化学式Gd3ScGa5O12で示される非磁性ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法により育成されたビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜において、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されると共に、上記化学式のxとyが、1.20≦x≦1.56、および、0.80≦y≦1.19、であることを特徴とするビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜。請求項1に記載のビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜がファラデー回転子として用いられていることを特徴とする光アイソレータ。従来の手法により1μm帯域の波長の光に対し、0.6dBを下回る低損失のRIGを工業的に得ることは上述したように困難であった。しかし、RIGが利用されている小型で安価な1W級の加工用レーザーに使用される光アイソレータ市場では、挿入損失が0.6dBを下回るような低損失のRIGが望まれており、特に、近年では、1W級以上の加工用レーザー装置の光アイソレータにRIGを採用することが考えられている。このため、市場においては挿入損失0.5dB以下の非常に低損失なRIGを必要としており、低損失のRIGを工業的に高収率で提供できる手法が望まれている。ところで、上記ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGにおいてBiが多量に添加されると、RIGのファラデー回転係数が大きくなる特許文献4の段落0003参照ことからRIGを薄くすることができ、また、イオン半径の大きなBiを多く添加することでRIGの格子定数が大きくなり、鉄イオンの光吸収を短波長側へシフトできることから挿入損失の低い結晶が得られ易いと考えられ、従来、RIGのBi添加量を多くすることが一般的に行われていた。しかし、Biの添加量が多くなると、格子定数が1.256nmであるGSGG基板との格子定数のずれが大きくなり、上記GSGG基板上に育成されるRIGが割れ易くなることが知られていて高い収率でRIGを製造できなかった。そこで、上述した課題を解決するため本発明者等が鋭意研究を重ねたところ、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGにおける希土類の種類と添加量を制御することで、Biの添加量が少なくても挿入損失の低いRIGが得られることを見出すに至り、更に、Bi添加量が少なくできることに伴いRIGの格子定数とGSGG基板の格子定数を合わせることが可能になることから、GSGG基板上にRIGを育成してもRIGの割れが抑制され、高い収率でRIGを製造できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。すなわち、請求項1に係る発明は、化学式Gd3ScGa5O12で示される非磁性ガーネット基板上に液相エピタキシャル成長法により育成されたビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜において、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されると共に、上記化学式のxとyが、1.20≦x≦1.56、および、0.80≦y≦1.19、であることを特徴とし、請求項2に係る発明は、光アイソレータにおいて、請求項1に記載のビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜がファラデー回転子として用いられていることを特徴とする。本発明に係るビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGは、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されると共に、上記化学式のxとyが、1.20≦x≦1.56、および、0.80≦y≦1.19、であることを特徴とし、特許文献4等に記載された従来のRIGと比較して、挿入損失で0.6dBを下回り、かつ、高い収率で製造することができる。そして、挿入損失で0.6dBを下回る本発明のRIGを適用することにより、RIGにおける発熱量そのものの低減が図れるため、本発明のRIGを加工用レーザーの光アイソレータに適用した場合、より高パワーのレーザー光に対し温度上昇を大幅に抑制できることから特性の劣化が少なくなる効果を有する。以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。A希土類の選択本発明に係るビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGを構成する希土類元素の種類は、以下に示すようにPrとGdである。まず、液相エピタキシャル成長法により基板上に結晶を育成する場合、基板と結晶膜の格子定数を整合させなければならない。そして、格子定数が1.256nmであるGSGG基板では、このGSGG基板の大きな格子定数から選択できる希土類元素は多数ある。また、希土類元素の中でも原子番号が57から71のランタノイドのイオン半径は、ランタノイド収縮と呼ばれる現象により、La>Ce>Pr>Nd>Pm>Sm>Eu>Gd>Tb>Dy>Ho>Er>Tm>Yb>Luの順になっている。そして、RIGにイオン半径の大きなBiを入れない場合、RIGのファラデー回転性能が低下し、ファラデー回転角が45°となるのに必要なRIGの厚みが増加して光吸収による挿入損失が大きくなってしまう。従って、イオン半径の大きな希土類元素のみを選択することは、RIGにBiを含有させることが難しくなるため好ましくない。また、ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGの化学式は、Gd量をx、Bi量をyとした場合、R3xyGdxBiyFe5O12と表わされる。化学式中のRは、Gd以外の希土類元素である。ここで、Bi量が増加すると、Bi量の増加と共にRIGの熱膨張係数が大きくなることから、基板との格子定数差が大きくなり、成長中にRIGが割れたり、RIGに転位が発生する等、生産性の低下並びに性能劣化が起こるという問題がある。そして、Bi量が1.3を超えた場合、良質なRIGを育成することが困難であることが判っており、Bi量が1.3を超えるようなRIGが得られるイオン半径の小さな希土類元素例えばTm、Yb、Lu等を用いることも好ましくない。更に、上記希土類元素以外にも、Smの場合は1μm帯域近傍での吸収ピークが多く存在するために好ましくなく、Euは2価を持つことがあるため、2価の元素を添加した場合に吸収が増加することが知られているRIGでは2価をとるEuは好ましくない。このような理由から、本発明に係るビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜を構成する希土類元素として、中ぐらいのイオン半径の希土類元素からGdを、イオン半径の大きな希土類元素からPrを選択したところ、後述のPrとGdの比率、Bi量にすることで、良好な挿入損失と高収率の両立を図れることが確認された。BPrとGdの比率化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されるビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGにおいて、Bi量が一定すなわちyが一定値であると仮定した場合、PrとGdの比率については、イオン半径の大きなPr量が多くなり過ぎるとRIGの格子定数が大きくなり、RIGの格子定数が大き過ぎるとRIG成長後に室温まで冷却した際、RIG側が凸に反り割れが発生し易くなる。反対にPr量が少なくなり過ぎるとRIGの格子定数が小さくなるため、RIG側が凹に反り割れが発生し易くなる。そして、Gd量は、以下の実施例と比較例における結果を示す表2のGd量欄から1.20~1.56の範囲内であることを要し、また、Bi量は、以下のC欄Bi量と挿入損失、歩留まりの関係に記載された表1と図1の結果から0.80~1.19の範囲内であることを必要とする。従って、Pr量は、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12に示された3-x-yの数式と、上記Gd量x値とBi量y値の各最大値並びに最小値から、Pr量の下限値は3-1.56-1.19=0.25、上限値は3-1.20-0.80=1.00となる。すなわち、Pr量は0.25~1.00の範囲内となる。CBi量と挿入損失、歩留まりの関係ビスマス置換型希土類鉄ガーネット結晶膜RIGが適用されたファラデー回転子の温度上昇は、鉄イオンによる1μm付近の光吸収が原因であり、その吸収係数は温度上昇に伴い増加するため、更なる温度上昇をもたらすことになる。このため、RIGの挿入損失が大きい場合、発熱を抑えるために低出力のレーザーに使用が制限され、かつ、放熱用基板を付ける必要がある。そして、RIGを1W級の加工用レーザーに適用する場合、挿入損失は0.6dB以下であることが必要とされ、更に高出力のレーザー用には挿入損失0.5dB以下であることが必要とされている。ここで、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されるRIGのBi量が0.80未満である場合、ファラデー回転角が45°となるのに必要なRIGの厚みが増加して光吸収による挿入損失が大きくなり、0.6dBを下回る低損失なRIGが得られないことが図1のグラフ図から確認される。尚、図1のグラフ図はBi量と挿入損失との関係を示し、以下のようにして求められている。すなわち、図1のグラフ図は、液相エピタキシャル成長法により各々成長させたRIGについてEPMA定量分析により各々のBi量を求め、次いで、成長させた各RIGをダイシングソーで11mm角に切断し、更に、波長1.06μmの光に対しファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、かつ、波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射して挿入損失を測定し、これ等の結果から求めたものである。そして、RIGの挿入損失が0.6dB以下となるためには、図1のグラフ図からBi量は0.80以上であることを要し、更にRIGの挿入損失が0.5dB以下になるためには0.99以上であることが望ましい。次に、Bi量と歩留まりとの関係について以下の表1に示す。表1は、液相エピタキシャル法により成長させた化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されるRIGについて、EPMA定量分析により各々のBi量を求め、次いで、成長させた各々のRIGをダイシングソーを用いて11mm角に切断、更に11mm角から1mm角に切断し、その1mm角の中から、RIG中に発生していたクラック起因による角欠け変形のあるものを不良とし、角欠けのないものを良品として選別し、次いで、良品全ての1mm角面内にあるピット数を金属顕微鏡、赤外顕微鏡を用いて観察し、各々1mm角面積内にピット数量が5個を超えれば不良、5個以下なら良品として、各々Bi量の異なるRIGについてその良品収率を求めたものである。尚、良品収率については、経験則上、良品収率が90以上を高収率とし判定した。また、1mm角全数良品の場合の母数は100枚としている。確認表1から、Bi量が増えるとRIGの収率が下がることが確認できる。ここで、Bi量が1.19以下であれば、90以上の収率でRIGを育成できるため好ましい。そして、Bi量と挿入損失との関係並びにBi量と歩留まりとの関係より得られた結果から、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されるRIGのBi量y値は、0.80≦y≦1.19の範囲内であることを要し、かつ、格子定数が1.256nmであるGSGG基板を用いて、挿入損失で0.6dBを下回り、かつ、高い収率でRIGを育成できることが確認される。これ等の結果から、化学式Pr3xyGdxBiyFe5O12で示されるRIGのPrとGdとBiの組成は、図2におけるPr-Gd-Bi三元系組成図上で図示された範囲内であることが望ましい。尚、図2中、白丸印は以下の各実施例、黒丸印は各比較例を示す。以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。尚、実施例1~8と比較例1~5において全ての非磁性ガーネット基板については、直径が1インチ、格子定数1.2564nmのGd3ScGa5O12基板、すなわち、GSGG基板を用いた。また、実施例1~8の各RIGにおいては、組成設計段階で、上述したA希土類の選択、BPrとGdの比率およびCBi量と挿入損失、歩留まりの関係に示された条件を各々が満たす組成としている。また、比較例1~5の各RIGにおいては、上記ABおよびCの条件の内、いずれか1つ以上の条件を満たすことができない組成としている。尚、Bi量とGd量はEPMA定量分析から求めた値であり、不良率、良品率は、各々のRIGから11mm角に切断し、更にその11mm角から1mm角に100枚切断し、次いで、その1mm角からその形状あるいは面内のピット数量によって、不良品、良品を選別した。尚、不良については、RIG中に発生したクラック起因による角欠け変形のあるもの、あるいは、角欠けは無いものの金属顕微鏡、赤外顕微鏡の観察による1mm角面内のピット数量が5個を超えるものとし、同様に良品は、角欠けもなく、面内のピット数量も5個以下のものとして選別し、その結果を元にした各々の発生率である。また、表2において、実施例と比較例に係るRIGの不良、良品率と挿入損失を比較している。[実施例1]まず、原料として、Pr6O11を1.90g、Gd2O3を2.30g、Fe2O3を30.95g、Bi2O3を254.26g、PbOを200.95g、B2O3を9.64gそれぞれ秤量し、白金坩堝中において1000°Cで溶解し、融液が均一な組成になるように十分に撹拌混合した。次に、RIGをエピタキシャル成長させるため、融液の温度を773°Cの育成温度まで降下させた。その後、上記GSGG基板を片面のみが融液に浸漬するように設置し、GSGG基板を回転させながらRIGをエピタキシャル成長させた。得られたRIGをEPMA定量分析するとBi量は0.80、Gd量は1.20であった。このような条件で育成したRIGから11mm角、更に1mm角を切断し、観察したところ、不良品は0個、良品は100個と極めて良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.58dBと良好な結果であった。これ等の結果を表2にまとめて示す。[実施例2]原料として、Pr6O11を1.36g、Gd2O3を2.69g、Fe2O3を29.53g、Bi2O3を255.11g、PbOを201.63g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を770°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は1.19、Gd量は1.20であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は6個、良品は94個と良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.38dBと極めて良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[実施例3]原料として、Pr6O11を1.28g、Gd2O3を2.67g、Fe2O3を29.59g、Bi2O3を255.14g、PbOを201.65g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を768°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は1.19、Gd量は1.56であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は7個、良品は93個と良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.36dBと極めて良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[実施例4]原料として、Pr6O11を1.82g、Gd2O3を2.39g、Fe2O3を30.94g、Bi2O3を254.25g、PbOを200.95g、B2O3を9.64gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を769°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は0.80、Gd量は1.56であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は0個、良品は100個と極めて良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.56dBと良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[実施例5]原料として、Pr6O11を1.86g、Gd2O3を2.35g、Fe2O3を30.94g、Bi2O3を254.25g、PbOを200.95g、B2O3を9.64gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を775°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は0.80、Gd量は1.46であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は0個、良品は100個と極めて良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.59dBと良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[実施例6]原料として、Pr6O11を1.34g、Gd2O3を2.72g、Fe2O3を29.53g、Bi2O3を255.11g、PbOを201.63g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を770°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は1.19、Gd量は1.32であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は10個、良品は90個と良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.38dBと極めて良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[実施例7]原料として、Pr6O11を1.52g、Gd2O3を2.51g、Fe2O3を29.53g、Bi2O3を255.12g、PbOを201.64g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を774°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は0.99、Gd量は1.44であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は0個、良品は100個と極めて良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.48dBと良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[実施例8]原料として、Pr6O11を1.35g、Gd2O3を2.71g、Fe2O3を29.53g、Bi2O3を255.11g、PbOを201.63g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を771°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は1.10、Gd量は1.28であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は0個、良品は100個と極めて良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.41dBと極めて良好な結果であった。これ等の結果も表2にまとめて示す。[比較例1]原料として、Pr6O11を1.86g、Gd2O3を2.35g、Fe2O3を30.94g、Bi2O3を254.25g、PbOを200.95g、B2O3を9.64gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を771°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は0.78、Gd量は1.38であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は0個、良品は100個と極めて良好であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ、0.6dBを上回る0.63dBで良好では無かった。これ等結果を表2にまとめて示す。[比較例2]原料として、Pr6O11を1.76g、Gd2O3を2.26g、Fe2O3を29.53g、Bi2O3を255.13g、PbOを201.64g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を769°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は0.96、Gd量は1.18であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は14個、良品は86個と良好では無かった。一方、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ0.49dBと良好な結果ではあった。これ等結果を表2にまとめて示す。[比較例3]原料として、Pr6O11を1.34g、Gd2O3を2.72g、Fe2O3を29.53g、Bi2O3を255.11g、PbOを201.63g、B2O3を9.68gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を766°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は1.20、Gd量は1.38であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は16個、良品は84個と良好では無かった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ、0.40dBと極めて良好ではあった。これ等結果を表2にまとめて示す。[比較例4]原料として、Pr6O11を1.79g、Gd2O3を2.42g、Fe2O3を30.94g、Bi2O3を254.25g、PbOを200.95g、B2O3を9.64gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を772°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は0.99、Gd量は1.58であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は44個、良品は56個と劣悪であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ、0.51dBと良好ではあった。これ等結果を表2にまとめて示す。[比較例5]原料として、Pr6O11を1.31g、Gd2O3を2.95g、Fe2O3を30.94g、Bi2O3を254.23g、PbOを200.93g、B2O3を9.64gそれぞれ秤量して原料組成を変えたこと、および、育成温度を765°Cとした以外は実施例1と同様にしてRIGを育成した。得られたRIGのBi量は1.24、Gd量は1.58であった。そして、実施例1と同様にRIGを観察したところ、不良品は28個、良品は72個と劣悪であった。また、波長1.06μmの光に対してファラデー回転角が45°となるようにRIGの厚みを研磨により調整し、次いで波長1.06μmの光に対する反射防止膜を両面に形成した後、波長1.06μmのYVO4レーザー光を入射し、挿入損失ILを測定したところ、0.39dBと良好な結果ではあった。これ等結果を表2にまとめて示す。