[发明专利]顺磁性石榴石型透明陶瓷、磁光材料和磁光器件

说明书

本发明涉及一种顺磁性石榴石型透明陶瓷、磁光材料和磁光器件。顺磁性石榴石型透明陶瓷是下式(1)所表示的复合氧化物的烧结体，以超过0重量％至0.1重量％以下的量包含SiOsubgt;2/subgt;作为烧结助剂，并且对25毫米的光程长度在1,064nm的波长下具有83.5％以上的线性透光率：(Tbsubgt;1‑x‑y/subgt;Ysubgt;x/subgt;Scsubgt;y/subgt;)subgt;3/subgt;(Alsubgt;1‑z/subgt;Scsubgt;z/subgt;)subgt;5/subgt;Osubgt;12/subgt; (1);其中0.05≤x0.45，0y0.1，0.51‑x‑y0.95，和0.004z0.2。

相关申请的交叉参考

该非临时申请根据35U.S.C.§119(a)要求于2018年5月18日在日本提交的专利申请号2018-096086的优先权，其全部内容经此引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种顺磁性石榴石型透明陶瓷，更特别涉及一种由含铽石榴石型透明陶瓷制成的磁光材料，所述磁光材料适于构成磁光器件如光隔离器，并涉及使用该磁光材料的磁光器件。

背景技术

近年来，随着光纤激光器的高功率成为可能，使用光纤激光器的激光加工机器的普及是显著的。顺带提及，由于激光光源内置在激光加工机器中，因此当输入来自外部的光时，谐振状态变得不稳定，发生振荡状态被扰乱的现象。特别是当振荡的光中途被光学系统反射并返回光源时，振荡状态受到很大干扰。为了防止这种情况，通常在光源前面提供光隔离器等等。

光隔离器由法拉第旋转器、设置在法拉第旋转器的光入射侧的起偏器、和设置在法拉第旋转器的光出射侧的检偏器构成。此外，该法拉第旋转器平行于要使用的光的行进方向施加磁场。此时，光的偏振波分量无论在法拉第旋转器中前进或后退都只在一定方向上旋转。此外，将该法拉第旋转器调节至光的偏振波分量恰好旋转45度的长度。在本文中，当起偏器与检偏器的偏振面在向前行进的光的旋转方向上偏移45度时，向前行进的光的偏振波在起偏器位置处和检偏器位置处一致，并且透过向前行进的光。另一方面，向后行进的光的偏振波在与从检偏器位置处错开45度的起偏器偏振平面的偏离角方向相反的方向上旋转45度。

由此，在起偏器位置处的返回光的偏振平面相对于起偏器的偏振面偏移45度-(-45度)＝90度，返回光不能透过。以这种方式，该光隔离器用于透过和发射向前行进的光，并阻挡向后行进的返回光。

TGG晶体(Tb₃Ga₅O₁₂)和TSAG晶体((Tb_(3-x)Sc_x)Sc₂Al₃O₁₂)常规已知作为用作构成上述光隔离器的法拉第旋转器的材料(JP-A 2011-213552(专利文献1)和JP-A 2002-293693(专利文献2))。该TGG晶体现在广泛用于标准光纤激光器件。同时，TSAG晶体的费尔德(Verdet)常数据称是TGG晶体的约1.3倍，这也是适于安装在光纤激光器件中的材料。但是，由于Sc是非常昂贵的原材料，因制造成本而没有采用TSAG晶体。

尽管TSAG晶体开发仍在持续，如在JP-B 5611329(专利文献3)和JP-B 5935764(专利文献4)中，但是尚未实现减少Sc的用量，因此TSAG晶体没有被广泛使用。

除了上述之外，TAG晶体(Tb₃Al₅O₁₂)作为法拉第旋转器也早已为人所知，其费尔德常数大于TSAG。但是，由于TAG晶体是一种异成分熔融的晶体，存在以下限制：首先在固-液界面处形成(沉淀)钙钛矿相，随后形成(沉淀)TAG相。换句话说，TAG晶体仅能以石榴石相与钙钛矿相总是混合存在的状态生长，还未能实现品质良好的大尺寸TAG晶体生长。