[发明专利]顺磁性石榴石型透明陶瓷、磁光学器件及顺磁性石榴石型透明陶瓷的制造方法

说明书

本发明涉及激光损伤阈值高的顺磁性石榴石型透明陶瓷，其为由下述式(1)表示的含有Tb的稀土铝石榴石的烧结体，其特征在于，平均烧结粒径为10μm以上且40μm以下，在长度20mm的试样的长度方向上光学有效区域内的波长1064nm的插入损耗为0.05dB以下。(Tbsubgt;1‑x‑/subgt;subgt;y/subgt;Ysubgt;x/subgt;Scsubgt;y/subgt;)subgt;3/subgt;(Alsubgt;1‑z/subgt;Scsubgt;z/subgt;)subgt;5/subgt;Osubgt;12/subgt;(1)(式中，0≤x＜0.45、0≤y＜0.08、0≤z＜0.2、0.001＜y+z＜0.20。)。

技术领域

本发明涉及在可见和/或近红外区域中具有透光性的顺磁性石榴石型透明陶瓷，更详细地说，涉及适于构成光隔离器等磁光学器件的包含铽的顺磁性石榴石型透明陶瓷、使用了该顺磁性石榴石型透明陶瓷的磁光学器件及顺磁性石榴石型透明陶瓷的制造方法。

背景技术

在工业用激光加工机中，为了防止反射光等光的倒回而设置了光隔离器，其内部作为法拉第转子搭载有添加铽的玻璃或铽镓石榴石(TGG)(例如日本特开2011-213552号公报(专利文献1))。法拉第效应的大小用费尔德常数定量化，TGG晶体的费尔德常数为40rad/(T·m)(0.13min/(Oe·cm))，添加铽的玻璃的费尔德常数为0.098min/(Oe·cm)，TGG晶体的费尔德常数比较大，因此作为标准的法拉第转子被广泛使用。此外，存在铽铝石榴石晶体(TAG晶体)，TAG晶体的费尔德常数为TGG晶体的1.3倍左右，因此能够缩短法拉第转子的长度，是可用于纤维激光器且良好的晶体(例如，日本特开2002-293693号公报(专利文献2)、日本专利第4107292号公报(专利文献3))。

近年来，公开了以透明陶瓷的形式制作TAG的方法(例如，国际公开第2017/033618号(专利文献4)、国际公开第2018/193848号(专利文献5)、“High Verdet constant of Ti-doped terbium aluminum garnet(TAG)ceramics”(非专利文献1))。另外，也报道了将铽的一部分用钇置换的YTAG(Tb_xY_1-x)₃Al₅O₁₂(0.2≤x≤0.8、或者0.5≤x≤1.0或者x＝0.6)的透明陶瓷的制作方法(例如，“Fabricat ion and propert ies of(Tb_xY_1-x)₃Al₅O₁₂transparent ceramics by hot isos tat ic press ing”(非专利文献2)、“Developmentof opt ical grade(Tb_xY_1-x)₃Al₅O₁₂ ceramics as Faraday rotator material”(非专利文献3)、“Effect of(Tb+Y)/Al rat io on Microstructure Evolut ion and Dens ification Process of(Tb_0.6Y_0.4)₃Al₅O₁₂ Transparent Ceramics”(非专利文献4))。含有Tb的稀土铝石榴石与TGG相比，显示出高的热导率，因此期待成为热透镜效应小的法拉第元件。进而，公开了搭载有3价离子置换的TAG透明陶瓷的光隔离器，示出与搭载有TGG的光隔离器相比，是热透镜效应小的光隔离器(例如日本特开2020-67523号公报(专利文献6))。