[发明专利]磁光材料及其制造方法、以及磁光设备

说明书

本发明提供透明的磁光材料，其包含含有由下述式(1)表示的复合氧化物作为主成分的透明陶瓷或由下述式(1)表示的复合氧化物的单晶，波长1064nm下的维尔德常数为0.14分钟/(Oe·cm)以上，不会吸收波段0.9～1.1μm的光纤激光，也不引起热透镜的产生，维尔德常数比TGG结晶大，适合构成光隔离器等的磁光设备。Tb₂R₂O₇(1)(式中，R为选自硅、锗、钛、钽、锡、铪、锆中的至少1种元素(不过，对于硅、锗及钽，不包括为该元素单独的情形)。)。

技术领域

本发明涉及磁光材料以及磁光设备，更详细地说，涉及适合构成光隔离器等的磁光设备的包含含有复合氧化物的透明陶瓷或单晶的磁光材料及其制造方法、以及使用了该磁光材料的磁光设备。

背景技术

近年来，高输出化也已成为了可能，使用了光纤激光器的激光加工机的普及显著。组装于激光加工机的激光源如果来自外部的光入射，则共振状态变得不稳定，发生振荡状态紊乱的现象。特别是如果振荡的光被中途的光学系反射而返回到光源，则大幅地搅乱振荡状态。为了防止其发生，通常将光隔离器设置于光源的近前等。

光隔离器由法拉第转子、配置于法拉第转子的光入射侧的起偏器、和配置于法拉第转子的光射出侧的检偏器组成。另外，法拉第转子通过与光的行进方向平行地施加磁场而利用。此时，光的偏振波线部分在法拉第转子中前进或后进，只在一定方向上旋转。进而，将法拉第转子调整为使光的偏振波线部分恰好旋转45度的长度。在此，如果使起偏器和检偏器的偏振面与前进的光的旋转方向错开45度，则前进的光的偏振波由于在起偏器位置和检偏器位置一致，因此透射。另一方面，后进的光的偏振波与从检偏器位置偏离45度的起偏器的偏振面的偏离角方向以逆旋转旋转45度。这样起偏器位置中的回返光的偏振面相对于起偏器的偏振面，偏离45度-(-45度)＝90度，不能透射起偏器。作为这样使前进的光透射、射出，将后进的回返光阻断的光隔离器发挥功能。

对于作为构成上述光隔离器的法拉第转子使用的材料，目前为止已知TGG结晶(Tb₃Ga₅O₁₂)、TSAG结晶(Tb_(3-x)Sc₂Al₃O₁₂)(特开2011-213552号公报(专利文献1)、特开2002-293693号公报(专利文献2))。TGG结晶的维尔德常数比较大，为40rad/(T·m)，作为目前标准的光纤激光器装置用材料，已广泛地搭载。据说TSAG结晶的维尔德常数为TGG结晶的1.3倍左右，这些也是搭载于光纤激光器装置的材料。

在上述以外，特开2010-285299号公报(专利文献3)中公开了以氧化物作为主成分的单晶或陶瓷，该氧化物为(Tb_xR_1-x)₂O₃(x为0.4≦x≦1.0)，R选自由钪、钇、镧、铕、钆、镱、钬和钌组成的组。由上述成分组成的氧化物的维尔德常数为0.18分钟/(Oe·cm)以上，在实施例中甚至有最大0.33分钟/(Oe·cm)的记载。另外，在同一文献的本文中也记载了TGG的维尔德常数为0.13分钟/(Oe·cm)。两者的维尔德常数之差实际上达到了2.5倍。

特开2011-121837号公报(专利文献4)中也公开了由大致同样成分组成的氧化物，记载了具有比TGG单晶大的维尔德常数。

如上述专利文献3、4那样，如果得到维尔德常数大的光隔离器，则能够使为了旋转45度而必需的全长缩短，导致光隔离器的小型化而优选。