(57)【要約】      （修正有）【課題】磁界の測定精度の向上を図りうる磁気光学素子および磁界センサ、磁気光学薄膜を提供する。【解決手段】絶縁性マトリックス１１中に金属粒子１２が分散している本発明の磁気光学薄膜１０は、組成式ＦｅaＣｏbＮｉcＭwＮxＯyＦzで表わされる。ＭはＬｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｔｉ、希土類元素、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａからなる群から選択される少なくとも１つの元素である。組成比ａ、ｂ、ｃ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚは原子比率で、０≦ａ≦０．３０、０≦ｂ≦０．３０、０≦ｃ≦０．３０、０．１０≦ａ＋ｂ＋ｃ≦０．３０、０．２０≦ｗ≦０．３０、０≦ｘ≦０．７０、０≦ｙ≦０．７０、０≦ｚ≦０．７０、０．４０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．７０、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。金属粒子１２の平均粒子径が２〜１０［ｎｍ］の範囲に含まれ、かつ、平均粒子間隔が１．０〜５．０［ｎｍ］の範囲に含まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｔｉ、希土類元素、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａからなる群から選択される少なくとも１つの元素としてのＭ成分とＮ、ＯおよびＦの少なくとも１つの元素とからなる絶縁性マトリックスと、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの少なくとも１つの元素からなり、前記絶縁性マトリックスに分散している金属粒子とからなる磁気光学薄膜であって、
組成式ＦｅａＣｏｂＮｉｃＭｗＮｘＯｙＦｚで表わされ、組成比ａ、ｂ、ｃ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚは原子比率で、０≦ａ≦０．３０、０≦ｂ≦０．３０、０≦ｃ≦０．３０、０．１０≦ａ＋ｂ＋ｃ≦０．３０、０．２０≦ｗ≦０．３０、０≦ｘ≦０．７０、０≦ｙ≦０．７０、０≦ｚ≦０．７０、０．４０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．７０、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、
前記金属粒子の平均粒子径が２〜１０［ｎｍ］の範囲に含まれ、かつ、平均粒子間隔が１．０〜５．０［ｎｍ］の範囲に含まれていることを特徴とする磁気光学薄膜。
【請求項２】
指定波長範囲に波長が含まれる光に対する透過性がある基板と、
前記基板の一方の主面に設けられた請求項１記載の磁気光学薄膜と、
前記基板とは反対側で前記磁気光学薄膜の主面に設けられ、前記指定波長範囲に波長が含まれる光を反射する反射素子と、
前記基板の他方の主面に設けられ、前記指定波長範囲の光の前記基板による反射を抑制する反射抑制素子と、を備えていることを特徴とする磁気光学素子。
【請求項３】
請求項２記載の磁気光学素子と、
前記指定波長範囲に波長が含まれる光を発する光源と、
前記光源から発せられた入射光を指定方向の直線偏光に調整したうえで前記磁気光学素子に対して前記反射抑制素子の側から入射させるための入射光学系と、
前記入射光が前記磁気光学素子の前記反射素子により反射された結果としての反射光のうち前記指定方向の成分を出射光として伝搬させるための出射光学系と、
前記出射光学系を経て前記出射光を検知する受光器と、を備えていることを特徴とする磁界センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界センサ、磁界センサに用いられる磁気光学素子および磁気光学素子に用いられる磁気光学薄膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気光学効果を利用した磁界センサは、電磁誘導現象または半導体の電気特性を用いた磁界測定手法などの電気的な磁界測定手法と比較して、電気的雑音への耐性が高くかつ絶縁性に優れるなどの利点を有しており、例えば送電・配電設備、鉄道設備、産業機器において回転子の回転数測定または電流測定などに採用される。このような磁界センサとして、ビスマス置換希土類鉄ガーネットを磁気光学素子に採用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４１９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ビスマス置換希土類鉄ガーネットは強磁性体であるため、磁化曲線のヒステリシスが大きく、結果として特に比較的弱い磁界における磁界測定精度が低下する。
【０００５】
そこで、本発明は、磁界の測定精度の向上を図りうる磁気光学素子および磁界センサ、さらには当該磁気光学素子および磁界センサに用いられる磁気光学薄膜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】
【０００６】
本発明は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｔｉ、希土類元素、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａからなる群から選択される少なくとも１つの元素としてのＭ成分とＮ、ＯおよびＦの少なくとも１つの元素とからなる絶縁性マトリックスと、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの少なくとも１つの元素からなり、前記絶縁性マトリックスに分散している金属粒子とからなる磁気光学薄膜に関する。
【０００７】
本発明の磁気光学薄膜は、組成式ＦｅａＣｏｂＮｉｃＭｗＮｘＯｙＦｚで表わされ、組成比ａ、ｂ、ｃ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚは原子比率で、０≦ａ≦０．３０、０≦ｂ≦０．３０、０≦ｃ≦０．３０、０．１０≦ａ＋ｂ＋ｃ≦０．３０、０．２０≦ｗ≦０．３０、０≦ｘ≦０．７０、０≦ｙ≦０．７０、０≦ｚ≦０．７０、０．４０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．７０、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、前記金属粒子の平均粒子径が２〜１０［ｎｍ］の範囲に含まれ、かつ、平均粒子間隔が１．０〜５．０［ｎｍ］の範囲に含まれていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の磁気光学素子は、指定波長範囲に波長が含まれる光に対する透過性がある基板と、前記基板の一方の主面に設けられた本発明に係る磁気光学薄膜と、前記基板とは反対側で前記磁気光学薄膜の主面に設けられ、前記指定波長範囲に波長が含まれる光を反射する反射素子と、
前記基板の他方の主面に設けられ、前記指定波長範囲の光の前記基板による反射を抑制する反射抑制素子と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の磁界センサは、本発明に係る磁気光学素子と、前記指定波長範囲に波長が含まれる光を発する光源と、前記光源から発せられた入射光を指定方向の直線偏光に調整したうえで前記磁気光学素子に対して前記反射抑制素子の側から入射させるための入射光学系と、前記入射光が前記磁気光学素子の前記反射素子により反射された結果としての反射光のうち前記指定方向の成分を出射光として伝搬させるための出射光学系と、前記出射光学系を経て前記出射光を検知する受光器と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の磁気光学薄膜によれば、超常磁性を示すために磁化曲線のヒステリシスが低減され、かつ、ベルデ定数が比較的弱い磁界を測定する観点から適当に大きい値を有する。このため、本発明の磁気光学薄膜を有する磁気光学素子および当該磁気光学素子を利用する磁界センサにより、磁気光学効果または磁気旋光効果（ファラデー効果）を用いた磁界の測定精度の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】磁気光学薄膜の構造に関する模式図。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態としての磁気光学素子の模式図。
【図２Ｂ】本発明の第２実施形態としての磁気光学素子の模式図。
【図３】本発明の第１実施形態としての磁界センサの模式図。
【図４】本発明の第２実施形態としての磁界センサの模式図。
【図５】磁気光学薄膜におけるＦｅおよびＣｏの合計原子比率ａ＋ｂとベルデ定数との関係に関する説明図。
【図６】実施例の薄膜の磁界に対する磁気旋光角に関する説明図。
【図７】比較例の薄膜の磁界に対する磁気旋光角に関する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（磁気光学薄膜の構成）
図１に模式的に示されている本発明の一実施形態としての磁気光学薄膜１０は、絶縁性マトリックス１１と、絶縁性マトリックス１１に分散している金属粒子１２とからなる。絶縁性マトリックス１１は、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｔｉ、希土類元素、Ｚｒ、Ｎｂ、ＨｆおよびＴａからなる群から選択される少なくとも１つの元素としてのＭ成分とＮ、ＯおよびＦの少なくとも１つの元素とからなる。金属粒子１２は、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉの少なくとも１つの元素からなる。
【００１３】
本発明の磁気光学薄膜は、組成式ＦｅａＣｏｂＮｉｃＭｗＮｘＯｙＦｚで表わされ、組成比ａ、ｂ、ｃ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚは原子比率で、０≦ａ≦０．３０、０≦ｂ≦０．３０、０≦ｃ≦０．３０、０．１０≦ａ＋ｂ＋ｃ≦０．３０、０．２０≦ｗ≦０．３０、０≦ｘ≦０．７０、０≦ｙ≦０．７０、０≦ｚ≦０．７０、０．４０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦０．７０、かつ、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１であり、金属粒子２の平均粒子径が２〜１０［ｎｍ］の範囲に含まれ、かつ、平均粒子間隔が１．０〜５．０［ｎｍ］の範囲に含まれている。
【００１４】
（磁気光学薄膜の製造方法）
本発明の磁気光学薄膜は基板上に成膜される。基板としては、石英ガラスまたはコーニング社製ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」は登録商標）などのガラス基板、表面を熱酸化した単結晶ＳｉウエハまたはＭｇＯ基板が採用される。
【００１５】
誘電体薄膜は、例えばＦｅ、ＣｏおよびＮｉのうち少なくとも１つを含む合金円板上に、Ｍ元素を含む窒化物、酸化物またはフッ化物の誘電体（絶縁体）のチップが配置された複合ターゲットが用いられ、スパッタリング法によって成膜される。複合ターゲットに代えて、金属ターゲットおよび誘電体ターゲットを用いて、スパッタリング法により、薄膜の組成比を調節するために各ターゲットのスパッタ電力およびスパッタ電力供給時間などの因子が調節されながら誘電体薄膜が成膜されてもよい。
【００１６】
スパッタ成膜に際して、Ａｒガス、ＡｒおよびＮ2の混合ガスまたはＡｒおよびＯ2の混合ガスが雰囲気ガスとして用いられる。成膜時間の長短により膜厚が制御され、例えば０．３〜３［μｍ］の磁気光学薄膜が製造される。成膜時における基板温度は２０〜５００［℃］の範囲に収まるように基板ホルダが水冷された。成膜時のスパッタ圧力は１〜６０［ｍＴｏｒｒ］に調節され、スパッタ電力は５０〜３５０［Ｗ］に調節された。
【００１７】
（磁気光学素子の構成）
（第１実施形態）
図２Ａに示されている本発明の第１実施形態としての磁気光学素子２０は、反射抑制素子２６と、基板２２と、前記構成の磁気光学薄膜１０と、反射素子２４と、が順に積層された構造を有している。磁気光学薄膜１０、反射素子２４および反射抑制素子２６のそれぞれの作製方法としてはスパッタリング、真空蒸着などの物理的気相成長法（ＰＶＤ）のほか、化学的気相成長法（ＣＶＤ）が採用されてもよい。基板２２および磁気光学薄膜１０が接着または貼着されてもよい。同様に、反射素子２４および磁気光学薄膜１０が接着または貼着されてもよく、反射抑制素子２６および基板２２が接着または貼着されてもよい。
【００１８】
基板２２は、指定波長範囲に波長が含まれる光に対する透過性がある素材からなる。例えば、指定波長範囲が４００〜１６００ｎｍを含む場合、基板２２として、無アルカリホウケイ酸ガラス、石英ガラス、ＭｇＯ結晶などの素材が用いられる。反射素子２４は、指定波長範囲に波長が含まれる光を反射する。例えば、反射素子２４として、Ａｕ、Ａｌ、‥などの金属素材が用いられてもよく、誘電体の多層膜などが用いられてもよい。反射抑制素子２６は、指定波長範囲の光の基板２２による反射を抑制する。例えば、反射抑制素子２６として、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２などの多層膜の誘電性素材が用いられる。
【００１９】
（第２実施形態）
図２Ｂに示されている本発明の第２実施形態としての磁気光学素子２０は、反射抑制素子２６、第１基板２２１、第１磁気光学薄膜１０１、第２基板２２２、第２磁気光学薄膜１０２および反射素子２４が順に積層された構造を有している。第１磁気光学薄膜１０１および第２磁気光学薄膜１０２のそれぞれは、第１実施形態の磁気光学薄膜１０と同様に構成されている。第１基板２２１および第２基板２２２のそれぞれは、第１実施形態における基板２２と同様に構成されている。
【００２０】
第２実施形態の磁気光学素子２０は、二対の基板および磁気光学薄膜が積層された二層構造を有するが、三対以上の基板および磁気光学薄膜が積層された三層以上の積層構造を有していてもよい。
【００２１】
（磁界センサの構成（第１実施形態））
図３に模式的に示されている本発明の第１実施形態としての磁界センサは、前記構成の磁気光学素子２０、光源４１、入射光ファイバ４１２、入射光レンズ４１４、偏光子４１６、ミラー４１８、受光器４２、出射光ファイバ４２２、出射光レンズ４２４、検光子４２６、ハーフミラー４２８、レンズ４３２、光ファイバ４３４およびレンズ４３６を備えている。
【００２２】
光源４１から発せられた入射光は、入射光ファイバ４１２および入射光レンズ４１４を順に通過し、偏光子４１６において指定方向の直線偏光に調整され、ミラー４１８およびハーフミラー４２８のそれぞれにより順に反射され、レンズ４３２、光ファイバ４３４およびレンズ４３６を順に通過して磁気光学素子２０に対して反射抑制素子２６の側（図２の左側）から入射する。すなわち、入射光ファイバ４１２、入射光レンズ４１４、偏光子４１６、ミラー４１８、ハーフミラー４２８、レンズ４３２、光ファイバ４３４およびレンズ４３６が、光源４１から発せられた入射光を指定方向の直線偏光に調整したうえで磁気光学素子２０に対して入射させるための入射光学系Ｓ（Ｉ）を構成する。
【００２３】
磁気光学素子２０において、入射光は、反射抑制素子２６および磁気光学薄膜１０を順に通過して反射素子２４により反射され、反射光として磁気光学薄膜１０および反射抑制素子２６を順に通過する。磁気光学素子２０が磁場中にある場合、磁気光学薄膜１０において当該磁場に応じた磁気光学効果によって直線偏光としての入射光および反射光のそれぞれの偏光面が回転する。
【００２４】
磁気光学素子２０による反射光は、レンズ４３６、光ファイバ４３４、レンズ４３２およびハーフミラー４２８を順に通過し、検光子４２６において反射光のうち指定方向の直線成分のみが通過し、出射光レンズ４２４および出射光ファイバ４２２を順に通過して受光器４２に入射される。すなわち、出射光ファイバ４２２、出射光レンズ４２４、検光子４２６、ハーフミラー４２８、レンズ４３２、光ファイバ４３４およびレンズ４３６が、入射光が反射抑制素子２６および磁気光学薄膜１０を順に通過して磁気光学素子２０の反射素子２４により反射され、磁気光学薄膜１０を通過した結果としての反射光のうち指定方向の成分を出射光として伝搬させるための出射光学系Ｓ（Ｅ）を構成する。
【００２５】
光源４１は、例えば、レーザダイオード、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどの固体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザなどの様々なレーザ光源により構成される。入射光ファイバ４１２、出射光ファイバ４２２および光ファイバ４３４は、例えば、シングルモード光ファイバにより構成される。出射光ファイバ４２２は、マルチモード光ファイバにより構成されてもよい。入射光レンズ４１４、出射光レンズ４２４、レンズ４３２およびレンズ４３６のそれぞれは、例えば、凸レンズ、非球面レンズ、ボールレンズまたはＧＲＩＮレンズなどの集光レンズにより構成される。偏光子４１６および検光子４２６のそれぞれは、例えば、グラントムソンプリズムなどのプリズムのほか、吸収型偏光子、偏光分離プリズム、偏光分離板などにより構成される。受光器４２は、出射光学系を経て入力された出射光の強度に応じた電気信号を出力する。
【００２６】
偏光子４１６および検光子４２６の透過偏光方向がなす角度φ、および、磁気光学効果による旋光角θに基づき、検光子４２６を通過した後の光量Ｐはｃｏｓ２（φ−θ）に比例する。このため、φ＝４５ｄｅｇと設定すると、光量Ｐは１＋ｓｉｎ２θに比例し、θが小さい場合には近似的に１＋２θに比例する。これにより、θに比例した光量変化が得られる。
【００２７】
（磁界センサの構成（第２実施形態））
図４に模式的に示されている本発明の第２実施形態としての磁界センサは、第１実施形態の磁界センサにおいて、検光子４２６に代えて偏光分離素子４２５が設けられ、第２受光器４４、第２出射光ファイバ４４２、第２出射光レンズ４４４およびミラー４４８が追加された構成である。第１実施形態と共通する構成要素については同一符号を付すとともに説明を省略する。
【００２８】
偏光分離素子４２５は、磁気光学素子２０による直線偏光としての反射光を指定方向成分（第１指定方向成分）および当該指定方向に垂直な第２指定方向成分に分離する。偏光分離素子４２５は、ローションプリズム、ウォラストンプリズムなどの偏光プリズム、偏光分離プリズム、偏光分離板などにより構成される。
【００２９】
偏光分離素子４２５により分離された反射光の第１指定方向成分は、第１出射光レンズ４２４および第１出射光ファイバ４２２を順に通過して第１受光器４２に入射される。すなわち、第１出射光ファイバ４２２、第１出射光レンズ４２４、偏光分離素子４２５、ハーフミラー４２８、レンズ４３２、光ファイバ４３４およびレンズ４３６が第１出射光学系Ｓ（Ｅ１）を構成する。第１受光器４２は、第１出射光学系を経て入力された出射光の強度に応じた電気信号を出力する。  偏光分離素子４２５により分離された反射光の第２指定方向成分は、ミラー４４８により反射された後で、第２出射光レンズ４４４および第２出射光ファイバ４４２を順に通過して第２受光器４４に入射される。すなわち、第２出射光ファイバ４４２、第２出射光レンズ４４４、偏光分離素子４２５、ミラー４４８、レンズ４３２、光ファイバ４３４およびレンズ４３６が第２出射光学系Ｓ（Ｅ２）を構成する。第２受光器４４は、第２出射光学系を経て入力された出射光の強度に応じた電気信号を出力する。
【００３０】
偏光子４１６の透過偏光方向と偏光分離素子４２５の分離偏光方向との角度は４５ｄｅｇに設定される。偏光分離素子４２５から出射する第１指定方向成分の光量Ｐ１は、磁気光学効果による旋光角をθとすると、θが小さい場合には近似的に１＋２θに比例する。偏光分離素子４２５から出射する第２指定方向成分の光量Ｐ２は、磁気光学効果による旋光角をθとすると、θが小さい場合には近似的に１−２θに比例する。このため、出力Ｐ＝（Ｐ１−Ｐ２）／（Ｐ１＋Ｐ２）が得られるように信号処理が行われると、当該出力Ｐは２θに比例する。これにより、θに比例した光量変化が得られる。
【００３１】
（磁界センサの構成（他の実施形態））
前記実施形態において、入力光学系Ｓ（Ｉ）および出力光学系Ｓ（Ｅ）（ＳＥ（１），Ｓ（Ｅ２））のそれぞれの構成要素はさまざまに変更されてもよい。例えば、光ファイバ４３４およびレンズ４３６が省略されてもよい。
【００３２】
（実施例・比較例）
基板２２の一方の主面にスパッタリング法により実施例１〜５および比較例１〜３のそれぞれの磁気光学薄膜１０が作製された。基板２２としては、厚さ０．５ｍｍの無アルカリアルミノホウケイ酸ガラス基板が用いられた。表１には、各実施例および各比較例の薄膜の組成を表わす原子比率ａ、ｂ、ｃ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚの数値が、成膜時の基板温度とともに示されている。スパッタリングに際して用いられる複合ターゲットの組成が調節されることにより、磁気光学薄膜１０の組成が調節された。さらに、スパッタリング法により基板２２とは反対側の磁気光学薄膜１０の主面にＡｕからなる反射素子２４が形成され、同じくスパッタリング法により基板２２の他方の主面にＳｉＯ2およびＴａ2Ｏ5の多層膜からなる反射抑制素子２６が形成された（図２参照）。これにより、実施例１〜５および比較例１〜３のそれぞれの磁気光学素子２０が作製された。
【００３３】
【表１】
2019165106.tif 000003
【００３４】
高分解能透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を通じて得られた画像の解析により、薄膜の平均粒子径および平均粒子間隔が測定された。表２には、各実施例および各比較例の薄膜のこれらの測定結果が示されている。
【００３５】
【表２】
2019165106.tif 000004
【００３６】
（金属含有量および薄膜特性の相関関係）
図５には、磁気光学薄膜におけるＦｅおよびＣｏの合計原子比率ａ＋ｂとベルデ定数γとの関係が示されている。丸付き数字は、該当数番の実施例の磁気光学薄膜を表わし、四角付き数字は、該当数番の比較例の磁気光学薄膜を表わしている。ベルデ定数γは、ファラデー角θ、磁場Ｈおよび磁気光学薄膜の厚さｔ（光の通過距離の半分に相当する。）を用いて、関係式（１２）により表わされる。
【００３７】
γ＝θ／（２ｔＨ）  ‥（１２）。
【００３８】
ベルデ定数γ（λ）は、光の波長λ＝１５５４ｎｍを用いて、室温において、図３に示された構成において、ヘルムホルツコイルによる磁界を磁気光学素子２０に加えることにより測定された。図５から、実施例１〜５の磁気光学薄膜のベルデ定数γ（λ＝１５５４ｎｍ）は、０．２〜４．０×１０-4［ｄｅｇ／μｍＯｅ］の範囲に含まれている一方、比較例１〜３の磁気光学薄膜のベルデ定数γは、４．０×１０-4［ｄｅｇ／μｍＯｅ］よりも大きいことがわかる。
【００３９】
さらに、磁界に対する磁気旋光角（ファラデー回転角）に基づき、各実施例および各比較例の薄膜についてゼロ磁界での偏差ηが測定された。図６には、実施例１の磁気光学薄膜の磁界に対する磁気旋光角（ファラデー回転角）が示されている一方、図７には、比較例１の磁気光学薄膜の磁界に対する磁気旋光角（ファラデー回転角）が示されている。表３には、各実施例および各比較例のベルデ定数γおよびゼロ磁界での偏差ηの測定結果が示されている。
【００４０】
ゼロ磁界での偏差ηは、磁界に対する磁気旋光角（ファラデー回転角）の測定データに基づき、外部磁界がゼロである状態において、外部磁界を増加させた場合の磁気旋光角θupと、外部磁界を減少させた場合の磁気旋光角θdownの差を、最大磁気旋光角変化θmaxで除した値の１００分率比である。
【００４１】
【表３】
2019165106.tif 000005
【００４２】
表３から、実施例１〜５の磁気光学薄膜のゼロ磁界での偏差ηは１％以下でヒステリシスが非常に小さい（図６参照）。一方、比較例１〜３の磁気光学薄膜のゼロ磁界での偏差ηは１０％を超えており大きなヒステリシスを示すことがわかる（図７参照）。
【００４３】
（作用効果）
本発明の磁気光学薄膜１によれば、超常磁性を示すために磁化曲線のヒステリシスが低減され、かつ、ベルデ定数γが比較的弱い磁界Ｈを測定する観点から適当に大きい値を有する（表３および図６参照）。このため、本発明の磁気光学薄膜１０を有する磁気光学素子２０（図２参照）および当該磁気光学素子２０を利用する磁界センサ（図３および図４参照）により、磁気光学効果または磁気旋光効果を用いた磁界Ｈの測定精度の向上が図られる。
【符号の説明】
【００４４】
１‥絶縁性マトリックス、２‥金属粒子、１０、１０１、１０２‥磁気光学薄膜、２０‥磁気光学素子、２２、２２１、２２２‥基板、２４‥反射素子、２６‥反射抑制素子、４１‥光源、４２‥受光器（第１受光器）、４４‥第２受光器、Ｓ（Ｉ）‥入射光学系、Ｓ（Ｅ）‥出射光学系、Ｓ（Ｅ１）‥第１出射光学系、Ｓ（Ｅ２）‥第２出射光学系。
【図１】
2019165106.tif 000006
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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