(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学式ＢｉαＮａβＭ１３−α−βＦｅ５−γ−δ−εＭ２γＭ３δＭ４εＯ１２
（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ２はＳｎ、Ｒｕ、Ｈｆから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ３はＶ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ４はＷ、Ｍｏから選択される少なくとも１種類以上の元素であり、０．５≦α≦２．０、０＜β≦２．４、０＜３−α−β＜２．５、０＜γ＋δ＋ε≦０．０３３）
で示されること
を特徴とする磁性ガーネット単結晶。
【請求項２】
請求項１記載の磁性ガーネット単結晶であって、
前記γ、δ及びεは、γ＋２δ＋３ε≧０．００７の関係を満たすこと
を特徴とする磁性ガーネット単結晶。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁性ガーネット単結晶を用いて作製されていることを特徴とする光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性ガーネット単結晶及びそれを用いた光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファラデー回転子は、透過する光の偏光面を回転させる機能を有する光学素子であり、通信用光アイソレータ、光アッテネータ、光サーキュレータ、光磁界センサ等の光デバイスに使用される。ファラデー回転子は、一般に板状のビスマス（Ｂｉ）置換希土類鉄ガーネット単結晶を用いて作製される。Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶は、フラックス法の一種である液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法により育成される。
【０００３】
ＬＰＥ法によりＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶を育成する際には、過飽和状態を保ちながらガーネット単結晶を安定に成長させるために、一般に酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）及び酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）が溶媒として用いられる。このため磁性ガーネット単結晶の育成時には結晶中に少量の鉛（Ｐｂ）が混入する。従来、通信用光デバイスに使用されるファラデー回転子には、化学式Ｂｉ３−ｘ−ｙＭ１ｘＰｂｙＦｅ５−ｚ−ｗＭ２ｚＭ３ｗＯ１２においてＰｂの量ｙが０．０３〜０．０６程度である磁性ガーネット単結晶が用いられている。
【特許文献１】特開２００１−０４４０２６号公報
【特許文献２】特開２００１−０４４０２７号公報
【特許文献３】特公平６−０４６６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが近年の環境保護運動の高まりと共に、全ての工業製品で環境負荷物質であるＰｂの含有量を削減する努力がなされている。従って、ＬＰＥ法により育成する磁性ガーネット単結晶においても、少量ではあるが混入するＰｂが環境汚染の要因になり得るとして問題になってきた。そこで、ファラデー回転子を構成する材料である磁性ガーネット単結晶に含有されるＰｂの量を削減又は除去する必要が生じている。
【０００５】
本発明の目的は、Ｐｂの含有量を削減した磁性ガーネット単結晶及びそれを用いた光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、化学式ＢｉαＮａβＭ１３−α−βＦｅ５−γ−δ−εＭ２γＭ３δＭ４εＯ１２（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ２はＳｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ３はＶ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ４はＷ、Ｍｏから選択される少なくとも１種類以上の元素であり、０．５≦α≦２．０、０＜β≦２．４、０＜３−α−β＜２．５、０＜γ＋δ＋ε≦１．６）で示されることを特徴とする磁性ガーネット単結晶によって達成される。
【０００７】
上記本発明の磁性ガーネット単結晶であって、前記γ、δ及びεは、γ＋２δ＋３ε≧０．００７の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】
また上記目的は、上記本発明の磁性ガーネット単結晶を用いて作製されていることを特徴とする光学素子によって達成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、磁性ガーネット単結晶に含まれるＰｂ量を削減し、あるいは完全に除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施の形態による磁性ガーネット単結晶及びそれを用いた光学素子について図１を用いて説明する。本実施の形態では、従来の溶媒に含まれるＰｂの少なくとも一部をナトリウム（Ｎａ）で代替し、Ｎａを含む溶液から磁性ガーネット単結晶を育成する。Ｎａと酸素とを含有する物質は他の酸化物に比べて低い温度で溶解するものが多いため、Ｎａは磁性ガーネット単結晶を育成する際の溶媒として有効である。例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含む溶媒から育成された磁性ガーネット単結晶は、欠陥や割れのない優れた品質を有する。溶媒の材料からＰｂＯを除外し、Ｎａを含む物質とＢｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を溶媒に用いることにより、従来磁性ガーネット単結晶に微量含まれていたＰｂをほぼ完全に除去できる。
【００１１】
ところが、Ｎａを含む溶媒から育成したガーネット単結晶は、光通信で使用される１３００〜１６００ｎｍの波長帯域での光吸収が極めて大きいということが判明した。大きな光吸収を持つガーネット単結晶を加工してファラデー回転子等の光学素子を作製すると、光学素子の光損失（挿入損失）が高くなってしまうという問題が生じ得る。したがって、Ｐｂがほぼ完全に除去された光学素子の光損失を低減させるために、Ｎａを含む溶媒を用いて育成されるガーネット単結晶の光吸収を減少させる必要がある。
【００１２】
ここで、ＮａＯＨ、Ｂｉ２Ｏ３及びＢ２Ｏ３を溶媒としてＬＰＥ法により育成した磁性ガーネット単結晶（（ＢｉＧｄＹｂ）３Ｆｅ５Ｏ１２）を加工して、ファラデー回転子を作製した。このファラデー回転子の波長１．５５μｍの光に対する光損失は３ｄＢであった。また、Ｐｂを含む溶媒からＬＰＥ法により育成した磁性ガーネット単結晶（（ＢｉＧｄＹｂ）３Ｆｅ５Ｏ１２）を加工して、別のファラデー回転子を作製した。このファラデー回転子の波長１．５５μｍの光に対する光損失は０．０５ｄＢ以下であった。したがって、Ｎａを含む溶媒を用いて作製されたファラデー回転子の光損失は、Ｐｂを含む溶媒を用いて作製されたファラデー回転子の光損失と比較して極めて高いことが分かった。Ｎａを含む溶媒から育成した磁性ガーネット単結晶の組成を蛍光Ｘ線分析により調べたところ、１００〜３００ｐｐｍ程度のＮａが検出された。Ｂｉ置換希土類鉄ガーネットを構成するカチオン（陽イオン）は、基本的に３価である。このため、１価が安定な価数であるＮａのカチオンが磁性ガーネット単結晶中に入ると、電荷のバランスが崩れて磁性ガーネット単結晶が半導体となる。これにより、Ｎａを含む磁性ガーネット単結晶では光吸収が発生していると考えられる。
【００１３】
本実施の形態では、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ロジウム（ＲｈＯ２）、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ５）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、及び酸化タングステン（ＷＯ３）のうち少なくとも１種をＮａと共に配合材料に加え、磁性ガーネット単結晶を育成した。育成した磁性ガーネット単結晶をファラデー回転子に加工して光損失を評価したところ、光損失が低下する傾向が認められた。Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ及びＺｒはガーネット中で４価のカチオンが安定となり、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ及びＴａはガーネット中で５価のカチオンが安定となり、Ｍｏ及びＷはガーネット中で６価のカチオンが安定となる。Ｎａのカチオンと共に磁性ガーネット単結晶中に入るこれらの４価、５価又は６価のカチオンが電荷を補償することにより電荷のバランスがとれ、磁性ガーネット単結晶は絶縁体となる。これにより、磁性ガーネット単結晶の光吸収が減少したと考えられる。
【００１４】
さらに本実施の形態では、Ｎａを含む配合材料にＳｎＯ２を種々の配合量で加えて、複数種類の磁性ガーネット単結晶を育成した。本実施の形態では、配合材料中におけるＳｎのＦｅに対するモル比（Ｓｎ／Ｆｅモル比）をパラメータとして用い、ＳｎＯ２の配合量を変えることによりＳｎ／Ｆｅモル比を０〜０．０２の範囲内で種々の値に設定した。育成した複数種類の磁性ガーネット単結晶をそれぞれファラデー回転子に加工し、光損失を評価した。その結果、配合材料にＳｎＯ２をわずかに添加するだけでもファラデー回転子の光損失は大幅に低下し、Ｓｎ／Ｆｅモル比が０．００４である配合材料を用いて作製したファラデー回転子の光損失は、０〜０．０１ｄＢと極めて低くなることが分かった。Ｓｎ／Ｆｅモル比を０．００４より大きくしても、ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢで変化はなかった。
【００１５】
Ｓｎ／Ｆｅモル比が０．００４である配合材料から育成した磁性ガーネット単結晶を蛍光Ｘ線分析及びＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ；高周波誘導結合プラズマ）分析により組成分析したところ、化学式（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９６Ｎａ０．００４Ｆｅ４．９９３Ｓｎ０．００７Ｏ１２が得られた。組成分析の結果、Ｓｎのようにガーネット中で４価が安定な元素が磁性ガーネット単結晶中に入ることによってファラデー回転子の光損失が低下し、特に、磁性ガーネット単結晶中のＳｎ量γを化学式で０．００７にすると（γ＝０．００７）、ファラデー回転子の光損失を最低にすることができることが分かった。また、磁性ガーネット単結晶中のＳｎ量γがさらに増加しても（γ＞０．００７）、ファラデー回転子の光損失は最低値のままであることが分かった。
【００１６】
Ｓｎと同様にガーネット中で４価が安定なＲｈ、Ｒｕ、Ｈｆ及びＺｒ等をＳｎに代えて用いても、ファラデー回転子の光損失を低減できることが分かった。特に、磁性ガーネット単結晶中でのこれらの元素の量γを化学式で０．００７又はそれ以上にすると（γ≧０．００７）、ファラデー回転子の光損失を最低にすることができた。
【００１７】
また、ガーネット中で５価が安定なＶ、Ｓｂ、Ｎｂ及びＴａ等、又はガーネット中で６価が安定なＷ及びＭｏ等を用いても、同様にファラデー回転子の光損失を低減できることが分かった。ただし、ガーネット中で５価又は６価が安定なこれらの元素を用いた場合、ファラデー回転子の光損失が最低となるための条件は上記と異なっていた。ガーネット中で５価のカチオンとなるＶ、Ｓｂ、Ｎｂ及びＴａについては、磁性ガーネット単結晶中でのこれらの元素の量δを化学式で０．００３５又はそれ以上にすると（２δ≧０．００７）、ファラデー回転子の光損失を最低にすることができた。ガーネット中で６価のカチオンとなるＷ及びＭｏについては、磁性ガーネット単結晶中でのこれらの元素の量εを化学式で０．００２３又はそれ以上にすると（３ε≧０．００７）、ファラデー回転子の光損失を最低にすることができた。
【００１８】
さらに、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ及びＭｏのうち２種以上を組み合わせて用いても、同様にファラデー回転子の光損失を低減できることが分かった。すなわち、磁性ガーネット単結晶の組成を示す化学式において、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ及びＺｒから選択される少なくとも１種の元素の量γ、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ及びＴａから選択される少なくとも１種の元素の量δ、並びにＷ及びＭｏから選択される少なくとも１種の元素の量εがγ＋δ＋ε＞０の関係を満たすことによって、磁性ガーネット単結晶の光吸収及びファラデー回転子の光損失が低減する。また、γ、δ及びεがγ＋２δ＋３ε≧０．００７の関係を満たすことによって、磁性ガーネット単結晶の光吸収及びファラデー回転子の光損失はさらに低減する。
【００１９】
Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ及びＭｏが所定量以上ガーネット単結晶中に入り電荷のバランスが崩れると、電荷を補償するようにＮａがガーネット中に入る。そのためＳｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ及びＭｏでＦｅを多量に置換した場合でも、Ｎａがガーネット単結晶に入ることにより電荷は補償される。しかしながら、磁性ガーネット単結晶においてＳｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ及びＭｏの置換量が１．６より大きくなると、キュリー点が室温付近まで低下するためファラデー回転子としての使用が困難になる。したがって、Ｓｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗ及びＭｏの置換量の上限は化学式で１．６となる（γ＋δ＋ε≦１．６）。
【００２０】
４価が安定な元素と１価が安定な元素とが２：１の比率でガーネット単結晶に入れば電荷のバランスをとることができるため、４価が安定なＳｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ及びＺｒが化学式で１．６だけガーネット単結晶に入るとき、Ｎａは化学式で０．８だけ入る。また、５価が安定な元素と１価が安定な元素とが１：１の比率でガーネット単結晶に入れば電荷のバランスをとることができるため、５価が安定なＶ、Ｓｂ、Ｎｂ及びＴａが化学式で１．６だけガーネット単結晶に入るとき、Ｎａは化学式で１．６だけ入る。さらに、６価が安定な元素と１価が安定な元素とが２：３の比率でガーネット単結晶に入れば電荷のバランスをとることができるため、６価が安定なＷ及びＭｏが化学式で１．６だけガーネット単結晶に入るとき、Ｎａは化学式で２．４だけ入る。すなわち、ファラデー回転子に使用可能な磁性ガーネット単結晶に含まれるＮａの上限は化学式で２．４となる（β≦２．４）。
【００２１】
Ｎａを含む溶媒で磁性ガーネット単結晶を育成する場合には、Ｎａを含まない溶媒に比して溶液の過飽和状態をより安定に保つことができる。そのためＢｉは、化学式で２．０程度まで安定してガーネット単結晶に入ることができる（α≦２．０）。一方、ファラデー回転子として十分な回転係数（ｄｅｇ／μｍ）を得るためには、ガーネット単結晶中のＢｉは化学式で０．５以上必要である（α≧０．５）。
【００２２】
また本実施の形態では、磁性ガーネット単結晶に含まれる希土類元素として、単独又は組合せにより安定してＦｅとガーネット単結晶を作ることができるイットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）が用いられる。
【００２３】
以上説明したように、本実施の形態による磁性ガーネット単結晶は、化学式ＢｉαＮａβＭ１３−α−βＦｅ５−γ−δ−εＭ２γＭ３δＭ４εＯ１２（Ｍ１はＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ２はＳｎ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｚｒから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ３はＶ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｔａから選択される少なくとも１種類以上の元素、Ｍ４はＷ、Ｍｏから選択される少なくとも１種類以上の元素であり、０．５≦α≦２．０、０＜β≦２．４、０＜３−α−β＜２．５、０＜γ＋δ＋ε≦１．６）で表される。本実施の形態によれば、Ｐｂをほぼ完全に除去した磁性ガーネット単結晶及びそれを用いた光学素子を実現できる。また本実施の形態によれば、磁性ガーネット単結晶の光吸収及び光学素子の光損失を低減できる。
以下、本実施の形態による磁性ガーネット単結晶及びそれを用いた光学素子について、実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。
【００２４】
（実施例１）
金（Ａｕ）製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．００６とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液（溶液）を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。磁性ガーネット単結晶膜を育成するための基板には、引き上げ法により育成したガーネット単結晶のインゴットから作製された単結晶ウエハを用いる。本実施例では単結晶育成用基板として、ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）単結晶基板（（ＧｄＣａ）３（ＧａＭｇＺｒ）５Ｏ１２）を用いている。
【００２５】
ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９０Ｓｎ０．０１０Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５（ＦｅＳｎ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００２６】
（実施例２）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．００４とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９３Ｓｎ０．００７Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９６Ｎａ０．００４（ＦｅＳｎ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００２７】
（実施例３）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．００８とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところＮａが検出され、組成はＢｉ１．２９３Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｎａ０．００７Ｆｅ４．９８７Ｓｎ０．０１３Ｏ１２であった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００２８】
（実施例４）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．０１２とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところＮａが検出され、組成はＢｉ１．２９０Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｎａ０．０１０Ｆｅ４．９８０Ｓｎ０．０２０Ｏ１２であった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００２９】
（実施例５）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．０２０とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところＮａが検出され、組成はＢｉ１．２８３Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｎａ０．０１７Ｆｅ４．９６７Ｓｎ０．０３３Ｏ１２であった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３０】
（実施例６）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．００２とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９７Ｓｎ０．００３Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９８Ｎａ０．００２（ＦｅＳｎ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０．２〜０．２５ｄＢであった。
【００３１】
（実施例７）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｎ／Ｆｅモル比を０．００３とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９４Ｓｎ０．００６Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９７Ｎａ０．００３（ＦｅＳｎ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０．０４〜０．０７ｄＢであった。
【００３２】
（実施例８）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＲｈＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＲｈ／Ｆｅモル比を０．００６とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９０Ｒｈ０．０１０Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５（ＦｅＲｈ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３３】
（実施例９）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＲｕＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＲｕ／Ｆｅモル比を０．００６とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９０Ｒｕ０．０１０Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５（ＦｅＲｕ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３４】
（実施例１０）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＨｆＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＨｆ／Ｆｅモル比を０．００６とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９０Ｈｆ０．０１０Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５（ＦｅＨｆ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３５】
（実施例１１）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＺｒ／Ｆｅモル比を０．００６とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ４．９９０Ｚｒ０．０１０Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５（ＦｅＺｒ）５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３６】
（実施例１２）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＶ／Ｆｅモル比を０．００３とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、ＮａとＶは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、ＮａとＶの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５Ｆｅ４．９９５Ｖ０．００５Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３７】
（実施例１３）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＳｂ／Ｆｅモル比を０．００３とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、ＮａとＳｂは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、ＮａとＳｂの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５Ｆｅ４．９９５Ｓｂ０．００５Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３８】
（実施例１４）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＮｂ／Ｆｅモル比を０．００３とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、ＮａとＮｂは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、ＮａとＮｂの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５Ｆｅ４．９９５Ｎｂ０．００５Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００３９】
（実施例１５）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＴａ／Ｆｅモル比を０．００３とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、ＮａとＴａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、ＮａとＴａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５Ｆｅ４．９９５Ｔａ０．００５Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００４０】
（実施例１６）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＷ／Ｆｅモル比を０．００２とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、ＮａとＷは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、ＮａとＷの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５Ｆｅ４．９９７Ｗ０．００３Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００４１】
（実施例１７）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。このときのＭｏ／Ｆｅモル比を０．００２とした。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、ＮａとＭｏは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、ＮａとＭｏの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９５Ｎａ０．００５Ｆｅ４．９９７Ｍｏ０．００３Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は０〜０．０１ｄＢであり、極めて低損失であった。
【００４２】
（比較例）
Ａｕ製のルツボにＧｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＮａＯＨを充填して、電気炉に配置した。９５０℃まで炉温を上げてルツボ内の材料を溶解して融液を生成し、Ａｕ製の攪拌用冶具を使用して融液を攪拌した。ＣａＭｇＺｒ置換ＧＧＧ基板をＡｕ製の固定冶具に取り付けて炉内に投入し、８５０℃まで炉温を下げてから基板の片面を融液に接触させてエピタキシャル成長を４０時間行った。膜厚５００μｍの磁性ガーネット単結晶膜が得られた。育成した単結晶膜を蛍光Ｘ線分析により組成分析したところ、組成はＢｉ１．３００Ｇｄ１．２００Ｙｂ０．５００Ｆｅ５．０００Ｏ１２であり、Ｎａは検出できなかった。次にＩＣＰ分析法で詳しく組成を評価したところ、Ｎａの含有量を確定できた。その結果、磁性ガーネット単結晶膜の化学式は（ＢｉＧｄＹｂ）２．９９８Ｎａ０．００２Ｆｅ５．０００Ｏ１２であることが分かった。育成した単結晶膜を加工して、波長１．５５μｍの光に対して回転角４５ｄｅｇとなる単結晶板を作製した。その単結晶板の研磨面に無反射コートを成膜し、ファラデー回転子を作製した。作製したファラデー回転子から２０個抜き取り、波長１．５５μｍの光に対する光損失を評価した。ファラデー回転子の光損失は３．０〜３．５ｄＢであり、極めて高損失であった。
【００４３】
図１は、上記の実施例及び比較例について、育成した磁性ガーネット単結晶のＮａ量β、Ｍ２量γ、Ｍ３量δ、Ｍ４量ε、γ＋δ＋ε及びγ＋２δ＋３ε、並びに作製したファラデー回転子の光損失（ｄＢ）をまとめて示している。図１に示すように、本実施例の磁性ガーネット単結晶は、Ｎａを含有するとともにＭ２、Ｍ３又はＭ４のいずれかを含有している（γ＋δ＋ε＞０）。一方、比較例の磁性ガーネット単結晶は、Ｎａを含有しているがＭ２、Ｍ３及びＭ４をいずれも含有していない（γ＋δ＋ε＝０）。Ｍ２、Ｍ３又はＭ４のいずれかを含有する本実施例の磁性ガーネット単結晶を用いたファラデー回転子は、比較例の磁性ガーネット単結晶を用いたファラデー回転子よりも低損失であることが分かる。特に、Ｍ２量γ、Ｍ３量δ及びＭ４量εがγ＋２δ＋３ε≧０．００７の関係を満たす場合（実施例１乃至５及び８乃至１７）には、Ｐｂを含む溶媒から育成した磁性ガーネット単結晶を用いて作製した従来のファラデー回転子（例えば光損失０．０５ｄＢ以下）と比較しても極めて低損失のファラデー回転子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施の形態の実施例１乃至１７及び比較例の磁性ガーネット単結晶のＮａ量β、Ｍ２量γ、Ｍ３量δ及びＭ４量ε、並びにファラデー回転子の光損失をまとめて示す表である。
【符号の説明】
【００４５】
β  Ｎａ量
γ  Ｍ２量
δ  Ｍ３量
ε  Ｍ４量
【図１】
0004821344.tif 000002