[發明專利]磁性石榴石單晶及使用其的光學元件

有效

• 申請號: 200710084170.2
• 申請日: 2007-02-17
• 公開（公告）號: CN101054726A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 大井戶敦
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: C30B29/28
• 分類號: C30B29/28;H01F10/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 孫秀武;李平英

技術領域

本發明涉及磁性石榴石單晶及使用其的光學元件。

背景技術

法拉第轉子是具有使透射光的偏光面旋轉的功能的光學元件，用 于通信用光隔離器、光衰減器、光循環器、光磁場傳感器等光裝置中。 法拉第轉子一般使用板狀的鉍(Bi)置換稀土類鐵石榴石單晶制作。 Bi置換稀土類鐵石榴石單晶利用作為助熔劑法的一種的液相外延 (LPE)法來育成。

利用LPE法來育成Bi置換稀土類鐵石榴石單晶時，為了一邊保 持過飽和狀態一邊穩定地生長石榴石單晶，一般地氧化鉛(PbO)、 氧化鉍(Bi₂O₃)和氧化硼(B₂O₃)被用作為溶劑。因此在育成磁性石 榴石單晶時晶體中混入少量的鉛(Pb)。一直以來通信用光裝置所使 用的法拉第轉子使用在化學式Bi_3-x-yM1_xPb_yFe_5-z-wM2_zM3_wO₁₂中Pb的 量y為0.03～0.06左右的磁性石榴石單晶。

【專利文獻1】特開2001-044026號公報

【專利文獻2】特開2001-044027號公報

【專利文獻3】特公平6-046604號公報

發明內容

可是，隨著近年的環境保護運動的高漲，正在努力削減所有的工 業制品中的環境負擔物質Pb的含有量。因此，即使在利用LPE法育 成的磁性石榴石單晶中，混入的少量Pb也可成為環境污染的因素， 從而成為問題。因此，需要削減或去除構成法拉第轉子的材料磁性石 榴石單晶中所含Pb的量。

本發明的目的在于，提供削減了Pb含有量的磁性石榴石單晶及 使用其的光學元件。

上述目的可通過一種磁性石榴石單晶來達到，所述的磁性石榴石 單晶，其特征在于，用化學式Bi_αM1_3-αFe_5-β-γM2_βM3_γO₁₂(M1是選自 Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、 Lu中的至少1種元素，M2是Si，M3是選自Zn、Ni、Cu、Mg中的 至少1種元素，0.5＜α≤2.0、0＜β、0＜γ)表示。

根據上面所述的本發明的磁性石榴石單晶，其特征在于，上述β 和γ滿足0＜β+γ≤0.04的關系。

另外，上述目的可通過一種光學元件來達到，所述光學元件，其 特征在于，使用上述本發明的磁性石榴石單晶制成。

根據本發明，能夠削減或完全去除磁性石榴石單晶中所含的Pb量。

附圖說明

[圖1]匯總示出了本發明一實施方案的實施例和比較例中的溶劑 所含的元素、和育成的磁性石榴石單晶的Si量β、M3的元素、M3 量γ、β+γ以及結晶缺陷密度、和制作的法拉第轉子的光損耗。

符號的說明

βM2(Si)量

γM3量

具體實施方式

用圖1說明本發明的一實施方案的磁性石榴石單晶及使用其的光 學元件。在本實施方案中，為了育成Pb的含有量少的磁性石榴石單 晶，用其他物質替代溶劑中所含的PbO的至少一部分。含有鈉(Na) 和氧的物質與其他的氧化物比，大多在較低的溫度下熔化，因此作為 育成磁性石榴石單晶時的溶劑也有效。例如，由含有氫氧化鈉(NaOH) 的溶劑育成的磁性石榴石單晶，可得到沒有結晶缺陷或裂紋的優異的 品質。可是已判明，由含Na的溶劑育成的石榴石單晶，在光通信所 使用的1300～1600nm的波段內的光吸收極大。當加工具有大的光吸 收的石榴石單晶來制作法拉第轉子等光學元件時，可發生光學元件的 光損耗(插入損耗)變高的問題。