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JP2002362997A - Method for treating iron garnet single crystal, iron garnet single crystal, microwave device and optional device - Google Patents

Method for treating iron garnet single crystal, iron garnet single crystal, microwave device and optional device

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Publication number
JP2002362997A
JP2002362997A JP2001175565A JP2001175565A JP2002362997A JP 2002362997 A JP2002362997 A JP 2002362997A JP 2001175565 A JP2001175565 A JP 2001175565A JP 2001175565 A JP2001175565 A JP 2001175565A JP 2002362997 A JP2002362997 A JP 2002362997A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
single crystal
iron garnet
garnet single
present
treating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001175565A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Shimokata
幹生 下方
Yuutoku Sekijima
雄徳 関島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2001175565A priority Critical patent/JP2002362997A/en
Publication of JP2002362997A publication Critical patent/JP2002362997A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for treating an iron garnet single crystal, by which magnetic characteristics and the transmissibility of a bulk iron garnet single crystal can be improved. SOLUTION: The method of treating the iron garnet single crystal comprises heat treating the grown bulk iron garnet single crystal at a temperature of >=1,000 and <=1,500 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は鉄ガーネット単結
晶の処理方法、鉄ガーネット単結晶、マイクロ波デバイ
スおよびオプティカルデバイスに関し、特にたとえばマ
イクロ波デバイスおよびオプティカルデバイスに用いら
れる鉄ガーネット単結晶の処理方法などに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating an iron garnet single crystal, an iron garnet single crystal, a microwave device and an optical device, and more particularly to a method for treating an iron garnet single crystal used for a microwave device and an optical device. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄ガーネット単結晶は、一般にイットリ
ウムおよび鉄を主成分としたガーネット構造を有する材
料であり、その高い共鳴性を利用してマイクロ波デバイ
スが検討されてきた。たとえばアイソレーター、サーキ
ュレーター、静磁波素子であるS/N(信号/ノイズ
比)エンハンサーなどがその代表例である。一方、鉄ガ
ーネット単結晶が有する赤外線領域での透光性、ファラ
デー効果およびカー効果を利用したデバイスも、近年注
目を浴びている光ネットワークに代表されるような光通
信分野や種々の光を用いたセンサーで実用化されつつあ
る。たとえば光アイソレーター、アッテネ―ター、ファ
ラデー回転子、光変調器、磁界センサー、電流センサー
などが挙げられる。このように鉄ガーネット単結晶は、
非常に重要なキー材料となっている。従来、鉄ガーネッ
ト単結晶の製造は、たとえば特開平6−48883号な
どに開示されているように、フローティングゾーン法
(以下「FZ法」という。)、液相エピタキシャル法
(以下「LPE法」という。)、フラックス法およびレ
ーザー加熱によるFZ法(以下「LHFZ法」とい
う。)によって行われている。フラックス法およびLP
E法では、平衡系に近い条件下で鉄ガーネット単結晶を
成長するため、得られた鉄ガーネット単結晶は結晶性の
高い高品質のものであるが、比較的成長速度の速いLP
E法であっても成長速度が10〜30μm/時間程度と
遅い。また、フラックス法およびLPE法では、鉄ガー
ネット単結晶が高価な単結晶基板上に育成され、膜状で
あることから成長誘導磁気異方性が生じるために、磁気
特性を利用した上述のデバイスへの用途には支障をきた
す場合が多い。そこで、この磁気異方性を緩和するため
に多くの試みがされてきた。たとえば特開平6−770
81号などでは、LPE法により製造されたビスマス
(Bi)置換YIGを800〜1200℃の条件下で酸
素含有雰囲気中で熱処理することが示されている。ま
た、エピタキシャル膜全般において、ストレス誘導磁気
異方性が1200℃以上の温度で焼鈍することで減少す
ることが示されている(「バブル技術ハンドブック」参
照、泡磁区材料専門委員会編、電気学会出版、昭和51
年)。これに対して、FZ法やLHFZ法では、鉄ガー
ネット単結晶の成長速度が1〜10mm/時間程度の高
速であり生産性の高いことや、成長した鉄ガーネット単
結晶が表面張力によって円柱状となり端面を加工するの
みでデバイスとして用いることができるという特徴を有
している。また、FZ法やLHFZ法で成長した鉄ガー
ネット単結晶は、光ファイバーとの結合性に優れている
ので特にオプティカルデバイス用として有用である。発
明者らは、これまでにFZ法やLHFZ法で製造するこ
とが困難であるBi含有鉄ガーネット単結晶の代用とし
て、セリウム(Ce)を含有した鉄ガーネット単結晶に
ついて技術開示を行い(特開平9−320848号)、
大きなファラデー回転角を示すことを明らかにしてい
る。さらに、発明者らは、分解溶融型の鉄ガーネット単
結晶を所望の方位に育成するSSFZ法を開示している
(特開平10−251088号)。
2. Description of the Related Art An iron garnet single crystal is generally a material having a garnet structure containing yttrium and iron as main components, and microwave devices have been studied by utilizing its high resonance. Typical examples thereof include an isolator, a circulator, and an S / N (signal / noise ratio) enhancer that is a magnetostatic wave element. On the other hand, devices utilizing the translucency in the infrared region, the Faraday effect, and the Kerr effect of iron garnet single crystals are also used in optical communication fields and various types of light as represented by optical networks, which have been receiving attention in recent years. Is being put into practical use with existing sensors. Examples include optical isolators, attenuators, Faraday rotators, optical modulators, magnetic field sensors, current sensors, and the like. Thus, iron garnet single crystal,
It has become a very important key material. 2. Description of the Related Art Conventionally, iron garnet single crystals have been produced, for example, by a floating zone method (hereinafter referred to as “FZ method”) and a liquid phase epitaxial method (hereinafter referred to as “LPE method”) as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-48883. ), The flux method and the FZ method using laser heating (hereinafter referred to as “LHFZ method”). Flux method and LP
In the E method, an iron garnet single crystal is grown under conditions close to an equilibrium system, and thus the obtained iron garnet single crystal has high crystallinity and high quality.
Even with the E method, the growth rate is as low as about 10 to 30 μm / hour. Further, in the flux method and the LPE method, an iron garnet single crystal is grown on an expensive single crystal substrate, and a growth-induced magnetic anisotropy occurs because the film is in the form of a film. In many cases, there is a problem in the use of. Therefore, many attempts have been made to reduce the magnetic anisotropy. For example, JP-A-6-770
No. 81 and the like show that bismuth (Bi) -substituted YIG produced by the LPE method is heat-treated in an oxygen-containing atmosphere at 800 to 1200 ° C. In addition, it has been shown that stress-induced magnetic anisotropy of all epitaxial films is reduced by annealing at a temperature of 1200 ° C. or more (refer to “Bubble Technology Handbook”, edited by Technical Committee on Foam Magnetic Domain, Institute of Electrical Engineers of Japan). Publishing, Showa 51
Year). On the other hand, in the FZ method and the LHFZ method, the iron garnet single crystal has a high growth rate of about 1 to 10 mm / hour and has high productivity, and the grown iron garnet single crystal becomes cylindrical due to surface tension. It has the feature that it can be used as a device only by processing the end face. Further, an iron garnet single crystal grown by the FZ method or the LHFZ method is particularly useful for an optical device because of its excellent coupling with an optical fiber. The inventors of the present invention have disclosed the technology of an iron garnet single crystal containing cerium (Ce) as a substitute for a Bi-containing iron garnet single crystal, which has been difficult to produce by the FZ method or the LHFZ method. 9-320848),
It reveals a large Faraday rotation angle. Further, the inventors have disclosed an SSFZ method for growing a decomposition-melting type iron garnet single crystal in a desired orientation (Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-251088).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、FZ法やL
HFZ法によって得られた鉄ガーネット単結晶は、光吸
収係数が大きくなるという問題があり、オプティカルデ
バイスとしての用途では、光透過損失が大きくなり不具
合が発生していた。また、FZ法やLHFZ法によって
得られた鉄ガーネット単結晶は、磁気特性を表す磁気共
鳴半値幅(ΔH)も比較的大きく、マイクロ波デバイス
としての用途でもマイクロ波透過損失が大きいという不
具合があった。さらに、熱処理については、上述のよう
にLPE法による膜の成長時に導入される磁気異方性に
ついての改善効果が明らかであるほかは、FZ法やLH
FZ法によって育成された単結晶についての研究例がな
かった。
However, the FZ method and the L
The iron garnet single crystal obtained by the HFZ method has a problem that the light absorption coefficient increases, and when used as an optical device, the light transmission loss increases and a problem occurs. In addition, the iron garnet single crystal obtained by the FZ method or the LHFZ method has a relatively large magnetic resonance half width (ΔH) indicating the magnetic characteristics, and has a disadvantage that the microwave transmission loss is large even when used as a microwave device. Was. Further, as for the heat treatment, the effect of improving the magnetic anisotropy introduced during the film growth by the LPE method is apparent as described above, and the FZ method and the LH method
There was no study on single crystals grown by the FZ method.

【0004】それゆえに、この発明の主たる目的は、鉄
ガーネット単結晶の磁気特性や透光性を良好にすること
ができる、バルク体の鉄ガーネット単結晶の処理方法を
提供することである。この発明の他の目的は、磁性特性
や透光性が良好である、バルク体の鉄ガーネット単結晶
を提供することである。この発明のさらに他の目的は、
磁性特性が良好である上記鉄ガーネット単結晶を用い
た、マイクロ波デバイスを提供することである。この発
明のさらに他の目的は、透光性が良好である上記鉄ガー
ネット単結晶を用いた、オプティカルデバイスを提供す
ることである。なお、この発明において、バルク体と
は、膜状でない形状のものを指す。すなわち、この発明
において、バルク体とは、LPE法などで育成されるよ
うな膜状のものではなく、たとえばFZ法やLHFZ法
によって育成されるような塊状、柱状、棒状、板状、フ
ァイバー状のものをいう。
[0004] Therefore, a main object of the present invention is to provide a method of treating a bulk iron garnet single crystal, which can improve the magnetic properties and translucency of the iron garnet single crystal. Another object of the present invention is to provide a bulk iron garnet single crystal having good magnetic properties and translucency. Yet another object of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a microwave device using the iron garnet single crystal having good magnetic properties. Still another object of the present invention is to provide an optical device using the iron garnet single crystal having good translucency. In the present invention, the term “bulk body” refers to a non-membrane shape. That is, in the present invention, the bulk body is not a film-like body grown by the LPE method or the like, but is, for example, a lump, a columnar, a rod-like, a plate-like, or a fiber-like grown by the FZ method or the LHFZ method. Means

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明にかかる鉄ガー
ネット単結晶の処理方法は、育成されたバルク体の鉄ガ
ーネット単結晶を熱処理する鉄ガーネット単結晶の処理
方法であって、鉄ガーネット単結晶を1000℃以上1
500℃以下の温度で熱処理する、鉄ガーネット単結晶
の処理方法である。この発明にかかる鉄ガーネット単結
晶は、バルク体の鉄ガーネット単結晶であって、100
0℃以上1500℃以下の温度で熱処理された、鉄ガー
ネット単結晶である。この発明にかかるマイクロ波デバ
イスは、この発明にかかる鉄ガーネット単結晶を用い
た、マイクロ波デバイスである。この発明にかかるオプ
ティカルデバイスは、この発明にかかる鉄ガーネット単
結晶を用いた、オプティカルデバイスである。なお、こ
の発明において、鉄ガーネット単結晶としては、無置換
のYIG(Y 3 Fe512)単結晶をはじめ、Yサイト
が希士類で置換された希士類置換YIG単結晶、Feサ
イトをAl、Ga、Inで置換した鉄ガーネット単結晶
などが挙げられる。さらに、この発明において、熱処理
の雰囲気は、大気圧下または加圧下が好ましく、雰囲気
としては酸素を含むことが好ましい。また、熱処理の雰
囲気の酸素濃度は、好ましくは10%以上、さらに好ま
しくは50%以上である。さらに、熱処理の温度は、1
000℃以上でこの発明の効果があらわれるが、さらに
好ましくは1300℃よりも高温である。また、熱処理
の温度が1500℃を超えると、鉄ガーネット単結晶の
分解反応が開始するので不具合が発生する。
An iron gar according to the present invention
The processing method of the net single crystal is based on the iron
Of iron garnet single crystal by heat treatment of iron net single crystal
A method comprising: subjecting an iron garnet single crystal to at least 1000 ° C.
Iron garnet single crystal heat-treated at a temperature of 500 ° C or less
Processing method. Single iron garnet according to the present invention
The crystal is a bulk iron garnet single crystal,
Iron gar that has been heat treated at a temperature between 0 ° C and 1500 ° C
It is a net single crystal. The microwave device according to the present invention
The chair uses the iron garnet single crystal according to the present invention.
Also, a microwave device. Option according to the present invention
The tical device is an iron garnet unit according to the present invention.
This is an optical device using a crystal. In addition, this
In the invention of the present invention, the iron garnet single crystal
YIG (Y Three FeFive O12) Single crystal and Y site
Is a rare-earth substituted YIG single crystal,
Iron garnet single crystal in which site is replaced by Al, Ga, In
And the like. Further, in the present invention, the heat treatment
The atmosphere is preferably under atmospheric pressure or under pressure.
Preferably contains oxygen. In addition, the atmosphere of heat treatment
The oxygen concentration in the atmosphere is preferably 10% or more, more preferably.
Or more than 50%. Further, the temperature of the heat treatment is 1
The effect of the present invention appears at 000 ° C. or higher,
Preferably, the temperature is higher than 1300 ° C. Also heat treatment
Temperature exceeds 1500 ° C, iron garnet single crystal
Since the decomposition reaction starts, a problem occurs.

【0006】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】(実施例1)図1に示すLHFZ
育成装置を用い、原料棒としてY3 Fe512の無置換
YIGを使用した。図1に示すLHFZ育成装置10
は、石英チャンバー12を含む。石英チャンバー12の
上部および下部には、上部移動軸14および下部移動軸
16がそれぞれ設けられる。上部移動軸14および下部
移動軸16には、原料棒ないし単結晶ファイバー18
が、上下方向に移動可能に支持される。また、石英チャ
ンバー12の両側には、レーザー20およびレンズ22
がそれぞれ設けられ、レーザー光24が原料棒18に照
射される。原料棒18においてレーザー光24が照射さ
れた部分は、溶融部分26となる。また、原料棒18の
溶融部分26の近傍には、補助加熱部分28が設けられ
る。このLHFZ育成装置10によって、育成速度を4
0mm/時間にしてSSFZ法によって<111>方位
へのYIG単結晶を成長させ、バルク体の鉄ガーネット
単結晶を得た。その後、得られた鉄ガーネット単結晶に
大気圧下で工業用酸素を500cc/分でフローさせな
がら800℃から1500℃までの処理温度で熱処理を
行った。なお、この工業用酸素の酸素濃度は、98%以
上である。同様にして、得られた鉄ガーネット単結晶に
酸素濃度20%である大気を500cc/分でフローさ
せながら1300℃での処理温度で熱処理を行った。そ
して、熱処理済みの鉄ガーネット単結晶のΔHを、ES
Rを用いてXバンド帯で測定した。その結果を表1に示
す。
(Embodiment 1) LHFZ shown in FIG.
Using a growing apparatus, unsubstituted YIG of Y 3 Fe 5 O 12 was used as a raw material rod. LHFZ growing apparatus 10 shown in FIG.
Includes a quartz chamber 12. An upper moving shaft 14 and a lower moving shaft 16 are provided at the upper and lower portions of the quartz chamber 12, respectively. A raw material rod or a single crystal fiber 18 is provided on the upper moving shaft 14 and the lower moving shaft 16.
Are supported movably in the up-down direction. A laser 20 and a lens 22 are provided on both sides of the quartz chamber 12.
Are provided, and the raw material rod 18 is irradiated with the laser beam 24. The portion of the raw material rod 18 irradiated with the laser beam 24 becomes a molten portion 26. An auxiliary heating portion 28 is provided near the melting portion 26 of the raw material rod 18. With this LHFZ growing apparatus 10, the growing speed is 4
A YIG single crystal in the <111> orientation was grown by the SSFZ method at 0 mm / hour to obtain a bulk iron garnet single crystal. Thereafter, the obtained iron garnet single crystal was subjected to a heat treatment at a processing temperature from 800 ° C. to 1500 ° C. while flowing industrial oxygen at 500 cc / min under atmospheric pressure. The oxygen concentration of the industrial oxygen is 98% or more. Similarly, the obtained iron garnet single crystal was subjected to a heat treatment at a processing temperature of 1300 ° C. while flowing air having an oxygen concentration of 20% at 500 cc / min. Then, ΔH of the heat-treated iron garnet single crystal is expressed by ES
It was measured in the X band using R. Table 1 shows the results.

【0008】[0008]

【表1】 [Table 1]

【0009】表1に示す結果より、バルク体の鉄ガーネ
ット単結晶を1000℃以上1500℃以下の温度で熱
処理することによって、処理前に比べて、バルク体の鉄
ガーネット単結晶のΔH特性が向上(値の減少)するこ
とが観測された。
From the results shown in Table 1, the ΔH characteristics of the bulk iron garnet single crystal are improved by heat-treating the bulk iron garnet single crystal at a temperature of 1000 ° C. to 1500 ° C. as compared to before the treatment. (Decrease in value) was observed.

【0010】(実施例2)図2に示すFZ育成装置を用
い、原料棒として(Y2.7 Ce0.3 )(Fe4.7Ga0.3
)O12のYIGを使用した。図2に示すFZ育成装置
30は、石英チャンバー32を含む。石英チャンバー3
2内には、原料棒34、融帯36、単結晶38および種
結晶40が、上下方向に移動可能に支持される。石英チ
ャンバー32の側部には、反射面鏡42が設けられる。
反射面鏡42の中には、赤外線ランプ44が設けられ、
赤外線ランプ44の赤外線が直接的におよび反射面鏡4
2を反射して原料棒34に集光される。原料棒34にお
いて赤外線が集光させられた部分は、融帯36となる。
また、石英チャンバー32の上下部には、石英チャンバ
ー32内の雰囲気を調整するための手段(図示せず)が
接続される。このFZ育成装置30によって、育成速度
を3mm/時間としてCe、Ga共置換YIG単結晶を
成長させ、バルク体の鉄ガーネット単結晶を得た。その
後、得られた鉄ガーネット単結晶に大気圧下で工業用酸
素を500cc/分でフローさせながら800℃から1
500℃までの処理温度で熱処理を行った。なお、この
工業用酸素の酸素濃度は、98%以上である。同様にし
て、得られた鉄ガーネット単結晶に酸素濃度20%であ
る大気を500cc/分でフローさせながら1300℃
での処理温度で熱処理を行った。そして、熱処理済みの
鉄ガーネット単結晶に無反射コーティングを施し、光吸
収係数およびファラデー回転角を波長1550nmで測
定した。その結果を表2に示す。
(Embodiment 2) Using the FZ growth apparatus shown in FIG. 2 and using (Y 2.7 Ce 0.3 ) (Fe 4.7 Ga 0.3
) Was used YIG of O 12. The FZ growth apparatus 30 shown in FIG. Quartz chamber 3
Inside 2, a raw material rod 34, a melt zone 36, a single crystal 38 and a seed crystal 40 are supported so as to be vertically movable. A reflection surface mirror 42 is provided on a side of the quartz chamber 32.
An infrared lamp 44 is provided in the reflection surface mirror 42,
The infrared light of the infrared lamp 44 is directly reflected by the reflecting mirror 4.
2 is reflected and collected on the raw material rod 34. The portion of the raw material rod 34 where the infrared rays are focused becomes a fusion zone 36.
A means (not shown) for adjusting the atmosphere in the quartz chamber 32 is connected to the upper and lower portions of the quartz chamber 32. With this FZ growth apparatus 30, a Ce and Ga co-substituted YIG single crystal was grown at a growth rate of 3 mm / hour to obtain a bulk iron garnet single crystal. Thereafter, while flowing industrial oxygen at a flow rate of 500 cc / min.
The heat treatment was performed at a processing temperature up to 500 ° C. The oxygen concentration of the industrial oxygen is 98% or more. Similarly, an air having an oxygen concentration of 20% is flowed through the obtained iron garnet single crystal at 500 cc / min.
The heat treatment was performed at the processing temperature of. Then, an antireflection coating was applied to the heat-treated iron garnet single crystal, and the light absorption coefficient and the Faraday rotation angle were measured at a wavelength of 1550 nm. Table 2 shows the results.

【0011】[0011]

【表2】 [Table 2]

【0012】表2に示す結果より、バルク体の鉄ガーネ
ット単結晶を1000℃以上1500℃以下の温度で熱
処理することによって、処理前に比べて、バルク体の鉄
ガーネット単結晶の光吸収係数特性が向上(値の減少)
することが観測された。つまり、単結晶の透光性が向上
した。一方、バルク体の鉄ガーネット単結晶を1000
℃以上の温度で熱処理しても、バルク体の鉄ガーネット
単結晶のファラデー回転角は変化しないことが観測され
た。
From the results shown in Table 2, the light absorption coefficient characteristics of the bulk iron garnet single crystal can be obtained by subjecting the bulk iron garnet single crystal to a heat treatment at a temperature of 1000 ° C. or more and 1500 ° C. or less. Improves (decreases value)
It was observed that That is, the translucency of the single crystal was improved. On the other hand, a bulk iron garnet single crystal
It was observed that the Faraday rotation angle of the bulk iron garnet single crystal did not change even when the heat treatment was performed at a temperature of not less than ℃.

【0013】(実施例3)実施例1において工業用酸素
をフローさせながら1300℃で熱処理を行った鉄ガー
ネット単結晶を用いて、マイクロ波デバイスとして図3
に示すアイソレーターを作製した。図3に示すアイソレ
ーター50は、円板状の鉄ガーネット単結晶52を含
む。鉄ガーネット単結晶52上には、中心導体54a、
54bおよび54cが設けられる。これらの中心導体5
4a、54bおよび54cは、互いに電気的に絶縁され
ている。これらの中心導体54a、54bおよび54c
の一端は、それぞれ、入出力ポート56a、56bおよ
び56cとして用いられる。入出力ポート56a、56
bおよび56cは、それぞれ、コンデンサ58a、58
bおよび58cを介して接地される。さらに、入出力ポ
ート56cは、抵抗器60を介して接地される。図3に
示すアイソレータ50に図3の矢印Hexで示すように
外部磁場を印加してアイソレーション特性を測定する
と、挿入損失が0.5dBで、アイソレーションが35
dBであり、良好な特性を示した。
Example 3 In Example 1, an iron garnet single crystal heat-treated at 1300 ° C. while flowing industrial oxygen was used as a microwave device as shown in FIG.
Was prepared. The isolator 50 shown in FIG. 3 includes a disc-shaped iron garnet single crystal 52. On the iron garnet single crystal 52, a center conductor 54a,
54b and 54c are provided. These center conductors 5
4a, 54b and 54c are electrically insulated from each other. These center conductors 54a, 54b and 54c
Are used as input / output ports 56a, 56b and 56c, respectively. I / O ports 56a, 56
b and 56c are capacitors 58a and 58c, respectively.
b and 58c are grounded. Further, the input / output port 56c is grounded via the resistor 60. When an external magnetic field is applied to the isolator 50 shown in FIG. 3 as indicated by an arrow Hex in FIG. 3 to measure the isolation characteristics, the insertion loss is 0.5 dB and the isolation is 35.
dB, indicating good characteristics.

【0014】(実施例4)実施例2において工業用酸素
をフローさせながら1300℃で熱処理を行った鉄ガー
ネット単結晶を厚さ690μmに研磨加工して、オプテ
ィカルデバイスとして図4に示した光アイソレーターを
作製した。図4に示す光アイソレーター70は、ホルダ
ー72を含む。ホルダー72の中央部には、円板状の鉄
ガーネット単結晶74が光軸75に垂直に配置される。
また、ホルダー72には、鉄ガーネット単結晶74の一
方主面に対向するように偏光子76が配置され、鉄ガー
ネット単結晶74の他方主面に対向するように検光子7
8が配置される。さらに、ホルダー72には、鉄ガーネ
ット単結晶74の上方および下方に、永久磁石80がそ
れぞれ配置される。図4に示す光アイソレーター70で
は、アイソレーション特性が50dB以上で、挿入損失
が1.3dBであり、良好な特性を示した。
Embodiment 4 An iron garnet single crystal which was heat-treated at 1300 ° C. while flowing industrial oxygen in Embodiment 2 was polished to a thickness of 690 μm, and an optical isolator shown in FIG. Was prepared. The optical isolator 70 shown in FIG. At the center of the holder 72, a disk-shaped iron garnet single crystal 74 is arranged perpendicular to the optical axis 75.
In the holder 72, a polarizer 76 is disposed so as to face one main surface of the iron garnet single crystal 74, and the analyzer 7 is provided so as to face the other main surface of the iron garnet single crystal 74.
8 are arranged. Further, permanent magnets 80 are arranged on holder 72 above and below iron garnet single crystal 74, respectively. In the optical isolator 70 shown in FIG. 4, the isolation characteristics were 50 dB or more, the insertion loss was 1.3 dB, and excellent characteristics were exhibited.

【0015】[0015]

【発明の効果】この発明によれば、FZ法やLHFZ法
などによって得られたバルク体の鉄ガーネット単結晶の
磁気特性や透光性を良好にすることができる。また、こ
の発明によれば、FZ法やLHFZ法などによって得ら
れたものであって、磁性特性が良好であるバルク体の鉄
ガーネット単結晶を用いた、マイクロ波デバイスが得ら
れる。さらに、この発明によれば、FZ法やLHFZ法
などによって得られたものであって、透光性が良好であ
るバルク体の鉄ガーネット単結晶を用いた、オプティカ
ルデバイスが得られる。
According to the present invention, the magnetic properties and translucency of a bulk iron garnet single crystal obtained by the FZ method or the LHFZ method can be improved. Further, according to the present invention, a microwave device obtained by the FZ method, the LHFZ method, or the like and using a bulk iron garnet single crystal having good magnetic properties can be obtained. Further, according to the present invention, an optical device obtained by the FZ method, the LHFZ method, or the like and using a bulk iron garnet single crystal having good light transmission properties can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に用いられるLHFZ育成装置の一例
を示す図解図である。
FIG. 1 is an illustrative view showing one example of an LHFZ growing apparatus used in the present invention;

【図2】この発明に用いられるFZ育成装置の一例を示
す図解図である。
FIG. 2 is an illustrative view showing one example of an FZ growing apparatus used in the present invention;

【図3】この発明にかかるアイソレーターの一例を示す
図解図である。
FIG. 3 is an illustrative view showing one example of an isolator according to the present invention;

【図4】この発明にかかる光アイソレーターの一例を示
す図解図である。
FIG. 4 is an illustrative view showing one example of an optical isolator according to the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 LHFZ育成装置 12 石英チャンバー 14 上部移動軸 16 下部移動軸 18 原料棒ないし単結晶ファイバー 20 レーザー 22 レンズ 24 レーザー光 26 溶融部分 28 補助加熱部分 30 FZ育成装置 32 石英チャンバー 34 原料棒 36 融帯 38 単結晶 40 種結晶 42 反射面鏡 44 赤外線ランプ 50 アイソレーター 52 鉄ガーネット単結晶 54a〜54c 中心導体 56a〜56c 入出力ポート 58a〜58c コンデンサ 60 抵抗器 70 光アイソレーター 72 ホルダー 74 鉄ガーネット単結晶 75 光軸 76 偏光子 78 検光子 80 永久磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 LHFZ growing apparatus 12 Quartz chamber 14 Upper moving axis 16 Lower moving axis 18 Raw material rod or single crystal fiber 20 Laser 22 Lens 24 Laser beam 26 Melting part 28 Auxiliary heating part 30 FZ growing apparatus 32 Quartz chamber 34 Raw material rod 36 Melting zone 38 Single crystal 40 Seed crystal 42 Reflecting mirror 44 Infrared lamp 50 Isolator 52 Iron garnet single crystal 54a-54c Center conductor 56a-56c Input / output port 58a-58c Capacitor 60 Resistor 70 Optical isolator 72 Holder 74 Iron garnet single crystal 75 Optical axis 76 Polarizer 78 Analyzer 80 Permanent magnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H099 AA01 BA02 CA11 4G077 AA02 BC22 CE05 FE03 HA01 HA03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H099 AA01 BA02 CA11 4G077 AA02 BC22 CE05 FE03 HA01 HA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 育成されたバルク体の鉄ガーネット単結
晶を熱処理する鉄ガーネット単結晶の処理方法であっ
て、前記鉄ガーネット単結晶を1000℃以上1500
℃以下の温度で熱処理する、鉄ガーネット単結晶の処理
方法。
1. A method for treating an iron garnet single crystal in which a grown bulk iron garnet single crystal is subjected to a heat treatment, wherein the iron garnet single crystal is heated at a temperature of 1000 ° C. to 1500 ° C.
A method for treating an iron garnet single crystal, which is heat-treated at a temperature of not more than ° C.
【請求項2】 バルク体の鉄ガーネット単結晶であっ
て、1000℃以上1500℃以下の温度で熱処理され
た、鉄ガーネット単結晶。
2. An iron garnet single crystal which is a bulk iron garnet single crystal and is heat-treated at a temperature of 1000 ° C. or more and 1500 ° C. or less.
【請求項3】 請求項2に記載の鉄ガーネット単結晶を
用いた、マイクロ波デバイス。
3. A microwave device using the iron garnet single crystal according to claim 2.
【請求項4】 請求項2に記載の鉄ガーネット単結晶を
用いた、オプティカルデバイス。
4. An optical device using the iron garnet single crystal according to claim 2.
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