(57)【要約】      （修正有）【課題】高い消光比を実現できる角柱形状のファラデー素子を低コストで効率的に得ることができるファラデー素子の製造方法の提供。【解決手段】常磁性体を焼結して透明焼結体を得る焼結工程と、得られた透明焼結体から複数の角柱形状の焼結体片１ｂを切り出して複数のファラデー素子を得る切出工程とを含み、焼結工程では、例えば、常磁性体を熱間等方加圧焼結法により焼結することによって透明焼結体１aを得ることができ、また、常磁性体としては、テルビウムを含む酸化物であることが好ましいファラデー素子の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常磁性体を焼結して透明焼結体を得る焼結工程と、
前記透明焼結体から複数の角柱形状の焼結体片を切り出して複数のファラデー素子を得る切出工程と、を含む
ファラデー素子の製造方法。
【請求項２】
前記焼結工程は、前記常磁性体を熱間等方加圧焼結法により焼結する
請求項１に記載のファラデー素子の製造方法。
【請求項３】
前記常磁性体は、テルビウムを含む酸化物である
請求項１又は２に記載のファラデー素子の製造方法。
【請求項４】
常磁性体からなる透明焼結体により構成され、
角柱形状の焼結体片である
ファラデー素子。
【請求項５】
前記常磁性体は、テルビウムを含む酸化物である
請求項４に記載のファラデー素子。
【請求項６】
消光比が４０以上である
請求項４又は５に記載のファラデー素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アイソレータ等の磁気光学デバイスに用いられるファラデー素子の製造方法、及びファラデー素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光アイソレータは、波長１．３μｍ〜１．６μｍのレーザーを適用する光通信システム分野において多く使用されていたが、近年、波長１μｍ付近の加工用ファイバーレーザーや波長４０５ｎｍのブルーレイ等、波長１．３μｍ〜１．６μｍより短い波長のレーザーを適用する分野においても使用されるようになってきている。
【０００３】
適用波長が１μｍより短い光アイソレータのファラデー回転子に用いられるファラデー素子としては、一般的にチョクラルスキー法で育成されるテルビウム・ガリウム・ガーネット（以下、「ＴＧＧ」ともいう）等の常磁性体単結晶が使用されている。チョクラルスキー法による単結晶の製造方法は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００４】
また、常磁性体単結晶からなるファラデー素子は、例えば、以下に示す方法で加工されるのが一般的である。なお、本明細書において、直径ｘｍｍ、長さ（高さ）ｙｍｍの円筒形状は、「φｘｍｍ×Ｌｙｍｍ」（ｘ、ｙは任意の数値）と表記する。
【０００５】
すなわち、図７に示すように、φｘｍｍ×Ｌｙｍｍの円筒形状のファラデー素子を作製する場合、先ず、チョクラルスキー法により育成されたφ５０ｍｍの単結晶インゴット１０からφ５０ｍｍ×Ｌ（ｙ＋α）ｍｍのウェハ１０ａを切り出す。αは通常０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。そして、ウェハ１０ａの上下面を光学研磨加工してｙｍｍの長さ（高さ）にする。次に、研磨面に無反射コーティングをつけ、超音波円筒打ち貫き機により、φｘｍｍ×Ｌｙｍｍの円筒形状のファラデー素子１０ｂを得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−５６７８５号公報
【特許文献２】特開２０１４−９７９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、常磁性体単結晶は、ベルデ定数が小さく、つまりファラデー効果が小さいため、光アイソレータで必要とされるファラデー回転角４５°の実現のためには、強力な大型の磁気回路と、偏光が通過する単結晶の長さＬが必要となる。そのため、常磁性体単結晶をファラデー素子として用いる光アイソレータは、希土類・鉄ガーネットを使う光アイソレータと比較して極めて高価なものとなっていた。
【０００８】
常磁性体単結晶をファラデー素子として用いる光アイソレータに対する最も強い市場からの要求は、価格ダウン（コストダウン）である。常磁性体単結晶からなるファラデー素子のコストは、大きく分けて、単結晶育成コストと、ファラデー素子として円筒形状にしていく加工コストとからなる。単結晶育成コストは、ファラデー素子として使用する結晶が大きいほどコストアップにつながることは言うまでもない。また、加工コストについては、上述したような超音波円筒打ち貫き機による加工の場合、運転費用が高く、ファラデー素子の製造コストの約３割を占めていた。さらに、例えばφ５０ｍｍのウェハ１０ａからφ３ｍｍのファラデー素子１０ｂを打ち貫こうとした場合、打ち抜き機の刃の厚みによる打ち貫きしろも考慮すると、ファラデー素子１０ｂは６０本〜７０本程度しか採ることができない。これは、φ５０ｍｍのウェハ１０ａの約半分を損失することになり、歩留まりは５０％程度と極めて低い。
【０００９】
上述した低い歩留りの問題点を改善する手段として、例えば図８に示すように、ウェハ１１ａから角柱形状のファラデー素子１１ｂを切り出す方法が考えられる。角柱形状にファラデー素子１１ｂを切り出す加工装置としては、ワイヤーソーやダイシング装置を適用できるため、円筒形状にファラデー素子を打ち貫く加工に比べて加工コストを約半分に抑えることが可能となる。さらに、角柱形状にファラデー素子を切り出す加工によれば、ファラデー素子１１ｂの採れ数も円筒状にファラデー素子を打ち貫く加工に比べ大幅に増大し、歩留まりが向上する。
【００１０】
ところで、一般的にファイバーレーザー用光アイソレータでは、偏波面無依存が要求されるため、複屈折結晶を偏光素子として使用する必要がある。この場合、常光と異常光とが分かれてファラデー素子を通過するため、それら２つ光線の進行を妨げることがないようなファラデー素子の大きさが必要となる。
【００１１】
例えば、φ３ｍｍの円筒型ファラデー素子を四角柱形状のファラデー素子で置き換える場合、光学面である正方形の対角線を常光と異常光との分離方向とすれば、その対角線が３ｍｍ確保されていればよく、すなわち、一辺が２．２ｍｍ程度の正方形を光学面として持つ四角柱形状でよいことになる（以下、一辺がｚｍｍの正方形の形状は、「□ｚｍｍ」（ｚは任意の数値）と表記する）。よって、φ５０ｍｍ×Ｌｙｍｍのウェハ１１ａから□２．２ｍｍ×Ｌｙｍｍの四角柱のファラデー素子１１ｂを切り出す場合には、加工装置の刃の切りしろを考慮しても、１５０本〜１８０本の採れ数となり大幅に増大する。
【００１２】
しかしながら、ＴＧＧをはじめとする常磁性体単結晶を四角形に加工すると、著しく消光比が低下することがわかった。これは、円形（円筒形状）加工を行う場合では現われなかった現象である。
【００１３】
対向する偏光子を直交ニコルの状態にして、その間に四角柱形状の常磁性体単結晶からなるファラデー素子を挿入して偏光観察をすると、図９の偏光写真に示されるように、正方形の４つの頂点から中心部に向かって、消光状態が悪い、すなわち光が漏れてくる部分が発生していることがわかった。また、漏れ光は、角部で強くなり、内部に行くに従って消光していくことがわかった。このことは、常磁性体単結晶は極めて応力に敏感であり、例えば指でつまむだけでも消光比が低下するものであるため、四角形状に加工することで角部に加工歪が集中し、それによる応力が内部に伝搬したと考えられる。消光比の低下が生じていない部分、すなわち光アイソレータとして実用可能な３０ｄＢ以上の消光比が得られる部分で３ｍｍを確保しようとすると、一辺が６ｍｍ以上必要となる。すると、角柱形状のファラデー素子の採れ数が円筒形状のファラデー素子の採れ数の半分程度になり、歩留まりが円筒形状のファラデー素子に比べてさらに低下してしまう。このように、四角柱形状の常磁性体単結晶からなるファラデー素子は、その加工コストは抑えられるものの、歩留まりの低下で大きなコスト低減効果は得られない。
【００１４】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、高い消光比を実現できる角柱形状のファラデー素子を低コストで効率的に得られるファラデー素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者は、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、常磁性体を焼結することによって得られた透明焼結体を用いて、その透明焼結体から複数の角柱形状の焼結体片を切り出すことにより、高い消光比を示すファラデー素子を高い歩留まりで得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１６】
（１）本発明の第１の発明は、常磁性体を焼結して透明焼結体を得る焼結工程と、前記透明焼結体から複数の角柱形状の焼結体片を切り出して複数のファラデー素子を得る切出工程とを含む、ファラデー素子の製造方法である。
【００１７】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記焼結工程は、前記常磁性体を熱間等方加圧焼結法により焼結する、ファラデー素子の製造方法である。
【００１８】
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記常磁性体は、テルビウムを含む酸化物である、ファラデー素子の製造方法である。
【００１９】
（４）本発明の第４の発明は、常磁性体からなる透明焼結体により構成され、角柱形状の焼結体片である、ファラデー素子である。
【００２０】
（５）本発明の第５の発明は、第４の発明において、前記常磁性体は、テルビウムを含む酸化物である、ファラデー素子である。
【００２１】
（６）本発明の第６の発明は、第４又は第５の発明において、消光比が４０以上である、ファラデー素子である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、高い消光比を実現できる角柱形状のファラデー素子を、低コストで効率的に得ることができるファラデー素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ファラデー素子の加工方法を説明する斜視図である。
【図２】消光比の測定装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】ファラデー素子の光学面及びビーム通過位置を示す平面図である。
【図４】実施例１のファラデー素子において、焼結体片を採取する箇所を示す平面図である。
【図５】実施例１の焼結体片（ファラデー素子）の偏光写真である。
【図６】比較例１のファラデー素子の光学面及びビーム通過位置を示す平面図である。
【図７】単結晶から円筒形状のファラデー素子を加工する方法を説明するための斜視図である。
【図８】単結晶から角柱形状のファラデー素子を加工する方法を説明するための斜視図である。
【図９】単結晶から加工した角柱形状のファラデー素子の偏光写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２５】
＜１．ファラデー素子の製造方法＞
本実施の形態に係るファラデー素子の製造方法は、光アイソレータ等の磁気光学デバイスに用いられるファラデー素子を製造するための方法である。具体的に、このファラデー素子の製造方法は、常磁性体を焼結して透明焼結体を得る焼結工程と、透明焼結体から複数の角柱形状の焼結体片を切り出して複数のファラデー素子を得る切出工程とを有する。なお、図１は、常磁性体を焼結して得られた透明焼結体１ａから、複数の角柱形状の焼結体片１ｂを切り出したときの様子を模式的に示すものである。
【００２６】
このような製造方法によれば、高い消光比を実現できるファラデー素子を、低コストで効率的に得ることができる。
【００２７】
高い消光比を実現できる理由は、以下のように考えられる。すなわち、本実施の形態に係る製造方法により製造されるファラデー素子は、常磁性体を焼結することによって得られた透明焼結体の焼結体片であるため、角柱形状の焼結体片に切り出す際に応力が焼結体片の角部にかかっても、その応力が角部に局所的（常磁性体の粒子内）に止まり、角部から内部に向けて伝搬することが抑えることができると考えられる。このことは、従来のような単結晶から切り出した結晶体片からなるものでは、結晶の成長により応力が伝搬しやすい性質となるのに対して、焼結体片からなるものでは、常磁性体が粒子の状態で連結されているため、応力が伝搬されにくくなると考えられる。このようなことから、焼結体片の消光比の低下は、結晶体片に比べて極めて小さくなり、したがって、高い消光比を有するファラデー素子となる。
【００２８】
また、複数の角柱状の焼結体片を切り出す切出工程では、複数の円筒形状の焼結体片を切り出す工程に比べ、加工コストも低く、採れ数も多くなるため歩留まりが向上し、低コストで効率的にファラデー素子を製造することができる。
【００２９】
［常磁性体について］
常磁性体としては、ファラデー効果を有する常磁性体であれば特に制限されないが、テルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ：Ｔｂ３Ｇａ５Ｏ１２）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＡＧ：Ｔｂ３Ａｌ５Ｏ１２）、テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＳＡＧ：Ｔｂ３Ｓｃ２Ａｌ３Ｏ１２）、ネオジム・ガリウム・ガーネット（ＮＧＧ：Ｎｄ３Ｇａ５Ｏ１２）、サマリウム・ガリウム・ガーネット（ＳＧＧ：Ｓｍ３Ｇａ５Ｏ１２）、ガドリウム・ガリウム・ガーネット（ＧＧＧ：Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２）イットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ：Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）等が挙げられる。これらの中でも、波長４００ｎｍ〜１．６μｍの広範囲で光損失が少ない、テルビウムを含む酸化物が好ましく、テルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）がより好ましい。
【００３０】
［焼結工程ついて］
焼結工程では、常磁性体を焼結して透明焼結体１ａを得る。
【００３１】
この透明焼結体１ａの形状は、特に制限されないが、均一な密度を得る点から、図１に示すように円筒形状であることが好ましい。また、その大きさとしては、焼結法等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、透明焼結体１ａの直径としては５０ｍｍ〜１００ｍｍで形成されることが好ましく、高さとしては、ファラデー素子に必要な高さと光学研磨加工に必要な高さとがあればよく、１５ｍｍ〜２０ｍｍで形成されることが好ましい。
【００３２】
焼結方法は、特に制限されないが、高温加圧法、熱間等方圧加圧焼結法、放電プラズマ焼結法の少なくともいずれかを用いて焼成することが好ましい。これらの焼結方法によれば、短時間で焼成できるために、粒子の粒成長を抑えて粒子の均一化を図ることができ、次工程の切出工程での切り出しによる消光比の低下をより効果的に抑制することができる。上述した焼結方法の中でも、特に、高い圧力下で等方的に負荷をかけて焼結できることから、熱間等方圧加圧焼結法が好ましい。なお、以下に、高温加圧法、熱間等方圧加圧焼結法、放電プラズマ焼結法について具体的に説明するが、これらの方法に限定されない。
【００３３】
（１）高温加圧焼結法（Ｈｏｔ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）
高温加圧焼結法は、常磁性体からなる媒体に高温で圧力をかけながら焼結する方法である。一般に、型（ダイス）に、粉末状の媒体を充填し、押し棒等により上下から一軸方向に圧力を加えて焼結させる。
【００３４】
（２）熱間等方圧加圧焼結法（Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）
熱間等方圧加圧焼結法（ＨＩＰ法）は、高温加圧焼結法よりも高い圧力を等方的にかけて焼結する方法である。このＨＩＰ法には、ある程度高密度化させた常磁性体からなる媒体に高温・高圧のガス中で均等な圧力を加えて、媒体を加圧焼結させるカプセルフリーＨＩＰ法と、媒体を充填して気密封止させたカプセル容器自体に高温・高圧のガス中で均等な圧力を加えて、媒体を加圧焼結するカプセルＨＩＰ法とがあるが、いずれの方法であってもよい。このようなＨＩＰ法による焼結では、上述した高温加圧焼結法等と比較して媒体の形状に制約がなく、高い圧力下で等方的に負荷をかけて焼結することができる。
【００３５】
（３）放電プラズマ焼結法（Ｓｐａｒｋ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）
放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ法）は、パルス（Ｐｕｌｓｅ）型の直流電流で高磁性体からなる媒体の粉末間の隙間に発生する高温プラズマを利用して加圧焼結する方法である。ＳＰＳ法では、焼結初期において、過量の電流により粒子間にプラズマが生成され、これにより自発的に熱が発生し、この熱によって粒子間の接触部位にＮｅｃｋが生成されると電流によるジュール加熱につながる。そして、焼結がある程度進行すると、プラズマはこれ以上発生しないが、パルス形態で加えられる電流によって、より緻密になる。このようなＳＰＳ法では、自発的な熱の発生を利用することから、他の焼結法に比べて低い温度で焼結が可能であるという利点がある。
【００３６】
［切出工程］
切出工程は、透明焼結体１ａから複数の角柱形状の焼結体片１ｂを切り出して複数のファラデー素子を得る工程である。
【００３７】
具体的に、切出工程では、図１に示すように、例えば円筒形状の透明焼結体１ａに対して、ワイヤーソーやダイシング装置等の切断装置を用いて直線状の切り出し線となるように切断して角柱形状の焼結体片１ｂを切り出す。このような装置による加工コストは、円筒打ち抜き機等を用いる加工コストに比べて低く、コストの点でもメリットが大きい。また、切り出し線が直線状であることから、切り出し線が円弧状となる場合に比べて、採れ数が多くなり、歩留まりが大きく向上する。
【００３８】
図１に示すように、焼結体片１ｂからなるファラデー素子の光学面の形状は、例えば正方形とすることができるが、これに制限されず、六角形、八角形等の多角形状であってよい。ただし、消光比の低下抑制、加工の簡便性等の点から、光学面の形状としては正方形であることが好ましい。なお、例えば光学面の形状が正方形であるファラデー素子を得る場合、直径５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の透明焼結体１ａから、一辺２．２ｍｍ〜４．４ｍｍ角柱形状の焼結体片（ファラデー素子）を切り出すとすると、１５０本〜１８０本程度の焼結体片を切り出すことができる。
【００３９】
また、この切出工程では、上述したように、焼結体片を切り出す際の応力が角柱形状の焼結体片の角部にかかっても、その応力が角部に局所的（常磁性体の粒子内）に止まるようになるため、その角部から内部に向けて応力の伝搬を抑えることができる。これにより、切出工程により得られた焼結体片１ｂの消光比の低下は極めて小さくなり、高い消光比を有するファラデー素子を得ることができる。
【００４０】
＜２．ファラデー素子＞
本実施の形態のファラデー素子は、常磁性体からなる透明焼結体１により構成され、角柱形状の焼結体片１ｂである。
【００４１】
上述したように、焼結体片１ｂであるファラデー素子は、切り出し工程により角部に応力がかかっても、その応力が局所的に止まり内部に伝搬しづらく、消光比の低下が極めて小さく、高い消光比を実現できる。具体的に、本実施の形態に係るファラデー素子の消光比は、４０以上である。
【００４２】
ここで、消光比とは、例えば図２に構成を示すように、グラントムソンプリズム３ａ、３ｂをクロスニコルの状態に配置し、その間に焼結体片１ｂを挿入したときの光の損失をいう。
【００４３】
具体的に、図２に示すように、消光比を測定するための測定装置は、波長１０６４ｎｍのレーザー光Ｌを出射する光源２と、光源２からのレーザー光Ｌを検出する光検出器４とを備え、その光源２と光検出器４との間に、グラントムソンプリズム３ａ、３ｂと、測定対象となる焼結体片１ｂとが配置される。２つのグラントムソンプリズム３ａ、３ｂは直交ニコルの配置にされ、レーザー光Ｌのビーム径としては一般的に光アイソレータで用いられる０．６ｍｍとする。また、焼結体片１ｂにおける測定箇所は、例えば図３に示すように、偏波面無依存型光アイソレータを想定して、ビームが透過する光学面のビーム通過位置１ｃ、１ｄの２箇所とし、その２箇所の平均値を消光比とする。
【００４４】
また、角柱形状の焼結体片１ｂであるファラデー素子は、円柱形状の焼結体片を切り出す場合に比べ、加工コストが低く、採れ数も多くなり、歩留まりが上がって低コスト化を図ることが可能である。
【００４５】
なお、常磁性体としては、上述したように、ファラデー効果を有する常磁性体であれば特に制限されず、波長４００ｎｍ〜１．６μｍの広範囲で光損失が少ない、テルビウムを含む酸化物が好ましく、テルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）がより好ましい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４７】
［実施例１］
図１に示したように、先ず、高温等方圧加圧焼結法によってφ５０ｍｍ×Ｌ１５ｍｍのＴＧＧ透明焼結体１ａを作製し、その透明焼結体１ａの対向するφ５０ｍｍの２つの面を光学研磨して高さ１４．５ｍｍとした。次に、透明焼結体１ａをダイシングソーにより切断・分割し、□２．２ｍｍ×Ｌ１４．５ｍｍの四角柱形状の焼結体片１ｂを複数切り出した。
【００４８】
なお、図４に示すように、測定用の焼結体片１ｂとして、透明焼結体１ａのうち、中心部Ａ、端部Ｃ、中心部Ａと端部Ｃとの間の中間部Ｂの３箇所から焼結体片１ｂを切り出し、それぞれの消光比を測定した。
【００４９】
３個所から採取された焼結体片１ｂを、光学測定装置（図２参照）に挿入し消光比を測定した。なお、光源２からのレーザー光Ｌの波長は１０６４ｎｍとし、レーザー光のビーム径は０．６ｍｍとした。また、測定箇所は、図３に示すように、焼結体片１ｂのビームが透過する光学面のビーム通過位置１ｃ、１ｄの２箇所で消光比を測定した。また、図５に、この焼結体片１ｂの偏光写真を示す。
【００５０】
［比較例１］
比較例１として、チョクラルスキー法で育成したφ５０ｍｍのＴＧＧ単結晶からなるインゴット１０からウェハ１０ａを作製し、これを超音波円筒打ち貫きにより切断・分断して、φ３ｍｍ×Ｌ１４．５ｍｍの円筒形状のファラデー素子１０ｂを複数作製した（図７参照）。このうち、実施例１と同様に、測定用ファラデー素子１０ｂとして、ウェハ１０ａの中心部Ａ、中間部Ｂ、端部Ｃの３箇所から採取されたファラデー素子を選択して、図６に示すビーム通過位置１０ｃ、１０ｄにおける消光比を測定した。
【００５１】
［比較例２］
比較例２として、チョクラルスキー法で育成したφ５０ｍｍのＴＧＧ単結晶からなるインゴットからウェハ１１ａを作製し、超音波円筒打ち貫きにより切断・分断して、φ３ｍｍ×Ｌ１４．５ｍｍの円筒形状のファラデー素子１１ｂを複数作製した（図８参照）。このうち、実施例１と同様に、測定用ファラデー素子１１ｂとして、ウェハ１１ａの中心部Ａ、中間部Ｂ、端部Ｃの３箇所から採取されたファラデー素子を選択して、実施例１と同様に、ビーム通過位置の消光比を測定した。また、図９に、このファラデー素子の偏光写真を示す。なお、比較例２で使用したインゴットは、比較例１で使用したインゴットと同一である。
【００５２】
下記表１に、実施例１及び比較例１、２の消光比の測定結果を示す。なお、表中の消光比の単位は、「ｄＢ」である。また、表１中における「ビーム通過位置ｃ」、「ビーム通過位置ｄ」とは、図３における消光比の測定位置「１ｃ」、「１ｄ」、図６における消光比の測定位置「１０ｃ」、「１０ｄ」を示す。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
図５及び表２の結果から、実施例１の焼結体片１ｂからなるファラデー素子においては、採取箇所、測定箇所にかかわらず、いずれも消光比は４０ｄＢ以上と高い値を示すことが確認された。
【００５５】
これに対し、比較例１のファラデー素子１０ｂでは、すべてが実用可能な３０ｄＢ以上であったものの、実施例に比べると低い消光比であった。また、比較例２のファラデー素子１１ｂでは、すべてが使用困難な２０ｄＢ以下であった。また、図９に示すように、比較例２のファラデー素子１１ｂにおいては、角形の４つの頂点から中心部に向かって消光状態が悪いことが確認された。
【００５６】
ここで、比較例１のファラデー素子１０ｂと比較例２のファラデー素子１１ｂとにおいて、同一のＴＧＧ単結晶からなるインゴットから採取したにもかかわらず、このような大きな有意差が生じた理由は、次のように考えられる。すなわち、比較例１のファラデー素子１０ｂは、円筒形状であるため加工歪が分散したのに対して、比較例２のファラデー素子１１ｂは、角柱形状であるため角部に加工歪が集中したためと考えられる。
【００５７】
また、実施例１の焼結体片１ｂからなるファラデー素子が、比較例１のファラデー素子１１ｂよりも高い消光比を呈した理由は、以下の２つが考えられる。すなわち、（ｉ）比較例１のファラデー素子１０ｂでは、円筒形状ではあり加工歪が分散したとはいえ、焼結体ほど加工歪が局所的（粒内）に止まらず微小ではあるが内部へ伝搬し、（ｉｉ）ガーネット系単結晶、特に常磁性体ガーネット系単結晶では、結晶内部の僅かな格子定数差による歪でも消光比を低下させ、つまり、加工歪が無くても結晶内部の歪で結晶全体の消光比を低下させたためであると考えられる。
【００５８】
このような結果から、常磁性体を焼結して透明焼結体とし、その透明焼結体から複数の角柱形状の焼結体片を切り出してファラデー素子とすることで、角柱形状であっても高い消光比を実現することができることが確認された。
【符号の説明】
【００５９】
１ａ  透明焼結体
１ｂ  焼結体片
１ｃ、１ｄ  ビーム通過位置
２  光源
３  グラントムソンプリズム
４  光検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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