[发明专利]磁光材料及其制造方法以及磁光器件

说明书

技术领域

本发明涉及磁光材料及其制造方法以及磁光器件，更详细而言，涉及包含含有稀土氧硫化物的透明陶瓷或单晶的适合于构成光隔离器等磁光器件的磁光材料、该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。

背景技术

近年来，由于高输出化已成为可能，使用了光纤激光的激光加工机的普及是显著的。然而，被组装到激光加工机中的激光光源在来自外部的光入射时，共振状态不稳定，引起振荡状态紊乱的现象。特别是被振荡的光被中途的光学系反射而返回光源时，振荡状态被大大地扰乱。为了防止该情形，通常在光源的面前等处设置光隔离器。

光隔离器包括法拉第转子、配置于法拉第转子的入光射侧的起偏器以及配置于法拉第转子的出光射侧的检偏器。另外，在平行于光的行进方向施加磁场来使用法拉第转子。此时，光的偏振分量在法拉第转子中或前进，或后退，只在一定方向旋转。进一步地，法拉第转子被调整为光的偏振分量被正好旋转45度的长度。在此，在预先将起偏器和检偏器的偏振面向前进的光的旋转方向偏移45度时，前进的光的偏振波由于与起偏器位置和检偏器位置一致而透过。另一方面，后退的光的偏振波从检偏器位置与偏移45度的起偏器的偏振面的偏移角方向反向旋转地旋转45度。于是，起偏器位置处的返回光的偏振面相对于起偏器的偏振面偏移45度-(-45度)＝90度，不能透过起偏器。这样，作为使前进的光透过、射出，而将后退的返回光阻断的光隔离器发挥作用。

在可用作构成上述光隔离器的法拉第转子的材料中，至今已知的有TGG晶体(Tb₃Ga₅O₁₂)和TSAG结晶(Tb_(3-x)Sc₂Al₃O₁₂)(特开2011-213552号公报、特开2002-293693号公报(专利文献1、2))。TGG晶体的维尔德常数较大，为40rad/(T·m)，现在广泛地搭载用于标准的光纤激光装置。TSAG晶体的维尔德常数据报道为TGG晶体的1.3倍左右，同样地是搭载于光纤激光装置的材料。

除上述以外，在特开2010-285299号公报(专利文献3)中公开了一种以(Tb_xR_1-x)₂O₃(x为0.4≦x≦1.0)氧化物作为主成分的单晶或陶瓷，R选自钪、钇、镧、铕、钆、镱、钬和镥。包含上述成分的氧化物，其维尔德常数为0.18min/(Oe·cm)以上，在实施例中记载了最大达0.33min/(Oe·cm)的维尔德常数。另外，在同一文献的本文中还记载了TGG的维尔德常数为0.13min/(Oe·cm)。两者的维尔德常数的差实际上达到2.5倍。

在特开2011-121837号公报(专利文献4)中还公开包含大致相同成分的氧化物，并记载了具有大于TGG单晶的维尔德常数。

如上述专利文献3、4，在得到了维尔德常数大的光隔离器时，能够缩短旋转45度所需的全长，与光隔离器的小型化相关，因而优选。

然而，作为每单位长度的维尔德常数非常大的材料，有含有铁(Fe)的钇铁石榴石(通称：YIG)单晶(特开2000-266947号公报(专利文献5))。但是，铁(Fe)在波长0.9μm处具有大的光吸收，该光吸收对在波长0.9～1.1μm范围的光隔离器产生影响。因此，使用了该钇铁石榴石单晶的光隔离器难以在高输出化趋势显著的光纤激光装置中使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-213552号公报

专利文献2：日本特开2002-293693号公报

专利文献3：日本特开2010-285299号公报

专利文献4：日本特开2011-121837号公报

专利文献5：日本特开2000-266947号公报

发明内容

发明所要解决的课题