[发明专利]磁光材料、法拉第转子、及光隔离器

说明书

技术领域

本发明涉及磁光材料、法拉第转子、及光隔离器。更详细地说，涉及适合构成光隔离器等磁光设备的磁光材料以及具备前述磁光材料的磁光设备。

背景技术

近年来，随着激光加工机的发展，利用光与磁的相互作用的磁光设备受到注目。其中之一有隔离器，其是抑制如下所述的现象的装置：若来自激光光源振荡的光被途中的光学系统反射而返回光源，则会扰乱来自激光光源振荡的光，成为不稳定的振荡状态。因此，利用该作用，光隔离器被配置于激光光源与光学部件之间来使用。

光隔离器具有法拉第转子、配置在法拉第转子的光入射侧的偏振元件、配置在法拉第转子的光射出侧的检偏器这3个部件。光隔离器利用所谓的法拉第效应，即，在与光的行进方向平行地对法拉第转子施加磁场的状态下，若光入射至法拉第转子，则在法拉第转子中偏振面发生旋转这样的性质。即，入射光中，具有与偏振元件相同的偏振面的光穿过偏振元件，入射至法拉第转子。该光在法拉第转子中，以相对于光的行进方向而言旋转正(plus)45度而射出。

相对于此，对于从与入射方向相反的方向入射至法拉第转子的返回光而言，在最初通过检偏器时，仅具有与检偏器相同的偏振面的成分的光透过检偏器，入射至法拉第转子。接下来在法拉第转子中，返回光的偏振面以相对于最初的正45度进一步旋转正45度，因此成为与偏振元件成正90度的直角的偏振面，返回光无法透过偏振元件。

在作为上述那样的光隔离器的法拉第转子所使用的材料中，需要法拉第效应大、并且在其所使用的波长下透射率高的材料。

近年来，作为激光加工机，大多利用使用了光纤激光的装置。该激光的振荡波长为0.9～1.1μm，作为在该波长下法拉第效应大且透射率高的材料，使用了铽镓石榴石单晶(简称：TGG)、或者铽铝石榴石单晶(简称：TAG)等(参照专利文献1)。

法拉第旋转角θ如下式(A)所示。

θ＝V*H*L    (A)

式(A)中，V是费尔德常数、是由法拉第转子的材料所确定的常数，H为磁通密度，L为法拉第转子的长度。在作为光隔离器使用的情况下，按照θ＝45度的方式来确定L。

因此，确定光隔离器的大小的因素是费尔德常数、磁通密度。铽镓石榴石单晶的费尔德常数为0.13min/(Oe·cm)、铽铝石榴石单晶的费尔德常数为0.14min/(Oe·cm)。若使用这些单晶而使磁通密度为10,000Oe，则为了使入射光的偏振面旋转正45度，而需要20～25mm的长度。因此，需要使用该大小的法拉第转子，进一步在法拉第转子的两侧安装例如由金红石晶体等构成的偏振元件、检偏器，因此光隔离器的大小成为约70mm以上的大小。为了使光纤激光的组件的尺寸小型化，而需要使该光隔离器小型化，因而需要对能够使作为其构成部件的法拉第转子变短的材料进行开发。

另一方面，作为每单位长度的法拉第旋转角度大的材料，有包含铁(Fe)的钇铁石榴石(通称：YIG)单晶(参照专利文献2)，但是这些材料在波长0.9μm下光吸收大而在波长0.9～1.1μm下该吸收产生影响，因而在该区域中前述材料并不适合使用。

另外，专利文献3公开了含铽的玻璃及使用其的磁光设备。该玻璃也在铽含量方面有限定。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-89797号公报

专利文献2：日本特开2000-266947号公报

专利文献3：日本特开2008-230907号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的目的在于提供一种磁光材料，其在波长1.06μm区域(0.9～1.1μm)中的费尔德常数大并且具有高透明性，其含有氧化铽。本发明进一步的目的在于提供适合用于加工机用光纤激光的小型化的光隔离器。

用于解决问题的方法

本发明的上述课题通过以下的<1>、<9>及<10>所述的手段而解决。与优选的实施方式<2>～<8>一起记载如下。

<1>一种磁光材料，其特征在于，

其含有99重量％以上的下式(I)所示的氧化物，

(Tb_xR_1-x)₂O₃    (I)

式(I)中，x为0.4≤x≤1.0，R包含选自钪、钇、除铽以外的镧系元素所组成的组中的至少一种元素。