專利名稱：法拉第轉(zhuǎn)子及用其的光部件、防反射膜及用其的光部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用鉍置換稀土族鐵石榴石單晶，對(duì)光的極化面進(jìn)行可逆控制的法拉第轉(zhuǎn)子，還涉及利用了該轉(zhuǎn)子的光部件(光隔離器、光循環(huán)器、光開(kāi)關(guān)、光衰減器、極化面控制器等)。
此外，本發(fā)明涉及法拉第轉(zhuǎn)子用的在Bi置換稀土族鐵石榴石材料的表面被形成的防反射膜及采用了該膜的光部件。
現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)1由液相外延法(LPE法)生成的Bi置換稀土族鐵石榴石膜以往作為光隔離器用的法拉第轉(zhuǎn)子被廣泛用于光通信系統(tǒng)。尤其是近年來(lái)作為不同于光隔離器的其它用途，在磁光學(xué)式光衰減器和光開(kāi)關(guān)及極化波控制器等中已采用法拉第轉(zhuǎn)子，用于WDM(光波長(zhǎng)復(fù)用通信)系統(tǒng)(比如，參照特開(kāi)平6-51255號(hào)公報(bào))。
光隔離器通過(guò)對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子施加外部磁場(chǎng)，或使法拉第轉(zhuǎn)子自身成為永久磁鐵，使光的前進(jìn)方向與磁矩方向幾乎相同，發(fā)生規(guī)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角。
另一方面，在利用了法拉第轉(zhuǎn)子的磁光學(xué)型光衰減器等光部件中，對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子施加其方位不同于光的前進(jìn)方向的外部磁場(chǎng)H，使法拉第旋轉(zhuǎn)角可逆地變化。
此時(shí)，通過(guò)施加法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs或其大小(強(qiáng)度)超過(guò)該磁場(chǎng)的外部磁場(chǎng)H，降低由法拉第轉(zhuǎn)子所具有的磁區(qū)構(gòu)造引起的光的衍射損失。法拉第轉(zhuǎn)子在液相外延生長(zhǎng)時(shí)，在生長(zhǎng)方向上發(fā)生磁各向異性(生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性)，在晶體的生長(zhǎng)方向形成易磁化方位(易磁化軸)。因此，光入射面與晶體生長(zhǎng)方向幾乎正交，而且在不實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的場(chǎng)合下，即使對(duì)光入射面施加斜向的外部磁場(chǎng)H，磁矩的方位也幾乎不偏離晶體的生長(zhǎng)方向。
為此，在接近1000℃的高溫下對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，減少生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性。這樣，易磁化軸不處于與晶體生長(zhǎng)同一方向的<111>方位，而處于由于形狀磁各向異性效果而在與生長(zhǎng)面的面方向接近的方向上存在的其它<111>方位。如圖24所示，<111>方位在基片上有4個(gè)方位。第1方位是與基片面垂直的<111>方位α，其余的3個(gè)方位<111>方位β1、β2、β3與基片面大約呈20°的角度，從<111>方位α看去，方位β1-β2之間、方位β2-β3之間、方位β3-β1之間的角度分別為120°。當(dāng)生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性減少時(shí)，磁矩方位由于圓片狀生長(zhǎng)的外延膜的形狀效果，易于朝向與基片面平行的方位。因此磁矩方位將朝向與平行于基片面的方位最接近的方位β1、β2、β3這3個(gè)方位。這樣，可根據(jù)其大小超過(guò)飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H的施加方向的變化，改變法拉第轉(zhuǎn)子的磁矩方位，獲得其旋轉(zhuǎn)角可變的法拉第轉(zhuǎn)子。
圖8是表示施加于法拉第轉(zhuǎn)子的外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系的圖表。橫軸表示外部磁場(chǎng)H(Oe)，縱軸表示法拉第旋轉(zhuǎn)角(deg.)。曲線α表示對(duì)實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子施加了外部磁場(chǎng)H場(chǎng)合下的法拉第旋轉(zhuǎn)角，曲線β表示對(duì)未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子施加了外部磁場(chǎng)H場(chǎng)合下的法拉第旋轉(zhuǎn)角。橫軸值Hsβ表示未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs的大小(強(qiáng)度)。橫軸值Hsα表示實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs的大小。此外在圖8的示例中，外部磁場(chǎng)H是構(gòu)成法拉第轉(zhuǎn)子的石榴石單晶的生長(zhǎng)方向，被施加到光入射出射方向。
生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性越小，根據(jù)外部磁場(chǎng)H的方向變化，磁矩方位越容易移動(dòng)。越在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，越易發(fā)生原子的再排列，生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性越減少。但同時(shí)飽和磁場(chǎng)Hs也更大。其結(jié)果是，如圖8所示，通過(guò)熱處理減少了生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性的法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hsα與未進(jìn)行熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hsβ相比其值大為增加。
因此用于發(fā)生使法拉第轉(zhuǎn)子飽和的外部磁場(chǎng)H的磁鐵(永久磁鐵或電磁鐵)便呈大型化。此外發(fā)生構(gòu)成用于使法拉第旋轉(zhuǎn)角可變的合成磁場(chǎng)的可變磁場(chǎng)的電磁鐵也呈大型化，因而有必要在線圈內(nèi)流通大電流，從而產(chǎn)生在搭載了該法拉第轉(zhuǎn)子及磁路的光部件大型化的同時(shí)制造成本上升的問(wèn)題。如果熱處理不足則會(huì)殘留生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性，即使改變外部磁場(chǎng)H的方向，磁矩方位也不移動(dòng)，法拉第旋轉(zhuǎn)角不能充分變化。
此外在本說(shuō)明書中，把即使對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子施加更大的磁場(chǎng)，法拉第旋轉(zhuǎn)角也不再增加的最小強(qiáng)度的磁場(chǎng)作為飽和磁場(chǎng)Hs。
現(xiàn)有技術(shù)2如上所述，在由液相外延法生成的Bi置換稀土族鐵石榴石單晶膜中在膜生長(zhǎng)方向上發(fā)生生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性。因此石榴石單晶膜的磁矩方位被固定在與外延生長(zhǎng)方向相同的方向上。對(duì)一般光隔離器使用的法拉第轉(zhuǎn)子，由于使磁矩方位與石榴石單晶膜的外延生長(zhǎng)方向處于相同的方向后使用，因而基于這種外延生長(zhǎng)的石榴石單晶膜所特有的磁特征在使用上不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
然而在可變光衰減器之類的可改變法拉第旋轉(zhuǎn)角的構(gòu)成下的法拉第轉(zhuǎn)子中，有必要在不同于石榴石單晶膜的外延生長(zhǎng)方向的方向上施加磁場(chǎng)，使磁矩方位相對(duì)石榴石單晶膜的外延生長(zhǎng)方向傾斜。此時(shí)，較強(qiáng)的生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性成為使磁矩方位傾斜變化的阻礙原因。因此通過(guò)在1000℃以上的高溫下對(duì)Bi置換稀土族鐵石榴石單晶膜進(jìn)行熱處理，減弱生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性，按照磁矩方位朝向外加磁場(chǎng)的方向的原則進(jìn)行控制，獲得法拉第旋轉(zhuǎn)角可變的法拉第轉(zhuǎn)子(比如，參照特開(kāi)平10-1398號(hào)公報(bào))。
如果通過(guò)熱處理減弱石榴石單晶膜的生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性，雖然磁矩方位易于朝向石榴石單晶膜的膜生長(zhǎng)方向以外，但反過(guò)來(lái)也難以朝向膜生長(zhǎng)方向。因此熱處理后的石榴石單晶膜的膜生長(zhǎng)方向的飽和磁場(chǎng)Hs與熱處理前相比將較大。使膜生長(zhǎng)方向的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度從0開(kāi)始慢慢增大，并測(cè)定法拉第旋轉(zhuǎn)角，把法拉第旋轉(zhuǎn)角不再變化時(shí)的外加磁場(chǎng)作為飽和磁場(chǎng)Hs。圖2表示把小于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H(未圖示)幾乎垂直施加到了法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射面的狀態(tài)。如圖2所示，由于磁矩2的一部分朝向外加磁場(chǎng)方向，其它部分朝向反方向，因而石榴石單晶膜具有不同的磁區(qū)構(gòu)造。
如果在施加了小于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H的狀態(tài)下向法拉第轉(zhuǎn)子1入射具有特定極化面的光Ii，則將成為磁矩2在正向與反向區(qū)域內(nèi)具有不同極化面的光。因此如圖2所示，將發(fā)生光的衍射，衍射光Ir被作為散射光輸出，輸出光Io減少，發(fā)生光損失，因而使用了法拉第轉(zhuǎn)子1的光部件的光損失增大。
因此，用于減弱石榴石單晶膜的生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性的熱處理有必要在通過(guò)外部磁場(chǎng)H的施加可容易地改變磁矩2的方位的同時(shí)，選擇飽和磁場(chǎng)Hs盡量不增加的條件予以實(shí)施。不過(guò)，對(duì)于在滿足上述內(nèi)容的條件下實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子，會(huì)發(fā)生由于施加磁場(chǎng)后使磁矩方位與外加磁場(chǎng)方向一致時(shí)的磁矩方位的再現(xiàn)性降低，因而不能在所需范圍正確改變法拉第旋轉(zhuǎn)角的問(wèn)題。因此會(huì)發(fā)生比如不能通過(guò)磁光學(xué)型光衰減器得到足夠的衰減的問(wèn)題。
現(xiàn)有技術(shù)3防反射膜是為防止在光部件與其折射率不同的物質(zhì)相接的界面發(fā)生的光的反射，在光部件的光入射面及光出射面形成的光學(xué)薄膜。
在光通信系統(tǒng)中采用的各種光部件中，也通過(guò)在光透過(guò)的界面形成防反射膜，減少基于反射的返光。在作為光通信用的無(wú)源部件的光隔離器及光衰減器中被使用的法拉第轉(zhuǎn)子中，在其光入射/出射兩面也形成防反射膜，裝配到裝置內(nèi)。法拉第轉(zhuǎn)子的防反射膜在作為法拉第轉(zhuǎn)子的構(gòu)成材料的磁性石榴石與空氣的界面，或磁性石榴石與環(huán)氧樹(shù)脂系樹(shù)脂的界面被形成。環(huán)氧樹(shù)脂系樹(shù)脂用于粘接法拉第轉(zhuǎn)子與其它光部件，光從其粘接面透過(guò)。
這些防反射膜如特開(kāi)平4-230701號(hào)公報(bào)的披露，一般由采用蒸鍍法形成的折射率各異的多種材質(zhì)的薄膜構(gòu)成。因此傳統(tǒng)的防反射膜按照對(duì)比如波長(zhǎng)λ為1310nm及1550nm的光通信系統(tǒng)中使用的一種特定波長(zhǎng)的光得到低反射率的原則被形成。
隨著近年通信數(shù)據(jù)量的迅猛增加，現(xiàn)在的光通信技術(shù)通過(guò)采用波長(zhǎng)復(fù)用(WDM)光通信系統(tǒng)，使通信中使用的光的波長(zhǎng)λ達(dá)到多個(gè)，由此實(shí)現(xiàn)通信容量的大幅增強(qiáng)。在這種波長(zhǎng)復(fù)用光通信中使用的光與傳統(tǒng)的單一波長(zhǎng)光相比，多種波長(zhǎng)的光在寬頻帶內(nèi)分散，從光纖及光無(wú)源部件中通過(guò)。不過(guò)在目前的光通信技術(shù)中，對(duì)于比如1550nm波長(zhǎng)的光，在法拉第旋轉(zhuǎn)角達(dá)到45度(deg.)的法拉第轉(zhuǎn)子中，形成對(duì)1550nm的單一波長(zhǎng)光具有低反射率的防反射膜。因此在該防反射膜中，對(duì)于1550nm以外波長(zhǎng)的光不能充分發(fā)揮防反射功能。因此出現(xiàn)1550nm以外波長(zhǎng)的光在法拉第轉(zhuǎn)子的光入射面被反射后發(fā)生返光，或者法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失增大的問(wèn)題。
此外由于在波長(zhǎng)復(fù)用光通信系統(tǒng)中使用的波長(zhǎng)有多個(gè)，因而在這些光源中使用的法拉第轉(zhuǎn)子按照對(duì)于特定波長(zhǎng)的光旋轉(zhuǎn)角達(dá)到45deg.的原則被制作。由于磁性石榴石具有如果入射光的波長(zhǎng)不同則法拉第旋轉(zhuǎn)角也不同的特性，因而有必要制作對(duì)每種波長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)角都達(dá)到45deg.的法拉第轉(zhuǎn)子。因而在現(xiàn)有技術(shù)的防反射膜的蒸鍍工程中，在為各波長(zhǎng)用制作的各法拉第轉(zhuǎn)子中，形成了對(duì)于該波長(zhǎng)為最佳的防反射膜。由于防反射膜由蒸鍍等真空成膜法通過(guò)批量處理形成，因而如果波長(zhǎng)數(shù)增加，則成膜次數(shù)也增加，產(chǎn)生防反射膜的工序變得復(fù)雜，生產(chǎn)性下降的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可采用小型的耗電小的磁路，而且可把法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失抑制到低程度的光部件。
此外本發(fā)明的目的在于提供即使對(duì)Bi置換稀土族鐵石榴石單晶膜進(jìn)行熱處理，減弱生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性，也可使法拉第旋轉(zhuǎn)角穩(wěn)定并可變，而且可變角度較大的法拉第轉(zhuǎn)子及采用了該轉(zhuǎn)子的光部件。
此外本發(fā)明的目的在于提供在寬頻帶獲得低反射率的以低成本可容易地形成的防反射膜及采用了該膜的光部件。
上述第1目的通過(guò)下述光部件達(dá)到，該光部件的特征在于具有法拉第轉(zhuǎn)子，其由石榴石單晶形成；磁路，其把小于上述法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H施加到上述法拉第轉(zhuǎn)子。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，a滿足0.6≤a≤2.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt的一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述石榴石單晶以BibAcB3-b-cFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，B是Tb、Gd、Dy的一種以上的元素，b及c滿足0.6≤b≤2.0、0.6≤b+c≤3.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt的一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于把上述外部磁場(chǎng)H的大小作為H，把上述飽和磁場(chǎng)Hs的大小作為Hs，在0.4×Hs＜H＜Hs的范圍施加上述外部磁場(chǎng)H。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述磁路對(duì)上述法拉第轉(zhuǎn)子的光入射面斜向施加上述外部磁場(chǎng)H。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述磁路作為多個(gè)磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)把上述外部磁場(chǎng)H施加到上述法拉第轉(zhuǎn)子。
此外上述第2目的通過(guò)下述法拉第轉(zhuǎn)子達(dá)到，其特征在于具有石榴石單晶，如果把在對(duì)上述石榴石單晶的光入射面幾乎垂直方向施加了飽和磁場(chǎng)Hs時(shí)的飽和旋轉(zhuǎn)角設(shè)為Fs，則施加了上述飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍強(qiáng)度的外部磁場(chǎng)H時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F滿足1＞F/Fs≥0.96的關(guān)系。
上述本發(fā)明的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于上述石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca中一種以上的元素，a滿足0.6≤a≤2.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt中一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
上述本發(fā)明的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于上述石榴石單晶以BibAcB3-b-cFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca中一種以上的元素，B是Tb、Gd、Dy中1種以上的元素，b及c滿足0.6＜b≤2.0、0.6＜b+c≤3.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt中一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
上述本發(fā)明的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于控制上述外部磁場(chǎng)H的大小，使上述法拉第旋轉(zhuǎn)角F變化。
此外上述目的通過(guò)下述光部件達(dá)到，其特征在于具有上述本發(fā)明的法拉第轉(zhuǎn)子；把上述外部磁場(chǎng)H施加到上述法拉第轉(zhuǎn)子的磁路。
此外上述第3目的通過(guò)下述防反射膜達(dá)到，其特征在于在基片面上，滿足0.17≤nd/λ≤0.80的第1Ta2O5層、滿足0.02≤nd/λ≤0.54的第1SiO2層、滿足0.16≤nd/λ≤0.38的第2Ta2O5層、滿足0.20≤nd/λ≤0.29的第2SiO2層按該順序被層疊(在此，λ是透過(guò)光的波長(zhǎng)，n是各層的折射率，d是各層的膜厚)。
在上述本發(fā)明的防反射膜中，特征在于上述基片面的對(duì)面?zhèn)扰c空氣接觸。
在上述本發(fā)明的防反射膜中，特征在于以上述透過(guò)光的波長(zhǎng)λ為中心，在λ±70nm的波長(zhǎng)頻帶反射率為0.1％以下。
在上述本發(fā)明的防反射膜中，特征在于上述波長(zhǎng)λ為1310nm≤λ≤1750nm。
此外上述目的通過(guò)下述采用了石榴石單晶的光部件達(dá)到，其特征在于在上述石榴石單晶的光入射面及光出射面，形成有上述本發(fā)明的防反射膜。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir的一種以上的元素，a及x滿足1.0≤a≤2.4、0＜x≤1.5。)表示。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述石榴石單晶以BiaAbB3-a-bFe5-xMxO12(這里，A是Er、Dy、Tb、Sm、Nd、Pr的一種以上的元素，B是Y、Lu、Yb、Ho、Gd、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir的一種以上的元素，a、b及x滿足1.0≤a≤2.4、0≤b≤0.1、0＜x≤1.5。)表示。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于在光的波長(zhǎng)λ為1460nm≤λ≤1530nm的全范圍，光的反射率為0.1％以下。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于在光的波長(zhǎng)λ為1530nm≤λ≤1565nm的全范圍，光的反射率為0.1％以下。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于在光的波長(zhǎng)λ為1565nm≤λ≤1625nm的全范圍，光的反射率為0.1％以下。
在上述本發(fā)明的光部件中，特征在于上述石榴石單晶被作為法拉第轉(zhuǎn)子使用。
此外上述目的通過(guò)下述光隔離器達(dá)到，該光隔離器具有在光入射/出射面形成有防反射膜的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于上述防反射膜是以上所述的本發(fā)明的防反射膜。
此外上述目的通過(guò)下述光衰減器達(dá)到，該光衰減器具有在光入射/出射面形成有防反射膜的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于上述防反射膜是以上所述的本發(fā)明的防反射膜。


圖1是基于本發(fā)明實(shí)施方式1的光部件的動(dòng)作原理說(shuō)明，是說(shuō)明磁矩方向與外部磁場(chǎng)H的大小(強(qiáng)度)關(guān)系的附圖。
圖2是基于本發(fā)明實(shí)施方式1的光部件的動(dòng)作原理說(shuō)明，是說(shuō)明磁矩方向與基于衍射光的光損失關(guān)系的附圖。
圖3是表示未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子磁區(qū)構(gòu)造的附圖。
圖4是說(shuō)明實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的磁矩方向與外部磁場(chǎng)H的大小(強(qiáng)度)關(guān)系的附圖。
圖5是表示對(duì)實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1施加的外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角關(guān)系的圖表。
圖6是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式1的實(shí)施例1-1所涉及的光部件的概略構(gòu)成附圖。
圖7是表示基于圖6所示的光部件的法拉第旋轉(zhuǎn)角的變更動(dòng)作的附圖。
圖8是表示對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子施加的外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角關(guān)系的圖表。
圖9是對(duì)基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子的動(dòng)作原理說(shuō)明圖。橫軸表示熱處理時(shí)間，縱軸的下段表示膜生長(zhǎng)方向的飽和磁場(chǎng)Hs的強(qiáng)度(Oe)，中段表示法拉第旋轉(zhuǎn)角(deg.)，上段表示施加了飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍強(qiáng)度的磁場(chǎng)時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F相對(duì)施加了飽和磁場(chǎng)Hs時(shí)的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs的比例F/Fs。
圖10是為說(shuō)明基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子的動(dòng)作原理，說(shuō)明未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的磁矩方向與外部磁場(chǎng)H關(guān)系的附圖。
圖11是為說(shuō)明基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子的動(dòng)作原理，說(shuō)明實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的磁矩方向與外部磁場(chǎng)H關(guān)系的附圖。
圖12是為說(shuō)明基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子的動(dòng)作原理，說(shuō)明未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的法拉第旋轉(zhuǎn)角與外部磁場(chǎng)H關(guān)系的附圖。
圖13是為說(shuō)明基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子的動(dòng)作原理，說(shuō)明實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的法拉第旋轉(zhuǎn)角與外部磁場(chǎng)H關(guān)系的附圖。
圖14是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子及采用了該轉(zhuǎn)子的光隔離器的概略構(gòu)成的附圖。
圖15是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子及采用了該轉(zhuǎn)子的光衰減器的概略構(gòu)成的附圖。
圖16是表示在磁石榴石單晶基片31的光入射/出射兩面形成了基于本發(fā)明實(shí)施方式3的防反射膜的狀態(tài)的附圖。
圖17是表示在磁石榴石單晶基片31的光入射/出射兩面形成了基于本發(fā)明實(shí)施方式3的實(shí)施例1中的防反射膜的狀態(tài)的附圖。
圖18是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式3的實(shí)施例3-1所涉及的防反射膜特性的附圖。
圖19是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式3的實(shí)施例3-2所涉及的防反射膜特性的附圖。
圖20是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式3的實(shí)施例3-3所涉及的防反射膜特性的附圖。
圖21是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式3的實(shí)施例3-4所涉及的防反射膜特性的附圖。
圖22是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式3的實(shí)施例3-5所涉及的防反射膜特性的附圖。
圖23是表示基于本發(fā)明實(shí)施方式3的比較例所涉及的防反射膜特性的附圖。
圖24是說(shuō)明易磁化軸不在與晶體生長(zhǎng)同一方向的<111>方位，而在與生長(zhǎng)面的面方向接近的方向上的其它<111>方位的附圖。
實(shí)施方式[實(shí)施方式1]利用圖1至圖7對(duì)基于本發(fā)明實(shí)施方式1的光部件作以說(shuō)明。首先，利用圖1至圖4對(duì)基于本實(shí)施方式的光部件的動(dòng)作原理作以說(shuō)明。圖1是說(shuō)明磁矩方向與外部磁場(chǎng)H的大小(強(qiáng)度)的關(guān)系的附圖。圖2是說(shuō)明磁矩方向與基于衍射光的光損失的關(guān)系的附圖。圖1及圖2表示未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1。此外法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射面與石榴石單晶的晶體生長(zhǎng)方向幾乎正交。
如圖1(a)所示，由于構(gòu)成未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶在晶體生長(zhǎng)方向有易磁化軸，因而在未施加磁場(chǎng)狀態(tài)下的法拉第轉(zhuǎn)子1內(nèi)的磁矩2的一部分朝向易磁化軸的一個(gè)方向，其余的朝向相反方向，形成不同的磁區(qū)構(gòu)造。
如圖1(b)所示，當(dāng)在法拉第轉(zhuǎn)子1上施加大于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H后，磁矩2在全范圍朝向一個(gè)方向，形成相同的磁區(qū)構(gòu)造。即使對(duì)該狀態(tài)的法拉第轉(zhuǎn)子1入射比如在光通信中使用的波長(zhǎng)為1550nm的光Ii，也不會(huì)發(fā)生由磁區(qū)構(gòu)造引起的光損失(插入損失)。不過(guò)，施加小于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H后，如圖2所示，磁矩2的一部分朝向外加磁場(chǎng)的方向，其余部分朝向相反方向，具有不同的磁區(qū)構(gòu)造。圖3是表示未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的磁區(qū)構(gòu)造的顯微鏡照片。如圖3所示，法拉第轉(zhuǎn)子1的磁區(qū)構(gòu)造呈衍射格狀。在未施加磁場(chǎng)的狀態(tài)下使直線偏振光的光在法拉第轉(zhuǎn)子1上入射，通過(guò)偏光鏡觀察了輸出光。放大倍數(shù)為50倍。當(dāng)在該狀態(tài)下的法拉第轉(zhuǎn)子1上入射具有特定極化面的光Ii后，則將成為磁矩2在正向與反向區(qū)域內(nèi)具有不同極化面的光。因此如圖2所示，將發(fā)生光的衍射，衍射光Ir被作為散射光輸出，輸出光Io減少，發(fā)生光損失。
圖4是說(shuō)明實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的磁矩方向與外部磁場(chǎng)H的大小(強(qiáng)度)的關(guān)系的附圖。此外法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射面與石榴石單晶的晶體生長(zhǎng)方向幾乎正交。
如圖4(a)所示，構(gòu)成進(jìn)行了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶從易磁化軸與晶體生長(zhǎng)同一方向的<111>方位變?yōu)榕c生長(zhǎng)面的面方向接近的方向上的其它<111>方位，無(wú)外加磁場(chǎng)狀態(tài)下的法拉第轉(zhuǎn)子1內(nèi)的磁矩2的一部分朝向易磁化軸的一個(gè)方向，其余部分朝向相反方向，形成不同的磁區(qū)構(gòu)造。
如圖4(c)所示，在對(duì)進(jìn)行了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1施加了大于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H的場(chǎng)合下，與未進(jìn)行熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的場(chǎng)合同樣，磁矩2朝向一個(gè)方向，磁區(qū)構(gòu)造達(dá)到相同，不發(fā)生光損失。
與此相對(duì)，如圖4(b)所示，在對(duì)進(jìn)行了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1施加只比飽和磁場(chǎng)Hs小規(guī)定量的外部磁場(chǎng)H的場(chǎng)合下，由于失去生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性，因而磁矩2均朝向接近于外部磁場(chǎng)H的方向的方向，在法拉第轉(zhuǎn)子1中不產(chǎn)生明確的磁區(qū)構(gòu)造。因此即使施加小于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H，也只發(fā)生少量的光衍射，幾乎不發(fā)生光損失。但即使是進(jìn)行了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1，如果外部磁場(chǎng)H小于規(guī)定值，則磁區(qū)的構(gòu)造將達(dá)到明確，發(fā)生基于衍射的光損失。
根據(jù)利用圖8所作的說(shuō)明，雖然通過(guò)熱處理除去法拉第轉(zhuǎn)子的生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性后飽和磁場(chǎng)Hs的大小變大，但如上所述，即使施加比飽和磁場(chǎng)Hs小規(guī)定量的外部磁場(chǎng)H，光損失也不會(huì)達(dá)到足以影響到裝置的特性那樣大的值。這樣，如果施加小于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H，以控制法拉第旋轉(zhuǎn)角，則用于發(fā)生磁場(chǎng)的磁路可成為小型，電磁鐵的消耗電流也可減少。其結(jié)果是，可實(shí)現(xiàn)采用了法拉第轉(zhuǎn)子和磁路的光部件的小型化及低耗電化。
圖5是表示對(duì)實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1施加的外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系的圖表，表示與圖8所示的曲線α相同的曲線。橫軸表示外部磁場(chǎng)H(Oe)，縱軸表示法拉第旋轉(zhuǎn)角(deg.)。橫軸的值Hs表示實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs的大小。此外橫軸的值0.4×Hs表示飽和磁場(chǎng)Hs的大致4成的大小。此外在圖5中，作為構(gòu)成法拉第轉(zhuǎn)子的石榴石單晶的生長(zhǎng)方向，在光入射出射方向施加外部磁場(chǎng)H。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，當(dāng)外部磁場(chǎng)H弱化實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的飽和磁場(chǎng)Hs的強(qiáng)度的大致4成后，法拉第轉(zhuǎn)子1內(nèi)的磁區(qū)構(gòu)造變得明確，基于衍射的光損失將增加，因而作為光部件的特性將產(chǎn)生問(wèn)題。因此，如果把在光入射方向施加了外部磁場(chǎng)H時(shí)的飽和磁場(chǎng)Hs的大小設(shè)為|Hs|，把外部磁場(chǎng)H的大小設(shè)為|H|，則|H|最好小于|Hs|，而且為|Hs|的4成以上的磁場(chǎng)強(qiáng)度。即，最好在圖5的兩個(gè)箭頭d所示的范圍內(nèi)采用外部磁場(chǎng)H的大小|H|。如果對(duì)實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1在光的入射方向上施加飽和磁場(chǎng)Hs的4成強(qiáng)度的外部磁場(chǎng)H，磁矩2將幾乎朝向磁場(chǎng)方向，法拉第旋轉(zhuǎn)角將達(dá)到施加了飽和磁場(chǎng)Hs的旋轉(zhuǎn)角的大約9成的值。在這種條件下，不會(huì)形成明確的磁區(qū)構(gòu)造，光損失也不大。
構(gòu)成法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，a滿足0.6≤a≤2.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt的一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
或者構(gòu)成法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶以BibAcB3-b-cFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，B是Tb、Gd、Dy的一種以上的元素，b及c滿足0.6≤b≤2.0、0.6＜b+c≤3.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt的一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
如果在磁石榴石稀土族的主要組成中采用Gd、Tb及Dy，則可減小飽和磁場(chǎng)Hs，有效于磁路的小型化及耗電的降低。這樣作為其效果，如果在化學(xué)式中設(shè)為0＜3-b-c≤2.4的量，則特別有效。
如果Bi的量在化學(xué)式中成為0.6以下，則法拉第旋轉(zhuǎn)系數(shù)(旋轉(zhuǎn)角/轉(zhuǎn)子厚度)將變小，為獲得規(guī)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角，法拉第轉(zhuǎn)子的厚度將增厚，單晶膜的生成將變得困難。此外如果Bi的量在化學(xué)式中成為2.0以上，則在單晶膜的外延生長(zhǎng)時(shí)生成條件將不穩(wěn)定，不能獲得具有良好質(zhì)量的單晶膜。因此，Bi量在上述化學(xué)式中最好處于0.6≤a≤2.0，或0.6≤b≤2.0的范圍。
雖然M是置換Fe后得到的元素，但添加這些元素對(duì)于減小法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs是有效的。不過(guò)，如果在化學(xué)式中把這些元素1.5以上與Fe進(jìn)行置換，則磁石榴石的居里點(diǎn)將降到動(dòng)作溫度(比如室溫(大約25℃))以下，不再能起到法拉第轉(zhuǎn)子的作用。因此M的量最好為0≤x≤1.5。
綜上所述，如果在磁矩2的方向可變的法拉第轉(zhuǎn)子1中使光入射，改變?cè)诜ɡ谵D(zhuǎn)子1上施加的外部磁場(chǎng)H的方位及強(qiáng)度，則光的偏光面所接收的法拉第旋轉(zhuǎn)角可變化，可構(gòu)成旋轉(zhuǎn)角可變型法拉第轉(zhuǎn)子1。在這種法拉第轉(zhuǎn)子1及磁路中，如果把法拉第轉(zhuǎn)子1的飽和磁場(chǎng)Hs設(shè)為|Hs|，通過(guò)把滿足0.4×|Hs|＜|H|＜|Hs|的關(guān)系的外部磁場(chǎng)H施加到法拉第轉(zhuǎn)子1，可構(gòu)成小型的耗電小的磁路，同時(shí)可把法拉第轉(zhuǎn)子1的光損失抑制到較低。該效果在把并非合成了2個(gè)磁場(chǎng)的磁場(chǎng)而是單一的磁場(chǎng)施加到了不同于光的前進(jìn)方向的方位的場(chǎng)合下也有效。
以下利用具體實(shí)施例作以說(shuō)明。
通過(guò)液相外延法生成其組成為Bi1.2Gd1.2Yb0.5Pb0.05Fe4.15Ga0.8Pt0.01Ge0.04O12的磁石榴石單晶膜，加工后制成了片狀磁石榴石單晶。邊在垂直方向上改變大小邊對(duì)制作出的單晶片的基片面施加外部磁場(chǎng)H，測(cè)定了法拉第旋轉(zhuǎn)角。把即使施加外部磁場(chǎng)H，法拉第旋轉(zhuǎn)角也不再增加的最小外部磁場(chǎng)H作為飽和磁場(chǎng)Hs，在室溫下測(cè)定的飽和磁場(chǎng)Hs為|Hs|＝110Oe。
在1100℃下對(duì)該單晶基片進(jìn)行30小時(shí)的熱處理，以同樣的方法在室溫下測(cè)定的飽和磁場(chǎng)Hs如圖5所示為|Hs|＝240Oe。對(duì)熱處理結(jié)束后的石榴石單晶進(jìn)行進(jìn)一步加工，在光的入射面和出射面蒸鍍防反射膜(AR鍍層)，作為法拉第轉(zhuǎn)子1。在制作出的法拉第轉(zhuǎn)子1上在光的入射出射方向施加飽和磁場(chǎng)Hs的大小|Hs|＝240Oe的外部磁場(chǎng)H，在評(píng)估光的插入損失時(shí)，在插入損失為0.03dB下法拉第旋轉(zhuǎn)角為30deg.(度)(參照?qǐng)D5)。把所施加的外部磁場(chǎng)H的強(qiáng)度設(shè)為150Oe，同樣測(cè)定插入損失，在插入損失為0.05dB下法拉第旋轉(zhuǎn)角為29.8deg.(參照?qǐng)D5)。此外把所施加的外部磁場(chǎng)H的強(qiáng)度設(shè)為96Oe，同樣測(cè)定插入損失，在插入損失為0.20dB下法拉第旋轉(zhuǎn)角為27.2deg.(參照?qǐng)D5)。在至該程度的插入損失下，光部件的動(dòng)作上沒(méi)有問(wèn)題。
圖6表示本實(shí)施例所涉及的光部件的概略構(gòu)成。此外圖7表示基于圖6所示的光部件的法拉第旋轉(zhuǎn)角的可變動(dòng)作。在圖6中，光部件10具備法拉第轉(zhuǎn)子1和磁路。磁路具有永久磁鐵12和電磁鐵14。在法拉第轉(zhuǎn)子1的入射光Ii的入射側(cè)和出射光Io的出射側(cè)配置具有磁極的一組永久磁鐵12。如圖7(a)所示，通過(guò)這些永久磁鐵12，在光的入射出射方向施加固定磁場(chǎng)H1。此外對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子1配置在與固定磁場(chǎng)H1的方向幾乎正交的方向上施加可變磁場(chǎng)H2的電磁鐵14。可變磁場(chǎng)H2的強(qiáng)度可通過(guò)改變流經(jīng)電磁鐵14的線圈(未圖示)的電流控制。
如圖7(a)、(b)所示，外部磁場(chǎng)H由固定磁場(chǎng)H1與可變磁場(chǎng)H2的合成磁場(chǎng)提供。通過(guò)改變可變磁場(chǎng)H2的大小，可改變外部磁場(chǎng)H的方向，使法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射出射方向上的磁化強(qiáng)度變化。
對(duì)光部件10中的法拉第轉(zhuǎn)子1的法拉第旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行了評(píng)估。把光的入射出射方向上的磁場(chǎng)(固定磁場(chǎng)H1)的強(qiáng)度設(shè)為與飽和磁場(chǎng)Hs相等的240Oe(參照?qǐng)D7(a))，按照法拉第旋轉(zhuǎn)角達(dá)到15deg.，即旋轉(zhuǎn)角的減少量為15deg.的原則對(duì)由電磁鐵14發(fā)生的可變磁場(chǎng)H2的強(qiáng)度進(jìn)行了調(diào)節(jié)(參照?qǐng)D7(b))。在磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)時(shí)流經(jīng)電磁鐵14的線圈的電流為100mA。
與此相對(duì)，把光的入射出射方向上的固定磁場(chǎng)H1的強(qiáng)度設(shè)為150Oe(參照?qǐng)D7(a))，按照法拉第旋轉(zhuǎn)角達(dá)到14.8deg.，即旋轉(zhuǎn)角的減少量接近15deg.的原則對(duì)由電磁鐵14發(fā)生的可變磁場(chǎng)H2的強(qiáng)度進(jìn)行了調(diào)節(jié)(參照?qǐng)D7(b))。在磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)時(shí)流經(jīng)電磁鐵14的線圈的電流為63mA。
此外把光的入射出射方向上的固定磁場(chǎng)H1的強(qiáng)度設(shè)為相當(dāng)于飽和磁場(chǎng)Hs的0.4倍的96Oe(參照?qǐng)D7(a))，按照法拉第旋轉(zhuǎn)角達(dá)到13.2deg.，即旋轉(zhuǎn)角的減少量接近15deg.的原則對(duì)由電磁鐵14發(fā)生的可變磁場(chǎng)H2的強(qiáng)度進(jìn)行了調(diào)節(jié)(參照?qǐng)D7(b))。在磁場(chǎng)強(qiáng)度調(diào)節(jié)時(shí)流經(jīng)電磁鐵14的線圈的電流為41mA。
如上所述，本實(shí)施例的光部件10具有由石榴石單晶形成的法拉第轉(zhuǎn)子1、把小于法拉第轉(zhuǎn)子1的飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H施加到法拉第轉(zhuǎn)子1的磁路。在這種構(gòu)成中，通過(guò)改變施加于法拉第轉(zhuǎn)子1的外部磁場(chǎng)H的方位及強(qiáng)度，使磁矩2的方向變化，可使法拉第旋轉(zhuǎn)角變化。
在基于本實(shí)施例的光部件10的法拉第轉(zhuǎn)子1及磁路中，如果把在法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射方向上施加了磁場(chǎng)時(shí)的飽和磁場(chǎng)Hs的大小設(shè)為|Hs|，通過(guò)把其大小|H|滿足0.4×|Hs|＜|H|＜|Hs|的關(guān)系的外部磁場(chǎng)H施加到法拉第轉(zhuǎn)子1，可構(gòu)成小型的耗電較小的磁路，同時(shí)還可把法拉第轉(zhuǎn)子1的光損失抑制至較低。
利用圖9至圖15對(duì)基于本發(fā)明實(shí)施方式2的法拉第轉(zhuǎn)子及利用了該轉(zhuǎn)子的光部件作以說(shuō)明。首先，利用圖9對(duì)基于本實(shí)施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的動(dòng)作原理作以說(shuō)明。圖9的橫軸表示熱處理時(shí)間，縱軸的下段表示膜生長(zhǎng)方向的飽和磁場(chǎng)Hs的強(qiáng)度(Oe)，中段表示法拉第旋轉(zhuǎn)角(deg.)，上段表示施加了飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍強(qiáng)度的磁場(chǎng)時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F相對(duì)施加了飽和磁場(chǎng)Hs時(shí)的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs的比例F/Fs。
生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性通過(guò)以在外延生長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生的溫度變動(dòng)及融液對(duì)流的變動(dòng)為原因在膜生長(zhǎng)方向上發(fā)生微小的周期性組成變動(dòng)而發(fā)生。如果對(duì)外延膜進(jìn)行熱處理，由于能引起原子的再排列，膜生長(zhǎng)方向上的周期性組成變動(dòng)減少，因而生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性減少。越在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性越小。磁石榴石單晶的易磁化軸是<111>的結(jié)晶方位。通常，磁石榴石單晶膜的生成中使用的CaMgZr置換GGG基片以(111)面作為生成面。
因此在石榴石單晶中多個(gè)存在的易磁化軸<111>中的一個(gè)朝向與GGG基片的生成面垂直的方位，與生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性的方位一致。通過(guò)這些方位的一致，磁石榴石單晶膜的磁矩方位被固定到生長(zhǎng)方向。通過(guò)熱處理生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性減少后，磁矩方位也易于朝向膜生長(zhǎng)方向以外的<111>的結(jié)晶方位。尤其是，由于對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子以片狀生成的單晶膜進(jìn)行加工，作為同樣的片狀光學(xué)元件形成，因而如果假如沒(méi)有生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性的影響，則根據(jù)形狀效果，磁矩的方位將朝向從膜生長(zhǎng)方向傾斜的<111>方位。
如圖9下段所示，與熱處理前相比，熱處理后的膜生長(zhǎng)方向的飽和磁場(chǎng)Hs更大。此外熱處理時(shí)間越長(zhǎng)，膜生長(zhǎng)方向上的飽和磁場(chǎng)Hs越大。因此如上所述，以往在用于減弱生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性的熱處理中，在可在任意方向改變磁矩方位的同時(shí)，作為盡量不增加飽和磁場(chǎng)Hs的條件，選擇比如圖9所示的「?jìng)鹘y(tǒng)條件」的熱處理時(shí)間。
不過(guò)，如圖9中段所示，所獲得的法拉第旋轉(zhuǎn)角F從熱處理開(kāi)始便急劇減小，如果其熱處理時(shí)間不遠(yuǎn)大于「?jìng)鹘y(tǒng)條件」的熱處理時(shí)間，則其變動(dòng)量便不穩(wěn)定。
因此，如果在以盡量不增加飽和磁場(chǎng)Hs作為第1條件的「?jìng)鹘y(tǒng)條件」的熱處理時(shí)間內(nèi)進(jìn)行熱處理，則如圖9中段所示，熱處理時(shí)間只有少許波動(dòng)，發(fā)生所獲得的法拉第旋轉(zhuǎn)角較大變動(dòng)的問(wèn)題。因此，將發(fā)生不能通過(guò)磁光學(xué)型光衰減器等得到正確的充分衰減的問(wèn)題。
接下來(lái)，利用圖10及圖11對(duì)磁矩2的方位與外部磁場(chǎng)H的關(guān)系作以說(shuō)明。圖10表示未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1。此外法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射面與石榴石單晶的晶體生長(zhǎng)方向幾乎正交。
如圖10(a)所示，由于構(gòu)成未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶在晶體生長(zhǎng)方向有易磁化軸，因而在未施加磁場(chǎng)狀態(tài)下的法拉第轉(zhuǎn)子1內(nèi)，形成磁矩2的一部分朝向易磁化軸的一個(gè)方向，其余的朝向相反方向的不同的磁區(qū)構(gòu)造。
如圖10(b)所示，如果把對(duì)石榴石單晶的光入射面幾乎垂直方向的成分大于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H傾斜地施加到法拉第轉(zhuǎn)子1，則磁矩2在全范圍朝向一個(gè)方向，磁區(qū)構(gòu)造達(dá)到相同。把在該狀態(tài)下獲得的法拉第轉(zhuǎn)子1的法拉第旋轉(zhuǎn)角設(shè)為飽和旋轉(zhuǎn)角Fs。
圖11表示實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的磁矩2的方位與外部磁場(chǎng)H的關(guān)系。此外法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射面與石榴石單晶的晶體生長(zhǎng)方向幾乎正交。
如圖11(a)所示，在構(gòu)成進(jìn)行了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶中，易磁化軸從晶體生長(zhǎng)方向變?yōu)檠?100)結(jié)晶面的方位，無(wú)外加磁場(chǎng)狀態(tài)下的法拉第轉(zhuǎn)子1內(nèi)的磁矩2的一部分朝向易磁化軸的一個(gè)方向，其余部分朝向相反方向，形成不同的磁區(qū)構(gòu)造。
如圖11(b)所示，如果把對(duì)光入射面幾乎垂直方向的成分大于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H傾斜地施加到實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1，則與未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的場(chǎng)合相同，磁矩2在全范圍朝向一個(gè)方向，磁區(qū)構(gòu)造達(dá)到相同。但由于在基片面法線方向上存在傾斜的易磁化軸，磁矩2的方位仿隨外部磁場(chǎng)H的方向，從基片面法線方向傾斜，因而所得到的法拉第旋轉(zhuǎn)角F將小于飽和旋轉(zhuǎn)角Fs。
磁石榴石單晶膜的熱處理時(shí)間如果延長(zhǎng)，生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性將減少，根據(jù)外部磁場(chǎng)H的影響，磁矩2的方位容易改變。如果在圖9所示的「?jìng)鹘y(tǒng)條件」附近的熱處理時(shí)間內(nèi)實(shí)施熱處理，由于磁矩方位的可變性急劇增大，因而如圖9中段所示，法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)率也增大。此外熱處理時(shí)間延長(zhǎng)后，基于外部磁場(chǎng)H的磁矩方位的可變性幾乎達(dá)到穩(wěn)定。這是因?yàn)殡S著生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性變?nèi)酰啪胤轿坏目勺冃噪y以受到生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性的影響。因此如圖9中段所示，法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)率變小并穩(wěn)定。
此外如圖9下段所示，熱處理時(shí)間增長(zhǎng)后飽和磁場(chǎng)Hs急劇增加。這表明通過(guò)熱處理，磁矩方位易于朝向膜生長(zhǎng)方向以外，其結(jié)果是，為了反過(guò)來(lái)使磁矩方位朝向膜生長(zhǎng)方向，需要更強(qiáng)的外部磁場(chǎng)H。如上所述，如果把小于飽和磁場(chǎng)Hs的磁場(chǎng)施加到法拉第轉(zhuǎn)子1，將產(chǎn)生衍射損失，元件特性變劣，因而傳統(tǒng)上在飽和磁場(chǎng)Hs盡量不增大的“傳統(tǒng)條件”下實(shí)施熱處理。然而這種熱處理?xiàng)l件取決于熱處理時(shí)間的變動(dòng)，磁矩方位的可變性也是最大的變動(dòng)條件。在「?jìng)鹘y(tǒng)條件」及其附近的熱處理時(shí)間，基于熱處理時(shí)的爐溫變動(dòng)及試樣位置的細(xì)微溫差等熱處理?xiàng)l件的差異對(duì)磁矩方位的變動(dòng)量有大的影響。因此如圖9中段所示，造成了法拉第旋轉(zhuǎn)角F的旋轉(zhuǎn)角度偏差也增大的結(jié)果。
不過(guò)，如圖9的「改善條件」所示，通過(guò)實(shí)施其時(shí)間長(zhǎng)于「?jìng)鹘y(tǒng)條件」的熱處理，可減小磁矩方位的變動(dòng)，降低基于熱處理時(shí)間的法拉第旋轉(zhuǎn)角F的偏差，獲得對(duì)熱處理時(shí)間變動(dòng)沒(méi)有依賴性的穩(wěn)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角F。
圖12表示對(duì)未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1施加的外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角F的關(guān)系。橫軸表示外部磁場(chǎng)H(Oe)，縱軸表示法拉第旋轉(zhuǎn)角(deg.)。橫軸的值Hs表示未實(shí)施熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的飽和磁場(chǎng)Hs的大小。此外橫軸的值0.9×Hs表示飽和磁場(chǎng)Hs的大致9成的大小。此外在圖12中，作為構(gòu)成法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶的生長(zhǎng)方向，在光入射出射方向施加外部磁場(chǎng)H。
圖13表示對(duì)實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1施加的外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系。橫軸表示外部磁場(chǎng)H(Oe)，縱軸表示法拉第旋轉(zhuǎn)角(deg.)。橫軸的值Hs表示實(shí)施了熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1的飽和磁場(chǎng)Hs的大小。此外橫軸的值0.9×Hs表示飽和磁場(chǎng)Hs的大致9成的大小。此外在圖13中同樣，作為構(gòu)成法拉第轉(zhuǎn)子的石榴石單晶的生長(zhǎng)方向，在光入射出射方向施加外部磁場(chǎng)H。
如果對(duì)圖12及圖13邊比較邊作說(shuō)明，在通過(guò)熱處理飽和磁場(chǎng)Hs增大了的法拉第轉(zhuǎn)子1中，施加了其強(qiáng)度接近于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H的法拉第旋轉(zhuǎn)角F達(dá)到非常接近于飽和旋轉(zhuǎn)角Fs的值。比如在未實(shí)施圖12所示的熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1中施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H的場(chǎng)合下的法拉第旋轉(zhuǎn)角F除以飽和旋轉(zhuǎn)角Fs的值F/Fs如圖9上段所示，達(dá)到0.94。與此相對(duì)，在實(shí)施了「?jìng)鹘y(tǒng)條件」的熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1中施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H的場(chǎng)合下的F/Fs如圖9上段所示，達(dá)到0.95。此外在改善了法拉第旋轉(zhuǎn)角F的取決于熱處理時(shí)間的變動(dòng)的「改善條件」下的熱處理中，F(xiàn)/Fs如圖9上段所示達(dá)到0.96以上。如該圖9上段所示，F(xiàn)/Fs在無(wú)熱處理時(shí)為0.94，在「?jìng)鹘y(tǒng)條件」的熱處理的時(shí)間下為0.95。根據(jù)基于本實(shí)施方式的「改善條件」的熱處理時(shí)間，F(xiàn)/Fs為0.96以上。
如果為改善取決于法拉第旋轉(zhuǎn)角F的熱處理時(shí)間的變動(dòng)而實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，則飽和磁場(chǎng)Hs將增加，但通過(guò)采用可施加更大的外部磁場(chǎng)H的外部磁路可減少衍射損失。此外如圖13所示，發(fā)現(xiàn)了由于在實(shí)施了長(zhǎng)時(shí)間熱處理的法拉第轉(zhuǎn)子1中，除了施加了顯著小于飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H的場(chǎng)合，即使在比如飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍以下的外部磁場(chǎng)H中，法拉第旋轉(zhuǎn)角F也能達(dá)到飽和磁場(chǎng)Hs下的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs的0.96倍以上，因而幾乎不發(fā)生衍射損失，很耐于實(shí)際應(yīng)用。
這樣，如同從圖12及圖13可看出的那樣，在外部磁場(chǎng)H與法拉第旋轉(zhuǎn)角F的關(guān)系中存在明確的相關(guān)性，此外如同從圖9可看出的那樣，在法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)性中存在與熱處理時(shí)間的明確的相關(guān)性。因此通過(guò)利用熱處理制作施加了其大小為飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍的外部磁場(chǎng)H的場(chǎng)合下的法拉第旋轉(zhuǎn)角F除以飽和旋轉(zhuǎn)角Fs的值F/Fs達(dá)到0.96以上的法拉第轉(zhuǎn)子1，可以抑制法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)性，達(dá)到穩(wěn)定化，而且把可變旋轉(zhuǎn)角度的大小維持在接近于施加了飽和磁場(chǎng)Hs的場(chǎng)合的狀態(tài)。
本實(shí)施方式下的法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶的特征是以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca中一種以上的元素，a滿足0.6≤a≤2.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt中一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
此外本實(shí)施方式下的法拉第轉(zhuǎn)子1的石榴石單晶的特征是以BibAcB3-b-cFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca中一種以上的元素，B是Tb、Gd、Dy中1種以上的元素，b及c滿足0.6＜b≤2.0、0.6＜b+c≤3.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt中一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
如果在磁石榴石單晶的稀土族的主要組成中采用Gd、Tb及Dy，則可減小飽和磁場(chǎng)Hs，有效于磁路的小型化及耗電的降低。這樣，如果在化學(xué)式中把其范圍設(shè)為從0至2.4則特別有效。
如果Bi的量在化學(xué)式中達(dá)到0.6以下，則法拉第旋轉(zhuǎn)系數(shù)(法拉第旋轉(zhuǎn)角F/法拉第轉(zhuǎn)子厚度T)將變小，為獲得規(guī)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角F必須加厚法拉第轉(zhuǎn)子1，因而單晶膜的生成將變得困難。此外如果Bi的量在化學(xué)式中達(dá)到2.0以上，則在單晶膜的外延生長(zhǎng)時(shí)生成條件將不穩(wěn)定，不能獲得具有良好質(zhì)量的單晶膜。因此，Bi量最好處于從0.6至2.0的范圍。
雖然M是置換Fe后得到的元素，但添加這些元素對(duì)于減小法拉第轉(zhuǎn)子1的飽和磁場(chǎng)Hs是有效的。不過(guò)，如果在化學(xué)式中這些元素的1.5以上的量與Fe進(jìn)行置換，則磁石榴石單晶的居里點(diǎn)將降到動(dòng)作溫度以下，不再能起到法拉第轉(zhuǎn)子1的作用。因此M的量最好從0至1.5。
以下利用具體的實(shí)施例作說(shuō)明。
通過(guò)液相外延法生成其組成為Bi1.2Gd1.2Yb0.5Pb0.05Fe4.15Ga0.8Pt0.01Ge0.04O12的磁石榴石單晶膜，加工后制成了片狀磁石榴石單晶。通過(guò)在相對(duì)該單晶片面垂直的方向上施加外部磁場(chǎng)H，測(cè)定法拉第旋轉(zhuǎn)角F，在室溫下評(píng)估的飽和磁場(chǎng)Hs為110Oe，施加了飽和磁場(chǎng)Hs的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為30deg.。施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H＝99Oe時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F為28.2deg.。法拉第旋轉(zhuǎn)角F/飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為0.94。
在1100℃下對(duì)10個(gè)這種單晶進(jìn)行15小時(shí)的熱處理，以同樣的方法在室溫下評(píng)估的飽和磁場(chǎng)Hs均為150Oe，施加了飽和磁場(chǎng)Hs的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為30deg.。施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H＝135Oe時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F為28.8deg.。法拉第旋轉(zhuǎn)角F/飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為0.96。在由這些單晶組成的法拉第轉(zhuǎn)子1上在與光入射出射面垂直的方向上施加135Oe的外部磁場(chǎng)H1，并在橫向上施加300Oe的外部磁場(chǎng)H2，測(cè)定了法拉第旋轉(zhuǎn)角F。獲得了10個(gè)法拉第轉(zhuǎn)子1的法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)量為2.2～2.5deg.，可變旋轉(zhuǎn)角為26.3～26.6deg.的穩(wěn)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角特性。
通過(guò)液相外延法生成其組成為Bi1.2Tb0.8Ho0.9Pb0.05Fe4.15Ga0.8.Pt0.01Ge0.04O12的磁石榴石單晶膜，加工后制成了片狀磁石榴石單晶。通過(guò)在相對(duì)該單晶片面垂直的方向上施加外部磁場(chǎng)H，測(cè)定法拉第旋轉(zhuǎn)角F，在室溫下評(píng)估的飽和磁場(chǎng)Hs為110Oe，施加了飽和磁場(chǎng)Hs的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為30deg.。施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H＝99Oe時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F為28.2deg.。法拉第旋轉(zhuǎn)角F/飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為0.94。
在1100℃下對(duì)10個(gè)這種單晶進(jìn)行30小時(shí)的熱處理，以同樣的方法在室溫下評(píng)估的飽和磁場(chǎng)Hs均為300Oe，施加了飽和磁場(chǎng)Hs的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為30deg.。施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H＝270Oe時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F為29.7deg.。法拉第旋轉(zhuǎn)角F/飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為0.99。在由這些單晶組成的法拉第轉(zhuǎn)子1上在與光入射出射面垂直的方向上施加150Oe的外部磁場(chǎng)H1，并在橫向上施加350Oe的外部磁場(chǎng)H2，測(cè)定了法拉第旋轉(zhuǎn)角F。獲得了10個(gè)法拉第轉(zhuǎn)子1的法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)量為2.0～2.2deg.，可變旋轉(zhuǎn)角為27.5～27.7deg.的穩(wěn)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角特性。
通過(guò)液相外延法生成其組成為Bi1.2Gd1.2Yb0.5Pb0.05Fe4.15Ga0.8Pt0.01Ge0.04O12的磁石榴石單晶膜，加工后制成了片狀磁石榴石單晶。通過(guò)在相對(duì)該單晶片面垂直的方向上施加外部磁場(chǎng)H，測(cè)定法拉第旋轉(zhuǎn)角F，在室溫下評(píng)估的飽和磁場(chǎng)Hs為110Oe，施加了飽和磁場(chǎng)Hs的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為30deg.。施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H＝99Oe時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F為28.2deg.。法拉第旋轉(zhuǎn)角F/飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為0.94。
在1100℃下對(duì)10個(gè)這種單晶進(jìn)行10小時(shí)的熱處理，以同樣的方法在室溫下評(píng)估的飽和磁場(chǎng)Hs均為120Oe，施加了飽和磁場(chǎng)Hs的飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為30deg.。施加了飽和磁場(chǎng)Hs0.9倍的外部磁場(chǎng)H＝108Oe時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F為28.5deg.。法拉第旋轉(zhuǎn)角F/飽和旋轉(zhuǎn)角Fs為0.95。在由這些單晶組成的法拉第轉(zhuǎn)子1上在與光入射出射面垂直的方向上施加120Oe的外部磁場(chǎng)H1，并在橫向上施加300Oe的外部磁場(chǎng)H2，測(cè)定了法拉第旋轉(zhuǎn)角F。成為了10個(gè)法拉第轉(zhuǎn)子1的法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)量為4.8～11.0deg.，可變旋轉(zhuǎn)角為19.0～25.2deg.偏差的不穩(wěn)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角特性。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)對(duì)由Bi置換稀土族鐵石榴石單晶膜制作的法拉第轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，把施加了飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍磁場(chǎng)的場(chǎng)合下的法拉第旋轉(zhuǎn)角F除以飽和旋轉(zhuǎn)角Fs后的值F/Fs設(shè)為0.96以上，可獲得能控制法拉第旋轉(zhuǎn)角F的變動(dòng)量并使其穩(wěn)定，而且可變角度較大的法拉第轉(zhuǎn)子1及采用了該轉(zhuǎn)子的光部件。
接下來(lái)，利用圖14，對(duì)作為采用了基于本實(shí)施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的光部件的光隔離器100的概略構(gòu)成作以說(shuō)明。圖14表示本實(shí)施例涉及的光隔離器100的概略構(gòu)成。在圖14中，光隔離器100具有基于本實(shí)施方式的法拉第轉(zhuǎn)子1。在法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射側(cè)配置偏光鏡28，在法拉第轉(zhuǎn)子1的光出射側(cè)配置檢光鏡29。
為對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子1施加飽和磁場(chǎng)，提供規(guī)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角，設(shè)置有磁路。磁路具有一組環(huán)型永久磁鐵23、24。環(huán)型永久磁鐵23、24在法拉第轉(zhuǎn)子1的入射光Ii的入射側(cè)和出射光Io的出射側(cè)配置有磁極。由環(huán)型永久磁鐵23、24對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子1在光的入射出射方向上施加飽和磁場(chǎng)。
接下來(lái)，利用圖15，對(duì)作為采用了基于本實(shí)施方式的法拉第轉(zhuǎn)子的光部件的光衰減器110的概略構(gòu)成作以說(shuō)明。圖15表示本實(shí)施例涉及的光衰減器110的概略構(gòu)成。在圖15中，光衰減器110具有基于本實(shí)施方式的法拉第轉(zhuǎn)子1。在法拉第轉(zhuǎn)子1的光入射側(cè)按光的入射順序配置偏光鏡28和旋光鏡27，在法拉第轉(zhuǎn)子1的光出射側(cè)配置檢光鏡29。為對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子1施加飽和磁場(chǎng)，提供規(guī)定的法拉第旋轉(zhuǎn)角，設(shè)置有磁路。磁路具有環(huán)型永久磁鐵23、24，一組環(huán)型永久磁鐵23、24在法拉第轉(zhuǎn)子1的入射光Ii的入射側(cè)和出射光Io的出射側(cè)配置有磁極。由這些環(huán)型永久磁鐵23、24在光的入射出射方向上施加固定磁場(chǎng)。
此外配置有對(duì)法拉第轉(zhuǎn)子1在與固定磁場(chǎng)方向幾乎正交的方向上施加可變磁場(chǎng)的電磁鐵26。可變磁場(chǎng)的強(qiáng)度可通過(guò)改變流經(jīng)電磁鐵26的線圈(未圖示)的電流予以控制。通過(guò)改變可變磁場(chǎng)的強(qiáng)度可控制法拉第旋轉(zhuǎn)角，控制出射光量的衰減率。
利用圖16至圖23對(duì)基于本發(fā)明實(shí)施方式3的防反射膜及其形成方法以及采用了防反射膜的光部件作以說(shuō)明。首先，對(duì)本實(shí)施方式的概要作以說(shuō)明。如果把WDM等光通信系統(tǒng)中利用的光的波長(zhǎng)頻帶的中心波長(zhǎng)設(shè)為λ，則通過(guò)至少在λ±70nm的全范圍內(nèi)，在磁石榴石單晶的光入射面及光出射面形成光的反射率達(dá)到0.1％以下的防反射膜，可以解決傳統(tǒng)的在特定波長(zhǎng)以外的波長(zhǎng)下光的反射率變大的問(wèn)題。
由于在波長(zhǎng)復(fù)用光通信中在S光帶(1460nm≤λ≤1530nm)、C光帶(1530nm≤λ≤1565nm)、L光帶(1565nm≤λ≤1625nm)之類的各特定波長(zhǎng)頻帶內(nèi)構(gòu)成通信系統(tǒng)，因而如果在這些特定的全頻帶內(nèi)能使防反射膜的反射率處于0.1％以下，則可提供適合各系統(tǒng)的法拉第轉(zhuǎn)子。即，即使在施行了這種防反射膜的法拉第轉(zhuǎn)子內(nèi)入射波長(zhǎng)各異的多種光，也可同樣減少法拉第轉(zhuǎn)子表面的反射光，有效于光通信系統(tǒng)的穩(wěn)定的動(dòng)作。
此外對(duì)于由氧化物薄膜構(gòu)成的防反射膜，如果實(shí)施通信用光部件要求的可靠性試驗(yàn)，由于膜的變質(zhì)，將發(fā)生防止光反射的頻帶產(chǎn)生變動(dòng)的現(xiàn)象。為了實(shí)現(xiàn)即使波長(zhǎng)頻帶發(fā)生變動(dòng)，也能得到必要的反射率特性，有必要在比光通信中使用的全波長(zhǎng)頻帶更大的波長(zhǎng)頻帶內(nèi)反射率達(dá)到0.1％以下，有必要在大于S、C、L光帶的各自頻帶幅度的140nm波長(zhǎng)頻帶內(nèi)使反射率達(dá)到0.1％以下。
防反射膜可通過(guò)增加折射率各異的氧化物薄膜的層數(shù)，把這些薄膜的膜厚設(shè)置為適當(dāng)?shù)闹担瑢?duì)防止光反射的波長(zhǎng)頻帶及反射率進(jìn)行更精密的控制。因此為在磁性石榴石單晶上形成有效于波分復(fù)用光通信系統(tǒng)的140nm以上的寬頻帶用防反射膜，有必要用4層以上的氧化物薄膜形成防反射膜。層數(shù)增加后可得到更寬頻帶的防反射膜，對(duì)于特性是有利的。不過(guò)，如果層數(shù)增加則成膜工程將延長(zhǎng)，因而于成本不利。此外基于構(gòu)成防反射膜的材料的光吸收的法拉第轉(zhuǎn)子的光插入損失會(huì)增大。因此，構(gòu)成防反射膜的氧化物薄膜的層數(shù)最好為20層以下。此外如果考慮到可靠性可得到保障，沒(méi)有光的吸收等，最好用Ta2O5，SiO2，TiO2，ZrO2，Y2O3，LaF3，Al2O3，MgF2等材質(zhì)構(gòu)成防反射膜。
圖16表示在磁石榴石單晶基片31的光入射/出射兩面形成了基于本實(shí)施方式的防反射膜30的狀態(tài)。如圖16所示，在磁石榴石單晶基片31兩面上的第1層，形成滿足0.17≤nd/λ≤0.80的第1Ta2O5層，在其上作為第2層形成滿足0.02≤nd/λ≤0.54的第1SiO2層。在第2層上的第3層形成滿足0.16≤nd/λ≤0.38的第2Ta2O5層，在其上作為第4層堆疊滿足0.20≤nd/λ≤0.29的第2SiO2層。這里，λ是透過(guò)光的波長(zhǎng)，n是各層的折射率，d是各層的膜厚。
此外如果把空氣的折射率設(shè)為1，則磁石榴石單晶基片31面上的第1及第2Ta2O5層的折射率n處于2.08≤n≤2.15的范圍，第1及第2SiO2層的折射率n處于1.45≤n≤1.47的范圍。
雖然施用防反射膜30的法拉第轉(zhuǎn)子大多由磁石榴石構(gòu)成，但通過(guò)液相外延法由YIG等稀土族鐵石榴石制作的Bi置換稀土族鐵石榴石具有大量生產(chǎn)性方面的長(zhǎng)處。此外雖然比如Tb對(duì)于法拉第轉(zhuǎn)子的溫度特性及波長(zhǎng)特性的改善是有效的元素，但由于在C光帶及L光帶中具有光吸收的特性，因而在磁石榴石中大量含有的場(chǎng)合下，存在著作為與寬頻帶防反射膜組合后采用多種波長(zhǎng)的C光帶及L光帶用轉(zhuǎn)子插入損失較大的問(wèn)題。出于同樣的理由，如果在光通信中使用的波長(zhǎng)頻帶中具有光吸收性的Er，Dy，Tb，Sm，Nd，Pr在法拉第轉(zhuǎn)子內(nèi)大量含有，也會(huì)成為問(wèn)題。然而如果在磁石榴石的組成式中含有0.1以下的量，則插入損失不會(huì)過(guò)大，不會(huì)構(gòu)成特性上的問(wèn)題。因此，這些元素的含有量在0.1以下對(duì)于波長(zhǎng)特性和溫度特性及飽和磁場(chǎng)等諸特性的微調(diào)整是有用的。因此如果用把在這些波長(zhǎng)頻帶內(nèi)沒(méi)有光吸收性的Y，Lu，Yb，Ho，Gd，Ce，La，Pb，Ca等元素作為C側(cè)的主成分的磁石榴石制作法拉第轉(zhuǎn)子，在其上施行寬頻帶的防反射膜，則可獲得在法拉第轉(zhuǎn)子及其防反射膜兩方中光的吸收及反射量非常少的寬頻帶波長(zhǎng)用法拉第轉(zhuǎn)子。此外由于如果用作為同樣光吸收較少的元素的Ga，Al，Sc，In，Si，Ge，Ti，Au，Ir置換磁石榴石Fe元素，可控制飽和磁場(chǎng)，因而在光隔離器之類裝置的設(shè)計(jì)中是有用的。不過(guò)，如果置換1.5以上，則居里溫度將降至室溫附近，不能再作為法拉第轉(zhuǎn)子使用，因而置換量最好為1.5以下。
在波分復(fù)用光通信中，經(jīng)常在光纖的中途通過(guò)光纖放大器使光放大，有非常強(qiáng)的光從光纖內(nèi)通過(guò)。在這種高強(qiáng)度光被插入法拉第轉(zhuǎn)子的場(chǎng)合下，如果在法拉第轉(zhuǎn)子的光透過(guò)面存在樹(shù)脂，在基于該光的熱的作用下樹(shù)脂燒熱，造成裝置不良。因此在光纖中途使用的極化依存隔離器之類的光無(wú)源部件所使用的法拉第轉(zhuǎn)子有必要不用樹(shù)脂粘接光透過(guò)面，而與空氣接觸，有必要在光透過(guò)面形成針對(duì)空氣的防反射膜。因此如果在法拉第轉(zhuǎn)子的光透過(guò)面形成針對(duì)空氣的寬波長(zhǎng)頻帶的防反射膜，則對(duì)在高強(qiáng)度的光被插入的波分復(fù)用光通信系統(tǒng)中光無(wú)源部件不良的防止及特性的提高非常有效。
此外，在制作比如C光帶使用的各種波長(zhǎng)下旋轉(zhuǎn)角為45deg.的法拉第轉(zhuǎn)子時(shí)，如果使在C光帶的全范圍內(nèi)反射率為0.1％以下的防反射膜成膜，則可在同一批量的成膜工程中在C光帶用的各種法拉第轉(zhuǎn)子中同時(shí)施行防反射膜。通過(guò)在各波長(zhǎng)用的多種法拉第轉(zhuǎn)子中同時(shí)形成這種寬頻帶防反射膜，在任何波長(zhǎng)下都可降低光的反射率，可簡(jiǎn)化在傳統(tǒng)的成膜中成為問(wèn)題的復(fù)雜工程，可提高生產(chǎn)性。
以下利用實(shí)施例對(duì)基于本實(shí)施方式的防反射膜及采用了該膜的光部件作更具體的說(shuō)明。作為各實(shí)施例中的要點(diǎn)，首先，在由Bi置換稀土族鐵石榴石材料組成的法拉第轉(zhuǎn)子的光入射/出射兩面形成4層薄膜，得到了在140nm波長(zhǎng)頻帶內(nèi)光的反射率達(dá)到0.1％以下的防反射膜。這種防反射膜可減少波長(zhǎng)復(fù)用光通信中使用的S光帶、C光帶及L光帶的各自全波長(zhǎng)頻帶內(nèi)光的反射，有效于光無(wú)源部件的高性能化。此外可在各波長(zhǎng)用的多種法拉第轉(zhuǎn)子內(nèi)同時(shí)使防反射膜成膜，提高生產(chǎn)性。
圖17表示在磁石榴石單晶基片31的光入射/出射兩面形成了基于本實(shí)施例的防反射膜30的狀態(tài)。如圖17所示，在磁石榴石單晶基片(法拉第轉(zhuǎn)子)1兩面上的第1層，形成nd/λ＝0.19的第1Ta2O5層，在其上作為第2層形成nd/λ＝0.44的第1SiO2層。接著在第2層上作為第3層形成nd/λ＝0.33的第2Ta2O5層，在其上作為第4層形成nd/λ＝0.22的第2SiO2層。
此外如果把空氣的折射率設(shè)為1，則磁石榴石單晶基片31面上的第1及第2Ta2O5層的折射率n為2.10，第1及第2SiO2層的折射率n為1.46。
圖17所示的構(gòu)成按以下方法形成。首先，通過(guò)液相外延法在CaMgZr置換釓鎵石榴石(GGG)單晶基片上生成了其組成式為Bi1.1Tb1.4Y0.2Yb0.1Ho0.15Pb0.05Fe4.85Ga0.1Ge0.03Pt0.02O12的磁石榴石單晶。接下來(lái)按照對(duì)波長(zhǎng)λ＝1310nm的光旋轉(zhuǎn)角成為45deg.的原則對(duì)磁石榴石單晶進(jìn)行加工，形成了法拉第轉(zhuǎn)子1。在加工成了片狀的法拉第轉(zhuǎn)子1的兩面，按Ta2O5，SiO2，Ta2O5，SiO2的順序通過(guò)加設(shè)了離子加速器的真空蒸鍍法進(jìn)行薄膜蒸鍍，按照各層的nd/λ值在第1層為0.190，在第2層為0.443，在第3層為0.325，在第4層為0.217的原則進(jìn)行調(diào)整，形成針對(duì)空氣的防反射膜，作為光部件。
通過(guò)分光光度計(jì)對(duì)該光部件的單側(cè)面的防反射膜30的光反射率進(jìn)行了評(píng)估。圖18表示基于本實(shí)施例的防反射膜30的特性。圖18的橫軸表示在本實(shí)施例的防反射膜入射的光的波長(zhǎng)(nm)，縱軸表示所得到的反射率(％)。如圖18所示，在光的波長(zhǎng)λ處于1240nm≤λ≤1370nm的全范圍內(nèi)，得到反射率為0.02％，小于0.1％的特性。此外在1240nm≤λ≤1370nm的全范圍內(nèi)對(duì)所得到的法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失進(jìn)行了評(píng)估，在損失為0.03dB下表示出了穩(wěn)定的數(shù)值。因此得到了在1240nm≤λ≤1370nm的全范圍內(nèi)光的反射率及插入損失較低的具有優(yōu)異特性的法拉第轉(zhuǎn)子。
通過(guò)液相外延法在CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基片上生成了其組成式為Bi1.0Gd1.5Yb0.3Ho0.15Pb0.05Fe4.85Al0.1Ge0.03Pt0.02O12的磁石榴石單晶。接下來(lái)按照對(duì)波長(zhǎng)λ＝1495nm的光旋轉(zhuǎn)角成為45deg.的原則對(duì)磁石榴石單晶進(jìn)行加工，形成了法拉第轉(zhuǎn)子。在加工成了片狀的法拉第轉(zhuǎn)子的兩面，按Ta2O5，SiO2，Ta2O5，SiO2的順序通過(guò)加設(shè)了離子加速器的真空蒸鍍法進(jìn)行薄膜蒸鍍，按照各層的nd/λ值在第1層為0.190，在第2層為0.443，在第3層為0.325，在第4層為0.217的原則進(jìn)行調(diào)整，形成針對(duì)空氣的防反射膜，作為光部件。
通過(guò)分光光度計(jì)對(duì)該光部件的單側(cè)面的防反射膜的光反射率進(jìn)行了評(píng)估。圖19表示基于本實(shí)施例的防反射膜的特性。圖19的橫軸表示在本實(shí)施例的防反射膜入射的光的波長(zhǎng)(nm)，縱軸表示所得到的反射率(％)。如圖19所示，在光的波長(zhǎng)λ處于包含S光帶及C光帶的1425nm≤λ≤1565nm的全范圍內(nèi)，得到反射率為0.02％，小于0.1％的特性。此外在1425nm≤λ≤1565nm的全范圍內(nèi)對(duì)所得到的法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失進(jìn)行了評(píng)估，在損失為0.03dB下表示出了穩(wěn)定的數(shù)值。因此得到了在1425nm≤λ≤1565nm的全范圍內(nèi)光的反射率及插入損失較低的具有優(yōu)異特性的法拉第轉(zhuǎn)子。
通過(guò)液相外延法在CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基片上生成了其組成式為Bi1.1Gd1.45Yb0.4Pb0.05Fe4.95Ge0.03Pt0.02O12的磁石榴石單晶。接下來(lái)按照對(duì)波長(zhǎng)λ＝1562nm的光旋轉(zhuǎn)角成為45deg.的原則對(duì)磁石榴石單晶進(jìn)行加工，形成了法拉第轉(zhuǎn)子。在加工成了片狀的法拉第轉(zhuǎn)子的兩面，按Ta2O5，SiO2，Ta2O5，SiO2的順序通過(guò)加設(shè)了離子加速器的真空蒸鍍法進(jìn)行薄膜蒸鍍，按照各層的nd/λ值在第1層為0.190，在第2層為0.443，在第3層為0.325，在第4層為0.217的原則進(jìn)行調(diào)整，形成針對(duì)空氣的防反射膜，作為光部件。
通過(guò)分光光度計(jì)對(duì)該光部件的單側(cè)面的防反射膜的光反射率進(jìn)行了評(píng)估。圖20表示基于本實(shí)施例的防反射膜的特性。圖20的橫軸表示在本實(shí)施例的防反射膜入射的光的波長(zhǎng)(nm)，縱軸表示所得到的反射率(％)。如圖20所示，在光的波長(zhǎng)λ處于包含C光帶及L光帶的1492nm≤λ≤1632nm的全范圍內(nèi)，得到反射率為0.02％，小于0.1％的特性，在S光帶(1460nm≤λ≤1530nm)的全范圍內(nèi)，也得到了小于0.1％的特性。此外在1492nm≤λ≤1632nm的全范圍內(nèi)對(duì)所得到的法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失進(jìn)行了評(píng)估，在損失為0.03dB下表示出了穩(wěn)定的數(shù)值。因此得到了在1492nm≤λ≤1632nm的全范圍內(nèi)光的反射率及插入損失較低的具有優(yōu)異特性的法拉第轉(zhuǎn)子。
通過(guò)液相外延法在CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基片上生成了其組成式為Bi1.1Gd1.45Yb0.4Pb0.05Fe4.95Ge0.03Pt0.02O12的磁石榴石單晶。接下來(lái)按照對(duì)波長(zhǎng)λ＝1615nm的光旋轉(zhuǎn)角成為45deg.的原則對(duì)磁石榴石單晶進(jìn)行加工，形成了法拉第轉(zhuǎn)子。在加工成了片狀的法拉第轉(zhuǎn)子的兩面，按Ta2O5，SiO2，Ta2O5，SiO2的順序通過(guò)加設(shè)了離子加速器的真空蒸鍍法進(jìn)行薄膜蒸鍍，按照各層的nd/λ值在第1層為0.190，在第2層為0.443，在第3層為0.325，在第4層為0.217的原則進(jìn)行調(diào)整，形成針對(duì)空氣的防反射膜，作為光部件。
通過(guò)分光光度計(jì)對(duì)該光部件的單側(cè)面的防反射膜的光反射率進(jìn)行了評(píng)估。圖21表示基于本實(shí)施例的防反射膜的特性。圖21的橫軸表示在本實(shí)施例的防反射膜入射的光的波長(zhǎng)(nm)，縱軸表示所得到的反射率(％)。如圖21所示，在光的波長(zhǎng)λ處于包含L光帶的1545nm≤λ≤1685nm的全范圍內(nèi)，得到反射率為0.02％，小于0.1％的特性。此外在1545nm≤λ≤1685nm的全范圍內(nèi)對(duì)所得到的法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失進(jìn)行了評(píng)估，在損失為0.03dB下表示出了穩(wěn)定的數(shù)值。因此得到了在1545nm≤λ≤1685nm的全范圍內(nèi)光的反射率及插入損失較低的具有優(yōu)異特性的法拉第轉(zhuǎn)子。
通過(guò)液相外延法在CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基片上生成了其組成式為Bi1.1Gd1.45Yb0.4Pb0.05Fe4.95Ge0.03Pt0.02O12的磁石榴石單晶。接下來(lái)按照對(duì)波長(zhǎng)λ＝1750nm的光旋轉(zhuǎn)角成為45deg.的原則對(duì)磁石榴石單晶進(jìn)行加工，形成了法拉第轉(zhuǎn)子。在加工成了片狀的法拉第轉(zhuǎn)子的兩面，按Ta2O5，SiO2，Ta2O5，SiO2的順序通過(guò)加設(shè)了離子加速器的真空蒸鍍法進(jìn)行薄膜蒸鍍，按照各層的nd/λ值在第1層為0.190，在第2層為0.443，在第3層為0.325，在第4層為0.217的原則進(jìn)行調(diào)整，形成針對(duì)空氣的防反射膜，作為光部件。
通過(guò)分光光度計(jì)對(duì)該光部件的單側(cè)面的防反射膜的光反射率進(jìn)行了評(píng)估。圖22表示基于本實(shí)施例的防反射膜的特性。圖22的橫軸表示在本實(shí)施例的防反射膜入射的光的波長(zhǎng)(nm)，縱軸表示所得到的反射率(％)。如圖22所示，在光的波長(zhǎng)λ處于1680nm≤λ≤1820nm的全范圍內(nèi)，得到反射率為0.02％，小于0.1％的特性。此外在1680nm≤λ≤1820nm的全范圍內(nèi)對(duì)所得到的法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失進(jìn)行了評(píng)估，在損失為0.03dB下表示出了穩(wěn)定的數(shù)值。因此得到了在1680nm≤λ≤1820nm的全范圍內(nèi)光的反射率及插入損失較低的具有優(yōu)異特性的法拉第轉(zhuǎn)子。
通過(guò)液相外延法在CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基片上生成了其組成式為Bi1.1Gd1.45Yb0.4Fb0.05Fe4.95Ge0.03Pt0.02O12的磁石榴石單晶。接下來(lái)按照對(duì)波長(zhǎng)λ＝1550nm的光旋轉(zhuǎn)角成為45deg.的原則對(duì)磁石榴石單晶進(jìn)行加工，形成了法拉第轉(zhuǎn)子。在加工成了片狀的法拉第轉(zhuǎn)子的兩面，按Ta2O5，SiO2的順序通過(guò)加設(shè)了離子加速器的真空蒸鍍法進(jìn)行薄膜蒸鍍，形成針對(duì)空氣的防反射膜，作為光部件。
通過(guò)分光光度計(jì)對(duì)該光部件的單側(cè)面的防反射膜的光反射率進(jìn)行了評(píng)估。圖23表示基于比較例的防反射膜的特性。圖23的橫軸表示在本比較例的防反射膜入射的光的波長(zhǎng)(nm)，縱軸表示所得到的反射率(％)。如圖23所示，成為在光的波長(zhǎng)λ為1480nm時(shí)反射率為0.16％，在λ＝1620nm時(shí)反射率為0.15％以下的特性。此外在1480nm≤λ≤1620nm的全范圍內(nèi)對(duì)所得到的法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失進(jìn)行了評(píng)估，在損失為0.03dB下表示出了穩(wěn)定的數(shù)值。因此認(rèn)為雖然在1480nm≤λ≤1620nm的波長(zhǎng)頻帶內(nèi)損失情況良好，但在頻帶邊界附近的波長(zhǎng)下光的反射率有增大的傾向，發(fā)生返光，因而成為特性上的問(wèn)題。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，在波分復(fù)用光通信中使用的寬頻帶波長(zhǎng)中，得到0.1％以下的低反射率的法拉第轉(zhuǎn)子用防反射膜。此外由于對(duì)按每種波長(zhǎng)制作的多種法拉第轉(zhuǎn)子可以形成同一的防反射膜，因而可提高生產(chǎn)性。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可使光部件的磁路小型化，采用耗電小的配置。此外可把法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失抑制到較低。
此外根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)在寬頻帶下得到低反射率，可以以低成本容易地形成的防反射膜及采用了該膜的光部件。
此外根據(jù)本發(fā)明，即使對(duì)Bi置換稀土族鐵石榴石單晶膜進(jìn)行熱處理，減弱生長(zhǎng)感應(yīng)磁各向異性，也可得到能抑制法拉第旋轉(zhuǎn)角的變動(dòng)量并使之穩(wěn)定，而且可變角度較大的法拉第轉(zhuǎn)子及采用了該轉(zhuǎn)子的光部件。
權(quán)利要求
1.一種光部件，其特征在于具有法拉第轉(zhuǎn)子，其由石榴石單晶形成；磁路，其把小于上述法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H施加到上述法拉第轉(zhuǎn)子。
2.權(quán)利要求1中記載的光部件，其特征在于上述石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，a滿足0.6≤a≤2.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt的一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
3.權(quán)利要求1中記載的光部件，其特征在于上述石榴石單晶以BibAcB3-b-cFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，B是Tb、Gd、Dy的一種以上的元素，b及c滿足0.6≤b≤2.0、0.6＜b+c≤3.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt的一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
4.權(quán)利要求1中記載的光部件，其特征在于上述磁路把上述外部磁場(chǎng)H的大小(強(qiáng)度)設(shè)為H，把上述飽和磁場(chǎng)Hs的大小設(shè)為Hs，在0.4×Hs＜H＜Hs的范圍施加上述外部磁場(chǎng)H。
5.權(quán)利要求4中記載的光部件，其特征在于上述磁路對(duì)上述法拉第轉(zhuǎn)子的光入射面斜向施加上述外部磁場(chǎng)H。
6.權(quán)利要求5中記載的光部件，其特征在于上述磁路作為多個(gè)磁場(chǎng)的合成磁場(chǎng)把上述外部磁場(chǎng)H施加到上述法拉第轉(zhuǎn)子。
7.一種法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于具有石榴石單晶，如果把在對(duì)上述石榴石單晶的光入射面幾乎垂直方向施加了飽和磁場(chǎng)Hs時(shí)的飽和旋轉(zhuǎn)角設(shè)為Fs，則施加了上述飽和磁場(chǎng)Hs的0.9倍強(qiáng)度的外部磁場(chǎng)H時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角F滿足1＞F/Fs≥0.96的關(guān)系。
8.權(quán)利要求7中記載的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于上述石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca中一種以上的元素，a滿足0.6≤a≤2.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt中一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
9.權(quán)利要求7中記載的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于上述石榴石單晶以BibAcB3-b-cFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca中一種以上的元素，B是Tb、Gd、Dy中1種以上的元素，b及c滿足0.6＜b≤2.0、0.6＜b+c≤3.0。M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir、Pt中一種以上的元素，x滿足0≤x≤1.5。)表示。
10.權(quán)利要求7中記載的法拉第轉(zhuǎn)子，其特征在于控制上述外部磁場(chǎng)H的大小，使上述法拉第旋轉(zhuǎn)角F變化。
11.一種光部件，其特征在于具有權(quán)利要求7中記載的法拉第轉(zhuǎn)子；把上述外部磁場(chǎng)H施加到上述法拉第轉(zhuǎn)子的磁路。
12.一種防反射膜，其特征在于在基片面上，滿足0.17≤nd/λ≤0.80的第1Ta2O5層、滿足0.02≤nd/λ≤0.54的第1SiO2層、滿足0.16≤nd/λ≤0.38的第2Ta2O5層、滿足0.20≤nd/λ≤0.29的第2SiO2層按該順序被層疊(在此，λ是透過(guò)光的波長(zhǎng)，n是各層的折射率，d是各層的膜厚)。
13.權(quán)利要求12中記載的防反射膜，其特征在于 上述基片面的對(duì)面?zhèn)扰c空氣接觸。
14.權(quán)利要求13中記載的防反射膜，其特征在于以上述透過(guò)光的波長(zhǎng)λ為中心，在λ±70nm的波長(zhǎng)范圍反射率為0.1％以下。
15.權(quán)利要求14中記載的防反射膜，其特征在于上述波長(zhǎng)λ為1310nm≤λ≤1750nm。
16.一種采用了石榴石單晶的光部件，其特征在于在上述石榴石單晶的光入射面及光出射面，形成有權(quán)利要求12中記載的防反射膜。
17.權(quán)利要求16中記載的光部件，其特征在于上述石榴石單晶以BiaA3-aFe5-xMxO12(這里，A是Y、Lu、Yb、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Nd、Pr、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir的一種以上的元素，a及x滿足1.0≤a≤2.4、0＜x≤1.5。)表示。
18.權(quán)利要求16中記載的光部件，其特征在于上述石榴石單晶以BiaAbB3-a-bFe5-xMxO12(這里，A是Er、Dy、Tb、Sm、Nd、Pr的一種以上的元素，B是Y、Lu、Yb、Ho、Gd、Ce、La、Pb、Ca的一種以上的元素，M是Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Au、Ir的一種以上的元素，a、b及x滿足1.0≤a≤2.4、0≤b≤0.1、0＜x≤1.5。)表示。
19.權(quán)利要求16中記載的光部件，其特征在于在光的波長(zhǎng)λ為1460nm≤λ≤1530nm的全范圍，光的反射率為0.1％以下。
20.權(quán)利要求16中記載的光部件，其特征在于在光的波長(zhǎng)λ為1530nm≤λ≤1565nm的全范圍，光的反射率為0.1％以下。
21.權(quán)利要求16中記載的光部件，其特征在于在光的波長(zhǎng)λ為1565nm≤λ≤1625nm的全范圍，光的反射率為0.1％以下。
22.權(quán)利要求16中記載的光部件，其特征在于上述石榴石單晶被作為法拉第轉(zhuǎn)子使用。
23.一種具有在光入射/出射面形成有防反射膜的法拉第轉(zhuǎn)子的光隔離器，其特征在于上述防反射膜是權(quán)利要求12中記載的防反射膜。
24.一種具有在光入射/出射面形成有防反射膜的法拉第轉(zhuǎn)子的光衰減器，其特征在于上述防反射膜是權(quán)利要求12中記載的防反射膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及如同光衰減器和光開(kāi)關(guān)或極化波控制器等使法拉第旋轉(zhuǎn)角變化，控制光的極化面的光部件，其目的在于提供可采用小型的耗電低的磁路，而且可把法拉第轉(zhuǎn)子的插入損失抑制至較低程度的光部件。按照具有由石榴石單晶形成的法拉第轉(zhuǎn)子、把小于法拉第轉(zhuǎn)子的飽和磁場(chǎng)Hs的外部磁場(chǎng)H施加到法拉第轉(zhuǎn)子的磁路的原則構(gòu)成。
文檔編號(hào)G02F1/09GK1434327SQ0310128
公開(kāi)日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
發(fā)明者大井戶敦, 遠(yuǎn)池健一, 山澤和人, 筧真一朗 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社