[發明專利]磁光材料及其制造方法以及磁光器件

有效

• 申請號: 201480040902.6
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN105378542B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 碇真憲
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;C01F17/00;C04B35/50
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李英

技術領域

本發明涉及磁光材料及其制造方法以及磁光器件，更詳細而言，涉及包含含有稀土氧硫化物的透明陶瓷或單晶的適合于構成光隔離器等磁光器件的磁光材料、該磁光材料的制造方法以及使用了上述磁光材料的磁光器件。

背景技術

近年來，由于高輸出化已成為可能，使用了光纖激光的激光加工機的普及是顯著的。然而，被組裝到激光加工機中的激光光源在來自外部的光入射時，共振狀態不穩定，引起振蕩狀態紊亂的現象。特別是被振蕩的光被中途的光學系反射而返回光源時，振蕩狀態被大大地擾亂。為了防止該情形，通常在光源的面前等處設置光隔離器。

光隔離器包括法拉第轉子、配置于法拉第轉子的入光射側的起偏器以及配置于法拉第轉子的出光射側的檢偏器。另外，在平行于光的行進方向施加磁場來使用法拉第轉子。此時，光的偏振分量在法拉第轉子中或前進，或后退，只在一定方向旋轉。進一步地，法拉第轉子被調整為光的偏振分量被正好旋轉45度的長度。在此，在預先將起偏器和檢偏器的偏振面向前進的光的旋轉方向偏移45度時，前進的光的偏振波由于與起偏器位置和檢偏器位置一致而透過。另一方面，后退的光的偏振波從檢偏器位置與偏移45度的起偏器的偏振面的偏移角方向反向旋轉地旋轉45度。于是，起偏器位置處的返回光的偏振面相對于起偏器的偏振面偏移45度-(-45度)＝90度，不能透過起偏器。這樣，作為使前進的光透過、射出，而將后退的返回光阻斷的光隔離器發揮作用。

在可用作構成上述光隔離器的法拉第轉子的材料中，至今已知的有TGG晶體(Tb₃Ga₅O₁₂)和TSAG結晶(Tb_(3-x)Sc₂Al₃O₁₂)(特開2011-213552號公報、特開2002-293693號公報(專利文獻1、2))。TGG晶體的維爾德常數較大，為40rad/(T·m)，現在廣泛地搭載用于標準的光纖激光裝置。TSAG晶體的維爾德常數據報道為TGG晶體的1.3倍左右，同樣地是搭載于光纖激光裝置的材料。

除上述以外，在特開2010-285299號公報(專利文獻3)中公開了一種以(Tb_xR_1-x)₂O₃(x為0.4≦x≦1.0)氧化物作為主成分的單晶或陶瓷，R選自鈧、釔、鑭、銪、釓、鐿、鈥和镥。包含上述成分的氧化物，其維爾德常數為0.18min/(Oe·cm)以上，在實施例中記載了最大達0.33min/(Oe·cm)的維爾德常數。另外，在同一文獻的本文中還記載了TGG的維爾德常數為0.13min/(Oe·cm)。兩者的維爾德常數的差實際上達到2.5倍。

在特開2011-121837號公報(專利文獻4)中還公開包含大致相同成分的氧化物，并記載了具有大于TGG單晶的維爾德常數。

如上述專利文獻3、4，在得到了維爾德常數大的光隔離器時，能夠縮短旋轉45度所需的全長，與光隔離器的小型化相關，因而優選。

然而，作為每單位長度的維爾德常數非常大的材料，有含有鐵(Fe)的釔鐵石榴石(通稱：YIG)單晶(特開2000-266947號公報(專利文獻5))。但是，鐵(Fe)在波長0.9μm處具有大的光吸收，該光吸收對在波長0.9～1.1μm范圍的光隔離器產生影響。因此，使用了該釔鐵石榴石單晶的光隔離器難以在高輸出化趨勢顯著的光纖激光裝置中使用。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-213552號公報

專利文獻2：日本特開2002-293693號公報

專利文獻3：日本特開2010-285299號公報

專利文獻4：日本特開2011-121837號公報

專利文獻5：日本特開2000-266947號公報

發明內容

發明所要解決的課題