JPS62502712A - 反相反性偏光回転子を備えた光学システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】

反相現性偏光回転子を備えた光学システム】・又里ｐ分団 本発明は一般に光学システム、例えば光フアイバ通信システムや光学的大容量記 憶装置に関し、特に反相現性偏光回転子を備えた光学システムに関する。 ２・五五阿互塁 情報通信や情報記憶のための光学システムは公知のものであり、現在では商業的 に重要な位置にある。例えば、第１図に概略図示したように、光通信システムは 通常半導体レーザを備えており、この半導体レーザは光信号、例えば情報搬送光 信号を光ファイバに送り、この光ファイバは上記光信号を光検出器に送出してい る。 第２図に概略図示したように、光学的大容量記憶装置は情報を記憶するように処 理され得るか、或いは処理されている光ディスクを通常備えている。この情報は 異なる光学的性質、例えば異なる光反射宰領域として上記ディスク上に符号化（ 処理を通して）される。次に、このディスクは読取られる。即ち、ディスクに記 憶された情報は光源、例えば半導体レーザをディスクに照射することにより（通 常はビームスプリフタを通して）検出される。次に、ディスクからの反射光が光 検出器に入射される（即ち、ビームスプリフタにより反射される。）。１方、デ ィスクを透過した光が他の光検出器に送られる。 多くの光学システムには、直線偏光の偏光方向をその伝搬方向とは関係なく、同 じ方向に回転させる装置が含まれている０例えば、光学システムに用いられる半 導体レーザにより放射された光の周波数とパワー強度スペクトルは反射光がレー ザに入射すると変化する。このような変化は、検出情報に誤りを与えるので望ま しくはない。従って、光アイソレータと呼ばれる、反射光から半導体レーザを隔 離する装置を開発する試みがなされている。第３図には、直線偏光の回転に基づ く光アイソレータが、偏・検光子の間に配置したばらの（ｂｕｌｋ）　［性ガー ネット材料、例えばばらの単結晶インドリウム・鉄・ガーネット（Ｙ３Ｆｅｓ（ １＋ｚ、　ＹＩＧと呼ぶ、）材料により例示されている。この光アイソレータは 、単結晶ＹＩＧが赤外波長領域では（約０．８μｍ〜約６μｍ）はぼ透明（入射 光の少なくとも５０％が透過する。）なので、約１．３μｍの波長で動作する光 フアイバ通信システムに用いることが提案されている。 このアイソレータを動作させる場合は、磁石によりＹＩＧを磁化して用いる（光 の伝搬方向に）。レーザがら放射され、偏光子を通った直線偏光はｙｒｃ材料に 入射する。（磁化された）材料内の正味の磁気能率の作用により、この直線偏光 は回復屈折（ｃｉｒｃｕｌａｒｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）を受ける。（ばら 材料、例えば、ｃｌらの単結晶ＹＩＧにおいては、直線偏光は右および左回りの 円偏光成分からなる。 回復屈折とは、これ等の２成分が異なる屈折率を見た結果として、材料内を伝搬 する上記成分の１方が他方より速くなることを意味する。）その結果、光は直線 偏光のままであるが、その偏光方向は、光が材料を伝搬するにつれて時計方向或 いは反時計方向（第３図に示したように）のいずれかに連続的に回転されること になる。〔この現象は、一般にファラデー効果、または磁気光学旋光と呼ばれ、 例えばマグロ−ヒル科学技術大事典、第５版、第５巻（マグロ−ヒル社、　１９ ８２年）第３１４頁（ｔｈｅ　ＭｃＧｒａｗ　ＨｉｌｌＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉ ａ　ｏｎ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、５　Ｌｈ　ｅｄｉ ｔｉｏｎ＋　Ｖｏｌ。 ５　（ＭｃＧｒａｗ　Ｈｉｌｌ、　１９Ｂ２）、　Ｐ、　３１４）に説明されて いる。〕材料の寸法を適切に定めると、光は例えば４５″回転（旋光）され、従 って適切な方向の検光子により透過されることになる。検光子を通った反射光も ＹｒＧ材料に入射し、初めに材料を通った光と同じ方向に４５″′回転される。 従って、ＹＩＧ材料を通った後の反射光は偏光子の光透過方向に対して９０″を なすようになり、これによりレーザへの入射が阻止さ“れることになる。（磁化 された材料が前方および後方に伝搬する直線偏光を同じ方向に４５°　（或いは ４５″′の奇数倍）回転させる現象は反相及性（ａｎｔｉ−ｒｅｃｉｐｒｏｃａ ｌ）　Ｎ気光学旋光と呼ばれる。このような材料を含む装置は反相反性装置と呼 ばれる。） 直線偏光の回転に基づく第２のタイプの装置としてサーキュレータ（ｃｉｒｃｕ ｌａｔｏｒ）がある。このような装置を、例えば光通信システムに用いると、半 導体レーザからの光信号を光ファイバの１端部に効率的に結合し、更に同じファ イバ端部から出た逆伝搬光信号の検出が可能になる。第４図には、このような光 サーキュレータの１例（光を光フアイバ端部に有効に結合させたり、それから取 出すのに適した構成を持つ）が例示しである。このサーキュレータは、上記のア イソレータと同様に、ばら状態の単結晶ＹＩＧを存し、更に偏光を検出する反射 装置を有している。このサーキュレータを動作させる場合は、ＹＩＧを光の伝搬 方向に磁化させる磁石が用いられる。光フアイバ端部がら出射した直線偏光、例 えば水平に（第４で見て）直線偏光した光が磁化されたＹＩＧに入射される。（ この光ファイバは、例えば、偏光保持ファイバである。 １方、適切な方向の偏光子が非偏光保持ファイバとＹＩＧＯ間に配置される。） 　ＹＩＧの大きさを適当に選ぶと、光は、例えば４５″（第４図のファイバから 見て時計回りに）回転され、偏光検出反射装置により検出器に送られる。レーザ がら放出された直線偏光で、例えば−４５″の方向を持っ（ファイバから出射し たこの直線偏光に対して）光が偏光検出反射装置により磁化されたＹＩＧに反射 される。ＹＩＧを伝搬した後のこの光は４５’（第４図のファイバから見て時計 方向に）回転されており、従って水平方向に直線偏光してファイバに入射するこ とになる。 ばら材料に基づく反相展性光回転装置、例えば、単結晶ＹＩＧアイソレータおよ びサーキュレータは有用であるが、粗大であり（通常の寸法が３ｍ＊Ｘ　３ｗｍ Ｘ　３ｍｍ）　、大きな磁場を（通常は約１０００エールステツド（Ｏｅ）以上 ）印加する必要があり、更に高価であり（通常は約１０００ドル）、従って商品 としては不適当である。１方、薄膜（厚さが入射光波長の約１０倍以下）導波路 形反相反性装置、例えば平面状に磁化された光アイソレータ或いはサーキュレー タの方が商業的にははるかに魅力のある装置である。例えば、薄膜装置を用いる と、導波光学系の使用が可能になり（従って、第１図および２図では省略した集 光レンズを必要としない）、印加磁場の大きさは比較的小さくて済み（約１００ ０８より小さい）、更に比較的安価になる。その上、この薄膜装置は光学システ ムに用いられる集積形光学装置（種々の機能を持ち、同一基板上に形成された２ つ以上の構成成分を有する光学装置。）の構成単位としても使用可能である。 薄膜及相反性装置は魅力があるように見えるが、薄膜導波路は、直線複屈折を受 ける。（薄膜の場合、直線偏光は２つの直交する直線偏光成分からなるものとし て表わすことができる。）これ等の成分の１つにおいては、光の電場（電磁波） は薄膜表面に平行に向けられ、ＴＭ酸成分称される。他の成分では、電場は薄膜 表面に垂直に向けられ、ＴＥ酸成分称される。上記線形複屈折とは、上記２つの 成分が異なる屈折率に出合い、結果としてこれ等の成分の１方が他方より速い速 度で薄膜を伝搬することを意味する。 薄膜導波路における線形複屈折に関しては、例えば、ピー・ケー・ティアン、「 応用光学」第１０巻、第２３９５頁、　１９７１年（Ｐ、Ｋ。 Ｔｉｅｎ、　Ａｐｐ、　Ｏｐｔ、、　Ｖｏｌ、１０．　Ｐ、２３９５（１９７１ ））を参照されたい。このようにして、磁化された薄膜を伝搬量る時楕円複屈折 、即ち直線偏光成分と円偏光成分を共に含む複屈折を受けることになる。従って 、初めに直線偏光した光は振動的に回転することになる。（１つの振動を完了し た場合に光が伝搬した距離は複屈折周期Ｐ、と呼ばれる。）この振動を第５図に 示すが、そこでは入射光は、例えば角度ゼロ（ｙ軸に対して）で磁化薄膜に入射 している。薄膜を伝Ｈする光は初めは比較的小さな角度、例えば３゜時計回りに 回転される。更に伝搬すると反対方向に一３″回転し、なお伝搬して距Ｋｌｐに 到ると初めの状態に復帰する（即ち、ｙ軸に平行になる。）。この振動回転の間 に、光の偏光も直線偏光から楕円偏光へ、そして更に直線偏光に連続的に変化す る。振動の振幅は一定であり、また殆んどの材料に対して小さく、例えば、３″ 或いは４ｅなので正味の回転は殆んどないか、または全くないことになる。既に 説明したように、反相展性装置は直線複屈折性材料で通常得られるもの以上の回 転をなさなければならず、また出射する時の光はほぼ直線的に偏光されて、光ア イソレークの検光子の所での、例えば、光パワーの損失を回避できなければなら ない、このようにして、直線複屈折装置は、補償がなければ、それ等の都合の良 い使用を排除する作用を存するものである。光学スイツチ或いは光変調器として 都合良く用いられる磁化された薄膜光学装置で、直線複屈折作用を補償するもの が報告されている。（ビー・ケー・ティアン等の、「磁気光学導波ガーネットフ ィルムにおける光のスイッチングと変調」応用物理論集、第２１巻、第８号、　 １９７２年１０月１５日、第３９４〜３９６頁（”Ｓｗｉ　ＬｃｈｉｎｇＡｎｄ 　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｏｒ　Ｌｉｇｈｔ　ｉｎ　Ｍａｇｎｅｔｓ−Ｏｐｔｉ ｃ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　ＧａｒｎｅｔＦｉｌｍｓ”、Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙ ｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ、２１　、Ｎｏ、　８　、　０ｃｔｏｂｅｒ １５　、１９７２）　、および（Ｂｌａｎｋ　ｅｔ　ａｌ　）ブランク等の米国 特許３．７６４，１９５．１９７３年１０月９日付、を参照されたい、）第６図 に示したように、この装置はガーネット基板上にエピタキシャル成長された磁性 ガーネット基板上およびこのガーネット薄膜の上面に形成された蛇紋石マイクロ 回路とを備えている。このマイクロ回路は、これを通して流れる電流の方向が複 屈折周期の半分毎に反転されるように形成される。このようにして、薄膜中の磁 化方向（光の伝搬方向に沿った）が複屈折周期の半分毎に反転され、これにより 直線複屈折材料で通常得られたちの以上の回転が可能になるが、偏光の楕円性は 除去されない。 直線複屈折を受け、サーキュレータ或いはアイソレータとして用いられる装置も 報告されている。（アール・エイチ・ストールン（ＲｏＨ，５ｔｏｌｅｎ）等の 、「高複屈折性を存する光ファイバにおけるファラディ回転」　「応用光学Ｊ、 第第１拳月１５日．第８４２　〜８４５頁（　”　Ｆａｒａｄａｙ　Ｒｏｔａｔ ｉｏｎ　ｉｎ　）ｌｉｇｈｌｙＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆ ｉｂｅｒｓ＋”　Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ＋　Ｖｏｌ．　１　９　、　Ｎ ｏ。 ６　、　Ｍａｒｃｈ　１５．　１９８０）−およびＥ．Ｈ．　Ｔｕｒｎｅｒ等の 、「ファイバのファラディサーキュレータまたはアイソレータ」　「光学論集ｊ 第６８、第７号，　１９８１年７月第３２２〜３２３頁（Ｆｊｂｅｒ　Ｆａｒａ ｄａｙＣｉｒｃｕｌａｔｏｒ　ｏｒ　ｌ５ｏｌａｔｏｒ，”　０ｐｔｉｃｓ　Ｌ ｅｔｔｅｒｓ．　Ｖｏｌ．　６．　Ｎｏ．　７。 Ｊｕｌｙ　１９８１）、を参照）この装置は直線複屈折光ファイバと、一連のフ ァイバ領域を磁化する（光の伝搬方向に）複数の隔置された磁石とを備えている 。各磁石の極性は先行する磁石とは逆であり、１方位石の間隔はファイバの複屈 折周期の半分である。これ等の隔置された磁石の個数、従ってこれに対応して隔 置された磁化ファイバ領域の数は経験的に選択され（特定のファイバに関係して ）、従って最後の磁化ファイバ領域を出射した光は楕円偏光になり、更にファイ バの２つの複屈折軸に沿った光の強度は等しくなる。 動作に際しては、最後の磁化ファイバ領域から延在するファイバの比較的長い（ 約６複屈折周期）、非磁化、加熱部分を通して光を伝搬させることにより楕円偏 光が直線偏光に変化される。加熱の量は経験的に決定される。１方、上記の光は 外部補償板を通るようにされ、この補償板も楕円偏光を直線偏光に変換するもの である。この補償板の設定（直線偏光を得るのに必要な）も経験的に行われる。 以上により、直線複屈折材料で通常得られるもの以上の回転、偏光の楕円性の除 去、従って反相展性装置としての使用が可能になる。しかしながら、光学システ ムの開発に従事する研究者等は、未だ成功はしてないが、楕円偏光を都合よく　 （経験的というよりも）直線偏光に変換する直線複屈折光アイソレータ／サーキ ュレータ装置を検討しているのが現状である。 光皿亘見！ 本発明は、直線複屈折の、はぼ反相反的な装置、例えば、光フイソレータ或いは サーキュレータを備えた光学システムを提供する。この装置は入射光が受けた振 動の振幅を（整流されているか、或いはされていないかのいずれか）増加させて 、有限の距離内でほぼ４５″に等し”い正味の回転（直線複屈折材料で通常得ら れるもの以上の）を与えるものである．更に、この装置は熱或いはその他の経験 的な手段によらずに楕円偏光を直線偏光に変換するものである．更に、この変換 はこの装置内に組込まれた装置の構成成分により実現される。 本発明の光学システムに用いられる上記装置は、材料領域毎に変化する楕円複屈 折の直線成分或いは円成分のいずれかの符号および／または大きさと共に光伝搬 方向に楕円複屈折を（動作時に）示す一連の材料領域を有している。（例えば、 薄膜の場合、直線成分の符号および／または大きさの変化は、磁化がない場合は 、ＴＥおよびＴＭ酸成分速度差の符号および／または大きさの変化を意味する。 円成分の符号および／または大きさの変化は、直線複屈折がない場合は、ファラ デイ回転（旋光）の方向および／または大きさの変化を意味する。）装置の各領 域（１つを除いて）はこの領域の複屈折周期の２にほぼ等しい長さく光の伝搬方 向の）を有する。但し、従来のかかる装置とは対照的に、初めの、或いは最後の 材料領域が複屈折周期のＡにほぼ等しい長さを持つ場合はほぼ反相反的な（ａｎ 　ｔｉｒｅｃｉｐｒｏｃａｌ）動作が得られるに過ぎない。 最後の領域の長さが×周期の場合は、第１の２周期領域に入射した直線偏光の偏 光方向が装置の直線複屈折軸の１つにほぼ平行な場合にのみ、はぼ反相反的な動 作が達成される。第１領域の長さがＺ周期の時は、この領域に入射した光の偏光 方向が装置の直線複屈折軸の１つに対してほぼ４５″をなすように偏光された場 合にのみ、はぼ反相反的な動作が得られる。 皿血（２）呈単ム脱里 以下、本発明を添付図面を参照して説明する。 第１図および２図は、それぞれ、従来の光フアイバ通信システムの概略図、およ び従来の光学的大容量記憶装置の概略図であり、第３図は、従来のばら単結晶磁 性ガーネット光アイソレータを備えた光学システムの概略図であり、 第４図は、従来のばら単結晶磁性ガーネット光サーキュレータを備えた光学シス テムの概略図であり、第５図は、磁化された直線複屈折媒体中を伝搬する光の振 動的な回転の様子を示したものであり、 第６図は、光スイッチ或いは変調器として有用な薄Ｗｉ磁性ガーネット材料を用 いた公知の装置を示すものであり、第７〜９図は本発明による光学システムの３ つの実施例の概略図であり、 第１０〜１３図は本発明による光学システムに用いられた光アイソレータの４つ の実施例を示したものであり、第１４図は本発明による光学システムに用いられ た光サーキュレータの１実施例を示したものであり、第１５図は、本発明による 光学システムで用いられる反相反装置の１実施例を用いて得られる、光の伝搬距 離の関数としての、偏光方向の回転度（旋光度）を示したものであり、第１６図 は、不要の導波モードを低減させる公知の２層装置を示したものであり、更に、 第１７〜２１図は本発明による反相反装置の実施例を示したものである。 詳１巳Ｉ

【肌 本発明は光学システム、例えば、光ファイバ通信システム或いは光学的大記憶容 量装置を含むものである。この光学システムは、検出情報に誤りがないようにし 、そして／またばばらの、すなわちバルクの光アイソレータ或いはバルクの光サ ーキュレータを用いずに光を光フアイバ端部に有効に結合させるものである。 第７〜９図に示したように、本発明による光学システム１ｏは、反相反装置、例 えば光アイソレータ或いは光サーキュレータであり、且つ直ｖＡ複屈折材料を用 いるシステム成分３ｏにより構成される。上記成分３０が、例えば、光アイソレ ータの場合は、システム１０は更に第７〜８図に示した諸構成成分により一般に 構成される。即ち、このシステムは、半導体レーザなどの光源２ｏと、この光源 ２０から放射され、光アイソレータ３ｏを通る光が入射するシステム成分５０と 、光検出器８０とを備えている。このシステム成分５０は、第７図に示したよう に、例えば光ファイバ６０を備えている。１方、第８図に示したように、上記シ ステム成分５０はビームスプリンタ６５と光ディスク７０とを備えている。 例えば、上記システム要素３０が光サーキュレータの場合は、第９図に示したよ うに、システム１０は一般に光ｔＡ２０と光検出器２５、および光ファイバ５０ とを備えている。この光源２０から出た光はサーキュレータ３０を介してファイ バ５０の１方の端部に結合される。上記サーキュレータ３０はまた、ファイバ端 部から出射した光を検出器２５に結合させるためにも用いられる。 −ｔＣには、他の光検出器および／または光源（サーキュレータ３０の有無に係 らず）が上記ファイバの反対側に配置される。 （本実施例では、上記光ファイバ５０は例えば偏光性保持ファイバであると考え る。そうでない時は、上記システムは更にファイバ５０と光サーキュレータの間 に偏光子を備えるものとする。）上記システム成分３０が光アイソレータの場合 は（第１０〜１３図の４実施例を参照、）、アイソレークは偏光子３２と検光子 ４８の間に材料４０を有する。これ等の偏光子３２および検光子４８には例えば 偏光光ファイバが用いられる。偏光子があると都合が悪い時は、これは金属（回 路）、例えばアルミニウムや金、チタンなどの領域により直ちに置換えることが でき、その場合この領域は材料４０　（光が通る）の一部の上で光源２０の隣り に配置される。このような金属領域は、光源２０から放射された光（前方に伝搬 ）の偏光方向に交差する偏光方向を持つ反射光を吸収する。この金属領域の厚み は約０．０１μｍ〜約１０μｍの間にあると好ましい、約０．０１μｍ以下の厚 みは、得られた薄膜の吸光度が低下するので望ましくない。約１０μｍ以上の厚 みは、得られた′ｆＲ膜が薄いものより大きな吸光度を与えることがなく、また 製造時間が長くなるので、排除はしないとしても、余り望ましいものではない。 検光子４８および材料４０は、動作時には、偏光子にほぼ垂直に反射光の偏光方 向（後方伝搬）を調節するために用いられ、従って光源２０への光透過は排除さ れる。光源２０がこのような垂直方向に整合された光の影響を殆んど受けない時 は、偏光子３２（或いは金属領域）は不要になる。 システム成分３０が光サーキュレータの時は、このサーキュレータは材料４０を 有する（第１３図に示した実施例を参照）。更に、このサーキュレータは、偏光 の異なる２木の光ビームを異なる光路、例えば、偏光惑知反射器或いはルチル板 （単数の、或いは複数の）などの公知の光学装置に振り向ける手段９ｏを備えて いる。 反相反装置、例えば、アイソレータ或いはサーキュレータに用いられる材料４０ は前方および後方伝搬光が通過する一連の材料領域４４を有している。これ等の 領域の各々は光透過性であり（入射光の少なくとも５０％が透過する。）、これ 等の領域の少なくとも若干のものは磁性体である（即ぢ、磁化可能である。）。 これ等の材料領域の厚みも組成も同じである必要はないが、一般に製造が容易だ と厚みや組成も一様にし易い。更に、材料領域４４は連続する薄膜として（入射 光波長の約１０倍以下の厚みを持つ）製造されると好ましいが、厚膜も有用であ り、排除されるものではない、このような薄膜および厚膜は直線複屈折を受け、 従って上記磁性領域は、磁化されると（光の伝搬方向に）楕円複屈折を示す、薄 膜として形成された場合の材料領域４４は約０．１μｍから約１００μｍの範囲 の厚みを持つことが好ましい。約０．１μｍ以下の厚みの薄膜は、先導波路とし ては比較的貧弱であり好ましくない。厚みが約１００μｍ以上だと、このような 厚膜を通る光は望ましくない程広がってしまい（厚み方向に）、従ってこの光を 他の光学成分に直接結合させ難くなり、やはり望ましくない。 このような直線複屈折の作用を都合良く克服するには、即ち、入射直線偏光を４ ５６にほぼ等しい角度を（或いは４５″の奇数倍）通して回転させ、楕円偏光を 都合良く直線偏光に変換するには、反相反装置３０は２つの条件を満足しなけれ ばならない。先ず、（磁化された）領域４４が示す楕円複屈折の、直線成分の符 号および／または大きさ、或いは同成分の符号および／または大きさは領域毎に 変化するべきである。第２に、初めの、或いは最後の領域を除く上記材料領域の 各々は、この領域の複屈折周期（Ｐ）の２にほぼ等しい光伝搬方向の長さを持つ べきである。 （各領域に対する複屈折周期は、光がその領域を伝搬してその偏光方向の１つの 完全な振動（ｏｓｃｉ　Ｉ　Ｉａｔｉｏｎ）を完了する距離として与えられる。 ）１方、最初の領域、或いは最後の領域は、これ等のいずれかの領域の×複屈折 周期にほぼ等しい長さを持つべきである。このような初めの領域或いは最後の領 域が無い場合は、出射光は（入射光に対して）４５°向きを変えられることはな く、また一般に楕円偏光されなくなることをここに強調してお（。 （領域４４の各々における複屈折周期Ｐは、この周期が一連のバラータ、例えば 、その領域の組成やその領域の磁化の程度、および入射光の波長に依存するので 、必らずしも同じではない、従って、各領域の複屈折周期は一般にその領域が動 作する特定条件に対して測定されることになる。これに対する有用な測定法が、 例えば、ケー・アンド−（Ｋ、　Ａｎｄｏ）等のｒＬＰＥ−成長型二重基層鉄ガ ーネッＩ−膜における成長誘導型光学複屈折」　ｒ応用物理Ｊ第２２巻、第】０ 号、　１９８３年１０月、第Ｌ６ｔ８〜Ｌ６２０　（”ＧｒｏｗｔｈＩｎｄｕｃ ｅｄ　０ｐｔｔｃａｌ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ　ｉｎ　Ｌ　Ｐ　Ｅ−Ｇｒ ｏｉｉｎ　Ｂ１−Ｂａ５ｅｄＩｒｏｎ　Ｇａｒｎｅｔ　Ｆｉｌｍｓ、”　Ｊａｐ ａｎｅｓｅ　Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、、Ｖｏｌ、　２　２．　Ｎｏ。 １０　、０ｃｔｏｂｅｒ　１９８３）に記載されている。 第１０〜１４図には上記の２つの条件を考慮した光アイソレータ／サーキュレー タ３０の実施例が示しである。例えば、第１０図に示した実施例においては、楕 円複屈折の円成分の符号は領域毎に変化し、即ち磁化の方向（単−頭の矢印によ り示した）が領域毎に変化する。（長さＰ／２の非磁化領域、或いは磁化が光の 伝搬方向に垂直に向けられ、磁化領域の間に介在された長さＰ／２の領域は排除 されない。このような領域の存在は単に回転方向に影響するだけである。即ち、 成る場合にはこのような領域は、例えば＋４５″の回転を−４５６の回転に変え るだけである。）第１１図の実施例においては、ｗ４域毎に変化するのは円成分 の大きさである（第１１図の第２．第４．および第６領域は、磁化が光の伝搬方 向に平行に揃えられるのでゼロでない円成分を持つが、第１．第３．第５．およ び第７領域は、磁化が光の伝搬方向に垂直に揃えられるのでゼロの円成分を有す る。）１方、楕円複屈折の直線成分の符号は第１２図に示した実施例では交互に 変化するくこれは以Ｆに詳述する。）。第１３図に示した実施例の場合は、領域 毎に変化するのは直線成分の大きさである。直線成分の大きさを変える１つの方 法は厚さの異なる１つおきの材料領域を形成することで与えられる。）１方、ま た第１３図に示したように、全ての領域は初めは一様な厚さで製造され、次に屈 折率が下の領域４４のものより小さな屈折率の材料領域４６が従来の選択的な付 着（ｄｅｐｏｓ　ｉ　ｔ　１ｏｎ）および／またはエツチング法により１つおき の領域４４にわたって形成される。） 一般に、４５６にほぼ等しい（或いは４５″の奇数倍）回転を得るのに必要なほ ぼＰ／２に等しい長さの領域の個数は経験的に決められる（例えば、領域数が異 なる対照サンプルに得られる、直線複屈折材料で通常達成されるもの以上の回転 を測定することによって）。本発明の目的を達成するためには、回転角は、もし 光ｎ２ｏからの光の強度が偏光子２０を透過した反射光強度の少なくとも１０倍 以上の場合は、４５６或いはその奇数倍にほぼ等しくなければならない。更に、 また本発明の目的を達成するためには、上記材料領域は、もし領域の個数が例え ば４５°の回転を発生するように選択され、また光源２０からの光の強度がこの 場合も偏光子３２を透過した反射光強度の少なくとも１０倍以上の場合は、Ｐ／ ２およびＰ／４にほぼ等しい長さを持たなければならない。 材料領域４４の組成と厚みが基本的には同じで、偏光の回転が磁化方向の反転に より得られる時は、４５″の回転を実現するのに必要なＰ／２の長さを存する領 域の個数Ｎは、関係式により十分近似できることが見出されている。ここでＦは 材料領域内での比ファラディ回転（単位長さ当りの回転度数）の（一様な）大き さを示すものである。１方、Δβは上記領域内での直線複屈折の（一様な）大き さを示している（即ち、但し、ｎＴＭとｎｅｔはそれぞれ、ＴＭ波が見た実効屈 折率およびＴＥ波が見た実効屈折率であり、更にλは真空中の光の波長を示して いる。） 式ｆｉ＋を満たさない（特定の光の波長Ａに対して）材料領域の数（Ｎ）を用い ることが望ましい時は、この数はなお使用可能であり、また式（１）はなお、Ｆ および／またはΔβを変えることにより満足され得る（特定の光の波長λに対し て）ものである。例えば、Ｆは光の伝搬方向の磁化成分を変えることにより直ち に変えることができる。このような変更は、例えば、磁化方向を揃えるために用 いられる磁場を、磁化が光の伝搬方向に平行にならないように（従って光の伝搬 方向の磁化成分を減らすように）、回転させることにより直ちに実現することが できる。１方、Δβは、材料領域４４の厚みを（一様に）変化させることにより 、或いは領域４４の上に、および／または下にある、この領域４４のものより小 さな屈折率の、１つ以上の材料層を形成することにより直ちに変えることができ る。この材料には、例えば、二酸化珪素や窒化珪素やガドリニウム・ガリウム・ ガーネットが考えられる。 ４５＠の回転を得るのに必要な領域数が決定されたら（経験的に、或いは例えば 式（１）を用いることにより、４５″の所望の倍数に等しい回転は領域の（元の ）数の倍数を用いることにより直ちに得られる。但し、それぞれの連続する領域 の組の順序は前回の紐の逆であるべきである。−１４Ｊえば、３つのＰ／２ｔＪ Ｉ域とＰ／４領域（例えば、磁化反転を存する）が４５″の回転を与える時は、 付加的なＰ／４ｆ＋Ｉ域（２つのｐ／４Ｇｉ域の間に磁化反転がない場合）およ びこれに続ぐ付加的な３つのＰ／２６ｉ域（磁化反転を示す）は９０°の回転を 与える。更に、Ｐ／４６Ｎ域を伴った３つのＰ／２領域を付加すると１３５°の 回転が得られる。 ２つの条件のいずれか１つが満たされた場合は、本発明の装置によりほぼ反相及 的な動作が直ちに得られる（これが４５＠の回転を与えるか、４５＠の奇数倍の 回転を与えるかに関わらず）ことが見出されている。第１の条件は、Ｐ／４８Ｎ 域が最後の材料領域の時は、入射光は本装置の直線複屈折の２軸の１つにほぼ平 行する第１の材料領域に入射するべきであるということで与えられる。 （直線複屈折軸は、磁化がない場合に経験的に直ちに決定できる装置の２方向を 示す。）例えば、直線偏光が任意の方向の装置の非磁化対照サンプルに入射した 場合、直線複屈折軸は偏光の変化を与えない方向の軸である。）第２の条件は、 Ｐ／４領域が第１材料領域の時は、入射光は直線複屈折軸のいずれかに対してほ ぼ４５″に等しい角度で（即ち、＋４５”或いは一４５″′）上記領域に入射す べきである。（本発明の目的のためには、入射光は複屈折軸の１つにほぼ平行す るか、複屈折軸の１つに対して４５＠にほぼ等しい角度になるように方向づけら れ、従ってもし２つの条件が満足される場合はほぼ反相反的動作が実現される。 先ず、材料領域の個数と長さを選択して４５°或いは４５°の奇数倍の回転を与 えるべきである。次に、光源２０からの光の強度は偏光子３２を透過した反射光 の強度より少なくとも１０倍以上でなければならない。） 本発明の装置には多くの（磁性）材料を用いることができ、その実用性は部分的 には入射光に対する透過度に従って与えられる。 例えば、ＹＩＧは赤外光（波長領域が約０．８μｍから約６μｍの間の光）をほ ぼ透過させる有用な材料である。８酸鉄（ＦｅＢＯｓ）も有用であり、波長領域 が約０．５μｍから約３μｍの光にほぼ透明である。更に、カドミウム・マンガ ン・テルル化物も有用であり、波長領域が約０．６μｍから約５μｍの光にほぼ 透明である。その他の有用な材料が、例えば、ダブリュ・ジエイ・タボ゛−ル（ Ｗ、　Ｊ。 Ｔａｂｏｒ　）による「磁気光学材料Ｊ　（”Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃ　Ｍ ａｔｅｒｊａｌｓ”）の章〔エフ・ティー・アレフチおよびイー・オー・シュル ッーデュボア編集の「レーザーハンドブックＪ北オランダ出版アムステルダム、 　１９７２年（Ｌａｓｅｒ　ｌ１ａｎｄｂｏｏｋ、　ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｆ、 Ｔ、　Ａｒｅｃｃｈｉ　ａｎｄＥ、Ｏ，５ｃｈｕｌｔｚ−ＤｕＢｏｉｓ＋　Ｎｏ ｒｔｈ　ｔｌｏｌｌａｎｄ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ。 Ａｍｓｔｅｒｄａｍ、　１９７２））にリストしである。 （符号が）変化する直線或いは同棲屈折を与える材料領域を形成する多くの方法 が可能である。例えば、磁性材料の硼酸鉄（ＦｅＢＯａ）は同棲屈折（磁化され た時）と結晶性の（直線状の）複屈折を共に与える。（ＦｅＢＯｚの２つの結晶 軸は第１２図では土および互と示しである。）このようにして、反対向きの結晶 部位を互いに隣接するように積重ねることにより　（第１２図に示したように） 、交互（符号）直線複屈折領域を持つ磁性材料が得られる。 （この方法に関しては、引用によりここに取込まれる、１９７１年１１月２日付 のクルツィッヒ（Ｋｕｒｔｚｉｇ）等の米国特許第３、．６１７，９４２号を参 照されたい６）交互（符号）同棲屈折を有した材料領域を形成する方法は反対向 きの磁場を隣接する磁性領域に印加することからなる。これは、例えば、磁性材 料の表面に蛇紋石のマイクロ回路を形成し、これに電流を流すこ°とにより実現 される（ここで引用により与える１９７３年１０月９日付ブランク（Ｂｌａｎｋ ）等に対する米国特許第３．７６４，１９５号に記載されたように。）。 例えば薄膜磁性ガーネット導波路、例えば薄膜ＹＩＧ導波路に直ちに適用出来、 交互円複屈折を持つ材料領域を形成する他の方法が有り、これはサブラチス磁化 の変化を与えるものである。例えば、ＹＩＧ　（Ｙ３ＦｅｇＯ＋ｚ）の構造は、 各分子の５個の鉄原子のうちの３つが四面体格子サイトに配置され、残る２つの 原子が八面体サイトに配置されるように与えられる。更に、四面体サイトの３っ の磁気能率（四面体鉄原子に関係する）は互いに平行であるが、八面体サイトの ２つの磁気能率に対しては反平行である。従って、外部磁場が有ると、（主要な ）四面体能率が印加磁場に平行になり、１方式面体能率が磁場に反平行になる。 重要なことには、ファラディ回転（旋光）の方向を主として決定するのは八面体 能率の方向である。 ＹＴＧの交互（符号）回復屈折領域は、例えば、選択した材料領域における四面 体能率の大きさを、これ等の領域における八面体能率が主要になる点まで減らす ことにより形成される。従って、磁場が存る場合は、選択された領域における（ 現在主要な）八面体能率が印加磁場に平行に揃えられるが、非選択領域（ここで は四面体能率がなお支配的である）の八面体能率は磁場に反平行になり、従って 選択領域および非選択領域に逆符号のファラデ４回転が与えられる。 選択されたＹＩＧ材料領域の四面体能率の減少は、非磁性イオン、例えばガリウ ム或いはアルミニウム或いはゲルマニウムイオンで四面体サイトに配置された鉄 原子を置き換える（少なくとも部分的に）ことにより直ちに実現できる。このよ うな置換は、例えば、ＹＩＧ材料を八面体および四面体格子サイトの非磁性イオ ンで先ず形成し、即ち成長させ、次に非磁性イオン（以下に説明するように）を 選択領域の八面体格子サイｌから四面体格子サイトに移動させることにより実現 される。 上記の格子サイト間の非磁性イオンの移動は、ここで引用する１９７４年１０月 ２９日付はル・クロー（Ｌｅ　Ｃｒａｗ）等の米国特許第３．８４５，４７７号 に記載された手順により直ちに実現される。 ここでは、非磁性イオンをドープした薄膜ＹＩＧを、例えば、ガドリニウム・ガ リウム・ガーネット（ＧＧＧ）の基板４５　（第７図参照）に従来の方法により エピタキシャル成長させる。ドープしたＹＩＧ３膜は「補償点」に近接した組成 （正味の磁気能率がゼロの組成）を有すべきであるが、正味の四面体能率がなお 正味の八面体能率より支配的になるようなものでなければならない。このように して、非磁性イオンが例えばガリウムの時はその組成は好ましくは、１．０５≦ Ｘ≦１，４５としてＹ３ＧａＸＦｅｓ−ｘｏ＋　ｚとして与えられる。約１．０ ５以下の王の値は、得られた四面体能率が以下に説明する処理の後でも支配的な ままである、即ち八面体能率が優勢な所はないために望ましくはない。約１．４ ５以上の王値も、得られた八面体能率が支配的であり、従って四面体能率が優勢 になる所はないため望ましくない。 選択された材料領域の四面体配置鉄原子を例えばガリウムイオンで選択的に置換 することは、厚みが約１０００人から約５０００人の範囲のＳｉ領域を、選択し た材料領域の各々にわたって先ず形成することにより実現される。このＳ　ｉ　 ｉｉ域は、従来の選択的付着手順によるか、或いはＹＩＧＦｉｉ膜の全上部面を 被うＳｉ層を形成し、次に従来のエツチング法により選択した５ｉＪｉＪ部分を 除去することにより形成される。次に、このＹＩＧの薄膜が、例えば温度範囲が 約４００℃から約８００℃の窒素雰囲気内で約２時間から約２４時間にわたって アニールされる。約４００℃以下および約Ａ時間以下のアニール時間は、ガリウ ムイオンの転送を殆んど或いは全く与えないので、望ましくない、約８００℃以 上のアニール温度および約２４時間以上のアニール時間は、Ｓｉで被膜されない ものを含む全ての領域が同様量のガリウムイオン転送を受けるので望ましくない 。室温に冷却した後（所望の時間期間にわたって）Ｓｉによりカバーされない領 域は基本的には変化しないが、シリコンで被膜された領域は八面体から四面体の 格子サイトへのガリウムイオンの転送を受けることになる。 薄膜ＹＩＧ内に交互（符号が）同棲屈折を有する材料領域を形成する新しい方法 があり、これは非磁性イオンを十分にドープして一様な八面体支配領域を形成す る薄膜を用いるものである。この方法では、次に、非磁性イオンを選択された材 料領域の四面体から八面体格子サイトに移動させることにより、これ等の領域が 四面体で支配されるようになる。従って、また磁場が存在する場合は、選択され た材料領域の八面体能率（モーメント）はそれ等自体磁場に反平行に揃えられ、 １方非選択領域の八面体能率（モーメント）はそれ等自体磁場に平行に揃えられ る。 この方法で用いられるＹＩＧ膜は、既に注目したように、「補償点」に近接して いるが、八面体支配をもたらす組成を有している。 ガリウムが非磁性イオンの場合は、上記薄膜の組成は、１．１≦２≦１．５とし てＹ３ＧａｇＦｅｓ−ｚｏ＋　ｔで与えられる。約１．１以下の土の値は、得ら れた薄膜が優勢な四面体（優勢な八面体よりむしろ）能率を持つので、望ましく ない、１方、約１．５以上の１値は、以下に与える処理の後も、得られた八面体 能率が依然として支配的なので、望ましくない。 選択された材料領域における四面体サイトから八面体サイトへのガリウムイオン の転送は、これ等の選択された材料領域を少なくとも１マイクロ秒に等しい時間 幅にわたって少なくとも１２００℃の温度に加熱し、次にこれ等の領域を約１０ 秒以下、好ましくは約Ｑ、　Ｌ　ｓｅｃ以下の時間幅にわたって室温に冷却する ことにより実現される。約１２００℃以下の加熱温度、および約１マイクロ秒以 下の加熱時間は、その結果として望ましくない程少数のガリウムイオンが四面体 サイトから八面体サイ１−に転送されるので望ましくない、１方、約１０秒以上 の冷却時間は、望ましくない程多くのガリウムイオンが初めは四面体サイトから 八面体サイトに移動され、次に四面体サイトに戻され、サブラチス（ｓｕｂｌａ ｌｔｉｃｅ）を支配的なままに残すので、望ましくない。上記の加熱および冷却 手順は、１ノ−ザ、例えば連続波（ＣＷ）アルゴンイオンｌ／−ザで選択的に走 査することにより選択された材料領域で直ちに実現される。 サブラチスＣ１：ｉ化を改変する上記の方法は、ＹＩＧ膜（非磁性イオンでドー プされた）が薄膜の上面に平行な（従って光の伝搬方向に揃えられた）磁化容易 軸を有するものと仮定している。しかしながら、ヒ素成長薄膜は通常、成長誘起 異方性および磁気歪の、例えば圧縮性の異方性を示す。前者は膜面に垂直な磁化 容易軸をもたらすが、後者は膜面に平行する磁化容易軸を与える。これ等の成長 誘起異方性が非常に大きく、従って磁化容易軸が膜表面に垂直な時は、これ等の 異方性は排除されなければならない。殆んどの場合、これは従来のアニール法（ 例えば、エイ・ジェイ・クルツィンヒおよびエフ・ビー・ヘイグドーン（Ａ、　 Ｊ、　ＫｕｒｔｚｉｇとＦ、　Ｂ、　Ｈａｇｅｄｏｒｎ）等の、「バルク状、薄 膜状ガーネットにおける非立方体磁石の異方性Ｊ　ｒｌεＥＥ）ランス磁性学」 第７巻、　１９７１年。 第４７３頁（”　Ｎｏｎｃｕｂｉｃ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉ ｅｓ　ｉｎ　Ｂｕｌｋ　ａｎｄ丁ｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｇａｒｎｅｔｓ、”　ＩＥ ＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ、Ｖｏｌ、ＭＡＧ７．　Ｐ。 ４７３）を参照されたい。）により直ちに実現できる。 公知のように、ビスマスによるＹＩＧ膜のドーピングは（Ｙを置換する。）ファ ラディ回転（旋光）度をかなり増加させるが、成長誘起異方性も増強する。更に 、これ等の増強された成長誘起異方性は、必要な温度が非常に高く　（約１３０ ０℃より高い）、従ってＹＩＧ膜がかなり損傷或いは破壊されるので、材料から アニールにより除くことはできないと長く考えられている。（例えば、ピー・ハ ンセン（Ｐ、　Ｈａｎｓｅｎ）等の、「ビスマス置換ガドリニュウム鉄ガーネ− ／　ト膜の磁性的、磁気光学的性質」　「物理研究ＢＪ第第２啓 Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｂｉｓｍｕｔｎ　−５ｕｂｓｔ ｉｔｕｔｅｄ　Ｇａｄｏｌｉｎｉｕｍ　ＩｒｏｎＧａｒｎｅｔ　Ｆｉｌｍｓ”＋ 　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｒｅｖｉｅｗ　Ｂ，　Ｖｏｌ．　２　７　、　Ｎｏ．　７ 　＋　Ａｐｒｉｌｌ、１９８３）第４３７５−４３８３頁を参照されたい。）。 ビスマスドープＹＩＧ膜の成長誘起異方性は、アニール前に膜をＣａで（Ｙを置 換する）ドープすることにより膜を傷つけずに膜から直ちにアニールで除けるこ とが見出されている。好ましくは、ビスマスおよびカルシウムドープ膜の組成は Ｙ３−Ｂ−ｂＢｉ＠ＣａＪｅｓ−ｅＸｃｏ＋ｚで与えられる。ここに、０．２≦ ａ≦２．０、０、００１≦ｂ≦０，１、であり、Ｘは、例えば非磁性イオン、例 えばガリウムを示し、更に上は単位の配合物当りのＸの量を示すものである。更 に、アニール温度は約９００℃から約１３００℃の間が好ましく、アニール時間 は約×時間から約２４時間の間が好ましい。約０．２以下の土の値は、得られた ファラデイ回転（旋光）が増加よりむしろ減少されるので、望ましくない。約２ ．０以上の土の値は、光学的品質が高い薄膜の成長が困難なので望ましくない。 約０．００１”以下の上の値は、必要なアニール温度が望ましくなく高いので、 好ましくない。約０．１以上の互の値は、得られた膜が、例えば、赤外光に対し て望ましくない程透過率が低いので、好ましくない。約９００℃以下のアニール 温度、および約２時間以下のアニール時間は、得られた膜の成長誘起異方性が望 ましくない程大きいので、好ましくない。約１３００℃以上のアニール温度およ び約２４時間以上のアニール時間は、得られた膜が分解され易いので、望ましく ない。 例えばＹＩＧ内に、光の伝搬方向に平行且つ垂直に揃えられた磁化を存する材料 領域を形成する方法も多くのものが報告されている。このような方法の１つが、 例えば、イー・エム・ギョージイ（Ｅ．　Ｍ．　Ｇｙｏｒｇｙ）等により、ｒＬ ＰＥ気泡ガーネット膜における重り異方性の位置制御」　ｒ応用′物理論集Ｊ第 ２５巻．第３号。 １９７４年，第１６７〜１６８頁（　”　Ｌｏｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　 ｔｌｎｉａｘｉａｌＡｎｉｓｏｔｒｏｐｙ　Ｉｎ　Ｌ　Ｐ　Ｅ　Ｂｕｂｂｌｅ　 Ｇａｒｎｅｔ　Ｆｉ［ｍｓ”＋　Ａｐｐｌｉｅｄ　ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒ ｓ＋νｏ１．　２　５．　Ｎｏ．　３，　（１９７４））に記載されている。 通常、光導波装置、例えば、薄膜或いは光ファイバ、反相及偏光回転子（ＡＰＲ ３　）は唯１つの、或いは幾つかの選択された導波モードを回転させるように設 計される。（電磁波を光線として近似した場合、ここに示した導波モードは、例 えばＡＰＲの薄膜或いは光フアイバコア内を全内部反射する光線である。このよ うな全内部反射は、下側の、或いは周囲の媒体、例えば薄膜を支承する基板或い は光フアイバコアを囲繞するタラノデイングなどより屈折率の大きな薄膜或いは 光フアイバコアにより実現される。）従って、このようなＡＰＲ，の性能は、望 ましくない導波モード（即ち、ＡＰＲ３により正しくは回転されない導波モード ）の個数が減少するにつれ次第に増強されると考えられている。これは、ＡＰＲ ｌの動作に重要なのは導波モードだけという仮定に基づくものである。 導波モードの個数を減らした導波ＡＰＲｓを形成しようとする従来の研究（他の 人による）は、導波モードの個数が２つのパラメータのいずれかを減らすことに より低減され得るという認識に基づくものであった。即ち、導波ＡＰＲの厚みが 一定にしである場合、ＡＰＲと、その下の、或いは周囲の媒体との間の屈折率差 を減らすと、臨界角（光線が全内部反射される、ＡＰＲと、その下の、或いはそ の周囲の媒体との間の界面から測定された、最大角）が低減され、従って導波モ ードの可能な個数が低減される。１方、Δｎが一定の場合、 例えば、ＡＰＲの厚みを減らすと、薄膜或いはＡＰＲ光ファイバコアの直径は隣 接モードの光線間の角度間隔を増加させ、これは再び導波モードの個数を低減さ セる。 例えば、ＧＧＧ基板上に形成されたＹｔＧの膜の場合には、ＹＩＧとＧＧＧの間 の比較的大きな屈折率差（　ＹＩＧの屈折率はＧＧＧのそれより約ｌＯ％高い。 ）によりＹＩＧｌｌＫにより導波されるモード数が多くなる。従って、単一モー ド動作を実現するには、ＹＩＧ膜の厚みは約１μｍ以下に低減されるべきである 。このような非常に薄いＹＩＧ膜は例えば従来の液相エピタキシ（ＬＰＥ）法を 用いて直ちに形成されるが、このような薄膜は、例えば光源を、例えば半導体レ ーザをこのような膜に整合させ、従って光をこのような膜に結合させることが難 しいので不都合になることが多い。しかも、これ等の超薄膜は望ましくない程多 量の直線複屈折をＡＰＲに導入することが多い。 超薄膜を用いずに隼−モード動作を実現するには、装置は予め製造されており（ 他で）、シかもＧＧＧ基板上に形成された（第１６図に示したように）ＹＩＧ（ ｍ成が改質された）の２Ｎを有している。（ニー・シブカワ（Ａ．　Ｓｈｉｂｕ ｋａｗａ）等のｒ応用光学ｊ第２０号，第２４４４頁，　１９８１年（Ａｐｐｌ ｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ，　２　０，　ｐａｇｅ２　４　４　４　（１９８１）　 ）を参照のこと。）底部ＹＩＧ層は、上部ＹＩＧ層のものよりわずかに小さい（ 組成がわずかに異なるため）がＧＧＧ暴板のものよりは高い（第１６図に示した 屈折率分布を参照のこと。）屈折率を有する。上部ＹＩＧ層の厚みは数ミクロン である。 上部および下部ＹＴＧｌｉの間の屈折率差は上部（或いは下部）　ＹＩＧ層とＧ ＧＧの間のものよりはるかに小さいので、単−モード導波は上部ＹＩＧ層で実現 される。 導波ＡＰＲ内の導波モードの個数を（ＡＰＲを設計したモードに）滅らしても、 多くの場合にＡＰＲの性能を改善する程それ自身十分ではないことが（本発明者 等により）見出されている。例えば、導波用ＡＰＲが光アイソレータの１成分（ 第１０図を参照）の時は、導波された偏光回転（旋光）モード（或いは複数モー ド）は光アイソレータの検光子により、例えば、光ファイバに伝達される。 この透過光のいずれかが光ファイバにより検光子を通してＡＰＲに向けて反射さ れたとすると、この光は導波ＡＰＩ？、例えばＹＴＧ層と、（低屈折率の）第２ 　ＹＴＧ層或いはＧＧＧ基板などの下の材料層との間の界面に臨界角以上の角度 で照ることが多いと思われる。従って、この反射光はＡＰＲにより導波もされず 、正しく回転されることもない。しかしながら、多くの場合に反射光はＡＰＲと その下の基板材料とを有する導波路により導波されると思われる。この、基板お よびＡＰＲにより導波される後方伝搬光は基板を出射して、光アイソレータによ りしゃへいされた光源に照ることが多く、従って光アイソレータの有効性が低減 される。 更に、例えば、光アイソレータやサーキュレータに用いられる導波ＡＰＲ，の有 効性は、もし２つの条件が満足されたなら、かなり増加することが見出されてい る。先ず、ＡＰＲｓにより導波されたモードの個数は、ＡＰＲ，により正しく回 転されるものに（実際と同程度に）低減されるべきである。第２に、また同じよ うに重要なことであるが、ＡＰＲの下にある基板材料、例えば、導波薄膜を支承 する基板、或いは光ファイバの導波コアを囲繞するクラツディングは、ＡＰＩ？ の長さにわたって少なくとも因子１０だけ基板およびＡＰＲにより導波された光 の電磁エネルギーを低減させる材料を含むべきである。 第１の条件は、例えば、厚みが比較的小さい（望ましくない導波モードの本数を 凍らずように選択された厚み）　ＡＰＲを形成することにより満足される。（こ の適切な厚みは種々の厚みの対照サンプルを用いることにより経験的に決定され る。）１方、ＡＰＲとその下の或いはそれを囲繞する媒体の屈折率差は低減され る。これは、例えば、屈折率が領域１０のものよりは小さいが下の基板１３０の ものよりは大きい材料の領域（或いは複数の領域）１１０にわたってＡＰＲ，例 えば、導波領域１００　（第１図参照〕を形成することにより実現される。所望 数のモードを導波するのに必要な領域１００と１１０（これ等は共に、第１７図 に示したように一様な屈折率を有するものと仮定される。）の間の屈折率差Δｎ は、例えば、経験的に決定される（屈折率の異なる対照サンプルを用いて）。１ 方、最高−モード（ｍ＝０．１，２．・・・）なる要件により十分良く近似され る。但し、ｎ、。。とｎ、。はそれぞれ領域１００と１１０の屈折率を示し、土 は導波領域１００の厚みであり、更にλ。は導波光の波長（真空中）を示してい る６（上記の式に関しては、アール・シイ−・ハンスバーガー（Ｒ，Ｇ。 Ｈｕｎｓｐｅｒｇｅｒ）による「集積光学、その理論と技術Ｊスジリンガ出版。 ベルリン、　１９８２年、第３７頁（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　０ｐｔｉｃｓ：　 Ｔｈｅｏｒｙａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｂｅｒｌａ ｇ、　Ｂｅｒｌｉｎ、　１９８２）＋　ｐａｇｅ３７）を参照されたい、） 第２の条件は、例えば、導波ＡＰＲの下の材料、例えば、基板材料或いは領域１ １０などの下にある領域（第１７図参照）がＡＰＲに限定されないモードを吸収 すれば満足される。この吸収材料、例えば、固有に吸収性の基板材料或いは基板 材料に付加された吸収性ドーパントはＡＰＲの材料のものより少なくとも１０倍 は大きい吸収係数１（１は当該波長）を持つべきである。更に、この吸収材料は （光源を再放射光から保護するために）当該波長で非発光性（無輻射）でなけれ ばならない。好ましくは、導波モードの強度が望ましくない程大きく減少するの を避けるために、吸収材料はＡＰＲから十分隔置され、それにより導波モードの 電磁エネルギーがＡＰＲの長さにわたって約５０％だけ低減されるようにしなけ ればならない。（導波モードの消えやすい場、即ち、導波光に関係する電場の指 数減衰部はかなりの量のエネルギーを含み、ＡＰＲの範囲以上に延在して存在す ることが多い。）この場合、適当な間隔は一般に経験的に決定される。（光を吸 収するより散乱する材料は、散乱光が、例えば、しやへいされるべき光源に照た る可能性があるため、あまり望ましくない。）第１７図に示したＡＰＲｌｏｏが 、例えば、ＹＴＧのビスマス（Ｂｉ）ドープ層内に形成され（上記のように）、 基板１３０がＧＧＧＯ時は、第１の条件は、領域１１０が領域１００のものより 小さい屈折率（但しＧＧＧ基板１３０のものよりは大きい。）のＢｉドープＹＩ Ｇ層の場合に満足される。これは、例えば、領域１１０内のＢｉの量を減らすこ とにより実現される。このような減少は成長温度を上げることにより、或いは領 域１００に対して用いられたものと同じ溶融体を形成する領域１１０のＬＰＦ成 長時に回転速度を減らすことにより直ちに達成される。１方、領域１１０は異な るｔ８融体から成長され、構成要素に含まれるＢｉの濃度は低減される。 第２の条件を実現するためには、プラセオジム（Ｐｒ）或いはゲルマニウム或い はコバルト或いはニッケル（これ等は吸収スペクトルが異なる。）などの吸収性 ドーパントがＢｉドープＹＩＧ層１１０に（初３ｔＩＩＷＪ融体を介して）取込 まれる。（例えば、Ｐｒの吸収スペクトルは１．４８μｍおよび１．５４μ「ｎ の波長に吸収ピークを示すが、１．５１μｍでは比較的低い吸収を示す。）例え ば、もしＰｒが吸収ドーパントとして用いられた場合、ＰｒＯ量は式の単位当り 約０．０５から約２原子の間にある。約０．０５以下の量は、望ましくない程吸 収が低いため、好ましくない。約２以上の量は、得られた層が、不可能ではない としてもＧＧＧ基板上に良好なエピタキシャル成長を実現するのが困難となるよ うな大きな格子定数を持つので、望ましくない、（より大きな格子定数を持つ基 板を用いた時は、ＰｒＯ量は式の単位当り最高約３原子になることができる。） 上部ＹＩＧＳｉ域１００の厚みは約１μｍから約１００μｍの間にあるのが好ま しい。約１μｍ以下の厚みは、排除されるものではないが、このような薄ＭＷに 光を結合させるのが難しい場合が多く、また薄膜の直線複屈折が望ましくない程 大きい場合が多いので、余り好ましくない。約１００μｍ以上の厚みは、排除は されないが、このような厚膜を伝搬する光が厚み方向に望ましくない程大きく拡 散し、光を他の光学成分に直結するのが難しくなるので、望ましくない。更に、 このような厚膜はエピタキシャル法で成長させるのが困難である。 下部ＹＩＧｖＪ域１１０の厚みは約０．０１．ｃｒｍから約１００μｍの間にあ る。約０．０１μｍ以下の厚みは、このような薄膜が２つのＹＩＧＧｉ域により 導波された光を望ましくない程少量吸収するので、好ましくない。約１００μｍ 以上の厚みは、このような厚膜のエピタキシャル法による成長が困難なため、望 ましくない。 第１８図に示した本発明の好ましい実施例によると、ＡＰＲｌｏｏにより導波さ れたモードに関係する消えやすい場の吸収は、ＡＰＲＩ　Ｑ　Ｏと基板１３０の 間に２つの材料領域１１５と１２０を形成することにより、回避できるか、かな り低減できる。ここで、吸収材料を含むのは領域１２０であるが、領域１１５は （これは強い吸収材１は何等含まない。）ＡＰＲにより導波されたモードに関係 する消えやすい場の、領域１２０による吸収を回避できるよう十分厚く形成され る。第１８図に示したように、ＡＰＲｌ、００内で光導波路を得るため（全内部 反射）、領域１１５はＡＰＲｌｏｏより小さな屈折率を存している。但し、領域 １１５と１２０の間の界面における全内部反射を避けるため、従って望ましくな いモードを避けるため、領域１２０の屈折率は領域１１５のものに等しいか、そ れより大きく構成される。 領域１００．１１５．および１２０が、例−ば、ＢｉドープＹＩＧの場合は、屈 折率の必要な変化は上記のようにＢ４Ｃ量を変えることにより実現される。更に 、Ｐｒなどの吸収性ドーパントが領域１２０に（初期溶融体を介して）取込まれ る。Ｐｒの景の範囲は上記の理由から上記のように与えられる。 領域１００の厚みは上記の理由から上記の範囲にわたって延在する。 領域１１５の厚みは約０．１μｍから約１００μｍの間にある。 約０，１μｍ以下の厚みは、このような薄膜が領域１００により導波されたモー ドに関係する消えやすい場の望ましくない程わずかな部分を含むので、望ましく ない、約１００μｍ以上の厚みは、このような厚膜がエピタキシャル法による成 長が囚難なため、望ましくない。 領域１２０の厚みは上記の理由から領域１１０に対し”ζ上記の範囲にわたって 延在する。 第１９図に示した好ましい実施例の１変形例においては、ＡＰＲ領域１００は領 域１１５と１２０に機能的に類似して２つの材料領域１２５と１３５を上部に有 している。材料領域１２５は、強い吸収性材料は含まないが、ＡＰＲ領域１００ のものよりは低く、但し周囲大気のものよりは高い屈折率を有している。従って 、ＡＰＲ領域の直線複屈折が低減される。領域１３５は強い吸収材料を含み、領 域１２５と１３５の境界における全内部反射を避けるため領域１２５のものに等 しいか、それより高い屈折率を有している。 第１７〜１９図に示したものを含む上記本発明の実施例の全ては異なる材料領域 を含み、各領域は基本的に一狸な組成を持ち、その厚みに沿って基本的に一定の 屈折率を持ち、更に、異なる領域の間の界面には屈折率の不連続（と仮定される もの）が存在する。但し、本発明は、光導波がグレーデッド屈折率、即ち滑らか に変化する屈折率を持つ装置を用いて直ちに実現されるので、上記のような不連 続を有した装置に必らずしも限定されるものではない。例えば、第２０図は本発 明の実施例を示したもので、この実施例はグレーデッド屈折率分布を持ち、第１ ７図に示した２つの領域１００と１１０に機能的に等価な単一材料領域】４０を 有している。１本以上の選択されたモードの光導波は、領域１４０の屈折率分布 の（第２０図参照）局所的な光導波最大１５０（以下で説明する）を利用して実 現される。局所的な光導波最大により導波されないモードの吸収は、例えば、こ の光導波最大の下の領域１４０の少なくとも１部に吸収性ドーパントを取込むこ とにより実現される。 第２１図には本発明の更に他の実施例が示しであるが、これはグレーデッド屈折 率分布を持ち、第１８図に示した３つの領域１１０．１１．５．および１２０に 機能的に等価な単一材料領域を有するものである。１本以上の選択したモードの 導波は領域１６０の屈折率分布の局所的な導波最大１７０（第２１図を参照）を 用いて実現される。局所的な最小１７５により第１の局所導波最大１７０から分 離された第２の局所導波最大１８０は望ましくないモードを防止するように動作 する。上記の局所導波最大１７０により導波されないモードの吸収は、例えば、 局所的最小１７５の下にあり、局所的最大部１８０を横切って延在する領域１６ ０の少なくとも１部に吸収性ドーパントを取込むことにより実現される。 以上説明したように、屈折率分布の局所的光導波最大の存在は１本以上のモード の導波には不可欠である。本発明の目的に対して、局所的光導波最大の概念はグ レーデッド屈折率分布に限定されるものでなく、不連続分布を含む任意の分布に 適用可能である。 即ち、および本発明の目的を実現するために、屈折率分布は、２つの要件が満足 されるという条件の下で、局所薄波最大を有する。 先ず、屈折率分布のフーリエ解析を実施した後、０．０５λ。（真空中の導波さ れるべき光の波長）より小さな波長成分を除いたフーリエ成分の和により規定さ れる曲線は局所的な最大値を持つべきである。第２に、この局所的な最大値は（ 上記曲線上の点）そのいずれかの側へ少なくとも０．０２λ。にある２点の高さ より少なくとも０．００１％大きな高さく振幅）を持つべきである。 ｃｏ、ｏｏｔ％より小さな高さも可能であるが、このような小さな高さは、これ 等が望ましくない程小さな光導波を与えるので、即ぢ、導波モードの消えやすい 場が導波領域から望ましくない程離れて延在するので、−Ｓには望ましくない。 ）例えば、もし上記のフーリエ解析が第１７図および１８図に示した不連続分布 に対して行われた場合、対応するフ・−リエ成分（０，０５λ。より小さな波長 の成分を除く）の和により規定された曲線は、それぞれ、第２０図および２１図 に示した屈折率分布に非常に類似したものになる。これ等の曲線の局所的な最大 値は、もし元の分布の屈折率の不連続的な変化の大きさが対応する、より小さな 屈折率の０．００１％より大きな場合は、局所的な光導波最大値になる。 桝−土 磁性膜’／３−３−ｂＢｉ＠ＣａＪｅ５−ｃＧａｃＯ＋ｚを従来の液相エピタキ シ法によりガドリニウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ）基板の（ＩＩＩ）面 上に成長させた。但し、土は約０．５、互は約０．０３、工は約１．３で、膜の 厚さは２．８μｍである。成長温度は約９００℃であった。 この膜は膜面に垂直な磁化容易軸を与える成長誘起異方性を有するものであった 。更にこの膜は、成長誘起異方性がない場合は膜面に平行な磁化容易軸を与え、 （Ｙを置換する）ＢｉとＣａの存在下で誘起される圧縮異方性も有していた。（ Ｂｉはまた膜内でのファラデー回転度を増加させる。） この膜を支承したＧＧＧ基板を磁石のポールピースの間に配置し、２００００ｅ の飽和磁場により膜を磁化した（膜面に垂直に揃えられた正味の能率を形成する ために）。次に、光をモノクロメータに通して波長が１．５μｍの光を発生させ 、これを膜面に垂直に入射させた。ニー・パオレソティ編集の「磁性ガーネット の物理Ｊ北オランダ１９７８年（Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｇ ａｒｎｅｔｓ、　ｅｄｔｔｅｄ　ｂｙＡ、　Ｐａｏｌｅｔｔｉ　（Ｎｏｒｔｈ　 Ｈｏ１ｌａｎｄ、　１９７８））のジェイ・エフ・ディロン・ジュニア（Ｊ、　 Ｆ、　Ｄｉｌｌｏｎ、　Ｊｒ、）による章に記載の従来の方法により、１．５μ ｍ光の受けたファラデー回転度（旋光度）を測定したら１４０度／ｃ−であり、 回転の符号は磁化の八面体サブラチス支配に対応するものであった。 この膜の成長誘起異方性は、初めに約１０００℃の窒素雰囲気中で約１７時間膜 をアニールすることにより除去された（膜面に平行する磁化容易軸を与える。） 。次に、この膜を約１７時間かけて室温（約２３℃）に徐々に冷却した。 膜面に平行に揃えた小さな棒磁石（これは約１ｏｏｓｅの飽和磁場を発生した。 ）により上記アニールした膜を磁化した（正味の能率は膜面に平行である。）。 ニューヨーク州のバーレイ・インストルメンツ・カンパニ・オブ・フイシャズ（ ＢｕｒｌｅｉｇｈＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｆｉｓｈｅ ｒｓ＋　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）から購入した１（（１：Ｔ２′６’　カラーセンタ レーザ（１，４，ｃ＋ｍ　〜１．６μｍで同調自在）からの直線偏光赤外光（波 長は１．４５μｍ）をルチルプリズムにュージャージイ州、コードウェル研究用 光学機器会社０ｐｔｉｃｓ　ｆｏｒ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ ｎ　ｏｆ　Ｃａｌｄｗｅｌｌ、　１ｌｅｈ　Ｊｅｒｓｅｙ）から購入）を通して 膜に結合させた。（膜に結合できる若干のモードはここで用いた７Ｍ６モードで あった。）膜を仏殿する場合の光の受ける回転度（旋光度）は、透過光強度の最 小値が得られるまで（膜の入力端に隣接して置かれた）偏光子に対して（膜の出 力端に隣接して置かれた）検光子を回転させて測定した。この手順を、結合プリ ズムを膜の長さに沿って位置を変えながら、繰返した。得られた偏光の回転（旋 光度）を、光の伝搬距離の関数として、第１５（ａ）図にプロットした。このプ ロット（これは、約＋４″から約−４″まで振動した回転を示した）から、膜の 複屈折周期を１．８４　ｍｍと決定した。 焦点距離が２０（２）のレンズにより光出力を集束させたＣＷ（連続波）アルゴ ンイオンレーザを用い膜のレーザアニール領域に照射した（従ってまた反転サブ ラチス磁化領域を形成した。）。アニールはレーザパワーを０．８５ワツトに（ 膜を損傷させるしきい値の約１０％下）セソ！・シ、レーザに対して膜を２ｃｍ ／ｓｅｃで、２０μｍ間隔のレイク（ｒａｔｅｒ）パターンをなして移動させて 行った。０．９２　ｍｍ４ｆｔ＋の（複屈折周期の半分）幾つかのバンドをアニ ールし、このアニールしたバンドをやはり０．９２　ｌ１幅の非アニールバンド により分離した。膜の研磨したエツジに隣接する０、　４６　ａｙｓ幅（複屈折 周期のＡ）のハンドはアニールしないで残した。得られたレーザアニール領域は 非アニール領域に比べて暗く見えた。 この暗くなったレーザアニール領域を漂白させるため、３５０℃のＮ２（８５体 積％）とＩ’＋２（１５％）の雰囲気中で約１時間加熱した。 カラーセンタレーザからの直線偏光をルチルプリズムを通して再び漂白レーザア ニール膜に結合させた。膜の研磨エツジからのプリズムの距離（光が仏殿した距 離）の関数としての得られた光の回転（旋光）を第１５（ト））図にプロットし である。図から明らかなように、回転は距離と共にｊｉｌｔｌに増加した。（即 ち、光の受けた振動の振幅は距離に従って増加した。）更に、また５％複屈折周 期および×複屈折周期伝搬（全距離５．０６ｍ１）した後、光は＋　４５６回転 し、直線偏光になった。 この光の回転の反相成性を験証するため、＋４５”偏光した光（そして逆方向に 伝搬する）を膜の研磨エツジに結合させた。この光は膜の×複屈折周期および５ シ≦複屈折周期長ｗ４域を伝搬した後＋９０°の方向を持つことが見出された。 班−１ ３つの鉄・ガーネット膜を従来の液相エピタキシ法によりＧＧＧ基板の（ＩＩＩ ）方向面上に成長させた。上部の磁気光学活性膜を９５０℃の温度で成長させ、 Ｙｔ、　ｓＲｉ、ｏ、　５Ｆｅｓ、　ｂＧａ＋、　ａｃ＋ｚの公称組成を有して いた。この組成は、上記のレーザアニール法により磁化方向に周期的反転を与え 得るように選択した。小量のＣａ　（単位式当り約０．２原子以下）もまた上部 膜に取込んで光吸収を低くし、更に高温炉アニールにより成長誘起−軸磁気異方 性を除去し易くする酸素空格子点を与えるようにした。 中間のガーネット膜を上部膜に用いたものと同じ溶融体から成長させたが、成長 温度は１５℃高くした。従って、この膜は上部膜よりゆっくりと成長させ、より 少ないＢｉを膜に取込み（弐の単位当り約０．１少ないＲｉ）　、従って屈折率 は上部膜よりわずかに低かった。 底部ガーネット膜の公称組成は Ｙ＋、　Ｊｔｏ、　５Ｐｒ６．２ＬＬｌｏ、　５Ｆｅ３．６Ｇａ　１．４０＋　 ２であった。このＰｒはＧＧＧ基板に格子を合わせるために付加したものである 。 ３種の膜の屈折率は（上部から下部へ）２．１７．２．１６．および２．１Ｅｌ （波長１．５μｍで）と評価された。これ等の評価は３種の対応する単一膜の屈 折率の測定値に基づいて行われ、これ等の測定は従来のプリズム結合法を用いて 行われた。 上記３種のガーネット膜（ＧＧＧ基板上の）の厚みは従来の干渉法（４５＠入射 角の可視光を用いた。）により測定した。これ等の厚みは（上部から下部へ）３ ，５μｍ、４．４μｍ、オヨヒ５．９ｐｍであった。 ３種の膜構造の導波モードは赤外光をこの構造のエツジから８鶴の距離でルチル プリズムを通してこの構造に結合させることにより検討した。このエツジからの 光は赤外検出ＴＶカメラにュージャージイのナソトリイ電気物理器材会社（Ｅｌ ｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｃｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｎｕｔｅｙ、　Ｎｅ ｗ　Ｊｅｒｓｅｙ　）からのモデルＮｏ、７２９０）により）食出した。１．４ μｍから１．６μｍにわたって同調可能なＫＣｌ：　ｔｌ　（０１カラーセンタ レーザ（バーレイ・インストルメンツ・カンパニー・オブ・フィッシャ、ニュー ヨークから購入）を赤外光源として用いた。レーザ光の入射角は約３ａから約２ ５゜まで（４５°−４５”−９０°プリズムの斜辺面に垂直な方向から測定して ）変化させ、３種の膜の構造中に各種ＴＥモードを入射させた。光の波長も下部 Ｐｒ含有膜が十分透明な波長１．５１μｍから１．４８μｍへ、更に、下部膜が 十分吸収性になる波長の１．５４μｍへ変化させた。 １．５１μｍでは１７本のＴＥモードを３種の膜の構造に入射させ、それから出 射するのを検出した。１．４８μｍおよび１．５１μｍでは、ＴＥ、モードの強 度だけが基本的には影響を受けなかった。上記構造から出射したその他の１６本 のＴＥモードの各々の強度は少な（とも因子］００だけ減少した。 ＦＩＧ、　１ 芙つ１イハ゛ ＦＩＧ、　６ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、　１４ ＦＩＧ、　１０ ＦＩＧ、　ＩＩ ＦＩＧ、　１２ ＦＩＧ、　１３ ＦＩＧ、　１５ ＦＩＧ、１６ ＦＩＧ、１７ ＦＩＧ、旧 ＦＩＧ、　１９ ＦＩＧ、２０ ＦＩＧ、　２１ 国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　−ｎ’Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲＥ ＰＯＲ，Ｔ　ＯＮ−＋−−＋−＋−−中一――＋−―嚇−−―・−＋＋＋一時軸 −−働一嗜一―神−−−−−−−ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　ＡＰＰＬＩＣＡ ＴＩＯＮ　Ｎｏ、　ＰＣＴ／ＵＳ　８６１０Ｏ８ａＳ　（ＳＡ　１３６９２）− 陶一・−ｍ−−＋＋・−一−−暢−＋−―――−−―――＋＋　＋御・伽＋＋・ −―＋―−・＋拳　・・＋＋一時曽一拳−＋−

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．光学システムにして、 電磁放射源と、 該放射源と光通信ができ、該放射源により放射された電磁放射の少なくとも１部 を送出或いは反射する前記光学システムの成分と、更に、 前記光源および前記成分と光通信が可能な、ほぼ反相反的な偏光回転子とから構 成された光学システムであって、該光学システムは更に前記偏光回転子を備えた 装置から構成され、該装置は更に前記偏光回転子内に位置づけられた第１局所光 導波最大値を持つ屈折率分布を有する材料を含み、更に該装置は、この装置は通 るが、前記システムの動作中に前記回転子により導波されることのない電磁放射 の少なくとも１部の電磁エネルギーを低減させる手段を備えることを特徴とする 光学システム。
2. ２．前記屈折率分布は、前記装置内にあるが前記回転子外にある第２局所導波最 大値を有する請求の範囲第１項に記載の光学システム。
3. ３．前記手段は電磁放射を吸収できる材料を有する請求の範囲第１項に記載の光 学システム。
4. ４．前記装置は第１および第２材料領域を有し、前記第１局所導波最大値は前記 第１領域内に位置づけられ、且つ前記第２領域は前記吸収材料を含む請求の範囲 第３項に記載の光学システム。
5. ５．前記手段は電磁放射を吸収できる材料を有する請求の範囲第２項に記載の光 学システム。
6. ６．前記装置は第１，第２，および第３材料領域を有し、前記第１局所導波最大 値は前記第１領域内に位置づけられ、前記第２局所導波最大値は前記第３領域内 に位置づけられ、更に前記第３領域は前記吸収材料を含む請求の範囲第５項に記 載の光学システム。
7. ７．前記材料はイットリウム，鉄，および酸素を含む請求の範囲第１項に記載の 光学システム。
8. ８．前記材料は更にビスマスを含む請求の範囲第７項に記載の光学システム。
9. ９．前記装置は光アイソレータを有する請求の範囲第１項に記載の光学システム 。
10. １０．前記装置は光サーキュレータを有する請求の範囲第１項に記載の光学シス テム。
11. １１．前記成分により伝達され、或いは反射された電磁放射の少なくとも１部を 検出する光検出器から更に構成された請求の範囲第１項に記載の光学システム。
12. １２．前記放射源は半導体レーザを含む請求の範囲第１項に記載の光学システム 。
13. １３．前記成分は光ファイバを含む請求の範囲第１項に記載の光学システム。
14. １４．前記成分は光ディスクを含む請求の範囲第１項に記載の光学システム。