高出力レーザー光源に対応する新しい光アイソレーター用磁気光学単結晶の開発

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560316
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 島村 清史 独立行政法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, グループリーダー (90271965)
• 研究分担者: ガルシア ビジョラ 独立行政法人物質・材料研究機構, 光・電子材料ユニット, 主任研究員 (90421411)
• 研究協力者: 直江 邦浩 (株)フジクラ, 環境エネルギー研究所, 部長
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 結晶成長 / 光アイソレーター / 磁気光学結晶

研究概要

レーザー加工機の利用が産業界で進む中、光アイソレーターの重要性が増している。現在Tb3Ga5O12 (TGG)単結晶が使用されているが、問題が多く代替材料が必要とされている。我々はTGG単結晶の欠点を克服する新材料開発を目指し、TSLAG単結晶を設計、その大型単結晶化を行った。TSLAG単結晶の物性を詳細に調べたところ、結晶育成が容易であり、透過率、ファラデー回転角、消光比といった光アイソレータ用ファラデー回転子として重要な特性が全てTGG単結晶を上回ることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 光アイソレータ用ガーネット型単結晶の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島村清史、E.G. Villora、畑中翼、船木秋晴、直江邦浩
  • 雑誌名: 未来材料 巻: 12 ページ: 22-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Faraday rotator properties of {Tb_3}[Sc_1.95Lu0.05](Al_3)O_12, a highly transparent Terbium-garnet for visible-infrared optical isolators (2011)
  • 著者名/発表者名: E.G. Villora, P. Molina, M. Nakamura, K. Shimamura, T. Hatanaka, A. Funaki, K. Naoe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: 99
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい光応用単結晶材料の開発を目指して (2011)
  • 著者名/発表者名: 島村清史、E.G. Villora、一ノ瀬昇
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 39 ページ: 293-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光アイソレータ用ガーネット単結晶 (2011)
  • 著者名/発表者名: E.G. Villora、島村清史、畑中翼、船木秋晴、直江邦浩
  • 雑誌名: フジクラ技報 巻: 120 ページ: 39-41
• [雑誌論文] Growth of {Tb_3}[Sc_2-xLu_x](Al_3)O_12 single crystals for visible-infrared optical isolators (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, T. Kito, E. Castel, A. Latynina, P. Molina, E.G. Villora, P. Mythili, P. Veber, J.P. Chaminade, A. Funaki, T. Hatanaka, K. Naoe
  • 雑誌名: Cryst. Growth & Design 巻: 10 ページ: 3466-3470
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光アイソレーター用磁性ガーネット単結晶の育成と評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 畑中翼、船木秋晴、直江邦浩、鬼頭孝幸、E.G. Villora、島村清史
  • 雑誌名: 日本電子材料技術協会会報 巻: 41 ページ: 30-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい光応用単結晶材料の開発に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 島村清史、E.G. Villora、一ノ瀬昇
  • 雑誌名: FC Report 巻: 28 ページ: 97-102
  • 査読あり
• [学会発表] Novel single crystals for optical applications (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2012 Conference and Exhibition
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 20121016-20
• [学会発表] Nobel material and application based on garnet-type single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, E.G. Villora, N. Ichinose
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2011 Conference and Exhibition
  • 発表場所: Columbus, USA
  • 年月日: 20111016-20
• [学会発表] UV-visible-infrared Faraday isolators based on single crystal fluorides and oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: E.G. Villora, P. Molina, V. Vasyliev, T. Hatanaka, A. Funaki, M. Nakamura, K. Shimamura
  • 学会等名: European Materials Research Society 2011 Fall Meeting
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 20110922-23
• [学会発表] Growth and optical characteristics of novel single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, E.G. Villora
  • 学会等名: 12th International Balkan Workshop on Applied Physics
  • 発表場所: Constanta, Romania
  • 年月日: 20110706-08
• [学会発表] Growth of Tb3(Sc1-xLux)2Al3O12 single crystals for visible-infrared optical isolators (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, E.G. Villora, A. Funaki, T. Hatanaka, N. Ichinose
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2010 Conference and Exhibition
  • 発表場所: Houston, USA
  • 年月日: 20101017-21
• [学会発表] Growth and optical-based characterrist- -ics of novel single crystals (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, E.G. Villora, N. Ichinose
  • 学会等名: CRISTEC 2010
  • 発表場所: Autrans, France
  • 年月日: 20101004-06
• [備考]
  • URL: http://www.nims.go.jp/group/oscg/research/isolator.html
• [産業財産権] ファラデー回転子用ガーネット型単結晶及びそれを用いた光アイソレータ (2012)
  • 発明者名: 船木秋晴、畑中翼、島村清史、E.G. Villora
  • 権利者名: 物材機構、(株)フジクラ
  • 産業財産権番号: 特許4943566
  • 取得年月日: 2012-03-09
• [産業財産権] ファラデー回転子用ガーネット型単結晶及びそれを用いた光アイソレータ (2011)
  • 発明者名: 畑中翼、船木秋晴、島村清史、E.G. Villora
  • 権利者名: 物材機構、(株)フジクラ
  • 産業財産権番号: 特願2012-511664
  • 出願年月日: 2011-04-19
• [産業財産権] 光アイソレータ用単結晶及びその製造方法 (2010)
  • 発明者名: 真田和夫、島村清史、E.G. Villora
  • 権利者名: 物材機構、(株)フジクラ
  • 産業財産権番号: 特願2011-537270
  • 出願年月日: 2010-10-20
• [産業財産権] ファラデー回転子用ガーネット型単結晶及びそれを用いた光アイソレータ (2010)
  • 発明者名: 船木秋晴、畑中翼、島村清史、E.G. Villora、L. Anastasiya
  • 権利者名: 物材機構、(株)フジクラ
  • 産業財産権番号: 特願2010-175851
  • 出願年月日: 2010-08-05