(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｂｉ３−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＴｂｙＹｂｚ）Ｆｅ(５−ｗ)ＭｗＯ１２の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５、０．４≦ｗ≦１．５）を有し、角形の磁気ヒステリシスを示すことを特徴とする硬磁性ガーネット材料。
【請求項２】
−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能が７００°／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の硬磁性ガーネット材料。
【請求項３】
前記硬磁性ガーネット材料が示す飽和磁化以上の大きさの外部磁界を印加した後に当該外部磁界を除去した後においても、前記ファラデー回転能が実質的に維持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の硬磁性ガーネット材料。
【請求項４】
−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転角の温度特性が、その狙い値の１３％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の硬磁性ガーネット材料。
【請求項５】
室温かつ波長１５００〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性が、その狙い値の８％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の硬磁性ガーネット材料。
【請求項６】
−４０℃〜＋８５℃の温度範囲における挿入損失が０．１ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の硬磁性ガーネット材料。
【請求項７】
ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜を用い、入射された光の偏波面を回転させるファラデー回転子であって、
前記単結晶膜は、
希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必ず含み、実質的に角形の磁気ヒステリシスを示し、かつ
−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能が７００°／ｃｍ以上であるとともに、ファラデー回転角の温度特性がその狙い値の１３％以下、
室温かつ波長１５００〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性がその狙い値の８％以下、
挿入損失が０．１ｄＢ以下であることを特徴とするファラデー回転子。
【請求項８】
前記単結晶膜は、Ｇｄ、ＴｂおよびＹｂのほかに、Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｌｕ，Ｔｍ，Ｅｒ，Ｈｏ，ＹおよびＣａの一種または二種以上を含むことを特徴とする請求項７に記載のファラデー回転子。
【請求項９】
−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおける前記ファラデー回転能が、８００°／ｃｍ以上であることを特徴とする請求項７又は８に記載のファラデー回転子。
【請求項１０】
前記温度特性が、その狙い値の１１％以下であることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のファラデー回転子。
【請求項１１】
前記波長特性がその狙い値の７％以下であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のファラデー回転子。
【請求項１２】
前記挿入損失が０．０７ｄＢ以下であることを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載のファラデー回転子。
【請求項１３】
順方向の光が入射される第１の偏光子と、
前記第１の偏光子と所定間隔を隔てて対向配置され前記順方向の光が出射される第２の偏光子と、
前記第１の偏光子と前記第２の偏光子との間に配置され、前記第１の偏光子を透過した光の偏波面を回転させて前記第２の偏光子に向けて出射するとともに、前記第２の偏光子を透過した逆方向の光の透過を阻止するファラデー回転子とを備え、
前記ファラデー回転子は、
（Ｂｉ３−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＴｂｙＹｂｚ）Ｆｅ(５−ｗ)ＭｗＯ１２の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５、０．４≦ｗ≦１．５）を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜から構成され、かつこのビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜の磁気的なヒステリシスが角形を示すことを特徴とする光アイソレータ。
【請求項１４】
電気信号から変換された光信号を発する光送信器と、
前記光送信器から発せられる前記光信号を伝送する光伝送ラインと、
前記光伝送ラインを介して伝送された前記光信号を受信し、かつ受信した前記光信号を電気信号に変換する光受信器とを備えた光通信システムであって、
前記光発信器は、
前記電気信号を前記光信号に変換する電−光変換素子と、前記電−光変換素子と前記光伝送ラインの間に配置される光アイソレータとを有し、
前記光アイソレータを構成するファラデー回転子は、
（Ｂｉ３−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＴｂｙＹｂｚ）Ｆｅ(５−ｗ)ＭｗＯ１２の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５、０．４≦ｗ≦１．５）を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜から構成され、かつこのビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜の磁気的なヒステリシスが角形を示すことを特徴とする光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システムに用いられる硬磁性ガーネット材料、ファラデー回転子、ファラデー回転子を用いた光アイソレータ等の光デバイス、さらには光デバイスを備えた光通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、伝送容量の小さい電気通信に対して、光通信の普及が加速している。その理由は、以下説明するように、光通信は、高速大容量伝送が可能であること、中継器が少なくて済むために長距離伝送に有利であること、さらに電磁ノイズの影響を受けないことに集約される。
光は、ＴＶ・ラジオ放送あるいは無線通信で使用されている電波と電磁波である点で一致する。しかし、光通信で使用される電磁波の周波数は約２００ＴＨｚで、衛星放送（約１０ＧＨｚ）の約２００００倍にあたる。周波数が高いということは、波長が短いことを意味し、それだけ多くの信号を高速で伝送できることになる。ちなみに、光通信で使用される電磁波の波長（中心波長）は、１．３１μｍ（１３１０ｎｍ）および１．５５μｍ（１５５０ｎｍ）である。
光通信に使用される光ファイバは、よく知られているように、屈折率の異なるガラスの二重構造をなしている。中心のコアを通る光はコア内部で反射を繰り返すので、たとえ光ファイバが曲がっていたとしても正確に信号が伝送される。しかも、光ファイバには透明度の高い高純度石英ガラスが使用されているため、光通信は、１ｋｍあたり０．２ｄＢ程度しか減衰しない。したがって、増幅器を介することなく約１００ｋｍの伝送が可能であり、電気通信に比べて中継器の数を低減することができる。
電気通信ではＥＭＩ（電磁障害）が問題になるが、光ファイバを使った通信は、電磁誘導によるノイズの影響を受けない。そのため、極めて高品質な情報伝送が可能である。
【０００３】
現在の光通信システムは、電気信号を光送信器のＬＤ（レーザ・ダイオード）で光信号に変換し、この光信号を光ファイバで伝送してから、光受信器のＰＤ（フォト・ダイオード）で電気信号に変換する。このように、光通信システムに不可欠な要素は、ＬＤ、ＰＤ、光ファイバおよび光コネクタである。比較的低速かつ近距離の通信システムはともかく、高速かつ長距離の通信システムにおいては、以上の要素のほかに、光増幅器、光分配器などの光伝送機器、これら機器に適用される光アイソレータ、光カプラ、光分波器、光スイッチ、光変調器、光減衰器などの光部品が必要となる。
【０００４】
高速・長距離伝送、あるいは多分岐の光通信システムで、とりわけ重要となるのは光アイソレータである。現在の光通信システムにおいて、光アイソレータは、光送信器のＬＤモジュールおよび中継器の中で使用されている。光アイソレータは、電磁波を一方向にだけ伝え、途中で反射して戻ってくる電磁波を阻止する役割を持った光部品である。光アイソレータは、磁気光学効果の一種であるファラデー効果を応用したものである。ファラデー効果とは、ファラデー効果を示す材料、すなわち希土類鉄ガーネット単結晶膜などのファラデー回転子を透過した光の偏波面が回転する現象をいう。ファラデー効果のように、光の偏波方向が回転する性質を旋光性と呼ぶが、通常の旋光性と異なって、ファラデー効果においては、光の進行方向を逆にしても元に戻らずに、さらに偏波方向が回転する。ファラデー効果によって光の偏波方向が回転する現象を利用した素子をファラデー回転子という。
【０００５】
ＬＤモジュールを例にして光アイソレータの機能を説明する。
ＬＤは、光ファイバと一体化したＬＤモジュールとして光送信器に組み込まれる。光アイソレータは、ＬＤと光ファイバの間に配置され、ファラデー効果を応用してＬＤへの反射戻り光を防止する機能を果たす。反射戻り光とは、ＬＤから出射した光が光コネクタなどの部品でわずかに反射して戻ってくる光をいう。反射戻り光はＬＤに対してノイズの原因となる。光を一方向だけに通す光アイソレータは、このノイズを除去して通信品質を維持する。
【０００６】
光送信器のＬＤの場合、ＬＤから出射される光の振動方向（偏波方向）は１方向に決まっているので、構造の簡易な偏波依存型の光アイソレータが用いられる。従来の偏波依存型の光アイソレータ１０の基本構成を図６に示す。光アイソレータ１０は、ガーネット単結晶膜から構成されるファラデー回転子１１と、ファラデー回転子１１を取り囲みかつファラデー回転子１１を磁化するための円筒状の永久磁石１２と、ファラデー回転子１１の表裏両面に配置される偏光子１３，１４とから構成される。この偏光子１３と１４とは、４５°の相対角度をもって配置される。
なお、光アイソレータ１０において、光が進む方向を順方向と、また反射して戻る方向を逆方向と呼ぶことにする。
【０００７】
次に、図７（永久磁石の記載を省略してある）に基づいて、光アイソレータ１０が逆方向の光の通過を阻止する仕組みについて説明する。なお、図７（ａ）は順方向の光が光アイソレータ１０を通過する様子を示し、図７（ｂ）は逆方向の光が光アイソレータ１０の通過を阻止される様子を示す図である。
図７（ａ）に示すように、順方向においては、偏光子１３を通過した直線偏光はファラデー回転子１１により４５°回転し、４５°の相対角度をもって配置される偏光子１４を通過する。一方、図７（ｂ）に示すように、逆方向においては、偏光子１４を通過した直線偏光はファラデー回転子１１によりさらに４５°回転するため、偏光子１３を通過することができなくなる。
以上ではＬＤモジュールに使用される偏波依存型の光アイソレータについて説明したが、光増幅器に用いられる光アイソレータのように、偏波無依存型のものもある。光増幅器の場合、光アイソレータに光ファイバから直接光が入射されるので、偏波方向を特定できない。そのために、偏波無依存型の光アイソレータが開発された。その基本構成はよく知られているため、ここでの説明は省略する。また、本願発明において、単に光アイソレータというときは、偏波依存型および偏波無依存型の両者を包含する概念を有している。
【０００８】
ファラデー回転子は光アイソレータの性能を左右する。したがって、ファラデー回転子を構成する材料の特性が、高性能な光アイソレータを得るために重要となる。ファラデー回転子を構成する材料を選択する上で重要な点は、使用波長（光ファイバの場合、１３１０ｎｍ，１５５０ｎｍ）におけるファラデー回転角が大きいこと、および透明度が高いことである。このような条件を具備する材料として、当初にはＹＩＧ（イットリウム鉄ガーネット，Ｙ3Ｆｅ5Ｏ12）が用いられていたが、量産性、小型化の点で不十分であった。
その後、ガーネット型結晶の希土類サイトをビスマス（Ｂｉ）で置換するとファラデー回転能が飛躍的に向上することが見出され、以後はこのＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶がファラデー回転子に用いられるようになった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶は、飽和磁場以上の磁場中でファラデー回転角が一定の値を示すものであった。そして、飽和磁場未満の大きさの磁場中においては、ファラデー回転角が磁場の大きさに比例し、外部磁場を取り除くとファラデー効果が消失していた。そのために、図６に示したように、従来の光アイソレータ１０においては、飽和磁場以上の磁場をファラデー回転子１１に印加するための永久磁石１２が配設されていた。
光アイソレータ１０についても、他の機器、部品と同様に小型化、低コスト化の要望がある。しかし、この永久磁石１２の存在が、光アイソレータ１０の小型化、低コスト化を妨げていたといえる。
【００１０】
従来のビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶は、外部磁場を取り除くとファラデー効果が消失してしまうことから、軟磁性材料ということができる。そのために、永久磁石の配設が不可欠であった。ところが、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶に対して、硬磁性、つまり外部磁界を取り除いてもファラデー回転角を維持できる性質（ラッチング）を付与することができれば、永久磁石の配設を省略することができる。永久磁石の省略は、光アイソレータあるいはファラデー効果を利用する種々の機器、部品の小型化、低コスト化をもたらす。そのため、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶の開発が行われている。
【００１１】
例えば、特開平６−２２２３１１号公報には、ＬＰＥ（Liquid  Phase  Epitaxial）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、化学組成がＧｄxＲyＢｉ3-x-y Ｆｅ5-z （ＡｌＧａ）z Ｏ12（ただし、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。）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ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜が開示されている。この単結晶膜は、飽和磁化以上の外部磁界を印加すると、外部磁界を取り除いても、ファラデー回転角が維持されることが示されている。ただし、このビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜として具体的に開示されているのは、Ｇｄ1.8Ｂｉ1.2 Ｆｅ4.0 Ａｌ0.5Ｇａ0.5 Ｏ12単結晶膜のみであって、他の具体的な単結晶膜の開示はない。
【００１２】
また、特開平９−１８５０２７号公報には、下記組成を有する硬磁性ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜が開示されている。なお、特開平９−１８５０２７号公報においては、Ｇｄ、ＴｂおよびＤｙの含有を避けるべきであることの指摘がある。
Ｂｉ1Ｅｕ1Ｈｏ1Ｆｅ4 Ｇａ1 Ｏ12
Ｂｉ0.75Ｅｕ1.5Ｈｏ0.75Ｆｅ4.1 Ｇａ0.9 Ｏ12
Ｂｉ1Ｅｕ2Ｆｅ4 Ｇａ0.5Ａｌ0.5 Ｏ12
【００１３】
さらに、特開平９−３２８３９８号公報には、ＬＰＥ法で育成された、Ｔｂ3-xＢｉxＦｅ 5-y-zＧａyＡｌz Ｏ12(式中、 １．１≦ｘ≦１．５ 、０．６５≦ｙ＋ｚ≦１．２ 、ｚ≦ｙ) の化学組成で示されるビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜を磁化処理してなる角形ヒステリシスを示すファラデー回転子が、また、特開平１０−３１１１２号公報にはＬＰＥ法で育成された、Ｔｂ3-x-yＨｏxＢｉyＦｅ 5-x-wＧａzＡｌw Ｏ12(式中、 ０．４０≦ｘ≦０．７０ 、１．３０≦ｙ≦１．５５、０．７≦ｚ＋ｗ≦１．２ 、０≦ｗ／ｚ≦０．３)化学組成で示されるビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜を磁化処理してなる角形ヒステリシスを示すファラデー回転子が開示されている。
【００１４】
以上のように、硬磁性を備えるビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜が提案されている。しかし、上述したビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜は、硬磁性を発現するか否かの基本的な検討に留まっており、ファラデー回転子として要求されるファラデー回転能、ファラデー回転角の温度特性、波長特性、あるいは挿入損失についての言及はない。
ファラデー回転子の実用化にとって、上記ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失は重要な特性である。そこで本発明は、ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失に優れた硬磁性ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料の提供を課題とする。
また、本発明は、ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失に優れた硬磁性ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料から構成されるファラデー回転子の提供を課題とする。
さらに、本発明は、ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失に優れた硬磁性ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料からなるファラデー回転子を備えた光アイソレータの提供を課題とする。
さらにまた本発明は、そのような光アイソレータを備えた光通信システムの提供を課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前述のように、ファラデー回転子の実用化にとって、ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失は重要な特性である。
ここで、ファラデー回転角は、ファラデー回転子を構成する材料の厚さに比例し、単位厚さあたりの回転角をファラデー回転能と呼ぶ。光アイソレータに用いられるファラデー回転子の回転角は４５°であるから、ファラデー回転能が大きいほどファラデー回転子の厚さを薄くでき、小型化にとって有利となる。
光アイソレータは、恒温状態で使用されるわけではなく、例えば、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲における動作保証が必要である。ファラデー回転角の温度依存性が小さいほど、より広い温度範囲での使用が可能となる。そのために、ファラデー回転角の温度依存性、つまり温度特性もまた重要な特性となる。
現在光アイソレータで使用される光の波長は、１３１０ｎｍまたは１５５０ｎｍであるが、これはあくまで中心波長である。つまり、実際にＬＤから出射される光の波長には所定の幅が存在している。したがって、ファラデー回転角の波長依存性、つまり波長特性も必要な特性である。とりわけ、光通信の波長多重化による大容量伝送技術の採用に際しては、極めて重要な特性となる。
また、入射光に対する出射光の減衰分を挿入損失と呼ぶ。高品質な情報伝送を確保するために、ファラデー回転子においては、挿入損失を低減することが要求される。ファラデー回転子における挿入損失は、ファラデー回転子を構成する材料の光吸収損失と、当該材料と空気との屈折率の違いによる界面の反射損失からなる。ところが、反射損失は、ファラデー回転子表面に無反射コーティングを施すことにより、無視できる程度まで低減できる。したがって、光アイソレータの挿入損失は、ファラデー回転子の光吸収損失になる。この光吸収損失は、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料を構成するイオンの光吸収により決定される。
【００１６】
本発明者は、硬磁性を示し、かつ優れたファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失を実現するための検討を行った。その結果、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料において、希土類サイトにＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必ず含むこれまでにない新規な組成が有効であることを知見した。本発明はこの知見に基づくものであり、（Ｂｉ３−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＴｂｙＹｂｚ）Ｆｅ(５−ｗ)ＭｗＯ１２の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５、０．４≦ｗ≦１．５）を有し、角形の磁気ヒステリシスを示すことを特徴とする硬磁性ガーネット材料である。
本発明の硬磁性ガーネット材料において、１．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．３とすることが望ましい。
【００１７】
本発明の硬磁性ガーネット材料は、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能を７００°／ｃｍ以上とすることができる。また、本発明の硬磁性ガーネット材料は、前記硬磁性ガーネット材料が示す飽和磁化以上の大きさの外部磁界を印加した後に当該外部磁界を除去した後においても、前記ファラデー回転能が実質的に維持することができる。本発明の硬磁性ガーネット材料は、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲におけるファラデー回転角の温度特性を、その狙い値の１３％以下とすることができる。さらに、本発明の硬磁性ガーネット材料は、室温かつ波長１５００〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性をその狙い値の８％以下とすることができる。さらにまた本発明の硬磁性ガーネット材料は、挿入損失を０．１ｄＢ以下とすることができる。
【００１８】
本発明は以上の硬磁性ガーネット材料を適用した以下のファラデー回転子を提供する。すなわち本発明のファラデー回転子は、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜を用い、入射された光の偏波面を回転させるファラデー回転子であって、前記単結晶膜は、希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必ず含み、実質的に角形の磁気ヒステリシスを示し、かつ−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能が７００°／ｃｍ以上であるとともに、ファラデー回転角の温度特性がその狙い値の１３％以下、室温かつ波長１５００〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性がその狙い値の８％以下、挿入損失が０．１ｄＢ以下であることを特徴とする。
本発明のファラデー回転子における前記単結晶膜は、Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｌｕ，Ｔｍ，Ｅｒ，Ｈｏ，ＹおよびＣａの一種または二種以上を含むことができる。
本発明のファラデー回転子は、ファラデー回転能を８００°／ｃｍ以上、温度特性をその狙い値の１１％以下、波長特性をその狙い値の７％以下、挿入損失を０．０７ｄＢ以下とすることができる。
【００１９】
本発明は、以上のファラデー回転子を用いた以下の光アイソレータも提供する。本発明の光アイソレータは、順方向の光が入射される第１の偏光子と、前記第１の偏光子と所定間隔を隔てて対向配置され順方向の光が出射される第２の偏光子と、前記第１の偏光子と前記第２の偏光子との間に配置され、前記第１の偏光子を透過した光の偏波面を回転させて前記第２の偏光子に向けて出射するとともに、前記第２の偏光子を透過した逆方向の光の透過を阻止するファラデー回転子とを基本的な構成要素としている。本発明の光アイソレータは、前記ファラデー回転子が、（Ｂｉ３−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＴｂｙＹｂｚ）Ｆｅ(５−ｗ)ＭｗＯ１２の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５、０．４≦ｗ≦１．５）を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜から構成され、かつこのビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜の磁気的なヒステリシスが角形を示すことを特徴としている。
【００２０】
光アイソレータは、前述したように、光通信システムにおける光送信器に適用されている。本発明はこの光通信システムに本発明による光アイソレータの適用をも提案する。この提案は、電気信号から変換された光信号を発する光送信器と、前記光送信器から発せられる前記光信号を伝送する光伝送ラインと、前記光伝送ラインを介して伝送された前記光信号を受信し、かつ受信した前記光信号を電気信号に変換する光受信器とを備えた光通信システムであって、前記光発信器は、前記電気信号を前記光信号に変換する電−光変換素子と、前記電−光変換素子と前記光伝送ラインの間に配置される光アイソレータとを有し、前記光アイソレータを構成するファラデー回転子は、（Ｂｉ３−ｘ−ｙ−ｚＧｄｘＴｂｙＹｂｚ）Ｆｅ(５−ｗ)ＭｗＯ１２の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５、０．４≦ｗ≦１．５）を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜から構成され、かつこのビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜の磁気的なヒステリシスが角形を示すことを特徴とする光通信システムにある。
【００２１】
光通信システムにおいては、例えば光ファイバから構成される光伝送ライン上に光増幅器が配置されることがある。この光増幅器にも光アイソレータが使用される。この光アイソレータを本発明による光アイソレータとすることもできる。つまり本発明の光通信システムにおいて、前記光伝送ライン上に光増幅器が配置され、前記光増幅器は、前記光伝送ラインを伝送される光信号を受信するとともに受信した光信号の偏波面を回転させる光アイソレータと、前記光アイソレータを透過した光信号を増幅する増幅手段とを有し、前記光アイソレータを構成するファラデー回転子は、（Ｂｉ3-x-y-zＧｄxＴｂyＹｂz）Ｆｅ(5-w)ＭwＯ12の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５，０．２≦ｗ≦２．５）を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜から構成することができる。そして、このビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜の磁気的なヒステリシスが角形を示すことが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明をより詳細かつ具体的に説明する。
まず本発明が適用される光通信システム１について、図１を参照しつつ説明する。
光通信システム１は、送信側と受信側との間で情報を光信号によって伝送するためのシステムである。送信側には光送信器２が、また受信側には光受信器３が配設されている。光送信器２と光受信器３とは、光ファイバからなる光伝送ライン４で接続されている。光伝送ライン４上には光増幅器５が介在している。光増幅器５は、光伝送ライン４の長さに応じた数だけ設けられる。
光送信器２は、電子回路２１と、ＬＤモジュール２２とを備えている。伝送の対象となるデータを電気信号として受けた電子回路２１は、所定の処理を施した後にＬＤモジュール２２に出力する。ＬＤモジュール２２は、受けた電気信号を光信号に変換した後に、光伝送ライン４に伝送する。
光受信器３は、ＰＤモジュール３１と、電子回路３２とを備えている。光伝送ライン４から伝送された光信号を受けたＰＤモジュール３１は、電気信号に変換して電子回路３２に出力する。電子回路３２は、受けた電気信号を受信側に出力する。
光伝送ライン４上に配置された光増幅器５は、光伝送ライン４を伝送される光信号の減衰を防止するために増幅する。
【００２３】
図２は、ＬＤモジュール２２の構成を示す図である。ＬＤモジュール２２は、ケース内に配置されるＬＤ２２２と、ＬＤ２２２から出力される光（信号）が透過するレンズ２２３と、レンズ２２３を透過した光（信号）の偏波面を回転する光アイソレータ２２４とを備えている。
図３は、光アイソレータ２２４の構成を示す図である。図３に示すように、光アイソレータ２２４は、２つの偏光子２２４ａ，２２４ｃの間にファラデー回転子２２４ｂが配置された構成を有する。２つの偏光子２２４ａ，２２４ｃは、所定の間隔を隔てて対向配置される。いま、偏光子２２４ａに順方向の光が入射されるものとすると、順方向の光は偏光子２２４ｃから光伝送ライン４に向けて出射される。偏光子２２４ａ、２２４ｃは公知の材料を用いることができる。例えば、コーニング社製のポーラ・コア（商品名）が望ましいが、これ限定されるものではない。
【００２４】
ファラデー回転子２２４ｂは、偏光子２２４ａを透過した光の偏波面を回転させて偏光子２２４ｃに向けて出射する。また、ファラデー回転子２２４ｂは、偏光子２２４ｃからの逆方向の光の透過を阻止する。この逆方向の光の透過を阻止できる理由は先に説明したとおりであるので、ここでの説明は省略する。
本発明において、このファラデー回転子２２４ｂを（Ｂｉ3-x-y-zＧｄxＴｂyＹｂz）Ｆｅ(5-w)ＭwＯ12の化学組成（ただし、Ｍ＝Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５，０．２≦ｗ≦２．５）を有し、角形の磁気ヒステリシスを示すビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜で構成する。この単結晶膜は、硬磁性を示す。
【００２５】
本発明のビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜は、希土類元素として、Ｇｄ、ＴｂおよびＹｂの３つの元素を必ず含む点に特徴がある。
本発明において、Ｇｄは磁気モーメントが希土類元素の中で最も大きいため、飽和磁化（４πＭｓ）の低減に有効である。また、ＧｄＢｉ系のガーネットは、磁化反転温度が−１０℃程度と、ＴｂＢｉ系のガーネットの−５０℃に比べて室温に近いため、硬磁性にとって有利である。さらに、Ｇｄは１２００ｎｍ以上の波長の光の吸収がないため、挿入損失にとって有利である。
【００２６】
本発明においてＴｂは、温度特性、波長特性を確保するために有効な元素である。Ｇｄは磁気異方性が大きく高保磁力化に有効な元素であるが、保磁力への寄与はＴｂのほうが大きい。
本発明のビスマス置換型希土類鉄ガーネット単結晶膜は、ＬＰＥ法により形成されることを前提とするが、Ｙｂは、当該単結晶膜の格子定数を基板の格子定数と整合させるために含有される。ファラデー回転能を大きくするためには、Ｂｉを多く含む結晶とすることが望まれる。ここで、ＬＰＥ法に用いられる基板（以下、ＬＰＥ基板）は、所定の格子定数を有している。Ｂｉはイオン半径が大きいために、単にＢｉの量を多くしたのでは、得たい結晶膜の格子定数と基板の格子定数の整合が取れなくなる。そこで、Ｂｉの量を多くしつつ、イオン半径の小さいＹｂを含有せしめることにより、得たい結晶膜の格子定数と基板の格子定数の整合をとるのである。そして、Ｙｂは光通信に使用される光の波長域で光吸収がないので、挿入損失を劣化させることもない。
【００２７】
本発明のビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料において、ＭはＦｅの一部を置換する元素であり、Ｇａ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｃ、Ｉｎ、ＳｉおよびＴｉの一種または二種以上から選択される。この中では飽和磁化の低減の観点からＧａが最も望ましい元素である。
【００２８】
本発明のビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料において、Ｇｄ、ＴｂおよびＹｂの含有量を示すｘ，ｙおよびｚは、０．５≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．５とする。ｘ＋ｙ＋ｚが０．５未満になると、イオン半径の大きいＢｉの量が相対的に多くなり、ＬＰＥ法により単結晶膜を育成するためのＬＰＥ基板との格子定数の整合性が取れなくなる。また、ｘ＋ｙ＋ｚが２．５を超えると、逆にＢｉの量が相対的に少なくなり、ファラデー回転能が小さくなる。結果として、単結晶膜の厚さを厚くしなければならず、ＬＰＥ法による単結晶膜の育成が難しくなり、歩留まりの低下をきたす。ｘ＋ｙ＋ｚの望ましい範囲は１．０≦ｘ＋ｙ＋ｚ≦２．３である。
さらに、ｘ，ｙおよびｚの各々は、０．１≦ｘ≦１．５、０．３≦ｙ≦２．０、０．１≦ｚ≦１．５とすることが望ましい。ｘ（Ｇｄ量）を０．１以上とするのは硬磁性を得るための磁気異方性を十分に確保するためである。一方、ｘが１．５を超えるとＴｂおよびＢｉの量が不足するため、高いファラデー回転能を得ることができなくなる。
ｙ（Ｔｂの量）を０．３以上とするのは硬磁性を得るための磁気異方性を十分に確保するためである。一方、ｙが１．５を超えると、１５００ｎｍを超える波長の光における挿入損失が大きくなる。
ｚ（Ｙｂの量）を０．１以上とするのは０．１未満では、十分なファラデー回転能を確保することができず、膜厚を厚くする必要性が出てくるからである。一方、ｚが１．５を超えると、Ｇｄ、ＴｂおよびＢｉの量が不足して、高いファラデー回転能を確保できなくなるためである。
【００２９】
本発明のビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料において、Ｆｅに対するＭの置換量であるｗは０．２≦ｗ≦２．５とする。ｗが０．２未満では、得られた単結晶膜が角形のヒステリシスを保てなくなる。一方、ｗが２．５を超えると、単結晶の育成中に溶融部分に不必要な結晶核が生成して単結晶の健全な育成が困難となる。望ましいｗの範囲は０．３≦ｗ≦２．０、さらに望ましいｗの範囲は０．４≦ｗ≦１．５である。
【００３０】
以上の本発明によれば、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲においてファラデー効果を具現するとともに、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能が７００°／ｃｍ以上のビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料が得られる。このガーネット材料は、当該材料が示す飽和磁化以上の大きさの外部磁界を印加した後に当該外部磁界を除去した後においても、以上のファラデー回転能が実質的に維持される。また、このガーネット材料は、波長１３１０ｎｍにおけるファラデー回転能が１０００°／ｃｍ以上の特性を得ることができる。
また、以上の本発明によれば、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転角の温度特性をその狙い値の１３％以下とすることができる。また、この材料は、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１３１０ｎｍにおけるファラデー回転角の温度特性をその狙い値の１０％以下とすることができる。なお、温度特性は負の値となることもあるが、本発明で規定する温度特性は絶対値である。これは、波長特性についても同様である。また、本発明において狙い値とは、以下の意義を有する。つまり、現行の光アイソレータは、前述したように、回転角を４５°としている。この４５°が本発明でいうところの狙い値である。現行の光アイソレータの場合、この４５°を基準として温度特性が求められる。例えば、回転角を６０°とした場合には、６０°を基準として温度特性が求められる。このことも、波長特性について同様に当てはまる。
また、本発明のガーネット材料は、室温かつ波長１５００〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性をその狙い値の８％以下とすることができるが、波長１２５０〜１３６０ｎｍにおける波長特性をその狙い値の３％以下とすることができる。
なお、本発明において、温度特性、波長特性を重視する場合にはＴｂの量を多くすればよい。また、挿入損失を重視する場合にはＧｄの量を多くすればよい。さらに、ファラデー回転能を大きくして小型化を重視する場合にはＢｉの量を多くすればよい。
【００３１】
本発明によるファラデー回転子は、以上説明したビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料をＬＰＥ法により育成した単結晶膜から構成することができる。この単結晶膜は、希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必ず含み、実質的に角形の磁気ヒステリシスを示し、かつ−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能が７００°／ｃｍ以上であるとともに、ファラデー回転角の温度特性がその狙い値の１３％以下、室温かつ波長１５５０〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性がその狙い値の８％以下、挿入損失が０．１ｄＢ以下という構成を備える。
【００３２】
本発明による単結晶膜は、希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必須の構成元素とするが、他の希土類元素の含有を排除するものではない。したがって、Ｇｄ、ＴｂおよびＹｂのほかに、Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｄｙ，Ｌｕ，Ｔｍ，Ｅｒ，Ｈｏ，ＹおよびＣａの一種または二種以上を含有しても、本発明の範囲に包含される。ただし、その含有は、本発明の効果を害しないレベルに抑えるべきである。もっとも、具体的な含有量を定めることは容易ではない。
本発明による単結晶膜は、希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必須構成元素としている点に特徴がある。そして、この３つの希土類元素のうち、ＧｄおよびＴｂは、ファラデー回転能の温度特性、波長特性を改善することを目的として含有せしめられる。一方、ＹｂはＬＰＥ基板との格子定数の整合のために含有せしめられる。本発明においてその含有が排除されない上記希土類元素のうち、Ｓｍ、ＥｕおよびＤｙはＧｄおよびＴｂと同様に磁気異方性が大きい。また、Ｌｕ，Ｔｍ，Ｅｒ，ＨｏおよびＹは、Ｄｙよりもイオン半径がＹよりも小さい点で共通する。
【００３３】
本発明による単結晶膜は、ＬＰＥ法により育成することができる。図８はＬＰＥ法により単結晶膜を育成している様子を示している。図８に示すように、例えば白金製の坩堝４０に得たい単結晶膜の原料とフラックスとを投入する。坩堝４０の材質としては、他に金（Ａｕ）あるいはＩｒを用いることができる。坩堝４０に投入された原料とフラックスとは、加熱コイル４１へ通電することにより加熱、溶融してメルト４２を形成する。メルト４２の温度を下げて過冷却状態にして、ＬＰＥ基板４３を回転させながらメルト４２に接触させると、ＬＰＥ基板４３上に、単結晶膜４４がエピタキシャル成長する。なお、育成された単結晶膜４４には、フラックスおよび坩堝４０から不純物が不可避的に混入するが、本発明がこのような不可避的不純物の混入を許容することは言うまでもない。もちろん、本発明の効果を実行あらしめるために、これら不純物の混入を低減することが望ましいことは言うまでもない。
【００３４】
ＬＰＥ法により得る単結晶膜は、最終的に得たいファラデー回転子の厚さよりも若干厚く育成される。研磨加工に供した後にファラデー回転子として用いるためである。なお、ファラデー回転子には、使用される光の波長に対して回転角が４５°になるような単結晶膜が用いられる。換言すれば、ＬＰＥ法により得られた単結晶膜は、ファラデー回転角が４５°になるまで研磨加工される。ファラデー回転子は、概ね５００μｍ程度の厚さを有している。研磨加工された後に、挿入損失低減のために、ファラデー回転子の表面には、無反射コーティングを施すことが望ましい。
【００３５】
【実施例】
以下本発明の具体的な実施例について説明する。
（実施例１）
酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3，４Ｎ）、酸化第２鉄（Ｆｅ2Ｏ3，４Ｎ)、酸化ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3，５Ｎ）、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3，３Ｎ) 、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3，４Ｎ）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3，４Ｎ）を原料として、図８に示す装置を用いて、エピタキシャル成長により、４種類のビスマス置換型希土類鉄磁性ガーネット単結晶膜を育成した。用いたＬＰＥ基板は、（１１１）ガーネット単結晶（（ＧｄＣａ）3（ＧａＭｇＺｒ）5Ｏ12）である。この基板の格子定数は、１．２４９７±０．０００２ｎｍである。なお、前記原料のほかに、酸化鉛（ＰｂＯ，４Ｎ）および酸化ほう素（Ｂ2Ｏ3，５Ｎ)をフラックスとして白金製の坩堝４０に投入した。
【００３６】
得られた単結晶膜について組成分析を行った。その結果を表１に示す。
また、この単結晶膜を５００μｍまで研磨した後に、ＶＳＭ（振動試料型磁力計）を用いて磁気特性を測定した。その結果、飽和磁化（４πＭｓ）が６０Ｇ、保磁力が６００Ｏｅで、図４に示すように、良好な核型ヒステリシスを示した。
また、飽和磁化以上の大きさの外部磁場を印加した後に、ファラデー回転角測定装置を用いてファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失を測定した。その結果を図５および表１に併せて示す。なお、この単結晶膜は、４５°の回転角を有するように作成されている。したがって、温度特性、波長特性における狙い値は４５°である。また、ファラデー回転能およびその温度特性は、−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおける値、ファラデー回転角の波長特性は室温かつ波長１５００〜１６００ｎｍにおける値、挿入損失は−４０℃〜＋８５℃における値である（実施例２および３においても同様）。さらに、温度特性、波長特性については、その評価によく使われている（°／℃）および（°／ｎｍ）の値も併記している（実施例２，３も同様）。
【００３７】
【表１】
0003953812.tif 000002
【００３８】
図５に示すように、ファラデー回転能は、外部磁場を除去しても変わらず、角形ヒステリシスをしめしている。
表１において、試料Ｎｏ．１は希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを含む本発明のビスマス置換型希土類鉄磁性ガーネット単結晶膜である。一方、Ｎｏ．２〜４は各々Ｇｄ、ＴｂおよびＹｂを含まない点で本発明によるＮｏ．１と相違する。また、Ｎｏ．５〜８は各々前述した特開平６−２２２３１１号公報、特開平９−１８５０２７号公報、特開平９−３２８３９８号公報および特開平１０−３１１１２号公報に開示された単結晶膜に相当する単結晶膜である。
Ｎｏ．１と、Ｎｏ．２〜４を比較すると以下のことが言える。すなわち、Ｇｄを含まないＮｏ．２は、本発明によるＮｏ．１に比べて挿入損失が劣っている。また、Ｔｂを含まないＮｏ．３は、本発明によるＮｏ．１に比べて温度特性および波長特性が劣っている。さらに、Ｙｂを含まないＮｏ．４は、ファラデー回転能が不足している。
【００３９】
また、Ｎｏ．５は波長特性が、Ｎｏ．６は温度特性および波長特性が、Ｎｏ．７は挿入損失が、さらにＮｏ．８は 温度特性が本発明による試料Ｎｏ．１に比べて劣っている。
以上のＮｏ．２〜８に比べて本発明によるＮｏ．１の単結晶膜は、ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失ともに優れた値を示しており、希土類元素としてＧｄ、ＴｂおよびＹｂを必須の構成元素とすることの必要性を認識することができる。
【００４０】
（実施例２）
実施例１と同様にして、表２に示す４種類のビスマス置換型希土類鉄磁性ガーネット単結晶膜を得た。なお、表２中の試料Ｎｏ．１は実施例１において作成した単結晶膜である。これら単結晶膜について、実施例１と同様にしてファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失を測定した。その結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
0003953812.tif 000003
【００４２】
Ｎｏ．１、Ｎｏ．９およびＮｏ．１０を組成面から比較すると、Ｎｏ．１はＮｏ．９およびＮｏ．１０に比べてＴｂの含有量が多い。また、Ｎｏ．９は、Ｎｏ．１およびＮｏ．１０に比べてＧｄの含有量が多い。さらに、Ｎｏ．１０は、Ｎｏ．１およびＮｏ．９に比べてＢｉの含有量が多い。
以上の組成面の相違を念頭において測定された特性を比較してみると、まず、Ｔｂの含有量を多くすると（Ｎｏ．１）、温度特性および波長特性を向上させることができる。また、Ｇｄの含有量を多くすると（Ｎｏ．９）、挿入損失を向上させることができる。さらに、Ｂｉ含有量を多くすると（Ｎｏ．１０）、ファラデー回転能を向上させることができる。
Ｎｏ．１１は、Ｇａの含有量が０．１と低い材料であるが、角形ヒステリシスを示さず、本発明で言うところの硬磁性を具現しない。
以上のとおりであり、本発明のビスマス置換型希土類鉄磁性ガーネット単結晶膜は、構成元素の含有量を適宜調整することにより、ファラデー回転子に要求される種々の特性にマッチした材料とすることができる。
【００４３】
（実施例３）
実施例１と同様にして、表３に示す種々のビスマス置換型希土類鉄磁性ガーネット単結晶膜を得た。これら単結晶膜について、実施例１と同様にしてファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失を測定した。その結果を表３に示すが、Ｎｏ．１２〜２０の試料は、いずれも−４０℃〜＋８５℃の温度範囲、波長１５５０ｎｍにおけるファラデー回転能が７００°／ｃｍ以上であるとともに、ファラデー回転角の温度特性がその狙い値の１３％以下、室温かつ波長１５５０〜１６００ｎｍにおけるファラデー回転角の波長特性が狙い値の８％以下、挿入損失が０．１ｄＢ以下という特性を満足していることがわかる。
【００４４】
【表３】
0003953812.tif 000004
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ファラデー回転能、温度特性、波長特性および挿入損失に優れた硬磁性ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料が提供される。したがって、本発明の硬磁性ビスマス置換型希土類鉄ガーネット材料を用いたファラデー回転子は、小型・低コスト化を図れるとともに、例えば光アイソレータに用いられた場合に、高性能なアイソレーションを実現する。また、このような光アイソレータを用いた本発明の光通信システムは、高品質な光通信の実現に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態による光通信システムの構成を示す図である。
【図２】  本実施の形態によるＬＤモジュールの構成を示す斜視図である。
【図３】  本実施の形態による光アイソレータの構成を示す図である。
【図４】  本実施例による磁性ガーネット材料の保磁力と磁化の関係を示す図である。
【図５】  本実施例による磁性ガーネット材料の外部磁場とファラデー回転角の関係を示す図である。
【図６】  従来の光アイソレータの構成を示す図である。
【図７】  光アイソレータの原理を説明するための図である。
【図８】  ＬＰＥ法を説明するための図である。
【符号の説明】
１…光通信システム、２…光送信器、２１…電子回路、２２…ＬＤモジュール、２２２…ＬＤ、２２３…レンズ、２２４…光アイソレータ、２２４ａ，２２４ｃ…偏光子、２２４ｂ…ファラデー回転子、３…光受信器、３１…ＰＤモジュール、３２…電子回路、４…光伝送ライン、５…光増幅器、１０…光アイソレータ、１１…ファラデー回転子、１２…永久磁石、１３，１４…偏光子、４０…坩堝、４１…加熱コイル、４２…メルト、４３…ＬＰＥ基板、４４…単結晶膜
【図１】
0003953812.tif 000005
【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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