【事件の表示】
　特許第３２３７０３１号「ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチ」の請求項１ないし３に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２３７０３１号の請求項１ないし３に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３２３７０３１号の請求項１ないし３に係る発明は、平成５年１月２７日に出願され、平成１３年１０月５日にその特許の設定の登録がなされ、その後、ティーディーケイ株式会社により特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１４年１１月１２日付けで、意見書の提出と共に訂正請求がなされたものである。　
　
２．訂正の適否について
2．1　訂正の内容
　平成１４年１１月１２日付けの訂正請求書による訂正事項は、下記のとおりである。
ａ．特許請求の範囲の請求項１の、
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）」を
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、
１．８≦x＋ｙ＜３、
　
ｂ．明細書の段落【００１１】の、
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）」を
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、
１．８≦x＋ｙ＜３、
　
ｃ．明細書の段落【００２０】の、
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）」を
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、
１．８≦x＋ｙ＜３、
　
ｄ．明細書の段落【００２８】の、
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）」を
「（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、
１．８≦x＋ｙ＜３、
　
2．2　訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
（１）上記訂正事項ａ
　請求項１において、化学組成の定義に、さらに「１．８≦x＋ｙ＜３」と付け加えることによって、組成の範囲をさらに減縮しようとするものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものに該当し、これは本件特許明細書中に、Ｂｉ量（即ち、３−ｘ−ｙ）が１．２である単結晶膜が記載されていること（同明細書【００１８】、【００２３】、【００２５】）、また、「
ビスマス置換
　
（２）上記訂正事項ｂ、ｃ、ｄ
　上記訂正事項ｂ、ｃ、ｄは、上記ａの訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を図るための訂正であるから、明りょうでない記載の釈明を目的とするものに該当し、これらは前述したように、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内においてするものであり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものには該当しない。　　　　　　　　　　　　　
2．3　むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する平成６年改正法による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き、及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立ての理由の概要
　特許異議申立人は、甲第１号証（実願昭５９−１６８８２４号（実開昭６１−８６７１６号）のマイクロフイルム）、甲第２号証（「日本応用磁気学会誌」Ｖｏｌ．９，Ｎｏ．５，ｐｐ３８９〜３９２（１９８５））及び甲第３号証（特開昭６２−１８６２２０号公報）を提出して、訂正前の請求項１〜３に係る発明は、甲第１号証に記載された発明であるか、または 甲第１〜３号証に記載された発明から当業者が容易に発明をすることができたものであるから、上記の請求項１〜３に係る発明についての特許は、特許法第２９条第１項第３号に該当するにも拘わらず、または 同条第２項の規定に違反して、特許されたものであるから、取り消すべきである旨主張している。
　
４．本件発明
　本件の訂正後の請求項１〜３に係る発明（以下、夫々「本件発明１」〜「本件発明３」という。）は、訂正明細書（平成１４年１１月１２日付）の特許請求の範囲の請求項１〜３に記載された次のとおりのものである。
　
「【請求項１】　ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において、前記単結晶膜は、厚膜であって、化学組成がＧｄxＲyＢｉ3−x−yＦｅ5−z（ＡｌＧａ）zＯ12（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、１．８≦x＋ｙ＜３、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）で示され、前記単結晶膜面と交差する方向に外部磁界を印加し磁気飽和させたのち当該外部磁界を除去しても、磁気飽和させた際のファラデー回転効果を保持することを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜。
【請求項２】　請求項１記載のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜からな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記載のファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した状態で用いたことを特徴とする光アイソレータ。」
　
５．刊行物に記載された発明
　当審で通知した取消理由で引用した本件特許出願前に頒布された実願昭５９−１６８８２４号（実開昭６１−８６７１６号）のマイクロフイルム（特許異議申立人の提出に係る甲第１号証と同じ。以下、「引用例１」という。）には、下記の記載がある。
　
ａ．「（１） 液相エピタキシャル法によって非磁性ガーネット単結晶基板上に育成され、膜面に対し垂直方向が磁化容易軸である磁気光学ガーネット膜を用い、ガーネット膜の膜面と垂直に光を入射させるファラデー回転子において・・・ガーネット膜を用いたことを特徴とするファラデー回転子。」（実用新案登録請求の範囲）
　
ｂ．「本考案の目的は、上記のような光アイソレータにおける難点を解消し、小形、軽量でかつ磁石を必要としない光アイソレータの実現を可能ならしめるファラデー回転子を提供することである。」（第６頁第１４行〜第１７行）
　
ｃ．「［実施例］ 以下本考案の実施例について図面を用いて詳細に説明する。 ［実施例１］ 第１図においてネオジミウム・ガリウム・ガーネット（Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12）単結晶（５０ｍｍ径の非磁性）の基板３２上に液相エピタキシャル法により、アルミニウムとガリウムとで鉄の一部を置換した。ガドリニウム・ビスマス・鉄ガーネット膜（ＧｄＢｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12３１を厚さ１５０μｍに育成してエピタキシャルガーネット膜３を得た。この材料は波長１．３μｍにおいてファラデー回転係数が−３０００°／ｃｍであり、丁度この厚さで入射光４に対して入射偏光面が４５°回転する。・・・この膜３は膜面に対し垂直方向が磁化容易軸であり、透過偏光顕微鏡でファラデー効果を用いて磁区を観察したところ、約１ｍｍ幅の縞状磁区がみられた。膜面と垂直方向に約２００ Ｏｅの磁場を印加することにより、磁化はこの方向に飽和して単磁区となった。・・・外部磁場を除去しても単磁区を保つことができた。これにより第１図図示のように従来の技術とは異なり、磁石を用いずにエピタキシャルガーネット膜３と、偏光子１および検光子２とも組み合わせるだけで、光アイソレータを作ることができた。さらに第２図に示すように、液相エピタキシャル成長後、基板３２を研磨により除去してガーネット膜３１のみを用いても同様の効果があった。・・・［実施例２］ ・・・外部磁場を取り去っても単磁区が保たれ、実施例１と同様の効果が得られた。」（第７頁第７行〜第９頁第１１行）
　
ｄ．「［考案の効果］ 以上説明した如く、本考案のファラデー回転子を用いれば、従来のファラデー回転子に必要とされていた磁場発生用の磁石が不要となり、アイソレータとして用いる場合には小型、軽量化することができ光アイソレータの光情報通信用ピックアップへの搭載が可能となるなどの優れた効果を得ることができる。」（第９頁第１２行〜第１９行）
　
　したがって、上記によれば引用例１には、「液相エピタキシャル法によって育成されたガドリニウム・ビスマス・鉄ガーネット単結晶膜において、前記単結晶膜は、膜厚が１５０μｍであって、化学組成が（ＧｄＢｉ）３（ＦｅＡｌＧａ）５Ｏ12である前記単結晶膜」（以下、「引用発明１」という。）、「前記の単結晶膜からなるファラデー回転子」（以下、「引用発明２」という。）、及び「前記のファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ、当該外部磁界を除去した状態で用いてなる光アイソレータ」（以下、「引用発明３」という。）が記載されている。
　
６．対比・判断
6．1　本件発明１について
　引用発明１の「液相エピタキシャル法により育成されたガドリニウム・ビスマス・鉄ガーネット単結晶膜」は、「ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜」であることは明らかである。
　
　また、単結晶膜が「厚膜」である点について、本件特許明細書には「厚膜」の定義について別段の定めがないけれども、当該技術分野においては１００μｍ以下を「薄膜」としていたから（本件特許の審査段階での平成１２年１０月３０日付意見書第３頁参照）、引用発明の単結晶膜（膜厚１５０μｍ）は、「厚膜」とみて差し支えないと認められる。　
　
　さらに、引用発明１の「単結晶膜」については、単結晶膜面と垂直方向、即ち、膜面と交差する方向に外部磁界を印加し磁気飽和させた後、外部磁界を除去してもファラデー回転効果を保持し得ることが確認されているものと認められる（引用例１の第８頁第２行〜第１９行参照）。
　
（なお、本件特許権者は特許異議意見書において、引用例１は、外部磁場の印加により「単磁区」ができることを述べているのであって、「磁気飽和によるファラデー回転効果」が奏されたことは述べていない旨主張するけれども（同意見書第４頁第２２行〜第５頁第６行）、引用例１の実施例１には、「膜面と垂直方向に・・・磁場を印加することにより、磁化はこの方向に
飽和して単磁区となった。
磁石を用いずに
光アイソレータを作ることができた。
　
　よって、本件発明１と引用発明１とを対比すると、両者は、
「ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において、前記単結晶膜は、厚膜であって、前記単結晶膜面と交差する方向に外部磁界を印加し磁気飽和させたのち当該外部磁界を除去しても、磁気飽和させた際のファラデー回転効果を保持することを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜。」で一致し、次の点で相違すると認められる。
　
［相違点］
　本件発明１の単結晶膜の化学組成は、「ＧｄxＲyＢｉ3−x−yＦｅ5−z（ＡｌＧａ）zＯ12（但し、ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５、０≦ｙ≦１．９、１．８≦x＋ｙ＜３、０．５≦ｚ≦２．０の数である。）」であるのに対して、
　引用発明１の単結晶膜の化学組成は、「（ＧｄＢｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12」である点。
　
　そこで上記相違点について検討すると、本件発明１の単結晶膜の組成は、「ＧｄxＲyＢｉ3−x−yＦｅ5−z（ＡｌＧａ）zＯ12」であるが、ｙ＝０の場合は、「ＧｄxＢｉ3−xＦｅ5−z（ＡｌＧａ）zＯ12」となり、この組成は、引用発明１に係る単結晶膜の組成である（ＧｄＢｉ）3（ＦｅＡｌＧａ）5Ｏ12の元素比率を、より特定の狭い数値範囲に限定したものに他ならない。そして、ファラデー回転効果を保持することが知られている特定の組成の「ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜」において、実験的にその数値範囲の最適化又は好適化を図ることは、当業者の通常の創作能力の発揮であり、当業者が必要に応じて適宜実施し得る程度のことにすぎないと認められる。　
　また、本件特許明細書の記載（【００１７】〜【００２８】）に徴し、当該数値範囲に限定したことによって、格別な効果が奏されたとも認められない。
　
　したがって、本件発明１は、引用例１に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであると認められる。
　　
6．2　本件発明２について
　本件発明２と引用発明２とを対比すると、両者は、
「ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において、前記単結晶膜は、厚膜であって、前記単結晶膜面と交差する方向に外部磁界を印加し磁気飽和させたのち当該外部磁界を除去しても、磁気飽和させた際のファラデー回転効果を保持することを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜からなるファラデー回転子。」で一致し、上記の本件発明１と引用発明１との相違点と同じ点で相違するから、上記した理由（6．1参照）と同じ理由により本件発明２は、引用例１に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであると認められる。　
6．3　本件発明３について
　本件発明３と引用発明３とを対比すると、両者は、
「ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において、前記単結晶膜は、厚膜であって、前記単結晶膜面と交差する方向に外部磁界を印加し磁気飽和させたのち当該外部磁界を除去しても、磁気飽和させた際のファラデー回転効果を保持することを特徴とするビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜からなるファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ、当該外部磁界を除去した状態で用いたことを特徴とする光アイソレータ。」で一致し、上記の本件発明１と引用発明１との相違点と同じ点で相違するから、上記した理由（6．1参照）と同じ理由により本件発明３は、引用例１に記載された発明に基づいて、当業者が容易に発明をすることができたものであると認められる。
　　　　　　　　　　　　　　　 　
７．むすび
　以上のとおりであるから、本件の訂正後の請求項１〜３に係る発明は、引用例１に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができない。
　したがって、本件の訂正後の請求項１〜３に係る発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものである。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年８月２６日（２００３．８．２６）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜，光アイソレータ及び磁気光学スイッチ
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において，前記単結晶膜は，厚膜であって、化学組成がＧｄｘＲｙＢｉ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ１２（但し，ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり，ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ≦１．９，
１．８≦ｘ＋ｙ＜３
　【請求項２】　請求項１記載のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜からな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記載のファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した状態で用いたことを特徴とする光アイソレータ。
　【請求項４】　請求項２記載のファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した状態で用いたことを特徴とする磁気光学スイッチ。
　【請求項５】　請求項２記載のファラデー回転子と，前記ファラデー回転子に外部磁界を印加する電磁石とを備え，前記電磁石に随時直流のパルス電流を投入して，光のスイチング動作を行うことを特徴とする磁気光学スイッチ。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は，ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜とそれをファラデー回転子として用いた光アイソレータ及び磁気光学スイッチに関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　光ファイバ通信においては，光源等への反射雑音の除去，あるいは通信中継器等での光スイチングを目的として，イットリウム鉄ガーネット単結晶やビスマス（Ｂｉ）置換鉄ガーネット単結晶を用いた光アイソレータや磁気光学スイッチが使用されている。これらの単結晶は，外部磁界を印加した状態で，その磁界の方向もしくは逆方向に偏光を入射すると単結晶を通過した偏光の偏波面が回転するファラデー回転効果と呼ばれる特性を有する。このファラデー回転効果は，単なる旋光とは異なり，非相反であるため，光アイソレータや磁気光学スイッチに使用される。
　【０００３】
　図３及び図４は夫々光アイソレータ及び磁気光学スイッチの原理を示す図である。図３に示す光アイソレータにおいては，偏波面選択方向８，１０がそれぞれ４５°ずれている２個の偏光子７，９とそれらの間に位置する４５°のファラデー回転角を有するファラデー回転子５，そしてファラデー回転子に矢印１１で示すように磁界を印加するための図示しない磁石，通常はファラデー回転子の周囲を覆う円筒形の永久磁石である，により構成されている。６は偏光を受ける光である。
　【０００４】
　図４に示す磁気光学スイッチの原理も，光アイソレータの原理に類似している。即ち，磁気光学スイッチは，偏光選択方向１５を有する偏光子１４と，ファラデー回転子１２と，出射側の偏光子９に代る偏光ビームスプリッタ１６と，外部磁界１７の印加用の図示しない電磁石とを備え，この電磁石に流す直流電流の方向を電気的に反転し，磁界の方向１７を反転することによって，フェラデー回転の方向を反転し，透過光の方向１８をスイッチングしている。
　【０００５】
　磁気光学スイッチ用の電磁石としては，コイルを用い直流電流を常に投入しておかなければならないものの他，図５に示すように，半硬質磁性材料２３にコイル２４を巻回したものがある。この図５の方式では，直流のパルス電流を投入するだけで光のスイッチング動作が行われるため消費電力が少ないという利点があり，実用化が進んでいる。なお，図５において，２１は偏光子，１９はファラデー回転子，２２は偏光ビームスプリッタ，２０は入射光，２５はスイッチングされた出力光である。
　【０００６】
　このような光アイソレータや磁気光学スイッチにおいては，偏光子等の光学系を複雑化することで入射光が非偏光であっても動作できるようにしたものがあるが，基本的な原理は図３及び図４に示されたものと同様である。
　【０００７】
　【発明が解決しようとする課題】
　一般に，イットリウム鉄ガーネット単結晶やビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶は飽和磁界以上の磁界下でファラデー回転角が一定の値を示すが，飽和磁界以下の大きさの磁界下においては，外部磁界にファラデー回転角がほぼ比例し，外部磁界を除去した場合，ファラデー回転効果がなくなることが常識とされている。
　【０００８】
　したがって，イットリウム鉄ガーネット単結晶膜やビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を上記した光アイソレータや磁気光学スイッチに用いた場合においては，外部磁界印加用の磁石が不可欠であるために，デバイスとして小型化や低コスト化を妨げていた。特に，磁気光学スイッチにおいては，半硬質磁性材料にコイルを巻回したものは，図５に示すように，その構成がかなり複雑になり大型となる上にかなり高価格となってしまう。
　【０００９】
　そこで，本発明の技術的課題は，簡単な構造で小型化され，低コストで容易に製造される光ファイバ通信に不可欠な光アイソレータ及び磁気光学スイッチとそれに用いるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜を提供することにある。
　【００１０】
　【課題を解決するための手段】
　本発明者は，これらの課題を解決するために，ファラデー回転子に用いるイットリウム鉄ガーネット単結晶やビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶が外部磁界が消失してもファラデー回転角を保持する能力を具備すること見出し，本発明をなすに至ったものである。
　【００１１】
　本発明によれば，ＬＰＥ法によって育成されるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において，前記単結晶膜は，厚膜であって、化学組成がＧｄｘＲｙＢｉ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ１２（但し，ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり，ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ≦１．９，
１．８≦ｘ＋ｙ＜３
　【００１２】
　また，本発明によれば，前記ビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜からなることを特徴とするファラデー回転子が得られる。
　【００１３】
　また，本発明によれば，前記ファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した状態で用いたことを特徴とする光アイソレータが得られる。
　【００１４】
　また，本発明によれば，前記ファラデー回転子に外部磁界を印加して磁気飽和させ，当該外部磁界を除去した状態で用いたことを特徴とする磁気光学スイッチが得られる。
　【００１５】
　また，本発明によれば，前記ファラデー回転子と，前記ファラデー回転子に外部磁界を印加する電磁石とを備え，前記電磁石に随時直流のパルス電流を投入して，光のスイチング動作を行うことを特徴とする磁気光学スイッチが得られる。
　【００１６】
　【作用】
　本発明のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜をファラデー回転子として用いた場合，外部磁界を印加することなく入射光に対してファラデー回転角を与えることができる。
　【００１７】
　【実施例】
　以下，本発明の実施例について説明する。
　【００１８】
（実施例１）
　酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３），酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３），酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３），酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３），酸化鉛（ＰｂＯ），酸化ボロン（Ｂ２Ｏ３）を夫々１，７，１，１，２５，５０，１５ｍｏｌ％の比で総重量５ｋｇを白金ルツボ中に溶解混合した融液を用い，方位｛１１１｝の非磁性カルシウム・マグネシウム・ジルコニウム置換ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（化学式（ＧｄＣａ）３（ＧａＭｇＺｒ）５Ｏ１２で示される単結晶基板に，ＬＰＥ法によりビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．０Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｏ１２で示される）単結晶膜を育成した。この単結晶膜に膜面に垂直方向に磁界を印加しながら同じ方向に波長１．３１μｍ，１．５５μｍの光を夫々入射させ，印加磁界の強度を変化させながらファラデー回転係数の変化を測定した。その結果を図１及び図２に示す。
　【００１９】
　図示のように，この単結晶膜において，一旦飽和磁界以上の大きさの外部磁界を印加するとファラデー回転係数は，外部磁界を除去してもほとんど変化せずその値を保っていた。
　【００２０】
　更に，如何なる組成のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において，一旦飽和磁界以上の大きさの外部磁界を印加した後，この外部磁界を除去しても，そのファラデー回転係数が飽和磁界以上での値を保つものであるかを明らかにするために，極めて広範囲に渡る組成のビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜をＬＰＥ法によって育成し，それらの外部磁界とファラデー回転係数との関係を調査した。その結果，化学式ＧｄｘＲｙＢｉ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ１２（但し，ＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり，ｘ，ｙ，ｚは，１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ≦１．９，
１．８≦ｘ＋ｙ＜３
　【００２１】
　ところで，ＬＰＥ法によって育成されたビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜には，微少量ながらるつぼから混入する白金や融液中の融剤（本実施例の場合は，酸化鉛と酸化ボロン）から混入する鉛や硼素（ボロン）が不純物として存在している。
　【００２２】
　また，ＬＰＥ法によって育成されるビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜において，光吸収の低減等のために，イオン化した場合の価数がプラス３価以外となるような元素，例えば，シリコン，マグネシウム，カルシウム，バナジウム等を不純物として微少量混入させる場合がある。
　【００２３】
（実施例２）
　実施例１において育成したビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．０Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｏ１２で示される）単結晶膜に，その膜面に垂直方向に飽和磁界以上の強度の外部磁界を一旦印加した後，波長１．３１μｍ及び波長１．５５μｍの波長の光に対して４５°のファラデー回転を生ずる厚さまで研磨した。この場合の厚さは，それぞれ３７５μｍ（波長１．３１μｍ用），５６３μｍ（波長１．５５μｍ）であった。
　【００２４】
そして，これらのビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット単結晶膜をファラデー回転子とした光アイソレータを組み立てた。即ち，図３中で示される光アイソレータの外部磁界印加用磁石を不要とした光アイソレータである。この光アイソレタは外部磁界印加用磁石が不要となったため，小型でしかも組み立ても極めて容易であった。
　【００２５】
（実施例３）
　実施例１において育成したビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．０Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｏ１２で示される）単結晶膜に，その膜面に垂直方向に飽和磁界以上の強度の外部磁界を一旦印加した後，波長１．３１μｍ及び波長１．５５μｍの波長の光に対して４５°のファラデー回転を生ずる厚さまで研磨した。この単結晶膜の厚さは，それぞれ３７５μｍ（波長１．３１μｍ用），５６３μｍ（波長１．５５μｍ）であった。
　【００２６】
　そして，これらのビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット単結晶膜をファラデー回転子とした磁気光学スイッチを組み立てた。
　【００２７】
　即ち，図４に示す型の磁気光学スイッチが得られる。この際，スイッチング用の外部磁界印加用磁石としては，鉄芯にコイルを巻いたものを用い，そのコイルに直流のパルス電流を投入し，ファラデー回転を反転させ，光のスイッチングを行った。この磁気光学スイッチは，図５に示すように半硬質磁性材料２３にコイル２４を巻いたものを外部磁界印加用磁石に用いる従来の磁気光学スイッチに比べ，小型でその構成がはるかに単純で組み立てが容易であった。
　【００２８】
　以上，実施例２及び３には，実施例１において育成したビスマス置換ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．０Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｏ１２で示される）単結晶膜をファラデー回転子とした光アイソレータ及び磁気光学スイッチを夫々示したが，特にこの組成に限定されず，実施例１に示す組成即ち，化学式ＧｄｘＲｙＢｉ３−ｘ−ｙＦｅ５−ｚ（ＡｌＧａ）ｚＯ１２（但しＲはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙのうちの少なくとも一種であり，ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ１．０≦ｘ≦２．５，０≦ｙ≦１．９，
１．８≦ｘ＋ｙ＜３
　【００２９】
　【発明の効果】
　以上，説明したように，本発明によれば，印加磁界を必要とすることなくファラデー回転を与えることができるので，光ファイバ通信に不可欠な光アイソレータ及び磁気光学スイッチを，小型，簡単な構造をもって，低コストで容易に製造できるため，その工業的価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の実施例１に係るビスマス置換型ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．０Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｏ１２で示される）単結晶膜の波長１．３１μｍの光に対する外部磁界とファラデー回転との関係を示す図である。
　【図２】
　本発明の実施例１に係るビスマス置換型ガドリニウム・鉄・アルミニウム・ガリウム・ガーネット（化学式Ｇｄ１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．０Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｏ１２で示される）単結晶膜の波長１．５５μｍの光に対する外部磁界とファラデー回転との関係を示す図である。
　【図３】
　光アイソレータの原理を示す斜視図である。
　【図４】
　磁気光学スイッチの原理を示す斜視図である。
　【図５】
　半硬質磁性材料を電磁石に用いた磁気光学スイッチの構成を示す図である。
　【符号の説明】
　５，１２，１９　　ファラデー回転子
　６，１３，２０　　光
　７　　入射側偏光子
　８　　入射側偏光子７の偏光面選択方向
　９　　出射側偏光子
　１０　　出射側偏光子９の偏光面選択方向
　１１　外部磁界の印加方向
　１４，２１　　偏光子
　１５　　偏光子１４の偏光面選択方向
　１６，２２　　偏光ビームスプリッタ
　１７　　反転しうる外部磁界の方向
　１８，２５　　外部磁界の方向によってスイッチングされる２本の光
　２３　　半硬質磁性材料
　２４　　コイル