光学体が、上述したように従来技術に比して、誘電体多層膜の積層数を多くすることなく高い光透過率を確保することができることから、当該磁気光学体を用いた光アイソレータは、伝送路からの反射光の遮断などその特性の向上を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態の磁気光学体を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の磁気光学体における透過波長スペクトルについて、従来例（ａ）と本発明（ｂ）とを対比して示す特性図である。
【図３】誘電体多層膜の積層数ｎが５（ｎ＝５）であるときの透過波長スペクトル及びファラデー回転角を示す特性図である。
【図４】誘電体多層膜の積層数ｎが３（ｎ＝３）であるときの透過波長スペクトル及びファラデー回転角について、従来例（ａ）と本発明（ｂ）とを対比して示す特性図である。
【図５】光結晶のフォトニックバンドギャップを示すための図である。
【図６】磁気光学体の定在波の様子を示す図である。
【図７】図１の磁気光学体の製造方法を示す図である。
【図８】図７の製造方法における各部材のセット状態及び赤外線導入加速装置を示す図である。
【図９】図７の製造方法における熱処理パターンを示す図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施の形態に係る光アイソレータを示す図である。
【図１２】従来の光アイソレータの一例を示す図である。
【図１３】光アイソレータの動作原理を示す図である。
【図１４】従来の磁気光学薄膜の構造を模式的に示す断面図である。
【図１５】磁気光学体の光透過率とファラデー回転角を示す図である。
【符号の説明】
３００ 磁気光学体
３０７ 磁性体薄膜
３１０，３１１ 誘電体多層膜
３２０ Si膜（２種類の誘電体薄膜のうちの一つ）
３２１ SiO₂膜（２種類の誘電体薄膜のうちの一つ）
３３０，３３１ 第３の誘電体薄膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical isolator used for optical fiber communication, an optical measurement system, and the like, and more particularly, to a magneto-optical body and an optical isolator using the magneto-optical body.
[0002]
[Prior art]
In an optical fiber communication system using a semiconductor laser as a light source, particularly in an optical system using high-speed digital transmission or an analog direct modulation method, reflected light from an optical connector connection point or an optical circuit component used in an optical fiber circuit is a laser. Reflected noise generated by re-entering the device often becomes a major problem in system and device design. In this case, an optical isolator is used to remove the reflected re-incident light. The basic function of an optical isolator is to transmit outgoing light from a semiconductor laser (light source) through an optical isolator to a transmission line such as an optical fiber without loss, while blocking reflected light from the optical fiber or the like to cut off the semiconductor laser (light source). It is not to return to.
[0003]
An optical isolator used in an optical fiber communication system has a Faraday effect (magneto-optical effect) for rotating a polarization plane of incident light by 45 degrees, and transmits light emitted from a light source such as a semiconductor laser to a transmission line without loss. On the other hand, the reflected light from the transmission path is blocked so as not to return to the light source side.
[0004]
2. Description of the Related Art As a general communication optical isolator in the related art, the optical isolator includes a polarizer, an analyzer, and a magneto-optical body having a Faraday effect (magneto-optical effect) and provided between the polarizer and the analyzer. There is something.
FIG. 12 shows the structure of a communication optical isolator, and FIG. 13 shows the operation principle. The optical isolator for communication in FIG. 12 is a Faraday rotator (Faraday element, magneto-optical element) provided between the polarizer 2A and the analyzer 2B and provided between the polarizer 2A and the analyzer 2B to rotate the polarization plane of light by 45 degrees. 1 and a permanent magnet 3 for use in applying a magnetic field.
[0005]
The light 101 incident from the forward direction shown in FIG. 13I is unpolarized light, but becomes light 102 having only the polarization direction component of the polarizer 2A when passing through the polarizer 2A. Next, when the light passes through the Faraday rotator 1, the light 103 has a polarization direction rotated by 45 degrees. When the polarization direction of the analyzer 2B is adjusted so as to be parallel to the polarization direction of the light rotated by 45 degrees, the light passes through the analyzer 2B with minimal loss. On the other hand, as shown in FIG. 13 (II), of the light 105 reflected from an optical fiber or the like and traveling in the opposite direction, only the component 106 in the polarization direction of the analyzer 2B passes through it and is transmitted to the Faraday rotator 1 Incident from the direction. This light is further rotated by 45 degrees in the same direction as in the forward direction due to the non-reciprocity characteristic of the Faraday effect. As a result, after passing through the Faraday rotator 1, the light 107 becomes light 107 orthogonal to the polarization direction of the polarizer, and the light is blocked and does not return to the light source.
[0006]
A material having a relatively large inherent magneto-optical effect, such as yttrium iron garnet (YIG) or bismuth-substituted rare earth iron garnet (BiYIG), is used as a Faraday rotator magneto-optical element by gadolinium gallium garnet (GGG) alone. There is a single crystal thick film obtained by thickening a liquid crystal epitaxial (LPE) film on a crystal substrate. However, since this single crystal thick film is formed by liquid phase epitaxial (LPE) growth, for example, when used as an optical isolator, it is necessary to secure a Faraday rotation angle of 45 degrees required to function as an optical isolator. However, the film thickness has been increased, and the outer dimensions have been increased, so that it has not been possible to appropriately meet the above demand. In addition, there is a problem that the light absorption loss is large (the transmittance is low) because the film thickness is large.
[0007]
Furthermore, many control parameters are used in liquid phase epitaxial (LPE) growth, and the fact is that the manufacturing technology is not sufficient for growing a thick film. Furthermore, in order to rotate the polarization angle of the garnet thick film by 45 degrees, the thick film grown by liquid phase epitaxy (LPE) is precisely polished to a predetermined thickness, and AR-coated, and then the size of the optical isolator is increased. Cut into pieces. By the way, the Bi-substituted garnet has a thickness of several hundred μm, and requires strict processing accuracy. Another problem is that the GGG single crystal wafer serving as a substrate is very expensive.
[0008]
On the other hand, the inventor of the present application considers the above-mentioned problem of the magneto-optical element manufactured by LPE, and employs a magneto-optical device configured to utilize the optical enhancement effect of the magneto-optical film in order to improve the magneto-optical effect. There has been proposed an optical isolator using a body and combining this magneto-optical body, a polarizer, and an analyzer.
The configuration of the magneto-optical body is such that the thickness of each layer of the magnetic body and the dielectric body is irregularly formed into a thin film shape, or the magnetic body and the dielectric body are alternately laminated with the thickness in a regular manner. Some include two dielectric multilayer films and an irregular laminated portion. At this time, a calcite lotion prism, a wedge-shaped rutile single crystal, a polarizing beam splitter (PBS), or the like is used as the polarizer and analyzer.
[0009]
FIG. 14 shows a magneto-optical body configured to utilize an optical enhancement effect used for an optical isolator proposed by the present inventors. This magneto-optical body 200 uses bismuth-substituted rare earth garnet (BiYIG) [Magneto-optical thin film 207] in the center, and has reflection layers 210 and 211 on both sides thereof, for example, SiO 2 as a low-refractive thin film._Two(Mt = 1.415), it is generally constituted by using Si (Ms = 3.11) having a high transmissivity in an infrared light region as a high refraction film.
[0010]
More specifically, this magneto-optical body 200 has a bismuth-substituted rare earth iron garnet BiYIG ((BiY)_ThreeFe_FiveO₁₂), BiTbIG ((BiTb)_ThreeFe_FiveO₁₂) Or cerium-substituted rare earth iron garnet (CeRIG) [Magneto-optical thin film 207] (here, BiYIG is used)._Two/ Si) laminated film (dielectric multilayer film 210) and (Si / SiO_Two) Is formed by providing a laminated film (dielectric multilayer film 211)._Two/ Si)ⁿ/ BiYIG / (Si / SiO_Two)ⁿ It is a magneto-optical body having a multilayer structure. Here, the BiYIG thin film is formed by sputtering or the like.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
FIG._Two/ Si)ⁿ/ BiYIG / (Si / SiO_Two)ⁿ  2 shows the light transmittance and Faraday rotation angle of a magneto-optical body having a multilayered structure. As shown in this figure, in order to obtain a large Faraday rotation angle, (Si / SiO_Two) Must be increased, but in that case, the light transmittance is deteriorated.In other words, in the above-described multilayer film, and in other words, in the multilayer film type magneto-optical body, a large Faraday rotation angle and a high light transmittance have been in a relationship opposite to each other.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances,Faraday rotation angle can be increased without reducing light transmittanceIt is an object to provide a magneto-optical body and an optical isolator using the magneto-optical body.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there are provided two dielectric multilayer films in which two types of dielectric thin films having different optical characteristics are alternately stacked with a regularity in the thickness, and between the two dielectric multilayer films. EstablishedConsists of bismuth-substituted rare earth iron garnetIn the magneto-optical body having the magnetic thin film, each of the two dielectric multilayer films is configured such that the number of times of alternately laminating the two types of dielectric thin films is n, and Between the magnetic thin filmThe optical thickness is λ / 8 with respect to the used wavelength λOf the third dielectric thin filmThe third dielectric thin film is made of the same material as the dielectric thin film having the larger optical refractive index among the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film, and the dielectric multilayer film is The dielectric thin film having the smaller light refractive index of the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film is configured to be in contact with the third dielectric thin film, and the light refractive index of the magnetic thin film is: It is a value between the respective refractive indices of the two types of dielectric thin films.It is characterized by the following.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the magneto-optical body according to the first aspect, the third dielectric thin film is formed of Si.
The invention according to claim 3 is3. The magneto-optical body according to claim 1, wherein, of the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film, a dielectric thin film having a smaller light refractive index is used. SiO _Two Formed byIt is characterized by.
[0015]
Claim 4The invention of the optical isolator according toClaim 3Or a magneto-optical body according to any one of (1) to (4).
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventor has proposed a dielectric multilayer film in which two types of dielectric thin films having different optical characteristics are alternately stacked with a regular thickness, and a magnetic thin film provided between the two dielectric multilayer films. In one of the two types of dielectric thin films, one of the two dielectric thin films has a large refractive index, and the other dielectric thin film has a small refractive index. It has been found that, by increasing the difference between the refractive indices of the various types of dielectric thin films, stronger localization of light is exhibited at the center of the magneto-optical body.
[0017]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The configuration of the magneto-optical body according to the first embodiment of the present invention is schematically shown in FIG. 1. Prior to the description, the magnetic thin film and the dielectric multilayer film constituting the magneto-optical body are shown in FIGS. It will be described based on.
[0018]
For example, SiO as a low refractive index thin film_Two(Refractive index Mt = 1.415) A magneto-optical body using Si (Ms = 3.11) having high transmissivity in the infrared region as the high refractive film is shown below. It should be noted that Ge having a high light-transmitting property in the infrared light region may be used as the high refractive film.
[0019]
The magneto-optical body constitutes this optical isolator. As an example of this, a bismuth-substituted rare earth iron garnet BiYIG ((BiY)_ThreeFe_FiveO₁₂), BiTbIG ((BiTb)_ThreeFe_FiveO₁₂) Or cerium-substituted rare earth iron garnet (CeRIG) magneto-optical thin film (for example, BiYIG magneto-optical thin film in this case),_Two/ Si) laminated film (dielectric multilayer film) and (Si / SiO_Two) (Dielectric multilayer film)._Two/ Si)ⁿ/ BiYIG / (Si / SiO_Two)ⁿ There is a magneto-optical body having a multilayer film having a structure (n indicates the number of stacked dielectric multilayer films; the same applies hereinafter). Here, the BiYIG thin film is formed by sputtering or the like.
In addition, other than the sputtering method (evaporation method, CVD (chemical vapor deposition method), etc.), (SiO 2_Two/ Si)ⁿFabrication of a multilayer film is possible.
[0020]
The (SiO_Two/ Si) and (Si / SiO)_Two)_TwoIs smaller than the refractive index Ms of Si, and the respective thicknesses Dt and Ds are Ms · Ds = Mt · Dt = λ / 4.(Optical thickness)[Λ indicates the wavelength of the incident light. ] Is satisfied. In addition, the BiTbIG thin film has Nm · Dm = λ or λ / 2 (Nm: BiTbRefractive index of IG thin film, Dm: BiTbIG thin film thickness).
[0021]
The magneto-optical body having the above-described configuration exhibits a large magneto-optical effect and a high transmittance due to localization of strong light when light of a specific wavelength is incident. In this magneto-optical body, an optical thin film having unique optical characteristics is laminated to a predetermined thickness, and an interference film in which light is localized is formed at the center, so that a stronger light is localized. (SiO_Two/ Si)ⁿAnd (Si / SiO_Two)ⁿIt is required that there is no disorder in the layer structure of the multilayer film.
[0022]
The characteristics of the photonic crystal will be described in comparison with the electronic state of a general electronic crystal. In a photonic crystal, a wavelength region in which light cannot propagate in a certain direction appears such that a band gap exists in the energy level of the electronic crystal. This specific wavelength range is called a photonic band gap, and changes depending on the crystal structure. FIG. 5 shows the photonic band gap (b) in comparison with the electronic state (a).
[0023]
In addition, the disorder in a part of the periodic structure of the crystal corresponds to a defect of the electron crystal, and light of a specific wavelength in the photonic band gap is transmitted. FIG. 6 shows the distribution of the standing wave of the magneto-optical body. In the magneto-optical body shown in FIG. 6, light is strongly localized at the central portion, and it can be said that this localization results in unique translucency and a large magneto-optical effect. Also,FIG.Large high transmittance at wavelengths where strong localization occurs as shown in(See paragraph "0024")It turns out.
[0024]
For example, two dielectric multilayer films (for example, SiO 2) serving as a reflective layer in which a plurality of types of dielectric materials having different optical characteristics are alternately stacked with a regularity in thickness._Two/ Si laminated film. In this case, for example, SiO_TwoIs smaller than the refractive index Ms of Si, and the respective thicknesses Dt and Ds are Ms ・ Ds = Mt ・ Dt = λ / 4.(Optical thickness)Meet. ) And a magnetic film provided between the two dielectric multilayer films (for example,Optical thicknessλ or λ / 2), when light of a specific wavelength is incident, localization of strong light occurs and a large magneto-optical effect and high transmittance are exhibited. The present inventors have verified through experiments that the magneto-optical effect can be further increased by using a rare-earth iron garnet having a large Faraday rotation angle.
[0025]
Here, a magneto-optical body 300 according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The magneto-optical body 300 is configured using two types of dielectrics having different refractive indexes for the reflective layer. The magneto-optical body 300 has a resonance wavelength of 1.31 μm and has a central layer of (BiY)_ThreeFe_FiveO₁₂A garnet film (hereinafter simply referred to as a BiYIG film (magnetic thin film 307) as appropriate) is used, and a Si film 320 (2) is provided on both sides thereof as a reflective layer (two dielectric multilayer films 310 and 311).typeOne of the dielectric thin films) and SiO_TwoAn n-layer laminated film (dielectric multilayer films 310 and 311) with a film 321 (one of two types of dielectric thin films) is used.That is, as shown in FIG. 1, the dielectric multilayer film 310 Si Membrane 320 and SiO _Two The films 321 are alternately stacked, and the two types of dielectric thin films ( Si Membrane 320 and SiO _Two The film 321) is configured to be alternately stacked a plurality of times (n times). The dielectric multilayer film 311 also has two types of dielectric thin films (like the dielectric multilayer film 310). Si Membrane 320 and SiO _Two The film 321) is configured to be alternately stacked a plurality of times (n times).
[0026]
Further, third dielectric thin films 330 and 331 having a predetermined thickness are interposed between the dielectric multilayer film 310 and the magnetic thin film 307 and between the dielectric multilayer film 311 and the magnetic thin film 307, respectively. Have been. Then, in the magneto-optical body 300, the third dielectric thin films 330 and 331 having a predetermined thickness are provided between the dielectric multilayer films 310 and 311 and the magnetic thin film 307 as described above._Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ And the light transmittance is improved.
[0027]
The reflective layers (dielectric multilayer films 310 and 311) of such a magneto-optical body 300 have a film configuration symmetrical with respect to the center layer (magnetic thin film 307). Wavelength λ / (4 × refractive index M of dielectric)][In other words, the optical thickness calculated by (dielectric film thickness) × (dielectric refractive index M) (JIS Technical Term Dictionary 4th Edition (Japan Standards Association, November 20, 1995) This corresponds to the optical path length of page 581 (issued on a medium having a refractive index n, which is the product of the length L of a light traveling path and the refractive index n of the medium along the path). .) Λ / 4]Are alternately stacked. That is, the layers are stacked with regularity in thickness. SiO_TwoThe thickness of the film 321 is [1310 / (4 × 1.415)] = 231 nm, and the thickness of the Si film 320 is [1310 / (4 × 3.11)] = 105 nm. The central layer made of the BiYIG film 307 has a thickness out of the regularity of the reflection layer (310, 311), and its thickness is 298 nm.
Further, the third dielectric thin films 330 and 331 are Si films,Optical thicknessIs λ / 8, that is,The film thickness[1310 / (8 × 3.11)] = 53 nm. Here, the wavelength λ of the incident light is 1310 nm, the refractive indices Ms of the Si film 320 and the third dielectric thin films 330 and 331 (Si films) are 3.11, SiO_TwoThe refractive index Mt of the film 321 is 1.415. In the present embodiment, k = 1, but k may be another integer.
[0028]
FIG. 2B shows (Si / SiO) of the present invention._Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ Of the multilayered magneto-optical body, the magneto-optical body in the case of n = 3, 4, 5 when the optical thickness of the third dielectric thin film 330, 331 (Si film) is λ / 8 For 300, the change in transmittance with respect to the wavelength λ of incident light is shown. For comparison, FIG. 2A shows (Si / SiO_Two)ⁿ/ BiYIG / (SiO_Two/ Si)ⁿ 5 shows the change in transmittance with respect to the wavelength of incident light of the structure. 2A and 2B, the vertical axis represents the transmittance, and the horizontal axis represents the wavelength λ of the incident light. As is clear from FIG. 2, the wavelength λ has a transmittance peak near 1310 nm, and the light transmittance of the light is increased by inserting the third dielectric thin films 330 and 331 (Si films). Improvements are being made.
FIG. 3 shows the case where n = 5, that is, (Si / SiO_Two)^Five/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)^Five The graph shows the light transmittance and the Faraday rotation angle at the time of(That is, the light transmittance is not reduced.)It is shown that a large Faraday rotation angle can be obtained.
[0029]
FIG. 4B shows the third dielectric thin films 330 and 331 (Si films) according to the first embodiment.Optical thicknessIs λ / 4, and the light transmittance and the Faraday rotation angle when n = 3 are shown. FIG. 4A shows the light transmittance and the Faraday rotation angle obtained in the conventional technique (an example in which the third dielectric thin film is not used). As is apparent from comparison between FIGS. 4A and 4B, the first embodiment using the third dielectric thin films 330 and 331 [FIG. 4B]Third dielectric thin film4A, a large Faraday rotation angle can be obtained with the same light transmission as compared with the related art (FIG. 4A) that does not use.
[0030]
Next, a magneto-optical body and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Λ / 4 with high refractive index on a substrate with good translucency at the wavelength used such as glassOptical thickness(For example, a Si thin film) is formed (step S1), and then a λ / 4 having a low refractive index is formed.Optical thicknessThin film (eg, SiO_TwoA thin film is formed (Step S2). This process (Step S1 and Step S2) is repeated n times, and a third dielectric thin film (for example, a Si thin film) having a high refractive index and a predetermined thickness is formed (Step S3). A film (BiYIG thin film) is formed (Step S4).
[0031]
Since the rare earth iron garnet film is an amorphous layer having no magnetism immediately after sputtering, it is necessary to crystallize the garnet by performing a high-temperature heat treatment, so that an annealing process is performed (step S5). Further, a third dielectric thin film (for example, a Si thin film) having a high refractive index and a predetermined thickness is formed (Step S6). Furthermore, a low refractive index of λ / 4Optical thicknessThin film (eg, SiO_Two(Step S7), and then λ / 4 having a high refractive index is formed.Optical thickness(For example, a Si thin film) is formed (Step S8). By repeating this step (steps S7 and S8) n times, the (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ A magneto-optical body having a structure is formed.
[0032]
In addition, from the substrate side, λ / 4 having a low refractive indexOptical thicknessThin film (for example, SiO_TwoThin film), and then λ / 4 with high refractive indexOptical thicknessTo form a thin film (for example, a Si thin film) of (SiO_Two/ Si)ⁿ/ SiO_Two/ BiYIG / SiO_Two/ (Si / SiO_Two)ⁿThe magneto-optical body having the structure is manufactured in the same manner as described above.
[0033]
In the production of a magneto-optical body using the rare earth iron garnet, since the rare earth iron garnet film is an amorphous layer having no magnetism immediately after sputtering, it is necessary to crystallize the garnet by high-temperature heat treatment. On the other hand, the periodic structure of the dielectric multilayer film is disturbed (broken) by the high-temperature heat treatment. For this reason, the fact is that it is very troublesome to manufacture the above-mentioned magneto-optical body using rare earth iron garnet in order to obtain a large magneto-optical effect.
In this embodiment, as shown in FIG. 8, an indium sheet 202 is set on a water-cooled substrate holder 201, a substrate 203 (for example, quartz glass) is placed on the indium sheet 202, and Glassy carbon 204 is set as a light collector.
[0034]
The substrate 203 includes a Si film (dielectric material) having different optical characteristics shown in FIG._TwoFilms (dielectric material) are alternately laminated with a regular thickness (Si / SiO_Two)ⁿ / Si layer 340 (dielectric multilayer film 310 and third dielectric thin film 330. n: number of layers). Si film (dielectric material) and SiO_TwoThe film (dielectric material) is formed of a material that is transparent in the infrared light range and has high environmental stability. It is desirable that the substrate 203 has a property that it does not melt during the crystallization heat treatment of the BiYIG thin film 307 by the infrared ray induction heating device 220.
[0035]
And this (Si / SiO_Two)ⁿA BiYIG thin film 307 [rare earth iron garnet] is formed on the / Si layer 340, and in this state, a heat treatment for crystallization of the BiYIG thin film 307 is performed by an infrared ray induction heating device 220 as described later. BiYIG thin film 307 (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG on top of Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ The layer 341 (the dielectric multilayer film 311 and the third dielectric thin film 331) is formed and shown in FIG._Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ The magneto-optical body 300 having the structure is manufactured. The production of the magneto-optical body 300 was performed by a multi-target RF magnetron sputtering apparatus.
[0036]
As shown in FIG. 8, the infrared introducing and heating device 220 includes an infrared ray generating unit 221 for generating an infrared beam, a glassy carbon 204 for condensing the infrared beam, a cooling mechanism 222 for cooling the substrate holder 201, And a thermocouple 223 which is disposed in contact with the surface of the glassy carbon 204 and is used for a temperature monitor.
[0037]
Then, during the crystallization heat treatment of the BiYIG thin film 307 by the infrared ray induction heating device 220, the substrate holder 201 is cooled, and
(Si / SiO_Two)ⁿ/ Si layer 340 is cooled.
On the other hand, during the heat treatment, only the BiYIG thin film 307 is heated and crystallized by the glassy carbon 204 whose temperature has been raised by infrared rays. In this case, the infrared beam is applied intermittently (pulse heating).
[0038]
As described above (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si layer 340 is cooled,
(Si / SiO_Two)ⁿ/ SiO of Si / Si layer 340_TwoAre prevented from interdiffusion. For this reason,
(Si / SiO_Two)ⁿThe periodic structure of the / Si layer 340 is not disturbed, and the heat treatment crystallizes the BiYIG thin film 307, thereby producing a magneto-optical body 300 having effective magnetism and excellent magneto-optical characteristics. Will be.
[0039]
In this embodiment, through the substrate 203 (Si / SiO_Two)ⁿAlthough the case where the / Si layer 340 is cooled is taken as an example, (Si / SiO_Two)ⁿThe / Si layer 340 may be configured to be directly cooled.
During the heat treatment by the infrared heating device 220, a thermocouple 223 was brought into contact with the surface of the glassy carbon 204 to monitor the temperature. FIG. 9 shows a heat treatment pattern. Further, when the crystallization heat treatment was performed by such a heating method, the BiYIG thin film 307 having an amorphous structure immediately after the film formation was crystallized at a heat treatment temperature of 850 ° C., and the Faraday rotation angle was also increased by a conventional electric furnace. The same value as in the case of crystallization was shown. No surface roughness or cracks were observed in the BiYIG thin film 307.
[0040]
On the other hand, (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG is heat treated, and Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿAnd no heat treatment for comparison (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿA magneto-optical body having a structure was manufactured, and the transmission spectrum of each magneto-optical body was examined.
In the magneto-optical body without heat treatment, a photonic band gap appeared in the wavelength range of λ = 10000 to 1800 nm, and a sharp wavelength peak appeared at λ = 1310 nm. Further, also in the magneto-optical body heat-treated by the above-described heating method described in the embodiment of the present invention, a photonic band gap appears in a wavelength range of λ = 10000 to 1800 nm, and a sharp wavelength peak appears at λ = 1310 nm. It turned out to be appearing. Thus, the waveforms of the transmittance spectra of the comparative magneto-optical body without heat treatment and the magneto-optical body of the present embodiment hardly changed. This is because, under the heat treatment conditions under which the BiYIG thin film 307 can be crystallized by irradiating an infrared beam using the infrared introduction heating device 220, (Si / SiO 2_Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿThis shows that the periodic structure of the multilayer film having the structure hardly changes.
[0041]
Also, as described above, (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG is heat-treated, and Si / (SiO_Two/ Si)ⁿ(Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG / Si / (SiO_Two/ Si)ⁿThe Faraday rotation angle of the magneto-optical body having the structure was examined. As a result (not shown), this magneto-optical body 300 was found to have a large Faraday rotation angle. In this embodiment, since the infrared beam is intermittently irradiated (pulsed heating), the crystallization of the BiYIG thin film 307 can be made more accurate.
[0042]
Further, an infrared beam is condensed by the glassy carbon 204 so that the heat treatment is performed quickly. The heat treatment may be performed without providing the glassy carbon 204.
In the above-described embodiment, the case where the crystallization heat treatment of the BiYIG thin film 307 is performed using the infrared beam from the infrared introduction heating device 220 has been described as an example. Alternatively, as shown in FIG. The crystallization heat treatment of the BiYIG thin film 307 may be performed by using (for convenience, referred to as a second embodiment).
[0043]
In the second embodiment, the substrate 203 is made of (Si / SiO_Two)ⁿ/ Si / BiYIG is set on the substrate holder 201 with the deposited surface facing up, and the laser light from the laser light source 231 is applied to the (Si / SiO_Two)ⁿBy irradiating / Si / BiYIG, the BiYIG thin film 307 is crystallized.
Further, by intermittently irradiating the laser beam (pulse heating), the crystallization of the BiYIG thin film 307 can be made more accurate.
[0044]
In the second embodiment, the cooling mechanism 222 and the cooling process required in the above-described first embodiment (FIG. 9) are not required, so that the configuration is simplified and the cooling operation is eliminated, thereby reducing the production. Performance can be improved.
The magneto-optical body 300 obtained in the above two embodiments has a large Faraday effect as described above, and can exhibit good functions when used in various optical devices such as an optical isolator.
[0045]
In the present embodiment (first and second embodiments), two types of dielectric multilayers in which a plurality of types of dielectric materials having different optical characteristics are alternately stacked with regularity in thickness. Film, a magnetic thin film provided between the two dielectric multilayer films, and a predetermined thin film interposed between the two dielectric multilayer films and the magnetic thin film.Optical thicknessThe heat treatment method has been described as an example for the magneto-optical body 300 having the third dielectric thin films 330 and 331, but the present invention is not limited to this, and dielectrics are alternately stacked with regularity in thickness. The dielectric comprises a dielectric multilayer film having a periodic structure in which a plurality of types of dielectric materials having different optical characteristics are alternately laminated with a regularity in the thickness thereof. A magneto-optical body configured to provide a magnetic film of rare earth iron garnet between two regular laminated portions is subjected to the heat treatment (and, consequently, manufacturing) described in the present embodiment (first and second embodiments). Method) may be applied. Also in this case, the magnetic film of the rare earth iron garnet is crystallized without disturbing the periodic structure of the dielectric.
[0046]
In the present embodiment (the first and second embodiments), the case where the BiYIG thin film 307 is used has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and another rare earth iron garnet thin film may be used. You may.
[0047]
The magneto-optical body 300 according to the first and second embodiments includes a Si film 320 and SiO_TwoThe dielectric multilayer films 310 and 311 are formed by stacking n layers of the film 321, and a predetermined thickness is provided between each of the dielectric multilayer films 310 and 311 and the magnetic thin film 307.Optical thicknessThe third dielectric thin films 330 and 331 are interposed, and as described above with reference to FIGS. 2, 3 and 4, the dielectric multilayer films 310 and 311 are stacked as compared with the prior art. A high light transmittance and a large Faraday rotation angle can be secured without increasing the number.
[0048]
Further, the magneto-optical body 300 according to the first and second embodiments is different from the third dielectric thin film 330, 331 in thatOptical thicknessIs set to λ / 8 [λ: wavelength of incident light], and as shown in FIGS. 2, 3 and 4, it is possible to reliably ensure a high light transmittance and a large Faraday rotation angle.
[0049]
As described above, the magneto-optical body 300 according to the first and second embodiments includes the Si film 320 and the SiO 2_TwoThird dielectric thin films 330 and 331 made of an Si film are interposed between each of dielectric multilayer films 310 and 311 formed by stacking n layers of film 321 and magnetic thin film 307, respectively. Si film 320 for forming films 310 and 311 and SiO_TwoSiO of the film 321_TwoThe film 321 is closest to the third dielectric multilayer films 330 and 331. Further, regarding the light refractive index, the refractive index Ms of the Si film 320 and the third dielectric thin films 330 and 331 (Si film) is 3.11, SiO_TwoThe refractive index Mt of the film 321 is set to 1.415.
[0050]
As described above, the light refractive indices of the third dielectric thin films 330 and 331 are the same as those of the two types of dielectric thin films (Si film 320 and SiO film)._TwoOut of the film 321), the dielectric thin film (SiO 2) closest to the third dielectric thin film 330, 331 is used._TwoBy setting the refractive index larger than that of the film 321), it is possible to secure a good light transmittance and a large Faraday rotation angle as described above.
The refractive index of the third dielectric thin film 330, 331 is closest to the third dielectric thin film 330, 331 among the plurality of dielectric thin films forming the dielectric multilayer films 310, 311. It may be configured to be smaller than the refractive index of the dielectric thin film to be formed.
[0051]
Further, an optical isolator (third embodiment) can be configured using the magneto-optical body 300 as shown in FIG.
The optical isolator shown in FIG. 11 includes a polarizer 32A and an analyzer 32B, a magneto-optical body 300 provided between the polarizer 32A and the analyzer 32B and rotating the polarization plane of light by 45 degrees, and a magnetic field for applying a magnetic field. And a permanent magnet 33 to be used.
[0052]
In the third embodiment, the magneto-optical body 300 is composed of the Si film 320 and the SiO film 320._TwoThe dielectric multilayer films 310 and 311 are formed by laminating n layers of the film 321, and a third dielectric thin film 330 of a predetermined thickness is provided between each of the dielectric multilayer films 310 and 311 and the magnetic thin film 307. As described above, a high light transmittance and a large Faraday rotation angle can be secured without increasing the number of stacked dielectric multilayer films 310 and 311 as compared with the related art, as described above. Therefore, the optical isolator (FIG. 11) of the third embodiment using the magneto-optical body 300 can improve its characteristics such as blocking the reflected light from the transmission path.
[0053]
【The invention's effect】
According to the invention described in any one of claims 1 to 3,Two types of dielectric thin films having two types of dielectric thin films having different optical characteristics are alternately stacked with regularity in thickness, and two dielectric thin films are provided between the two dielectric multilayer films.Consists of bismuth-substituted rare earth iron garnetIn the magneto-optical body having the magnetic thin film, each of the two dielectric multilayer films is configured such that the number of times of alternately laminating the two types of dielectric thin films is n, and Between the magnetic thin filmThe optical thickness is λ / 8 with respect to the used wavelength λOf the third dielectric thin film,
The third dielectric thin film is made of the same material as the dielectric thin film having a larger optical refractive index among the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film. Out of the two types of dielectric thin films constituting the body multilayer film, the dielectric thin film having the smaller light refractive index is in contact with the third dielectric thin film, and the light refractive index of the magnetic thin film is Since the value is between the respective refractive indexes of the two types of dielectric thin films, the Faraday rotation angle can be increased without reducing the light transmittance.
[0054]
According to the invention described in claim 2, the third dielectric thin film is Si It is possible to provide a magneto-optical body having high transmissivity in the infrared region and high environmental stability as a high refraction film.
According to the optical isolator according to the fourth aspect of the present invention, as described above, the magneto-optical body secures a high light transmittance without increasing the number of stacked dielectric multilayer films as compared with the related art. Therefore, the optical isolator using the magneto-optical body can improve its characteristics such as blocking the reflected light from the transmission path.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a magneto-optical body according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the transmission wavelength spectrum of the magneto-optical body of the present invention, comparing the conventional example (a) with the present invention (b).
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a transmission wavelength spectrum and a Faraday rotation angle when the number n of stacked dielectric multilayer films is 5 (n = 5).
FIG. 4 shows the transmission wavelength spectrum and the Faraday rotation angle when the number n of stacked dielectric multilayer films is 3 (n = 3), comparing the conventional example (a) with the present invention (b). FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a photonic band gap of a photonic crystal.
FIG. 6 is a diagram illustrating a state of a standing wave of a magneto-optical body.
FIG. 7 is a diagram showing a method of manufacturing the magneto-optical body of FIG.
8 is a diagram showing a set state of each member and an infrared ray introduction acceleration device in the manufacturing method of FIG. 7;
FIG. 9 is a view showing a heat treatment pattern in the manufacturing method of FIG. 7;
FIG. 10 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an optical isolator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a conventional optical isolator.
FIG. 13 is a diagram illustrating the operation principle of the optical isolator.
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a conventional magneto-optical thin film.
FIG. 15 is a diagram showing the light transmittance and Faraday rotation angle of a magneto-optical body.
[Explanation of symbols]
300 Magneto-optical body
307 Magnetic thin film
310, 311 Dielectric multilayer film
320 Si film (one of two types of dielectric thin films)
321 SiO_TwoFilm (one of two types of dielectric thin films)
330,331 Third dielectric thin film

Claims (4)

異なる光学特性を有する２種類の誘電体薄膜がその厚さに規則性をもって交互に積層された２つの誘電体多層膜と、該２つの誘電体多層膜の間に設けたビスマス置換希土類鉄ガーネットからなる磁性体薄膜とを有する磁気光学体において、
前記２種類の誘電体薄膜の交互の積層の回数はｎであるように２つの誘電体多層膜のそれぞれが構成されるとともに、前記誘電体多層膜と前記磁性体薄膜との間に光学的厚さが使用波長λに対してλ／８の第３の誘電体薄膜を設け、
前記第３の誘電体薄膜は、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率が大きい方の誘電体薄膜と同一材料からなり、
前記誘電体多層膜は、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率が小さい方の誘電体薄膜が前記第３の誘電体薄膜と接するように構成され、
前記磁性体薄膜の光屈折率は、前記２種類の誘電体薄膜の各光屈折率の間の値であることを特徴とする磁気光学体。Two dielectric multilayers in which two types of dielectric thin films having different optical characteristics are alternately stacked with regular thicknesses, and a bismuth-substituted rare earth iron garnet provided between the two dielectric multilayers In the magneto-optical body having a magnetic thin film,
Each of the two dielectric multilayer films is configured such that the number of times of alternately laminating the two types of dielectric thin films is n, and the optical thickness is between the dielectric multilayer film and the magnetic thin film. Provided a third dielectric thin film of λ / 8 with respect to the used wavelength λ ,
The third dielectric thin film is made of the same material as the dielectric thin film having a larger optical refractive index among the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film,
The dielectric multilayer film is configured such that, of the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film, the dielectric thin film having a smaller optical refractive index is in contact with the third dielectric thin film,
A magneto-optical body , wherein the optical refractive index of the magnetic thin film is a value between the optical refractive indexes of the two types of dielectric thin films . 請求項１記載の磁気光学体において、第３の誘電体薄膜はSiで形成されることを特徴とする磁気光学体。2. The magneto-optical body according to claim 1, wherein the third dielectric thin film is formed of Si. 請求項１または２に記載の磁気光学体において、前記誘電体多層膜を構成する２種類の誘電体薄膜のうち光屈折率の小さい方の誘電体薄膜が SiO ₂ で形成されることを特徴とする磁気光学体。 3. The magneto-optical body according to claim 1, wherein, of the two types of dielectric thin films constituting the dielectric multilayer film, a dielectric thin film having a smaller light refractive index is formed of SiO _2. Magneto-optical body. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の磁気光学体を用いることを特徴とする光アイソレータ。An optical isolator using the magneto-optical body according to any one of claims 1 to 3 .

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