[发明专利]透光性稀土类镓石榴石陶瓷及其制造方法以及法拉第旋光器

说明书

技术领域

本发明涉及透光性稀土类镓石榴石陶瓷、其制造方法、以及使用该陶瓷的法拉第旋光器(Faraday rotator)，特别涉及提高陶瓷的消光比的技术。

背景技术

发明者等人正在开发由TGG(Tb₃Ga₅O₁₂)等多晶石榴石陶瓷形成的法拉第旋光器。为此最初的课题是制作透光率较高的陶瓷，通过在TGG中添加以金属换算计为5～1000massppm(质量ppm)的Ge作为烧结助剂，成功地获得了1mm厚的试样在波长1500nm处为80.3％、在600nm处为78.5％等的直线透光率(专利文献1：JP4878343B)。

然而，法拉第旋光器不仅要求透光性高，还要求消光比也高，实用上要求30dB以上的消光比。于是，发明者对进一步改善专利文献1的陶瓷的消光比进行了研究，从而完成了该发明。

下面描述其它的现有技术。多晶的石榴石陶瓷可以应用于X射线闪烁体，专利文献2：JP2012-72331A中提出了R₃(Al_1-xGa_x)₅O₁₂(R是稀土类元素，0<x<1)的组成的陶瓷。而且该组成式表示可以任意变更Al与Ga之比。另外，由于Al和Ga在周期表中的位置接近，离子半径也类似，所以可以用Al原子置换陶瓷中的Ga原子，并且可以推定随之发生的晶体的形变、晶格常数的变化等较小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:JP4878343B

专利文献2:JP2012-72331A

发明内容

发明所要解决的课题

该发明的课题在于提供消光比和透光率较高的稀土类镓石榴石陶瓷及其制造方法、以及法拉第旋光器。

用于解决课题的手段

本发明提供一种透光性稀土类镓石榴石陶瓷，其由通式R₃Ga₅O₁₂(R是选自Y和原子序数为57～71的稀土类元素中的至少1种元素)来表示，所述透光性稀土类镓石榴石陶瓷的特征在于，

作为烧结助剂，以金属换算计含有5massppm～500massppm的Ge，并且以金属换算计含有20massppm～250massppm的Al。

本发明提供一种法拉第旋光器，其由透光性稀土类镓石榴石陶瓷形成，所述透光性稀土类镓石榴石陶瓷由通式R₃Ga₅O₁₂(R是选自Y和原子序数为57～71的稀土类元素中的至少1种元素)来表示，所述法拉第旋光器的特征在于，

在所述透光性稀土类镓石榴石陶瓷中，作为烧结助剂，以金属换算计含有5massppm～500massppm的Ge，并且以金属换算计含有20massppm～250massppm的Al。

该发明的透光性稀土类镓石榴石陶瓷例如可以作为光隔离器的法拉第旋光器来使用，或者也可以掺杂Nd、Er等元素而制成激光材料。法拉第旋光器是通过将透光性稀土类镓石榴石陶瓷的两端面进行镜面研磨、并设置防反射膜而得到的，该说明书中的有关透光性稀土类镓石榴石陶瓷的记载也可以直接适用于法拉第旋光器。R元素优选为选自Y、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一种，特别优选为Tb。优选的是，透光性稀土类镓石榴石陶瓷含有20massppm～200massppm的Al。在该说明书中，Al、Ge的浓度是将透光性稀土类镓石榴石陶瓷的质量设定为100mass％，用以金属换算计的质量来表示。另外，像5～250massppm等这样来表示范围时，是包含上限和下限，有时将massppm仅记为ppm。该说明书中说到稀土类时，包括Y。