(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成比が
Ca（1-x-y）YbxRyF2+x+y、0.4≦x≦1.0、0<y≦0.5
で表されることを特徴とする透光性に優れた焼成体。
但し、Rは、Ce、Pr、Sm、Eu、Yから選ばれる1種以上の元素。
【請求項２】
請求項１に記載の焼成体によって作製されることを特徴とするファラデー回転子。
【請求項３】
請求項２に記載のファラデー回転子を用いて構成されることを特徴とする光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光計測で用いるファラデー回転子の材料として好適な透光性に優れた焼成体とこの焼成体を用いたファラデー回転子及び光アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光計測では、半導体レーザから出た光が伝送路途中に設けられた部材表面からの反射光として半導体レーザに戻ってくると、レーザ発振が不安定になる。この反射戻り光を遮断するために、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子を用いた光アイソレータが用いられている。
【０００３】
この光アイソレータの構造は、図２に示すように、ファラデー回転子１、このファラデー回転子１の光入射側及び光出射側に配置された偏光子２、磁石３及びＳＵＳリング４などで構成されている。このファラデー回転子１の材料としては、ファラデー効果が大きく、かつその使用する波長の光に対する透過率が高いことが必要である。
【０００４】
特に、近年求められる光アイソレータの小型化に際して、ファラデー回転子１の厚さを薄くする必要があるため、光の減衰がなく、光の透過率が高い材料が好都合であるとされている。そして、このファラデー回転子１の材料として、従来から、酸化イッテルビウム（Yb2O3）などの焼成体が用いられている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、酸化イッテルビウム（Yb2O3）を質量比で３０％以上含む透明な酸化物は、光の波長320〜800nmの範囲において、ベルデー定数が大きく、光の吸収もほとんどみられないから、光アイソレータのファラデー回転子の材料として、小型化に好適である旨記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている従来の材料では、光の波長が400nm以下では透過率が急激に落ちるという問題が指摘されている。特に、従来の材料でファラデー回転子を作製した場合、325nmでの透過率が50%以下となり、さらに短波長の場合では、光が透過しないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１５０２０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記のような事情に鑑み、光の波長が短波長の範囲でも透過率が高い透光性に優れた焼成体とこの焼成体を用いたファラデー回転子及び光アイソレータを提供することである。
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行ったところ、従来のYb2O3の酸化物材料から、YbF3のフッ化物材料に変えたところ、短波長域の透過率が著しく改善され、しかも所定のベルデー定数が確保されることを知見し、本発明に至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の焼成体は、Ce、Pr、Sm、Eu、Yから選ばれる1種以上の元素を、次の組成比で含むことを特徴とするものである。
Ca（1-x-y）YbxRyF2+x+y、0.4≦x≦1.0、0<y≦0.5
但し、Rは、Ce、Pr、Sm、Eu、Yから選ばれる1種以上の元素。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光の短波長の範囲でも透過率が高いから、短波長の光アイソレータのファラデー回転子の材料として好適であり、同波長域で透過率の高い光アイソレータを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、Ca0.5Yb0.5F2.5とYbYO3の波長と透過率の関係を示すグラフである。
【図２】図２は、光アイソレータの構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施態様について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００１６】
本発明の焼成体は、Ce、Pr、Sm、Eu、Yから選ばれる1種以上の元素を含むことができるものであり、その場合の組成比は、
Ca（1-x-y）YbxRyF2+x+y、0.4≦x≦1.0、0<y≦0.5
但し、Rは、Ce、Pr、Sm、Eu、Yから選ばれる1種以上の元素というものである。
【００１７】
そして、本発明の焼成体では、優れた透光性の他に大きなベルデー定数が確保されるから、光通信や光計測で用いるファラデー回転子の材料として好適であり、この焼成体で作製されたファラデー回転子を用いて光アイソレータを構成すれば、同波長域で透過率の高い光アイソレータを可能とするものである。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例についてさらに詳細に説明する。
〈参考例１〉
フッ化カルシウム（CaF2）水溶液とフッ化イッテルビウム水溶液をモル比が0.4対0.6、0.5対0.5、0.4対0.6、0.2対0.8、0.0対1.0となるように混合すると共に、酢酸を滴下して沈殿させ、この沈殿物を乾燥することで前記比率の粉末のフッ化物を得た。次いで、この粉末を金型プレスで成形し、700℃以上1300℃以下に加熱することにより、相対密度を95%以上とする焼成体を製造した。
【００１９】
また、その焼成体をアルゴン又は窒素などの不活性雰囲気中で、500kg/cm2以上3000kg/cm2以下の圧力をかけながら、1000℃以上1300℃以下の温度で熱間等方圧加熱（HIP）を行うことにより、焼成体の相対密度を99%以上として、透光性焼成体を製造した。
【００２０】
さらに、この透光性焼成体を外径φ5mm×厚み4mmに整形し、φ5mmの両面を研磨加工して、325nm、194nmにおける透過率及びベルデー定数の測定を行ったところ、その結果は、次の表１のとおりである。なお、表１の組成比では、Fの比率の表示を省略している。
また、Ca0.5Yb0.5F2.5については、透過スペクトルの測定を行ったところ、その結果は、図１に示すとおりである。
【００２１】
【表１】
0005967720.tif 000002
【００２２】
この表１の結果から、光の波長が325nmや194nmの場合でも透過率が何れも70％以上と高いものであり、Caを含む場合は、透過率が何れも86％以上と高く、ベルデー定数の大きな材料を得ることが確認できた。
【００２３】
<比較例１>
Yb2O3:Y2O3がモル比で50:50、60:40の酸化物単結晶をFZ法で作成し、参考例１の場合と同様な形状に加工し、光の波長が325nm及び194nmの透過率の測定を行うと共に、325nmの場合では、ベルデー定数の測定をも行った。表２にその結果を示す。また、50:50の試料については、その透過スペクトルの測定も行ったところ、その結果を図１に示す。
【００２４】
【表２】
0005967720.tif 000003
【００２５】
表２の結果から、比較例１では、325nmの透過率が何れも50%以下であった。また、194nmでは、その透過率が低いために、ベルデー定数の測定はできなかった。
【００２６】
<実施例１>
参考例１と同様の手法で、フッ化カルシウム（CaF2）とフッ化イッテルビウム、フッ化希土類混合物の粉末を得た。次いで、この粉末を金型プレスで成形し、700℃以上1300℃以下に加熱することにより、相対密度を95%以上とする焼成体を製造した。
【００２７】
また、この焼成体をアルゴン又は窒素などの不活性雰囲気中で、500kg/cm2以上3000kg/cm2以下の圧力をかけながら、1000℃以上1300℃以下の温度で熱間等方圧加熱（HIP）を行うことにより、焼成体の相対密度を99%以上として、透光性焼成体を製造した。
【００２８】
さらに、この透光性焼成体を外径φ5mm×厚み4mmに整形し、φ5mmの両面を研磨加工して、光の波長が325nm、194nmにおける透過率及びベルデー定数の測定を行ったところ、その結果は、次の表３のとおりである。なお、表３の組成比でも、Fの比率の表示を省略している。
【００２９】
【表３】
0005967720.tif 000004
【００３０】
この表３の結果から、光の波長が325nmや194nmの場合でも透過率が何れも84％以上と高く、ベルデー定数の大きな材料を得ることが確認できた。
【００３１】
<参考例２>
参考例１で得られたCa0.2Yb0.8F2.8焼成体を外径φ5mm×厚み5.2mmに整形し、この両端を研磨加工すると共に、さらに両端に325nmの対空気ARコートを施し、これを磁石中に配置して、ファラデー回転子を構成した。次いで、このファラデー回転子の挿入損失及び消光比を測定したところ、挿入損失0.2dB、消光比35dBというファラデー回転子にとって良好な値を得ることができた。
【００３２】
また、その磁石両端部にMgF2製のグラントムソンプリズム（挿入損失0.5dB、消光比48dB）を相対角度が45度になるよう設定・固定して、光アイソレータを構成した。次いで、この光アイソレータの挿入損失を測定したところ、順方向挿入損失1.2dB、逆方向挿入損失32.5dBという光アイソレータにとって良好な値を得ることができた。
【００３３】
<参考例３>
参考例1で得られたCa0.2Yb0.8F2.8焼成体を外径φ5mm×厚み2.0mmに整形し、この両端を研磨加工すると共に、さらに両端に194nmの対空気ARコートを施し、これを磁石中に配置して、ファラデー回転子を構成した。次いで、このファラデー回転子の挿入損失及び消光比を測定したところ、挿入損失0.3dB、消光比33dBというファラデー回転子にとって良好な値を得ることができた。
【００３４】
また、その磁石両端部にMgF2製のグラントムソンプリズム（挿入損失0.65dB、消光比45dB）を相対角度が45度になるよう設定・固定して、光アイソレータを構成した。次いで、この光アイソレータの挿入損失を測定したところ、順方向挿入損失1.6dB、逆方向挿入損失31.2dBという光アイソレータにとって良好な値を得ることができた。
【符号の説明】
【００３５】
１  ファラデー回転子
２  偏光子（グラントムソン）
３  磁石
４  ＳＵＳリング
【図１】
0005967720.tif 000005
【図２】
0005967720.tif 000006