專利名稱：：磁性石榴石材料、光器件、鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜及制法、坩堝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及用于光通信系統的磁性石榴石(磁性柘榴石)材料、法拉第轉子、光器件、鉍置換稀土類的鐵榴石(鐵石榴石；irongarnet)單晶體膜及其制造方法以及其所使用的坩堝，尤其涉及在法拉第轉子中獲得低的插入損失(插入損耗)和良好的磁特性的技術。
背景技術：
：現在，相對于傳輸容量小的電通信，光通信的普及正在加速。其理由如以下說明的那樣，光通信集約為以下事實可高速大容量傳輸；中繼器少而可完成，所以有利于長距離傳輸；又，不受電磁噪聲的影響。光在作為在TV.廣播播送或無線通信中使用的電波、電磁波的這方面一致。但是，在光通信中使用的電磁波的頻率為約200THz，相當于在衛星廣播中使用的電波的頻率(約10GHz)的約20000倍。頻率高意味著波長短，從而能以高速傳輸更多的信號。在光通信中使用的電磁波的波長(中心波長)為1.31pm和1.55)um。用于光通信的光導纖維如所熟知的那樣，具有折射率不同的玻璃的二重構造。由于從中心的芯(core)通過的光在芯內部反復反射，所以即使光導纖維彎曲也能準確地傳輸信號。而且，光導纖維中使用透明度高的高純度石英玻璃，所以在光通信中平均每lkm只衰減0.2dB左右。因此，不通過放大器即可傳輸約100km，與電通信比，可減少中繼器的數量。在電通信中，EMI(電磁障礙)成為問題，但使用光導纖維的光通信不受由電磁感應引起的噪聲的影響。因此，可進行極高質量的信息傳輸。現在的光通信系統通過光發送器的LD(激光二極管)將電信號變換成光信號。該光信號從光導纖維傳輸后通過光接收器的PD(光敏二極管)變換成電信號。這樣，光通信系統不可缺少的要素是LD、PD、光導纖維及光連接器。比較低速且近距離的通信系統暫且不說，對于高速且長距離的通信系統，除以上要素以外，還需要光放大器、光分配器等光傳輸機器和其所使用的光隔離器、光分接器、光分頻濾波器、光開關、光調制器及光衰減器等光器件。在高速長距離傳輸或多分支的光通信系統中，尤其重要的是光隔離器。對于現在的光通信系統，光隔離器在光發送器的LD組件及中繼器中使用。光隔離器具有只沿一個方向傳送光、阻止在中途反射并返回來的光的作用。光隔離器應用了作為磁光學效應的一種的法拉第效應。所謂法拉第效應，是在施加磁場的透明媒質中透過的光的偏光面(偏振面)旋轉的現象。光的偏光面旋轉的現象叫做旋光性。根據法拉第效應產生的磁旋光(法拉第旋轉)與通常的旋光性(自然旋光性)不同，即使使光的行進方向逆反旋轉方向也不變化。將利用了通過法拉第效應使光的偏光面旋轉的現象的光學元件稱為法拉笫轉子。法拉第轉子左右光隔離器的性能。因此，構成法拉第轉子的材料的特性為了得到高性能的光隔離器而變得重要。在選擇構成法拉第轉子的材料上，重要的一點是使用波長(光導纖維的場合，為1.31pm和1.55^)的法拉第旋轉角大、透明度高。作為具備這樣的條件的材料，當初使用YIG(釔鐵石榴石；Y3Fe50n)。可是，YIG在量產性和小型化方面有難點。其后，發現當用Bi(鉍)置換石榴石型晶體的稀土類位點(site)時，法拉第旋轉能飛躍性地提高，以后Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜(以下也簡單地稱為"石榴石單晶膜")被用于法拉第轉子。Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜使用液相外延(LPE;LiquidPhaseEpitaxial)法(晶體取向附生法)制作。在LPE法中，將由氧化鉍、氧化鐵和稀土類氧化物構成的稀土類鐵榴石成分的氧化物(原料組成物)和作為含氧化鉛、氧化硼的助熔劑成分的助熔劑組成物投入到Pt制的蚶堝內。其次，通過將坩堝加熱至規定的溫度，熔融原料組成物得到熔融物。接著，降低熔融物的溫度呈過冷卻狀態，一邊使LPE基板旋轉，一邊使之與熔融物接觸，在LPE基板上石榴石單晶膜晶體取向接長(外延)地生長。在采用LPE法育成石榴石單晶膜上，作為問題點，坩堝的腐蝕被指出。眾所周知，Pt是耐蝕性優異的材料，但對含有構成助熔劑成分的氧化鉛和氧化鉍的熔融物的耐蝕性是不充分的。因此，即使是由Pt構成的坩堝，當熔融物的液面一定時，液面附近的腐蝕也變得顯著。為了防止由熔融物所致的坩堝的腐蝕，特開平9-175898號公報(以下稱為"文獻l")記栽了使坩堝內熔融物液面移動，據此使坩堝的腐蝕區域移動，從而調整坩堝的溶解量的方法。又，特開平11-322496號公報(以下稱為"文獻2")記載了在Pt制的坩堝的內側設置與Pt制坩堝可分離的Pt制腐蝕防止體的方法。文獻1和文獻2所記栽的方法在能降低Pt制坩堝的更換或改鑄的頻度的這一點上進行評介。
發明內容文獻1和文獻2所記栽的方法并不能降低由于腐蝕而從坩堝溶出的Pt向熔融物內的混入量。混入了Pt的石榴石單晶膜其光吸收增長。這是因為，通過混入成為4價陽離子的元素Pt，石榴石單晶膜的電荷平衡被破壞，光吸收特性劣化。作為光吸收特性劣化的對策，作了以下研究進行適當的熱處理，或者適當量地添加成為2價陽離子的元素(例如Ca)或成為4價陽離子的元素(例如Ge)，據此取得石榴石單晶膜內的電荷平衡。可是，即使進行熱處理，或者添加成為2價或4價陽離子的元素，有時也不能充分恢復光吸收特性。本發明的目的在于，提供插入損失低、獲得良好的磁特性的磁性石榴石材料、法拉第轉子、光器件、鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜、其制造方法以及其所使用的坩堝。在Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成中，構成坩堝的Pt在助熔劑中緩慢地溶解。而且，Pt和石榴石單晶體中的Fe置換，從而混入到石榴石單晶體中。本發明人發現，在助熔劑中溶解并混入到石榴石單晶體中的Pt的量沿石榴石單晶膜的膜生長方向增加，同時起因于石榴石單晶膜育成中的育成溫度條件的變化，混入到石榴石單晶體中的Pt的量慢慢地增加。這樣，在石榴石單晶膜的育成過程中Pt量慢慢地增加。換言之，在石榴石單晶膜的膜厚方向Pt量發生變化。為此，即使在石榴石單晶膜的一部分中取得電荷平衡，在其他部分也不能取得電荷平衡。即，作為石榴石單晶膜全體，電荷平衡依然為破壞的狀態.向這樣的石榴石單晶膜入射光時，發生光吸收，所以使用該石榴石單晶膜制作的法拉第轉子其光的插入損失變大。因此，作為難以進入到Bi置換稀土類鐵榴石單晶體中，同時即使混入也不破壞石榴石單晶膜的電荷平衡的元素，本發明人著眼于成為3價陽離子的金屬元素。因此，本發明提供一種磁性石榴石材料，其特征在于，由鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜構成，前述單晶膜的化學組成為Bio-,)A,Fe"卞z)M,TzO"(其中，A-從含Y的稀土類元素及Ca的組中選出的1種或2種以上、M-從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn及Zr的組中選出的1種或2種以上、T-從Au、Rh和Ir的組中選出的l種或2種以上、0.2^x^2.5，0SyS2.0，(kzSO.l)。本發明的磁性石榴石材料具有以下特征在前述單晶膜厚度方向的前述T元素的濃度分布大致均勻.這是和使用Pt制坩堝得到的石榴石單晶膜中Pt的濃度分布與膜厚方向的距離存在比例關系鮮明對比的特征。磁性石榴石材料存在在去掉外部磁場時法拉第效應消失的軟磁性和即使去掉外部磁場也能維持法拉第效應的硬磁性這兩種類型。含有使用軟磁性石榴石制作的法拉第轉子的光隔離器，需要用于賦予法拉第轉子以外部磁場的永久磁鐵。與此相對，含有使用硬磁性石榴石材料制作的法拉第轉子的光隔離器可以省略永久磁鐵。永久磁鐵的省略帶來光隔離器、或利用法拉第效應的各種機器和部件的小型化及低成本化。為此，進行著硬磁性型的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的開發。本發明可適用于軟磁性和硬磁性兩種類型的磁性石榴石材料。本發明人發現當Pt的濃度存在分布時，對硬磁性造成壞影響。詳細情況后面敘述。使用從育成初期到后期Pt的濃度增加的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制作的法拉第轉子在補償溫度附近有2個法拉第旋轉角。在本說明書中，將出現互相分離的多個法拉第旋轉角的現象稱為分離(split)。產生分離的硬磁性法拉第轉子頑磁力降低。硬磁性的石榴石單晶膜在法拉第轉子的使用溫度范圍(通常-40~85°C)內存在補償溫度，所以，希望阻止在補償溫度附近的分離的發生。再者，如本領域人所知，所謂補償溫度是稀土類離子和Fe離子的全部磁矩變得相等，表觀上磁化為0(零)的溫度。但如后面的實施例所示，在實際制造的硬磁性石榴石材料之中雖然在室溫附近自然磁化顯示最低值，但有不為0的。在本說明書中，為方便起見，有時也將自然磁化顯示最低值的溫度稱為補償溫度。對于以上所述，根據上述本發明的硬磁性石榴石材料可在補償溫度附近阻止分離的發生。在前述的T元素之中，本發明最推薦使用Au。所以，根據本發明提供一種法拉第轉子，其特征在于，由含Au的鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜構成，使入射的光的偏光面旋轉，同時插入損失為0.03dB以下。前述單晶膜中所含的Au量按摩爾比計優選為0.01以下(不包括0)。構成本發明的法拉第轉子的單晶膜可容許Pt存在。即，這是因為如果按摩爾比計將前述單晶膜中所含的Pt量規定在0.01以下則不會給予插入損失以壞影響。本發明也提供使用以上的法拉第轉子的光器件.該光器件的特征為，具備順向的光入射的第1光學元件、與前述第1光學元件隔規定間隔相向配置、前迷順向的光射出的第2光學元件、配置在前述第1光學元件和前述第2光學元件之間、使透過前述第1光學元件的光的偏光面旋轉、向前述第2光學元件射出的法拉第轉子，前述法拉第轉子由含Au的鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜構成，使入射的光的偏光面旋轉，同時插入損失為0.03dB以下。又，本發明提供制得含Au的本發明的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的方法。該方法可分類為第1方法和第2方法。笫1方法的要旨，由Au構成在采用LPE法得到石榴石單晶膜時使用的坩堝。第2方法的要旨，使用于得到石榴石單晶膜的原料含有Au。第1方法的特征為，是采用液相外延法制造鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的方法，具有以下步驟將前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的原料組成物和助熔劑組成物投入到至少在熔融物接觸的部位配Au的坩堝的步驟；加熱、熔融前述原料組成物得到前述熔融物的步驟；將前述熔融物降溫到前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成溫度的步驟；一邊使降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板，一邊育成鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的步驟。笫2方法的特征為，是采用液相外延法制造鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的方法，具有以下步驟將前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的原料組成物、Au及助熔劑組成物投入到坩堝的步驟；加熱、熔融前述原料組成物和Au，得到熔融物的步豫；將前述熔融物降溫到前迷鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成溫度的步驟；一邊使降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板，一邊育成前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的步驟。本發明提供用于上述第1方法的坩蝸。該坩堝在采用液相外延法制造鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜時使用，特征為，至少與熔融物接觸的區域由Au或Au合金構成。圖l是表示Pt量與插入損失的關系的曲線圖。圖2是用于說明LPE法的圖。圖3是表示在LPE法的過程中攪拌熔融物的情況的圖。圖4是表示使用了本發明第1實施形態的法拉笫轉子的光通信系統的構成的圖。圖5是表示使用了本發明第1實施形態的法拉笫轉子的LD組件的構成的圖。圖6是表示使用了本發明第1實施形態的法拉第轉子的光隔離器的構成的固。圖7是表示在單晶膜厚度方向的Au和Pt的濃充變分布的圖.圖8是表示本發明第1實施形態的實施例1-2的法拉第轉子的外部磁場和法拉第旋轉角的關系的圖。圖9是表示本發明第1實施形態的比較例1-2的法拉第轉子的外部磁場和法拉第旋轉角的關系的圖。圖IO是用于說明法拉第旋轉角產生分離的原因的圖。圖ll是表示法拉第轉子的光的透過方向和磁場的方向的圖。圖12是表示使用以往的硬磁性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制造的法拉第轉子的法拉第旋轉角的磁滯的曲線圖。圖13是表示使用硬磁性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制造的法拉第轉子的自然磁化(自發磁化)M和溫度的關系的曲線。圖14是示意地表示在補償溫度Tc附近的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的自旋(spin)排列的圖。圖15是示意地表示在比補償溫度Tc高的溫度L下的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的自旋排列的圖。圖16是示意地表示在比補償溫度Tc低的溫度T,下的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的自旋排列的圖。圖17A~圖17E是示意地表示存在鐵離子和稀土類元素離子的磁矩之和互相不同的兩個區域的法拉第轉子的構成及每個區域的磁特性的圖。圖18是表示本發明第3實施形態的法拉第轉子的法拉第旋轉角的磁滯的曲線圖。圖19是表示法拉第轉子的概略構成和光的透過方向的圖。圖20A和圖20B是表示法拉第轉子的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的厚度方向的2價和4價的陽離子量的分布的曲線圖。圖21A和圖21B是表示本發明第4實施形態的法拉笫轉子的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的厚度方向的2價和4價的陽離子量的分布的曲線圖。符號說明1光通信系統2光發送器3光接收器4光傳輸線路5光放大器10坩堝11加熱繞組12溶融物13LPE基板14石榴石單晶膜15攪拌體(攪拌伊)16晶片夾具21、32電子電路22LD組件31PD組件222LD223透鏡224光隔離器224a、224c偏振片224b法拉笫轉子226假想面具體實施方式[第1實施形態關于本發明第1實施形態的磁性石榴石材料、法拉第轉子、鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法及用于該方法的坩堝，使用圖1~圖10予以說明。本實施形態的磁性石榴石材料具有Bi(3-"A,Fe"-y-"M/L0"(其中，A-從含有Y的稀土類元素和Ca的組中選出的1種或2種以上、M=從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn和Zr的組中選出的1種或2種以上、T-從Au、Rh、Ir的組中選出的1種或2種以上、0.2SxS2.5，0Sy^2.0，(KzSO.1)的化學組成。再者，以上組成只示出有意在材料中含有的元素。例如，未示出在采用LPE法育成單晶膜時由助熔劑混入的Pb，但本實施形態并不否定這些元素的不可避免的含有。在本實施形態的磁性石榴石材料中，最特征性的必需元素是T元素。但是，T元素高價，同時即使過剩地含有也不能期待與其量相應的效果，所以將T元素的量z的上限定為0.1。z的優選的上限為0.05，更優選的上限為0.01。T元素是成為3價陽離子的金屬元素，價數和構成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的陽離子一致。所以，象在4價陽離子下變得穩定的元素Pt那樣，不會使石榴石單晶膜的電荷平衡崩潰。作為成為3價陽離子的金屬元素，存在Au、Rh及Ir，使用任一個從其陽離子的價數都能期待上述效果，但Au是最優選的。詳細情況后述，但其原因是作為在LPE法中使用的坩堝的材質適合。在本實施形態的Bi置換稀土類鐵榴石材料中，A元素是從含Y的稀土類元素(Y、Gd、Tb、Yb、Sm、Eu、Dy、Lu、Tm、Er、Ho、La、Ce、Pr、Nd)和Ca的組中選出的1種或2種以上。A元素的量x滿足0.2SxS2.5。當x不到O.2時，離子半徑大的Bi的量相對地變多，不能取得與用于采用LPE法育成石榴石單晶膜的LPE基板的晶格常數的一致性。另外，當x超過2.5時，相反地Bi量相對地變少，法拉第旋轉能變小。作為結果，必須增厚石榴石單晶膜的厚度，采用LPE法育成石榴石單晶膜變難，造成制造合格率降低。x的優選范圍為1.0^x^2.3，更優選的范圍為1.3Sx^2.0。作為稀土類元素，希望選擇Gd、Tb及Yb3種元素.Gd的磁矩在稀土類元素中最大，所以對降低飽和磁化(4丌Ms)有效.又，GdBi系的石榴石其磁化轉換溫度為-IOIC左右，與TbBi系的石榴石的磁化轉換溫度(-50t:)比更近于室溫，所以在得到硬磁性的石榴石單晶膜的場合是有利的。又，Gd沒有在1.2Mm以上的波長下的光吸收，所以對降低插入損失有效。Tb是對確保溫度特性，波長特性有效的元素。Gd是磁各向異性大、對高頑磁力化有效的元素，但對頑磁力的貢獻Tb的一方大。Yb為了使石榴石單晶膜的晶格常數與LPE基板的晶格常數一致而含有。在此，本實施形態的石榴石單晶膜以采用LPE法形成為前提。為了增大法拉第旋轉能，希望為多量含有Bi的晶體。LPE基板具有規定的晶格常數。Bi由于離子半徑大，所以單單增多Bi的量時，所要得到的石榴石單晶膜的晶格常數和LPE基板的晶格常數不能取得一致。因此，通過增多Bi量，同時，使含有離子半徑小的Yb，來取得要得到的石榴石單晶膜的晶格常數和LPE基板的晶格常數的一致。并且，Yb在光通信所使用的光的波長區沒有光吸收，所以也不增加插入損失.又，Sm、Eu和Dy與Gd、Tb—樣，磁各向異性大。另外，Lu、T邁、Er、Ho、和Y在比Dy離子半徑還小的這點上與Yb相同。在本實施形態的Bi置換稀土類鐵榴石材料中，M是置換Fe的一部分的元素，可從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn及Zr的組中選出1種或2種以上。其中，從容易育成石榴石單晶膜的觀點看，Ga是最優選的元素。M對Fe的置換量y滿足0^y^2.0。但是，為了得到硬磁性、即方型的磁滯，優選y為O.l以上。另一方面，y超過2.0時，在育成石榴石單晶膜中，在熔融部分生成不需要的晶核，石榴石單晶膜的健全的育成變得困難。為了得到硬磁性的石榴石單晶膜，優選的y的范圍為0.3Sy^1.7，更優選的y的范圍為0.4Sy^1.5。圖1表示Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜所含的Pt量與使用該石榴石單晶膜制作的法拉第轉子的插入損失的關系。模軸表示Pt(f.u.)，縱軸表示插入損失UB)。如圖1所示，如果使Pt量為0.01左右，則可將法拉第轉子的插入損失抑制在0.03dB左右。又，如果使Pt量為0，則可將法拉第轉子的插入損失抑制在0.OldB左右。這提示對于本實施形態的磁性石榴石材料，使Pt量為0是最優選的，但如果是微量則可包含Pt。可是，由于Pt在石榴石單晶膜的育成過程中容易混入，所以使用Pt制坩堝時，定為不到0.01的Pt量是困難的。本實施形態的磁性石榴石材料，可采用LPE法制造。圖2示出采用LPE法育成石榴石單晶膜的情況。如圖2所示，在坩堝10中投入稀土類鐵榴石成分的氧化物(原料組成物)和助熔劑組成物。稀土類鐵榴石成分的氧化物包括氧化鐵、稀土類氧化物及氧化鉍。助熔劑組成物包括氧化鉛和氧化硼。但這是例示，在要得到的石榴石單晶膜的化學組成中也可以進一步含有其他氧化物、助熔劑成分。構成助熔劑成分的元素在育成過程中有時也納入到石榴石單晶膜中。例如，將氧化鉛作為助熔劑成分之一而使用的場合，所育成的石榴石單晶膜含有微量的Pb。本實施形態有以下特征使用至少在熔融物12接觸的部分配Au的坩堝10。在此，所謂"配Au"，除了用Au構成坩堝IO整體的情況以外，包括用Au只構成坩堝IO的一部分、例如坩堝10的內壁的情況。又，不僅純粹的Au，是也包含使用Au合金的情況的概念，作為與Au合金化的元素，可舉出Ir、Rh、Pt。投入到坩堝10的原料組成物和助熔劑組成物，通過對加熱繞組11通電而被加熱、溶融，成為熔融物12。在形成熔融物12的過程中，熔融物12被攪拌。圖3示出該情況。例如，在加熱到9501C左右的狀態下，熔融物12使用攪拌體15被攪拌。這是為了提高熔融物12的熔融狀態的均勻性。攪拌體15也與坩堝10—樣，希望用Au構成。當使用用Pt構成的攪拌體15時，在攪拌中Pt從攪拌體15溶出，含到熔融物12中。所以，為了得到使用至少在熔融物12接觸的部位配Au的坩堝10的效果，用Au構成攪拌體15是優選的。再者，所謂"用Au構成"，不僅包括用Au構成攪拌體15本身的情況，也包含用其他材質構成攪拌體15本身，在其表面形成Au膜的情況、以及用Au構成與熔融物12接觸的部位，其他部分用Au以外的材質構成的情況.用攪拌體15攪拌熔融物12結束后，將熔融物12的溫度降到例如80(TC左右，呈過冷卻狀態。在該狀態下，如圖2所示，一邊使LPE基板13旋轉，一邊使之與熔融物12接觸，在LPE基板13上(圖中、下面一側)石榴石單晶膜14外延生長(取向生長)。再者，在所育成的石榴石單晶膜14中，助熔劑成分和構成坩堝10的Au作為雜質而被混入。為使本實施形態的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜含有Au，除了用Au(或Au合金)構成坩堝10以外，也可以使原料中含有Au。該場合下，既可以使用至少在熔融物12接觸的部位配Au的坩堝10,也可以使用由其他材料，例如Pt、Rh和Ir之中l種或2種以上(合金)構成的坩堝10。在石榴石單晶膜14的育成過程中，如圖2所示，夾持LPE基板13的晶片夾具16有與熔融物12接觸的可能性。所以，該晶片夾具16也用Au構成為好。晶片夾具16如圖2所示，用其尖端的爪狀部夾持LPE基板13。所以，至少用Au構成尖端的爪狀部為好。"用Au構成"的意思與上述相同。采用LPE法得到的石榴石單晶膜，比最終要得到的法拉第轉子的厚度厚一些.供研磨加工后，用為法拉第轉子。法拉第轉子使用相對于所使用的光波長，法拉第旋轉角為45度(deg.)的石榴石單晶膜。換言之，采用LPE法得到的石榴石單晶膜研磨加工到法拉第旋轉角變成45deg.的厚度。法拉笫轉子大約有500)im左右的厚度。研磨加工后，為了降低插入損失，在法拉第轉子的表面施以無反射涂層為好。象以上那樣得到的法拉笫轉子用于光隔離器等光器件。并且，該光器件可用于光通信系統。使用圖4~圖6關于本實施形態適用的光通信系統1予以說明。圖4表示光通信系統1的構成。如圖4所示，光通信系統1是用于在信號發送側和信號接收側之間利用光信號傳輸信息的系統。在信號發送側配設光發送器2，在信號接收側配設光接收器3。光發送器2和光接收器3用由光導纖維構成的光傳輸線路4連接。在光傳輸線路4上介在光放大器5。光放大器5只設置與光傳輸線路4的長度相應的數目。光發送器2備有電子電路21、激光二極管(LD)組件22。電子電路21將成為傳輸對象的數據作為電信號接收，施行規定的處理后，輸出到LD組件22。LD組件22將接收的電信號轉換成光信號后，傳輸給光傳輸線路4。光接收器3具備光敏二極管(PD)組件31和電子電路32。PD組件31將通過光傳輸線路4從光發送器2側接收的光信號轉換成電信號，輸出給電子電路32。電子電路32將輸入的電信號輸出給信號接收側。在光傳輸線路4上配設的光放大器5為了防止在光傳輸線路4傳輸的光信號衰減而放大光信號。圖5表示LD組件22的構成。如圖5所示，LD組件22具備配置在箱內的LD222、使從LD222輸出、具有1.31|um(或1.55pm)的波長的光(信號)為平行光而供給的透鏡223、使從透鏡223透過的光(信號)只在一個方向透過的光隔離器224、將從光隔離器224射出的光聚光向光傳輸線路4供給的透鏡223。圖6表示光隔離器224的構成。如圖6所示，光隔離器224具有在2個偏振片224a、224c之間配置了法拉第轉子224b的構成。本例的法拉第轉子224b例如有硬磁性的石榴石單晶膜。硬磁性的石榴石單晶膜當通過外部磁場磁化時則保持其磁化變為永久磁鐵。因此，法拉第轉子224b不需要施加磁場的外部磁鐵。法拉第轉子224b也可以有不是硬磁性而是軟磁性的石榴石單晶膜。在該情況下，例如環狀的永久磁鐵作為外部磁鐵而配設，并使之包圍法拉第轉子224b的周圍。2個偏振片224a、224c隔規定的間隔相向配置.向偏振片224a入射順向(圖的箭頭方向)的光時，順向的光從偏振片224c向光傳輸線路4射出。偏振片224a、224c可以使用公知的材料。例如，3—-》/公司制的水一，.37(商品名)為好，但并不限定于此。法拉第轉子224b使從偏振片224a透過的順向的光的偏光面例如只旋轉45deg.，向偏振片224c射出。偏振片224c的偏振軸(偏光軸)相對于偏振片224a的偏振軸只旋轉45deg.而配置。因此，偏振片224c使順向的光透過。另一方面，從偏振片224c側入射從偏振片224c透過的逆方向的光的偏光面通過法拉笫轉子224b進一步只旋轉45deg.，與偏振片224a的偏振軸正交.據此，光隔離器224使來自偏振片224a側的順向的光透過，阻止來自偏振片224c側的逆方向的光透過。在本實施形態中，用前述的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜構成法拉第轉子224b。并且，法拉第轉子224b作為光隔離器224等光器件的一部分而發揮功能。再者，以上，作為光器件的例子，關于光隔離器224進行了說明，但本實施形態的法拉第轉子224b不用說，也可適用于光衰減器、光循環器及光磁傳感器等其他光器件。以下，關于本實施形態的具體實施例予以說明。(實施例l-l)將氧化鉍(Bi2(h，4N)、氧化鐵(Fe203，4N)、氧化釓(G(b03，5N)、氧4t鋱(Tb①7，3N)、氧4t鐿(Yb203，4N)、氧4匕鎵(Ga203，4N)作為原料，使用圖2所示的裝置，采用LPE法育成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。使用的LPE基板13由(111)石榴石單晶體((GdCa)3(GaMgZr)50l2)構成。LPE基板13的晶格常數為1.2497±0.0002nm。再者，除前述原料以外，將氧化鉛(Pbo，4N)和氧化硼(B203，5N)作為助熔劑組成物投入到坩堝10中.坩堝IO其全體由Au構成。投入原料組成物及助熔劑組成物后，加熱到950"C熔融原料組成物，得到熔融物12。其后，采用用Au被覆表面的攪拌體15將熔融物12只攪拌規定時間。攪拌結束后，將熔融物12降溫到850。C后，開始育成石榴石單晶膜14.在育成石榴石單晶膜14的過程中，LPE基板13用表面被覆了Au的晶片夾具16夾持。對所得的石榴石單晶膜(實施例1-1)進行組成分析，結果證實為Bi,.oGd。.7Tb閂Yb。.2Fe"Ga。.9Au。.。on012。再者，該組成是石榴石單晶膜育成后期的組成，并且未將Pb作為分析的對象。另外，該石榴石單晶膜在組成上顯示出硬磁性。將該石榴石單晶膜切斷研磨為規定尺寸后，通過施行無反射被覆，得到1mmx1邁mx0.5m邁尺寸的法拉第轉子。測定該法拉第轉子的插入損失的結果為0,01dB。所謂插入損失是指射出光相對于入射光的衰減部分.另外，除使坩堝10為Pt制的以外，使用與上述一樣地得到的石榴石單晶膜(比較例1-1)制得法拉第轉子。石榴石單晶膜的組成證實為BiuGdo.7TbuYb"Fe4.,Ga。.9Pto.。20u。測定該法拉第轉子的插入損失的結果為0.05dB。象以上那樣，使用了含Au的石榴石單晶膜的法拉第轉子與使用了含Pt的石榴石單晶膜的法拉第轉子比，顯示出優異的插入損失。如前述那樣，Bi置換稀土類鐵榴石單晶顯示出3價。Au的電荷為3價，Pt的電荷為4價。所以，Pt進入到石榴石單晶時，使電荷平衡崩潰，與此相反，Au是與石榴石單晶相同的成為3價陽離子的元素，因此即使進入到石榴石單晶也不使電荷平衡崩潰。而且，Au難以進入石榴石單晶中，具有即使微量進入也幾乎不形成濃度分布的特征。所以可以說給予插入損失以不良影響的程度極小。再者，作為有3價的電荷，并且可用于LPE法的坩堝10的元素，有Rh及Ir。所以，本實施例關于Au予以表示了，但代替Au，或通過與Au合金^ft，坩堝10也能^f吏用Rh和/或Ir。測定了2種石榴石單晶膜的膜厚方向的Au(實施例1-1)、Pt(比較例1-1)的濃度分布。其結果示于圖7。橫軸表示石榴石單晶膜的膜厚(pm)，縱軸表示Au、Pt量(f.u.)。再者，在圖7中，膜厚0pm側表示石榴石單晶膜育成初期，膜厚400jim側表示石榴石單晶膜育成后期。如圖7所示，從石榴石單晶膜育成初期至育成后期，Pt的濃度比Au還高。Au在膜厚方向的濃度分布大體上均勻，與比相反，Pt從石榴石單晶膜育成初期到育成后期其濃度分布直線地增大。這可推測為基于以下所示的幾個要因。首先，Au、Pt及Fe的離子半徑有關系。各個離子半徑為Au是0.99A(=0.099nm)，Pt是0.77A，Fe是O.69A。Pt與Fe的離子半徑接近，所以容易置換Fe位點，可認為是容易進入到石榴石單晶中的。另外，關于坩堝10，相對于含有助熔劑的熔融物12的Au、Pt的溶出量有關系。即，Au與Pt比，對熔融物12的耐蝕性優異，所以Au與Pt相比，在熔融液中溶出量少。而且，伴隨時間的經過，Pt溶出的量逐漸增加。這些情況關聯，如圖7所示，Au和Pt在膜厚方向的濃度分布產生差異。再者，Rh的離子半徑為0.81人，Ir的離子半徑為0.82A。它們的離子半徑比Pt還大，所以可判定與Pt比，難進入石榴石單晶中.(實施例l-2)將氧化鉍(Bi203，4N)、氧化鐵(Fe203，4N)、氧化釓(G(hO"5N)、氧化鋱(Tb407，3N)、氧化鐿(Yb203，4N)，氧化鎵(Ga203,4N)、氧化鍺(GeO"4N)作為原料，在與實施例1-1相同的條件下育成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。關于所得的石榴石單晶膜(實施例1-2)進行了組成分析。組成分析是對石榴石單晶膜的厚度方向、即石榴石單晶膜的育成初期和育成后期進行。其結果證實，育成初期為Bi"Gdo.7TVUbo.oH7Ge。.03AU0.00340l2，育成后期為Bil.oGdo.7Tbl.lYbo,2Pbo,O3Fe4.3GaO.7GeO.O3AUO.0037012。另外，關于該石榴石單晶膜，使用VSM(振動試樣型磁力計)測定磁特性。其結果，在補償溫度下飽和磁化(4tcMs)為OG(1G-0.1mT)，頑磁力為4kOe(1Oe-l〃47r)x103A/m)。將該石榴石單晶膜切斷研磨為規定尺寸后，通過施行無反射被覆，得到1mmx1mmx0.5mm尺寸的法拉笫轉子。關于得,的法拉第轉子，使用法拉第旋轉角測定裝置測定法拉第旋轉能。圖8是表示本實施例的法拉第轉子的外部磁場和法拉第旋轉角的關系的曲線圖。橫軸表示磁場，縱軸表示法拉第旋轉角(deg.)。如圖8所示，本實施例的法拉第轉子可獲得良好的方型特性。又，除使坩堝10為Pt制以外，使用與上述一樣地制得的石榴石單晶膜(比較例1-2)得到法拉第轉子。關于所得的法拉笫轉子進行了組成分析。組成分析與實施例(1-2)—樣，對石榴石單晶膜的育成初期和育成后期進行。其結果證實，育成初期為BiuG"TbuYb。."Pb。.(mFe4.3Gao.67Geo.O22Pto.OOfl0l2，育成后期為Bii.wGdo.3oTbi.37Ybo.20Pbo.。3sFe4.3Gao.7Geo.ouPto.0"0i2。可知從育成初期到育成后期，Pt量的增加率高。而且，該增加率比石榴石單晶膜的其他構成元素大。關于該石榴石單晶膜與實施例1-2同樣測定磁特性。其結杲在補償溫度下的飽和磁化(4:rMs)為25G。得到該飽和磁化的溫度從嚴格的意義講不是補償溫度，但如前述那樣，在本說明書中稱為補償溫度。使用該石榴石單晶膜與實施例1-2同樣地制作法拉第轉子后，測定了法拉第旋轉能。圖9是表示本比較例的法拉第轉子的外部磁場和法拉第旋轉角的關系的曲線圖。橫軸表示磁場，縱軸表示法拉第旋轉角(deg.)。如圖9所示，可證實本比較例的法拉第轉子產生了分離(split)。產生以上的分離的原因不清楚。但是，本發明人理解為在構成法拉第轉子的石榴石單晶膜內產生規定元素、尤其是Pt的濃度梯度，出現了補償溫度不同的2個相，是分離的發生原因。以下一邊參照圖IO—邊關于這一點敘述。在圖10中，中央的曲線表示自然磁化和測定溫度的關系(自然磁化的溫度曲線)。橫軸表示溫度，縱軸表示自然磁化。前述的2個相記為a相及b相。另外，a相的補償溫度記為Tca，b相的補償溫度記為Tcb(Tea>Tcb)。中央曲線中的點劃線表示a相的自然磁化的溫度曲線，虛線表示b相的自然磁化的溫度曲線。中央的曲線中的實線表示實測的自然磁化的溫度曲線。該實線定義成為a相自然磁化的溫度曲線和b相自然磁化的溫度曲線的比例加法。各個曲線所帶的箭頭表示通過a相和b相的光的旋轉方向(以下稱為"法拉第旋轉方向")。拔白箭頭表示a相的法拉第旋轉方向，涂,繁箭頭表示b相的法拉第旋轉方南。如囹10所示，a相的法拉第旋轉方向在Tea以下的溫度范圍為圖中向下表示的方向(以下，第1方向)。又，b相的法拉第旋轉方向在Tcb以下的溫度范圍也為第1方向。圖10的(I)示出在Tcb以下的規定溫度的法拉第旋轉角的磁滯回線。如圖10(I)所示，存在a相的磁滯回線和b相的磁滯回線。可是，在該規定溫度下實測的磁滯回線顯示方型。作為其理由，可推測為a相的法拉第旋轉方向和b相的法拉第旋轉方向一致，以及由于在前述規定溫度下的自然磁化的差異小，所以頑磁力的差異也小。其次，當為Tcb以上的溫度時，b相的法拉第旋轉方向變成與Tcb以下的溫度范圍不同的圖中向上的方向(第2方向)。b相的磁場的方向以Tcb為界線變為逆向。另一方面，即使超過Tcb，在Tca以下的溫度范圍，a相的法拉第旋轉方向維持第1方向。所以，在Tcb以上Tea以下的溫度范圍，a相的法拉第旋轉方向和b相的法拉第旋轉方向相互相反。另外，Tcb以上Tca以下的規定溫度的a相的自然磁化和b相的自然磁化的差異，可以說比Tcb以下的溫度范圍的大。所以，Tcb以上Tea以下的規定溫度的a相和b相的法拉第旋轉角的磁滯回線如圖10(II)所示，存在2個。可是，在實測時，則顯示圖10(III)所示的磁滯回線。該磁滯回線可認識成圖10(II)的a相的磁滯回線和b相的磁滯回線之和。在Tea以上的溫度范圍，a相的法拉第旋轉方向和b相的法拉第旋轉方向一致。可是，a相的自然磁化和b相的自然磁化的差異小。所以，如圖10(IV)所示，a相的磁滯回線和b相的磁滯回線存在，與Tcb以下的溫度范圍一樣顯示方型。以上是本發明人對分離發生原因的理解。并且，分離在作為置換鐵位點和元素的Pt的濃度梯度顯著的場合無例外地產生。所以，通過降低Pt的濃度梯度，可抑制分離的發生。(實施例l-3)與實施例1-2同樣，育成了Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜.關于所得的石榴石單晶膜(實施例l-3)進行了組成分析，結果育成初期和育成后期都有以下的化學組成。該化學組成的材料顯示軟磁性。Bii.oGdo.Tbi.iYbo,2Pb0.03Fe4."Geo.03A110.003O12將該石榴石單晶膜切斷研磨成規定尺寸后，通過施以無反射被覆，得到lmmx1,x0.5mm尺寸的法拉第轉子。測定該法拉第轉子的插入損失的結果，為0.OldB。除使坩堝10為Pt制以外，使用與上迷一樣制得的石榴石單晶膜(比較例l-3)得到法拉第轉子。該石榴石單晶膜的組成，育成初期為Bi1.oGdo.7Tb1.1Yb0.2Pb0,03Fe4.97Geo.o23Pto.007Ou，育成后期Bil.oGduTbi.iYb。.2Pb。.。3Fe"7Ge。.。17Pt。.。220"。測定該法拉第轉子的插入損失的結果為0.04dB。象以上那樣，實施例1-3的法拉第轉子由于可理想地進行電荷補償，所以能降低插入損失。與此相反，比較例1-3的法拉第轉子由于電荷平衡崩潰，所以插入損失變大。如以上說明的那樣，采用本實施形態，可得到插入損失優異的磁性Bi置換稀土類鐵榴石材料。另外，根據本實施形態，可得到即使在補償溫度下也不產生分離的硬磁性Bi置換稀土類鐵榴石材料。其次，關于本發明第2實施形態的磁性石榴石材料、法拉第轉子、光器件、鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜及其制造方法予以說明。近年，進行了硬磁性型的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的開發。硬磁性型的石榴石單晶膜如圖8所示，可知法拉第旋轉角的磁滯顯示良好的方型。本發明人關于該硬磁性型的石榴石單晶膜進行研討。其結果證實如圖9所示，在法拉第轉子的使用溫度范圍(一般為-40~85匸)的特定的溫度區，有時產生分離。并且發現，產生分離的石榴石單晶膜頑磁力變小，作為硬磁性型的石榴石單晶膜不理想。因此，本實施形態的課題是提供在法拉第轉子的使用溫度范圍內，法拉第旋轉角可維持方型的磁滯的磁性石榴石材料。另外，本實施形態提供使用了該磁性石榴石材料的法拉第轉子及光器件。進一步地，本實施形態提供制造該磁性石榴石材料的方法。本發明人關于體現圖9所示的法拉第旋轉角的磁滯的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜進行了種種調查。其結果，本發明人查明，在該石榴石單晶膜的表面和背面的Pt濃度與其他元素比，大大地發生變動。Pt本來不是構成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的元素，但是可置換石榴石單晶膜的鐵位點的元素。并且本發明人發現，從石榴石單晶膜的育成初期到育成后期，形成Pt的濃度增加的梯度。當然，構成石榴石單晶膜的其他元素也存在一些濃度分布(一般為百分之幾~20%)，但Pt的濃度分布與其他構成元素比，是顯著的(300~1000%左右)。此外，該石榴石單晶膜的飽和磁化在補償溫度下理想地應變成O，但超過了20G。Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜用LPE法制作。該LPE法是將由氧化鉍、氧化鐵和稀土類氧化物構成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶的原料組成物和助熔劑組成物投入到Pt制坩蝸內，通過加熱到規定的溫度，熔融原料組成物得到熔融物。一般，助熔劑組成物含有氧化鉛、氧化硼。接著，降低熔融物的溫度，呈過冷卻狀態，一邊使LPE基板旋轉，一邊使其與熔融物接觸，從而在LPE基板上使石榴石單晶膜外延生長。在該過程中，從蚶堝溶出的Pt進入到石榴石單晶中的鐵位點。于是，制成降低了Pt量的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜，求出法拉第旋轉角的磁滯。其結果證實，在使用溫度范圍內，未產生圖9所示的分離。并且，這種Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜在補償溫度下的飽和磁化為20G以下，優選10G以下，更優選2G以下。按照上述，根據本實施形態，提供一種磁性石榴石材料，它采用由鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜構成，前述單晶膜中的置換鐵位點的元素的濃度變動為200%以下。并且，在補償溫度下的飽和磁化為20G以下。對于該磁性石榴石材料，應該抑制濃度變動的置換鐵位點的元素的典型是Pt。Pt的濃度變動優選為200%以下。構成本實施形態的磁性石榴石材料的單晶膜可使用以下的化學組成。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(式中，A-從含Y的稀土類元素、Ca及Pb的組中選出的1種或2種以上，M-從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Au、Ir、Rh及Pt的組中選出的l種或2種以上，0.2^x^2.5,0^y^2.0)在以上的化學組成中，作為前述M至少選擇Ga，并且表示Ga量的y在O.8^y^2.0的范圍，據此在LPE法中即使使用Pt制的坩堝，也抑制Pt在前述單晶膜中對鐵位點的置換，可阻止Pt的濃度梯度的形成。通過適用本實施形態，可提供一種法拉第轉子，其特征為具備由具有以下的一般式所示的組成的鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜和在前述單晶膜表面被覆的無反射膜，前述單晶膜所含的Pt量按摩爾比計為0.01以下，并且前述單晶膜的表面和背面的Pt的濃度變動為200%以下。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(其中，A-從含Y的稀土類元素、Ca和Pb的組中選出的l種或2種以上，M-從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Au、Ir、Rh和Pt的組中選出的1種或2種以上，0.2Sx^2.5,0^y^2.0)又，通過適用本實施形態，可提供一種光器件，該光器件具備順向的光入射的第1光學元件、與前述第1光學元件隔規定間隔而相向配置的前述順向的光射出的第2光學元件、配置在前述第1光學元件和前述第2光學元件之間，使透過前述第1光學元件的光的偏光面旋轉并向前述第2光學元件射出的法拉第轉子，前述法拉笫轉子由所含的Pt量按摩爾比計為0.Ol以下、表面和背面的Pt濃度變動為200。/。以下的鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜構成。本實施形態提出了抑制置換由采用LPE法育成的Bi置換稀土類鐵石榴構成的單晶膜中的鐵位點的元素、典型的Pt的濃度變動的幾種手法。該手法,可適用于在LPE法中使用Pt制的坩堝時。其手法之1是在不活性氣體氣氛下進行LPE法的石榴石單晶膜的育成。即，本實施形態提供一種鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法，它是采用液相外延法制造由鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜的方法，其特征在于，具備將前述鉍置換稀土類鐵榴石的原料組成物和助熔劑組成物投入到坩堝中的步驟、加熱、熔融前迷原料組成物得到熔融物的步驟、將前述熔融物降溫到前述單晶膜的育成溫度的步驟、一邊使降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板，一邊育成前述單晶膜的步驟，在不活性氣體氣氛下進行得到前述熔融物的步驟以后的處理，Pt在象大氣中那樣含有氧的氣氛下變成與氧的化合物并易溶解，因此主旨是通過處在比大氣還具還原性的氣氛下來抑制來自坩堝的Pt的溶解。又，作為抑制來自坩堝的Pt的溶解，提出使用不含PbO的助熔劑組成物。本實施形態將不含PbO的助熔劑組成物稱為無鉛助熔劑組成物。所以，根據本實施形態，可提供一種鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法，其特征在于，該方法是采用液相外延法制造由鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜的方法，具備將構成稀土類鐵榴石成分的氧化物和助熔劑組成物投入到蚶堝的步驟、加熱、熔融氧化物得到前述熔融物的步驟、將前述熔融物降溫到鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成溫度的步驟、一邊使降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板，一邊育成前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的步驟，作為前述助熔劑組成物使用無鉛助熔劑組成物。采用以上制造方法可以制得由用液相外延法育成的鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜，通過作為用于前述液相外延法的助熔劑組成物使用無鉛助熔劑，可以得到限制了PbO從前述助熔劑組成物混入的單晶膜。以下更具體地-說明本實施形態。本實施形態的磁性石榴石材料，由由Bi置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜構成，單晶膜中的置換鐵位點的元素的濃度變動為20oy,以下。這是因為，當象pt那樣置換鐵位點的元素有顯著的濃度變動時，在硬磁性型的材料中產生分離，頑磁力降低。該濃度變動越低越好，優選150%以下，更優選100%以下，最優選50%以下。在此，所謂濃度變動是指單晶膜厚度方向的濃度變動。假設單晶膜育成初期的濃度為100，育成后期的濃度為150，則濃度變動由(150-100)/100得50%。在本實施形態中，作為降低Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜中的置換鐵位點的元素的濃度變動的效果，除了防止分離發生之外，還可舉出降低插入損失。即在石榴石單晶膜的育成過程中，當Pt量慢慢增加，在膜厚方向Pt量發生變動時，在石榴石單晶的一部分中電荷平衡崩潰。這樣，當向電荷平衡崩潰的石榴石單晶膜入射光時，發生光吸收。因此，使用該石榴石單晶膜制作的法拉笫轉子的插入損失變大。可是，通過降低置換鐵位點的元素的濃度變動，取得電荷平衡，可降低插入損失。象使用圖1已經說明的那樣，希望Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜所含的Pt量是微量的。可是，由于Pt在石榴石單晶膜的育成過程中容易進入，所以當使用Pt制的坩堝時，迄今為止正在研究的LPE法難以使Pt量為0.01以下。根據本實施形態的提案，即使使用Pt制的坩堝也能使Pt量在0.01以下。該插入損失降低的效果即使任一波長的光都有效.再者，防止分離的發生是硬磁性型的磁性石榴石材料固有的效果，但插入損失的降低效果也表現在軟磁性型的磁性石榴石材料上.所以，本實施形態可適用于硬磁性和軟磁性兩種類型。本實施形態的磁性石榴石材料，在補償溫度下的飽和磁化為10G以下。Bi置換稀土類鐵榴石單晶體的場合，頑磁力Hc-4K/3M(K:磁各向異性常數，M:磁化)，所以飽和磁化越小，頑磁力Hc越大。因此，飽和磁化越小，對硬磁性型的磁性石榴石材料來說是所希望的。當然，飽和磁化為0G是理想的，但本實施形態可容許在20G以下，更優選在10G以下的范圍。本實施形態的磁性石榴石材料適用的具體的化學組成如下。但以下化學組成并未考慮在制造過程中混入的元素全部。Bi"—,丄Fe(5-y)My0n(其中，A-從含Y的稀土類元素、Ca和Pb的組中選出的1種或2種以上，M-從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Au、Ir、Rh和Pt的組中選出的1種或2種以上，0.2^x^2.5，0^y2.0)。在此，M元素是可置換鐵位點的元素。本實施形態的要件是，在含有可置換鐵位點的元素的場合，其所有元素的濃度變動為200%以下.例如，考慮含有Ga、Ge及Pt的場合。即使Ga和Ge的濃度變動為50%以下，如果Pt的濃度變動超過200%，則也在本實施形態的范圍外。在由由本實施形態的鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜構成的磁性石榴石材料中，A元素是從含Y的稀土類元素(Y、Gd、Tb、Yb、Sm、Eu、Dy、Lu、Tm、Er、Ho、La、Ce、Pr、Nd)、Ca和Pb的組中選出的1種或2種以上。A元素的量x為0.2^x^2.5。當x不到0.2時，離子半徑大的Bi量相對地變多，不能取得與用于采用LPE法育成單晶膜的LPE基板的晶格常數的一致性。又，當x超過2.5時，Bi量反而相對地變少，法拉第旋轉能變小。作為結果，必須增厚石榴石單晶膜的厚度，采用LPE法育成石榴石單晶膜變得困難，帶來制造合格率的降低。x優選的范圍為1.0^x^2.3，更優選的范圍為1.3^x^2.0。再者，Pb不是積極添加的元素，是在實施LPE法時，使用含PbO的助熔劑組成物時，由該助熔劑組成物混入的。如在第1實施形態中所述，作為稀土類元素，選擇Gd、Tb及Yb這三種元素為好。在本實施形態的Bi置換稀土類鐵榴石材料中，M是置換Fe的一部分的元素，從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Au、Ir、Rh及Pt的組中選擇1種或2種以上。其中，從育成石榴石單膜的容易程度的觀點看，Ga是最優選的元素。另外，Ga有阻止Pt通過對鐵位點的置換而混入到石榴石單晶中的效果。降低Pt量的場合，為了進行與從助熔劑組成物混入的Pb之間的電荷補償，使含有Ge是有效的。M對Fe的置換量y滿足0^rS2.0。但為了得到硬磁性、即方型的磁滯，使y為0.1以上為好。另一方面，當y超過2.0時，在石榴石單晶膜的育成中，熔融部分中生成不需要的晶核，石榴石單晶膜的鍵全的育成變得困難。為了得到硬磁性的石榴石單晶膜，優選的y的范圍為O.3SyS1.7，更優選的y的范圍為0.4SyS1.5。再者，以上的M元素并不限于有意識地添加的元素，也可以是在制造過程中不可避免地混入的元素。從LPE法所用的坩堝混入的Pt是典型例子。本實施形態的鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜，可采用LPE法制造'以下一邊參照已經示出的圖2和圖3，一邊說明鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法。首先，向坩堝10投入原料組成物和助熔劑組成物。原料組成物包括氧化鐵、稀土類氧化物及氧化鉍。助熔劑組成物包括氧化鉛和氧化硼。但這是例示，對于要得到的石榴石單晶膜的化學組成，也可以進一步含有其他的氧化物、助熔劑組成物。含有氧化鉛的助熔劑組成物，溶解坩堝10的能力高，所以作為坩堝10的材質使用Pt的場合，使用不含氧化鉛的無鉛助熔劑組成物為好.作為不含氧化鉛的助熔劑組成物的具體例，有BL03單質、Bi203和B203的混合物、Bi203、B203和Na20的混合物等。坩堝10的最一般的材質是Pt，但本實施形態可容許將Au用于坩堝10。這是因為，Au由助熔劑所致的溶解量少，同時即使含在磁性石榴石材料中，也不象Pt那樣給予不良影響。在此，作為將Au用于坩堝10的形態除用Au構成坩堝10全體的情況以外，也包括用Au構成坩堝10的一部分、例如只坩堝10的內壁的情況。另外，不只純粹的Au，是也包含使用Au合金的情況的概念。作為與Au合金化的元素，可舉出Ir、Rh及Pt。投入到坩堝10中的原料組成物和助熔劑組成物，通過向加熱繞組11通電而纟皮加熱，熔融，成為熔融物12。熔融物12在例如加熱至950。C左右的狀態下使用攪拌體15攪拌。這是為了提高熔融物12的熔融狀態的均勻性。攪拌體15也與坩堝IO—樣，用Au構成為好。當使用用Pt構成的攪拌體15時，在攪拌中從攪拌體15溶出Pt，從而含到熔融物12中。所以，為了享有使用至少在熔融物12接觸的部位配Au的坩堝10的效果，用Au構成攪拌體15為好。再者，所謂"用Au構成"，如已經敘述的那樣，不只用Au構成攪拌體15自身的場合，也包含用別的材質構成攪拌體15，在其表面形成Au膜的情況、以及用Au構成與熔融物12接觸的部位，其他部分用Au以外的材質構成的情況。用攪拌體15攪拌熔融物12結束后，將熔融物12的溫度例如降到800X:左右，呈過冷卻狀態。在該狀態下，一邊使LPE基板13旋轉，一邊使與熔融物12接觸，則在LPE基板13上石榴石單晶膜14外延生長。在石榴石單晶膜14的育成過程中，保持LPE基板13的晶片夾具16有與熔融物12接觸的可能性。所以，也用Au構成該晶片夾具16為好。晶片夾具16用其端頭的爪狀部保持LPE基板13，所以至少用Au構成該端頭爪狀部為好。采用LPE法得到單晶膜的場合，一般情況是使氣氛為大氣。可是，使用Pt制的坩堝10的場合，當氧的比例超過20體積％時，Pt和氧生成化合物，Pt易溶解。于是，在使用Pt制的坩堝10時，在比大氣還具有還原性的氣氛、例如Ar等不活性氣體氣氛中采用LPE法得到石榴石單晶膜對阻止Pt向石榴石單晶膜中混入是有效的。再者，在氧少的氣氛下得到的石榴石單晶膜，容易含有氧缺陷，但通過施行熱處理(例如在8001C下保持30小時)，也可消除氧缺陷。本實施形態的比大氣還具有還原性的氣氛包括不活性氣體氣氛、或含有20體積％以下的氧的不活性氣體氣氛。這是因為，如果為20體積％以下的氧量，則能將Pt的溶解量抑制成微量。采用LPE法得到的石榴石單晶膜，比最終要得到的法拉第轉子的厚度厚一些。這是為了供研磨加工后作為法拉第轉子。法拉第轉子使用對所使用的光波長而言，法拉笫旋轉角為45deg.的石榴石單晶膜。換言之，采用LPE法得到的石榴石單晶膜被研磨加工到法拉第旋轉角變為45deg.的厚度。法拉第轉子有大約500)tim左右的厚度。研磨加工后，為了降低插入損失，法拉第轉子的表面施行無反射被覆為好。以下說明本實施形態的具體的實施例。(實施例2-1)以氧化鉍(Bi203，4N)、氧化鐵(Fe203，4N)、氧化釓(Gd203，5N)、氧化鋱(Tb"7，3N)、氧化鐿(Yb203，4N)、氧化鎵(Ga203，4N)和氧化鍺(Ge(h，4N)為原料，使用圖2所示的裝置，采用LPE法在大氣中育成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。使用的LPE基板13由(111)石榴石羊晶體((GdCa)3(GaMgZr)sOu)構成。LFE基板13的晶格常數為1.2497±0.0002nm。再者，除前述原料以外，將氧化鉛(PbO，4N)和氧化硼(B203，5N)作為助熔劑組成物投入到坩堝10中，蚶堝10其全體由Pt構成。投入原料組成物和助熔劑組成物后，加熱到950"C熔融原料組成物后，用Pt制的攪拌體15將熔融物12只攪拌規定的時間。攪拌結束后，將熔融物12降溫到8501C后，開始石榴石單晶膜14的育成。在石榴石單晶膜14的育成過程中，LPE基板13用Pt制的晶片夾具16保持。對所得的石榴石單晶膜(實施例2-1)進行組成分析的結果，證實石榴石單晶膜的育成初期為BL!GUbL38Ybo.3Pbo.o3Fe3."GaL(nGeo.03012，育成后期為BiuGd。.uTbi"Ybd.3Pbo.。35Fe"Gai.oGeo.fl350u。再者，在實施例2-1中，置換鐵位點的元素是Ga和Ge。其濃度變動分別為1%和17°/。。將該石榴石單晶膜切斷研磨成規定尺寸后，一邊使測定溫度變化，一邊測定磁特性的結果，補償溫度下的飽和磁化(4ttMs)為3G，頑磁力Hc為3.5kOe。得到該飽和磁化的溫度在嚴格的意義上講不是補償溫度，但如前述那樣，在本說明書中稱為補償溫度。另外，關于該石榴石單晶膜，使用法拉第旋轉角測定裝置測定法拉第旋轉角的磁滯的結果，顯示出圖8所示的良好的方型。其次，通過對實施例2-1的單晶膜施行無反射被覆，得到1mmx1mmx0.5mm尺寸的法拉第轉子。使用該法拉第轉子用波長1.31|um的光測定插入損失的結果為0.01dB。除基本上降低Ga量以外，采用與上述一樣的方法得到石榴石單晶膜(比較例2-1)。證實該石榴石單晶膜的化學組成，育成初期為Bi'.iGd。.i8Tbi.39Yb。.3Pb。.。3Fe"6Ga。.5Ge。.。3pt。.。10i2，育成后期為BiuGd。.uTbuYbo.3Pbo.。4Fe"Gao.53Geo.o2Pto.丄"這樣，Pt從育成初期到育成后期形成濃度增加的梯度。再者，在比較例2-1中，置換鐵位點的元素為Ga、Ge和Pt，其濃度變動分別為6%、33%和300%。這樣，比較例2-1的作為置換鐵位點的元素之一的Pt的濃度變動為300%，超過了200%。關于比較例2-1的石榴石單晶膜，與實施例2-1同樣測定磁特性，結果在補償溫度下的飽和磁化(4兀Ms)為30G。另外，關于該石榴石單晶膜，使用法拉笫旋轉角測定裝置測定在補償溫度下的法拉笫旋轉角的磁滯，結果發生圖9所示的分離。另外，與實施例2-l—樣，—用波長1.31(Lim的光測定插入損失的結果為0.06dB。如以上那樣，使用了實質上不含Pt的石榴石單晶膜的法拉第轉子不產生使用了含Pt的石榴石單晶膜的法拉第轉子所產生的分離。當Pt進入到石榴石單晶體中，并且形成濃度梯度時，使石榴石單晶膜的電荷平衡崩潰。可判定，由于電荷平衡崩潰，從而產生分離，并且插入損失增加。實施例2-1和比較例2-1基本上在同一條件下得到，如前迷那樣，實施例2-1的石榴石單晶膜中不含可定量程度的Pt。這基于實施例2-1和比較例2-1的Ga量的差異。即，Ga和Pt與Fe離子半徑接近，但當Ga對鐵位點多量置換時，Pt變得不能與Fe置換。為此，可推定即使Pt從坩堝IO溶解，進入到石榴石單晶膜中的Pt也是微量的。(實施例2-2)除了使Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成氣氛為含有5體積％的氧的Ar氣體氣氛、使目的組成不同以外，在與實施例2-1同樣的條件下育成石榴石單晶膜。關于所得的石榴石單晶膜(實施例2-2)與實施例2-1同樣地進行了組成分析。其結果證實，該石榴石單晶膜的化學組成，育成初期為Bii.iGdo.isTbi.39Ybo.3Pb0.tuFe4.7Ga0.27Geo.03Pto.oos0n，育成后期為Bi'.iGd。」8Tb,."Yb。.3Pbo.。3F"7Gao.27Geo.o25Pto.(n(hz。這樣，通過在不活性氣體氣氛中進行石榴石單晶膜的育成，即使使用Pt制的坩堝10的場合，也能降低石榴石單晶膜所含的Pt量。在實施例2-2中，置換鐵位點的元素為Ga、Ge和Pt，其濃度變動分別為0%、17%和100%。除該石榴石單晶膜切斷研磨成規定尺寸后，與實施例2-1同樣地測定磁特性，結果在補償溫度下的飽和磁化(4兀Ms)為4G，頑磁力Hc為2.5k0e。另外，關于該石榴石單晶膜與實施例2-1同樣地測定法拉第旋轉角的磁滯，結果顯示出良好的方型。其次，通過對該石榴石單晶膜施行無反射被覆，得到lmmxlmmx0.5匪尺寸的法拉第轉子。使用該法拉第轉子采用波長1.31ium的光測定插入損失的結果為0.01dB。(實施例2-3)除了使助熔劑組成物為Bh03和B2()3的混合物、作為原料不使用氧化鍺、以及使目的組成不同以外，在與實施例2-1同樣的條件下育成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。關于所得的石榴石單晶膜(實施例2-3)，與實施例2-1同樣地進行組成分析。其結果證實，該石榴石單晶膜的化學組成，育成初期為Bi1」Gdo.22Tb1.38Ybo.3Fe"5Gao.75Pt0.0。2()12，育成后期為BiuGdo.22Tbi.38Yb。.3Fe"5Ga。.75Pt。.。o250u。這樣，通過在不活性氣體氣氛中進行石榴石單晶膜的育成，即使使用Pt制的坩堝10的場合，也能降低石榴石單晶膜所含的Pt量。另外，實施例2-3由于使用不含PbO的無鉛助熔劑組成物，所以Pb的混入被限制。在實施例2-3中，置換鐵位點的元素是Ga和Pt，其濃度變動分別為0°/。及25%。將該石榴石單晶膜切斷研磨成規定尺寸后，與實施例2-1同樣地測定磁特性的結果，在補償溫度下的飽和磁化(4ttMs)為2G，頑磁力Hc為4kOe。關于該石榴石單晶膜，與實施例2-l—樣地測定法拉第旋轉角的磁滯的結果，顯示出良好的方型。其次，通過對該石榴石單晶膜施行無反射被覆，得到1mmx1mmx0.5mm尺寸的法拉第轉子。使用該法拉第轉子采用波長1.31jam的光測定插入損失的結果為0.01dB。(實施例2-4)采用與實施例2-1同樣的方法，得到Pt含量不同的多個石榴石單晶膜。求出這些石榴石單晶膜的育成初期及育成后期的Pt的濃度變動。另外，求出了這些石榴石單晶膜在補償溫度下的法拉第旋轉角的磁滯、飽和磁化(4兀Ms)和頑磁力Hc。表l<table>complextableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>*磁滯、飽和^p茲化、頑磁力在補償溫度下測定如表1所示，當Pt的濃度變動超過200%時，可知發生分離。而且，飽和磁化超過20G。再者，發生分離的材料不能準確地測定頑磁力。與此相對，當Pt的濃度變動為200%以下時，不產生分離，法拉第旋轉角顯示出方型的磁滯。(實施例2-5)除了使坩堝10、攪拌體15和晶片夾具16為Au制以外，與實施例2-1同樣育成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。關于所得的石榴石單晶膜(實施例2-5)進行組成分析的結果，育成初期和育成后期都有以下的化學組成。該化學組成的材料顯示出軟磁性。Bii.iGdi,2Yb0."Pbo.03Fe(97Geo.03Ou將該石榴石單晶膜切斷研磨成規定尺寸后，通過施行無反射被覆，得到1mmx1mmx0.5mm尺寸的法拉第轉子。使用該法拉第轉子用波長1.31Mm的光測定插入損失的結果，為0.01dB。再者，在實施例2-5中，置換鐵位點的元素為Ge，其濃度變動為0%。除了使坩堝10、攪拌體15及晶片夾具16為Pt制以外，使用與上述一樣地得到的石榴石單晶膜(比較例2-5)得到法拉第轉子。該石榴石單晶膜的化學組成，育成初期為Bii.iGdi,2Yb0.67Pbo.03Fe4."Geo.023Pto.。07On，育成后期為BuGd,.2Yb。."Pb。.(nFe"7Ge。.oi7Pto.j12。用波長1.31nm的光柳J定該法拉第轉子的插入損失的結果為0.04dB.象以上那樣，實施例2-5的法拉第轉子由于可理想地進行電荷補償，所以可降低插入損失。與此相對，比較例2-5的法拉第轉子由于電荷平衡崩潰，所以插入損失變大。再者，在比較例2-5中，置換鐵位點的元素為Ge和Pt，其濃度變動分別為26%和214%。如以上說明的那樣，根據本實施形態，可得到即使在補償溫度下也不發生分離的硬磁性的Bi置換稀土類鐵榴石材料。又，根據本實施形態，可得到插入損失優異的Bi置換稀土類鐵榴石材料，[第3實施形態]以下關于本發明的笫3實施形態的法拉笫轉子及光器件，使用圖10圖18予以說明。用LPE法育成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜，作為用于光隔離器和光回轉器(循環)等的法拉第轉子較多地用于光通信系統。光隔離器有只在一個方向傳送光，阻止在途中反射回來的光的作用。法拉第轉子有利用法拉第效應使光的偏光面旋轉的機能，在用于光隔離器的情況下，使偏光面旋轉45deg.。光隔離器大多情況是將法拉第轉子、具有只使一個方向的偏光面的光透過的機能并夾著法拉第轉子而配置的2片偏振元件或偏振分離元件、和使法拉笫轉子磁性地飽和的外部磁鐵組和而構成的。圖11示出法拉第轉子的光的透射方向和磁場的方向。如圖11所示，對法拉笫轉子224b例如采用外部磁鐵施加與光的前進方向平行的箭頭A方向的磁場。近年，正在研究通過控制軟磁性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的組成，來實現硬磁性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜(例如，參照特開平9-185027號公報)。使法拉笫轉子為硬磁性，即將法拉第轉子制成永久磁鐵不需要對法拉第轉子外加磁場的外部磁鐵，因此對光隔離器的小型化和低成本化極為有效。為使Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜為硬磁性，作為稀土類元素選擇Tb、Gd、Eu、Ho等之類的總磁矩大的元素，同時用Ga和Al等非磁性元素置換Fe。這樣，在光隔離器的工作溫度附近可使自然磁化M為小的值，其結果，可使Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜具有磁的方型磁帶，使矯頑力(頑磁力)Hc增大。多量含有Tb、Gd、Eu、Ho等元素的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜，在自然磁化M的溫度特性中，有自然磁化M大體為0的溫度、即補償溫度。對于補償溫度，稀土類離子和Fe離子的總磁矩變得相等，表觀上的磁化大體上變為0。一般地，自然磁化M越小，永久磁鐵的矯頑力Hc越能取得大的值。所以，將補償溫度設定在作為通信用光器件的工作溫度所要求的-40851C的范圍，在通信用光器件的實用溫度范圍內使自然磁化M為更小的值為好。可是，當用上述方法使Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜為硬磁性時，可知在自然磁化M變為極小的值的溫度條件下，產生出現多個法拉第旋轉角的特異的現象(分離)。圖12示出使用上述硬磁性的石榴石單晶膜制造的法拉第轉子的法拉第旋轉角的磁滯。橫軸表示磁場，縱軸表示法拉第旋轉角(deg.)。如圖12所示，該法拉第轉子有45deg.和20deg.兩個法拉第旋轉角。產生了分離的法拉第轉子，法拉第旋轉角的再現性降低，由于外部磁場和溫度的變化，使得法拉第旋轉角較大地變動。因此，不能穩定地得到所需的法拉第旋轉角。尤其是被證實，當溫度變化時，法拉笫旋轉角的再現性降低。當使用這樣的法拉第轉子制作光隔離器等光器件時，由于法拉第旋轉角變動，所以產生光不透射等不良情況。因此，通過使產生分離的溫度范圍脫離作為光器件的工作溫度的-40851C的范圍，進行解決上述問題的嘗試。可是，這種情況下，為了在自然磁化M值比較大的條件下得到硬磁性的特性，矯頑力Hc變為極小的值。因此，通過來自外部的磁場、溫度變動和沖擊等，法拉第轉子的磁特性容易地變化，法拉第旋轉角變動，產生這些問題。其結果，有硬磁性特性的法拉第轉子，尚未在一般的光器件中普及。本實施形態的目的在于，提供磁特性良好的法拉第轉子和具備該轉子的光器件。上述目的通過一種法拉笫轉子而可達到。該法拉第轉子的特征在于，是具備有硬磁性特性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜、和形成于前述單晶膜、光入射和射出的兩個表面的法拉第轉子，前述單晶膜用化學式BL-,LFe5-yMy012(在此，R是從選自含Y的稀土類元素中的至少1種元素和Pb、Ca中選出的至少一種元素，x滿足1.5<x<2.5。M是從Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Pt和Mg中選出的至少l種元素，y滿足O<y<1.5。)表示，前述2個表面之中，一方的前述y值記為y!，另一方的前述y值記為p時，滿足"Sy,S2^的關系。對于上述本發明的法拉第轉子，其特征為前述y!和前述y2滿足yi^y2的關系，對于上述本發明的法拉第轉子，其特征為前述y進一步滿足0〈y<0.1。對于上述本發明的法拉第轉子，其特征為前述M是從Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti及Mg中選出的至少1種元素，不包括Pt。對于上述本發明的法拉第轉子，其特征為補償溫度為-40TC以上、85"C以下。又，上述目的通過一種光器件可達到，該光器件的特征為是由多個光學元件構成的光器件，前述光學元件包括上述本發明的法拉第轉子。關于本實施形態的法拉第轉子和具備它的光器件予以說明。首先，說明本實施形態的法拉第轉子的原理。在法拉第轉子的全部區域磁特性均勻的場合，即使在補償溫度附近自然磁化M變為極小的值，本來也不會產生分離。所以產生分離這一情況可推定為磁特性不同的多個層重疊，構成法拉第轉子.于是，釆用各種各樣的手法分析了該法拉第轉子的磁特性和組成，結果可知，在鐵及可與鐵置換的元素的組成分布和分離發生之間存在明顯的相關關系。即證實，當法拉第轉子的鐵及與鐵置換的元素的組成分布在外延膜(取向附生膜)生長方向(光的入射射出方向)不均勻時，產生分離。圖13示出了使用硬磁性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制造的法拉第轉子的自然磁化M和溫度的關系。橫軸表示溫度，縱軸表示自然磁化M。如圖13所示，自然磁化M在補償溫度Tc下大體上變為0。補償溫度Tc設定在作為光器件的工作溫度所要求的-40"C以上85TC以下的范圍。圖14圖16示意地示出Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的旋轉排列(自旋陣列)。圖14表示在補償溫度Tc附近的旋轉排列，圖15表示在比補償溫度Tc高的溫度L下的旋轉排列。圖16表示在比補償溫度Tc低的溫度L下的旋轉排列。各圖中的箭頭a表示鐵離子的磁矩的方位和強度，各圖中的箭頭b表示稀土類元素離子的磁矩的方位和強度。如圖14所示，在補償溫度Tc附近的溫度下，稀土類元素離子和鐵離子的磁矩的強度相互大體上變得相等。如圖15所示，在比補償溫度Tc高的溫度T2下，稀土類元素離子的磁矩的強度比鐵離子的磁矩的強度高。如圖16所示，在比補償溫度Tc低的溫度T,下，鐵離子的磁矩的強度比稀土類元素離子的磁矩的強度高。較多地含具有大的磁矩的稀土類元素的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜，當置換鐵的非磁性元素的量變多時，補償溫度變高。通過將非磁性元素的置換量調整為適當的量，可使補償溫度在室溫附近，在以室溫為中心的光器件的工作溫度下，可得到大的矯頑力Hc。可是，當非磁性元素的置換量根據區域而不均勻時，即使是同一溫度條件，補償溫度Tc根據區域不同而不同，所以相對于補償溫度Tc的相對的稀土類元素離子和鐵離子的磁矩的強度根據區域而不同。即使在某個區域，稀土類元素離子和鐵離子的磁矩的強度相互大體上相等，比起該區域鐵的組成比大的區域，補償溫度Tc也變低，所以鐵離于的磁矩的強度比稀土類元素離子的磁矩的強度高。相反，鐵的組成比小的區域，稀土類元素離子的磁矩的強度比鐵離子的磁矩的強度高。所以，在1個法拉第轉子內，存在鐵離子和稀土類元素離子的磁矩之和相互不同的多個區域。這些多個區域，磁特性相互不同。圖17A圖17E示意地示出了存在鐵離子和稀土類元素離子的磁矩之和相互不同的兩個區域的法拉第轉子的構成及每個區域的磁特性。如圖17A所示，法拉第轉子224b具有鐵離子和稀土類元素離子的磁矩之和相互不同的2個區域。2個區域以與入射射出面大體平行的假想面226為界限。圖17B表示法拉第轉子224b的入射面側的自然磁化M和溫度的關系(b相)，圖17C表示法拉第轉子224b的射出面側的自然磁化M和溫度的關系(a相)。圖17B和圖17C的橫軸表示溫度，縱軸表示自然磁化M。虛線c表示法拉第轉子224b的溫度。又，圖17D表示法拉第轉子224b的b相的磁滯，圖17E表示法拉第轉子224b的a相的磁滯。圖17D和圖17E的橫軸表示磁場，縱軸表示法拉第旋轉角。圖17D和圖17E中的向左右方向延伸的虛線表示法拉第旋轉角0deg.，向上下方向延伸的虛線表示磁場0。如圖17B及圖17C所示，a相和b相補償溫度Tc不同。A相補償溫度Tc比法拉第轉子224b的溫度高，b相補償溫度Tc比法拉笫轉子224b的溫度低。因此，如圖17D和圖17E所示，a相和b相磁滯不相同。所以，法拉第轉子224b的磁滯變為a相的磁滯和b相的磁滯之和，在補償溫度Tc附近的溫度的法拉第旋轉角如圖l2所示產生分離。Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜中鐵的組成分布變動的原因是，在外延膜的育成中和鐵置換的元素的組成變動。于是，分析與鐵置換的元素和其組成變動量的結果，可知越抑制組成變動，越不發生分離，矯頑力Hc變為大的值。為了Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的外延生長穩定、離子的價數為與鐵相同的3價等，Ga和Al作為置換用的非磁性元素使用的情況較多。因此，多量地置換的Ga和Al之類的非磁性元素的組成分布均勻成為必要。可是，關于Ga和Al，在育成用坩堝中和氧化鐵一起配合它們的氧化物的比例下，育成條件確定。因此，Ga和Al的組成在法拉第轉子的各區域變得不均勻的可能性低。所以，在一般的外延生長條件下，Ga和Al的組成變動不給予分離的發生以大的影響。作為其以外的非磁性元素，有在育成中從坩堝和夾具溶出到熔融液中，和鐵置換的非磁性的微量置換元素。微量置換元素不是育成用的起始材料，所以進入到Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜中的組成量，即使最大也就到0.1左右。可是，知道，這些微量置換元素的組成分布給予分離的發生以大的影響。即，證實當與鐵置換的非磁性的微量置換元素的組成分布不均勻時，則產生分離。所以可知，為了改善法拉第轉子的矯頑力Hc的特性，微量置換元素的組成分布的均勻化是必要的。微量置換元素的組成分布在膜生長方向(厚度方向)大致均勻的狀態最好，即在法拉第轉子的光的入射射出的2個Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜表面之間，與鐵置換的各非磁性元素為相同的量的狀態最好。可是，即使組成分布未必一定法拉第轉子的特性有時也產生實用上的問題。法拉第轉子的光的入射射出的2個Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜表面之中，在一個表面的各非磁性元素是在另一表面的各非磁性元素量以上、且2倍以下的場合，可抑制分離的發生，矯頑力Hc為實用上沒有問題的值。在育成中，從坩堝和夾具向熔融液溶出，和鐵置換的非磁性的微量置換元素中，代表性的是Pt。通常，裝入了石榴石單晶膜的外延生長的原材料的容器是以Pt(熔點1772TC)為主成分制作的，其中，Pt滿足以下條件與Pb0、Bh(h、B203的溶劑的反應性低，以及其熔點高，比育成溫度有余裕。由于雖然Pt與熔融液的反應性低，但仍稍微反應，所以在外延生長中，緩慢地向熔融液溶解。因此，特別是關于Pt，必須使得法拉第轉子的光的入射射出的2個Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜表面之中，一個表面的Pt量為另一表面的Pt量以上、且2倍以下。另外，從坩堝和用于基板固定的夾具等，Pt以外的雜質向熔融液溶出，這些元素混入到外延膜，有時也形成不均勻的組成分布.即使這樣的場合，也必須使得法拉第轉子的光的入射射出的2個Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜表面之中，一個表面的非磁性元素量為另一表面的各非磁性元素量以上、且2倍以下。而且，為了進一步改善法拉第轉子的Hc特性，研究了用Au構成坩堝、用于育成的熔融液的攪拌用具(攪拌體)、基板固定用具，育成外延膜。Au是非常難成為離子的元素，只溶于PbO、Bi203、B2(b的溶劑一點點，其一點點溶解的Au幾乎不在外延膜析出。因此，為了從外延膜除去從坩堝和夾具析出的Pt和其他雜質，使用Au的這些手法為最有效的方法。這樣，通過除去Pt和其他雜質，可得到不產生分離，有大的矯頑力Hc的理想的硬磁性法拉第轉子。但是，Au的熔點與10641C這一育成溫度接近，因此用Au制的坩堝和夾具在育成條件下極軟，難以操作。為此，使用通過將Pt和Au合金化來補強的材料，為了得到坩堝和夾具的強度是有效的。當使用這樣的材料時，有時微量的Pt混入到外延膜。可是，即使這種情況，如果法拉第轉子的光的入射射出的2個Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜表面之中，一個表面的Pt量為另一表面的Pt量以上、且2倍以下，則不會引起實用上的特性的問題。另外，對于配合到原材料中、與鐵多量置換的Ga和Al等非磁性元素，沒有組成變動是理想的。在法拉第轉子的兩表面，一個表面的各非磁性元素量為另一表面的各自的非磁性元素量以上、且2倍以下，同樣是硬磁性的法拉第轉子所必需的條件。這樣，本實施形態的法拉第轉子，具有用化學式BihlLFe5-yMyOu(在此，R是從選自含Y的稀土類元素之中的至少l種元素和Pb及Ca中的至少l種元素，x滿足1.5<x<2.5。M是從Ga、Al、Sc、In、Si、Ge、Ti、Pt及Mg中選出的至少1種元素，y滿足0〈y〈1.5。)表示的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。另外，本實施形態的法拉第轉子，形成于Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜、光的入射射出的2個表面之中將一個表面的y值記為y,，將另一表面的y值記為"時，滿足^^y！S2y2的關系。進一步地，y,和y2滿足y,與"的關系更優選。圖18示出本實施形態的法拉第轉子的法拉第旋轉角的磁滯(硬磁特性)。橫軸表示磁場，縱軸表示法拉第旋轉角(deg.)。如圖18所示，本實施形態在得到不發生分離、比較大的矯頑力Hc的同時，得到良好的方型磁滯。本實施形態的法拉第轉子象已經使用圖4圖6說明的那樣，可用于光器件及光通信系統。根據本實施形態，在由具有硬磁性特性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制作的法拉第轉子中，通過將與鐵置換的各非磁性元素的光入射射出方向的組在分布抑制在一定的范圍，可抑制分離的發生。，以下使用具體實施例說明本實施形態的法拉第轉子。(實施例3-1)將Tb40"Yb203、Bh(h、Fe203、Ga203、Ge0"PbO、B2。3放入Au制的坩堝，將該坩堝配置在電爐內，升溫熔融后進行攪拌。用Au制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，采用LPE法由該熔融液在基板上育成有(BiTbYbPb)3(FeGaGe)50"組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的x射射出的2面上形成無反射膜，制作在波長1.55pm的光下法拉第旋轉角為45deg.，1.5mm見方、厚450jum的法拉第轉子。用VSM評價的結果，該法拉第轉子的補償溫度為151C。一邊改變溫度，一邊用VSM評價自然磁化M，將在比居里溫度低的溫度下自然磁化M最接近于0的溫度判斷為補償溫度。評價了在溫度25"C下法拉第旋轉角和外部磁場的關系，結果法拉第旋轉角只為45deg.，未產生分離、矯頑力Hc為500kA/m。其次，在該法拉第轉子的光的入射射出面分析了石榴石組成。組成分析是在(BiTbYbPb)3(FeGaGe)50n單晶體的光的入射射出的2面，采用激光擦除/ICP質量分析法關于Ga和Ge進行的。通過相對地比較該分析值，進行了這些元素的在入射射出兩面的組成比的評價。其結果，在法拉第轉子的入射射出兩面的組成比，若使一個表面的Ga和Ge的量分別為100，則另一面的相對的量Ga、Ge都為110u(實施例3-2)將Tb40、Yb氛Bi203、Fe203、Ga氛GeO"PbO、B2。3放入Au制的坩堝，配置到電爐內，升溫熔融后進行攪拌。用Pt制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，釆用LPE法由該熔融液在基板上育成具有(BiTbYbPb)3(FeGaGePt)力u組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光入射射出的2面形成無反射膜，制作在波長1.55nm的光下法拉笫旋轉角為45deg.，1.5mm見方、厚度450pm的法拉第轉子。用VSM評價的結果，該法拉第轉子的補償溫度為15X:,—邊變化溫度一邊用VSM評價自然磁化M，將在比居里溫度低的溫度下自然磁化M最接近于0的溫度判斷為補償溫度。在溫度251C評價法拉第旋轉角和外部磁場的關系，結果法拉第旋轉角為45deg.，稍微發生分離，矯頑力He為200kA/m。其次，在該法拉第轉子的光的入射射出面分析了石榴石組成。組成分析是在(BiTbYbPb)3(FeGaGePt)5012單晶體的光的入射射出的2面，對采用激光擦除/ICP質量分析法檢測的Ga、Ge及Pt進行。通過相對地比較該分析值，進行了這些元素在入射出兩面的組成比的評價。其結果，在法拉笫轉子的入射射出兩面的組成比，若一個表面的Ga、Ge及Pt量分別為100，則另一表面的相對的量Ga為100，Ge為llO，Pt為150。(實施例3-3)將Tb氛Yb20"Bi203、Fe203、Ga氛GeO"Pb0、B2。3放入Au與Pt的合金制的坩堝，配置到電爐內，升溫熔融后進行撹拌。用Pt制的夾具固定CaMgZr轉換釓鎵石榴石單晶板，采用LPE法由該熔融液在基板上育成具有(BiTbYbPb)3(FeGaGePt)50u組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的入射射出的2面形成無反射膜，制作在波長1.55jLim的光下法拉第旋轉角為45deg.1.5mm方、厚度450ium的法拉第轉子。用VSM評價的結果，該法拉第轉子的補償溫度為15匸。一邊變化溫度一邊用VSM評價自然磁化M，將在比居里溫度低的溫度下自然磁化M最接近于0的溫度判斷為補償溫度.在溫度25TC下評價法拉第旋轉角和外部磁場的關系，結果法拉第旋轉角為45deg.，發生分離，矯頑力He為120kA/m。若矯頑力He為120kA/m，則沒有實用上的問題。其次，在該法拉第轉子的光的入射射出面分析石榴石組成。組成分析是對在(BiTbYbPb)3(FeGaGePt)50"單晶體的光的入射射出的2面采用激光擦除/ICP質量分析法檢測的Ga、Ge及Pt進行。通過相對地比較該分析值，進行這些元素的在入射射出兩面的組成比的評價。其結果，在法拉第轉子的入射射出兩面的組成比，若使Ga、Ge及Pt在一個表面的量分別為100，則在另一個表面的相對的量Ga為100，Ge為100，Pt為200。(比較例3-1)將Tb氛Yb203、Bi晶、Fe203、Ga203、GeO"PbO、B203放入Pt制的坩堝，配置到電爐內，升溫熔融后進行攪拌。用Pt制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，采用LPE法由該熔融液在基板上育成具有(BiTbYbPb)3(FeGaGePt)50"組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的入射射出的2面形成無反射膜，制作在波長1.55jam的光下法拉第旋轉角為45deg.、1.5mm方、厚度450ym的法拉第轉子。用VSM評價的結果，該法拉第轉子的補償溫度為15X:。一邊變4匕溫度，一邊用VSM評價自然磁4匕M,將在比居里溫度〗氐的溫度下的自然磁化M最近于O的溫度判斷為補償溫度。在溫度251C下評價法拉第旋轉角和外部磁場的關系，結果法拉第旋轉角為45deg.，發生分離，矯頑力He為10kA/m。該法拉第轉子不適于實用。其次，在該法拉第轉子的光的入射射出面分析石榴石組成。組成分析是在(BiTbYbPb)3(FeGaGePt)s0u單晶體的光的入射射出的2面，對采用激光擦除/ICP質量分析法檢測的Ga、Ge及Pt進行。通過相對地比較該分析值，進行這些元素的在入射射出兩面的組成比的評價。其結果，在法拉第轉子的入射射出兩面的組成比，若使Ga、Ge及Pt在一個表面的量分別為100，則在另一個表面的相對的量Ga為110，Ge為90，Pt為250。本實施形態，在由有硬磁特特性的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制作的法拉第轉子中，通過將與鐵置換的各非磁性元素的光入射射出方向的組成分布抑制在一定的范圍，可抑制分離的發生，或者可得到比較大的矯頑力Hc。因此，不會產生以往成為問題的由少許的外部磁場、熱及振動等所引起的法拉第旋轉角的變動。按照以上所述，根據本發明可實現磁特性良好的法拉第轉子及具備該轉子的光器件。[第4實施形態]以下，使用圖19~圖21B說明本發明第4實施形態的法拉第轉子及具備該轉子的光器件。近年，通信市場變大的同時，也強烈要求光通信系統的低成本化。光通信系統大多使用光隔離器等通信用光器件。為了光通信系統的低成本化，削減用于光通信系統的光器件數是有效的。因此，要求的是可能限度地減少光器件的插入損失，延長通過光器件的光的到達距離，以削減光器件的使用數量。對于用于光器件的法拉笫轉子也要求降低插入損失。作為法拉第轉子產生插入損失的要因，可認為有以下三點。第l要因是構成法拉第轉子的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的元素所固有的光吸收。第2要因是由于構成石榴石單晶膜的離子全體的電荷平衡崩潰所產生的光吸收。第3要因是在石榴石單晶膜的光入射射出面形成的無反射膜的特性不良。通過使這3個要因最優化，可減少法拉第轉子的插入損失。作為Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的主要的構成元素的Bi和Fe，在用亍光通信的波長1.3~1.6pm下沒有光吸收.因此，作為構成石榴石單晶膜的稀土類元素，通過選擇在波長1.3~l.6"m下沒有光吸收的Gd、Ho及Yb等，能夠消除元素的光吸收所引起的損失。又，通過使成膜于法拉第轉子的光入射射出面的無反射膜與形成材料的折射率一致，并制成適當的構造和膜厚，可基本消除在特定的波長下在石榴石單晶膜表面的光的反射。構成Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的陽離子基本上為3價。當這些陽離子為2價或4價時，Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的電荷平衡崩潰，這成為引起光吸收的原因(例如，參看特公平6-46604號公報)。為了取得電荷平衡，通過在適當的氣氛和溫度下熱處理石榴石單晶膜，從而使少許地含在石榴石單晶膜的Pb離子為Pb"和Pb4+，用這些2價和4價陽離子可取得電荷平衡。又，在大氣氣氛中育成的石榴石單晶膜，由于Pb離子為Pt)2+，所以通過添加作為4價陽離子的S廣、T廣、Ge"、Pt"，可取得電荷平衡。可是，如上那樣，盡管設定插入損失為最小的條件，也會產生不能得到插入損失充分小的法拉第轉子的問題。實際上，即使插入損失最小的法拉第轉子，對波長1.55Mm的光也產生0.05dB左右的插入損失。因此，例如，使用了2個法拉第轉子的偏振無依賴型光隔離器，由于法拉第轉子的插入損失、光損失變大到0.ldB左右。本實施形態的目的在于，提供更降低插入損失的法拉第轉子及具備該轉子的光器件。上述目的通過一種法拉笫轉子可以實現，該轉子的特征在于，是具備Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜、和形成于前述單晶膜、光入射射出的2個表面的法拉第轉子，前述單晶膜用化學式Bh-dAyFes…MiOn(在此，R為選自含Y的稀土類元素之中的至少l種元素，A為從Pb、Ca及Cd之中選出的至少l種元素，x及y滿足1.5〈x+y〈2.5的關系。M是從Ga、Al、Sc及In中選出的至少l種元素，B是從Si、Ti、Ge、Pt、Mg中選出的至少l種元素，z及w滿足0^z+w〈1.5的關系)表示，在前述2個表面之中，使一方的前述y值為y!，使另一方的前述y值為p時，滿足y2^y!^2y2的關系，前述2個表面之中，使一方的前述w值為ws使另一方的前述W值為W2時，滿足W2^Wi^2W2的關系。在上述本發明的法拉第轉子中，其特征在于前述^及前述yz滿足yisy2的關系，前述wi及前述W2滿足wi^W2的關系，在本發明的法拉第轉子中，其特征在于前述y進一步滿足0<y<0,1，前述w進一步滿足0^w<0,1。在上述本發明的法拉第轉子中，其特征在于前述B是從Si、Ti、Ge、Mg中選出的至少一種元素，不包含Pt。又，上述目的通過一種光器件可以實現，該光器件的特征在于是由多個光學元件構成的光器件，前述光學元件包括上述本發明的法拉第轉子。關于本實施形態的法拉第轉子及具備該轉子的光器件予以說明。首先，關于本實施形態的法拉第轉子的原理予以說明。通過適當選擇Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的構成元素，并使無反射膜的材料和結構最優化，可使元素的光吸收所致的光損失和在法拉第轉子表面的光反射所致光損失大體為0。除使這些光損失大體為0以外，還研討了法拉第轉子發生插入損失的原因，其結果可知，用LPE法育成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜未必能取得電荷平衡是原因。基本上為3價陽離子的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜中，在2價陽離子和4價陽離子變為等量的情況下，能取得電荷平衡。石榴石單晶膜的代表性的2價和4價陽離子分別為Pb"和Pb"。Pb從溶劑中所使用的PbO析出到石榴石單晶膜。Pt從Pt制的坩堝溶出到熔融液，并進一步析出到石榴石單晶膜。可是，Pt在外延膜的生長方向有不均勻的組成分布的情況變得清楚了。Pt在外延生長中緩慢地溶出到熔融液中，其一部分析出到石榴石單晶膜中。所以，在外延生長中熔融液的Pt濃度緩慢地上升，與此同時，石榴石單晶膜中的Pt量緩慢地增加。即成為4價陽離子的元素在膜生長方向增加并分布。另一方面，在熔融液中所占的PbO量，用投入到坩堝中的起始材料的配合比確定，因此，在外延生長中作為2價陽離子的Pb"進行到石榴石單晶膜中的量變得一定。即成為2價陽離子的元素在膜生長方向基本上均勻地分布。在石榴石單晶膜中在2價或4價的陽離子下變得穩定的Pb以外的元素配合到起始材料的場合，也同樣地在外延生長中這些元素進入到石榴石單晶膜中的量變得一定。圖19表示法拉第轉子的概略構成和光的透射方向。如圖19所示，法拉第轉子224b有板狀的Bi置換稀土類石榴石單晶膜、和形成于該石榴石單晶膜、光入射射出的2個表面A、B。在表面A、B形成未圖示出的無反射膜。石榴石單晶膜的膜生長方向例如為從表面A向表面B的方向。圖20A是表示圖19所示的法拉第轉子的石榴石單晶膜的膜厚方向的2價陽離子量的分布的圖。圖20B是表示圖19所示的法拉第轉子的石榴石單晶膜的膜厚方向的4價陽離子量的分布的圖。圖20A和圖20B的橫軸表示膜厚方向的位置。橫軸的左端表示表面A的位置，右端表示表面B的位置。圖20A的縱軸表示2價的陽離子量，圖20B的縱軸用與圖20A的縱軸相同的刻度表示4價陽離子量。如圖20A及圖20B所示，2價的陽離子量在膜厚方向的所有位置大體一定，而4價的陽離子從表面A到表面B大體直線性地單調增加。由于坩堝和基板固定用夾具等的一部分溶到熔融液中，使得構成它們的元素在熔融液中的量在外延生長中緩慢地增加。并且，如果溶解的元素是進入到Bi置換稀土類鐵榴石單晶中的元素，則與外延膜的生長一起，石榴石單晶膜中的該元素量緩慢地增加。其結果，溶到熔融液的元素在石榴石單晶膜中變成2價或4價的陽離子的場合，這些陽離子產生膜生長方向的組成分布，可成為使石榴石單晶膜的電荷平衡崩潰的原因。通過控制從起始材料進入到Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的2價和4價的陽離子量、和在育成中緩慢溶到熔融液中并進入到石榴石單晶膜的2價和4價的陽離子的量，可在法拉笫轉子的膜厚方向的特定位置取得電荷平衡。可是在外延生長中溶解到熔融液并成為2價和4價的陽離子的元素，在膜生長方向有組成變動，所以即使在一部分取得電荷平衡，在其他部分電荷平衡也崩潰.并且，在電荷平衡崩潰的部分發生損失。例如，在圖20A和圖20B中，在石榴石單晶膜的表面A、B間的大體中央的位置C，2價的陽離子量和4價的陽離子量都是d，變得互相相等。可是，4價的陽離子量在膜生長方向增加，所以在位置C至表面A側比2價的陽離子d少，在位置C至表面B側比2價的陽離子量d多。所以，在位置C以外，2價的陽離子量和4價的陽離子量不相等，電荷平衡崩潰，所以法拉第轉子發生插入損失。于是，通過在Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜中使變成2價和4價的陽離子的元素在膜生長方向均勻地分布，同時進一步地在2價和4價的陽離于間取得電荷平衡，起因于電荷平衡可降低法拉笫轉于的插入損失。成為2價和4價的陽離子的元素的組成分布均勻對降低損失最有效，但即使不均勻，通過將組成變動抑制在規定的范圍內，和過去比較也能顯著地降低法拉第轉子的插入損失。在育成中從坩堝和夾具溶解到熔融液的代表性元素是Pt。Pt難溶于作為溶劑的BbO、Bi203、B203的熔融液，而且是高熔點材料(熔點1772TC)，所以一般用于LPE法的坩堝和基板固定用夾具的結構材料。Pt難溶于溶劑，但少許地溶解，因此在外延生長中在熔融液中少許地溶解。溶解的Pt在4價陽離子下穩定，但與膜生長一起，一邊使之產生組成變動一邊進入到石榴石單晶體中'所以，具有均勻的組成分布的Pb"和具有不均勻的組成分布的Pt"都在石榴石單晶膜中含有，因此不能使法拉第轉子的插入損失基本為0。于是，為了降低法拉第轉子的插入損失，研究了用Au構成坩堝、育成中使用的熔融液的攪拌用夾具、和基板固定用夾具，育成外延膜。Au是非常難被氧化的元素，因此當用于坩堝和夾具的材料時，幾乎不溶于熔融液，也幾乎不析出到石榴石單晶膜。另外，由于Au在3價的陽離子下為穩定的元素，所以即使進入到石榴石單晶體中也不會破壞電荷平衡。所以，如果將Au用于坩堝和夾具的結構材料，育成用成為2價的陽離子的Pb和成為4價陽離子的Si、Ge、Ti等元素取得電荷平衡的外延膜，制作法拉第轉子，則能夠使插入損失大體為0。但是，Au的熔點(10641C)接近于800900X:的育成溫度，因此作為坩堝和夾具的結構材料強度不足。該強度不足通過使用Pt和Au的合金制的坩堝和夾具而能夠消除.當使用Pt和Au的合金制的坩堝和夾具進行育成時，比起使用Pt制的坩堝和夾具，少量的Pt溶于熔融液中。使用Pt和Au的合金制的坩堝和夾具，育成稍微產生了Pt"的組成變動的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜，經過該石榴石單晶膜的加工及無反射膜的成膜，制作了法拉第轉子。在該法拉第轉子的光入射射出的2個石榴石單晶膜表面進行Pt的組成的評價和比較，調查了與插入損失的關系。其結果證實，如果滿足一個表面的Pt量與另一表面的Pt量同等、或者為其2倍以下這一組成分布條件，則法拉第轉子的插入損失與過去比較有明確降低的傾向.另外，使用Au制的坩堝和夾具，育成完全除去Pt的Bi置換稀土類鐵榴石羊晶膜，制作了法拉笫轉子.該法拉第轉子的插入損失大體變為0。Pt在4價的陽離子下為穩定的元素。關于與Pt同樣在4價的陽離子下穩定的Si、Ge、Ti等其他元素，通過使滿足一個表面的組成與另一個表面的組成同等、或者為其2倍以下這一組成分布條件，也能使法拉第轉子的插入損失降低。又，Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的主要的陽離子為3價，與4價的陽離子的電荷差為1。所以，關于在同樣地與3價陽離子電荷之差為1的2價陽離子下穩定的元素，通過使滿足上述的組成分布條件，也能使法拉第轉子的插入損失降低。在外延生長中進入到石榴石單晶膜，并在2價陽離子下變得穩定的元素，為Pb、Ca、Cd、Mg等。使用含有這些Pt以外的在2價或4價的陽離子下穩定的元素的坩堝和夾具，育成石榴石單晶膜時，這些元素溶于熔融液，即使進一步地進入到石榴石單晶體中，通過將組成變動取在規定的范圍內，也能降低法拉第轉子的插入損失。在大氣中育成時，Pb成為Pb2+，進入到石榴石單晶體中，但通過一邊進行氣氛控制一邊熱處理，使成為Pb"，可取得電荷平衡，降低法拉第轉子的插入損失。這種情況下，Pb分為2價的陽離子和4價的陽離子，而且變成特定的比率，分別具有組成分布，所以如果滿足一個表面的Pb量與另一表面的Pb量同等、或者為其2倍以下這一組成分布條件，則不論有無熱處理，都能降低插入損失。這樣，本實施形態的法拉笫轉子，具有用化學式Bi3—,-yR,AyFes卞wNLB』u(在此，R為選自含Y的稀土類元素之中的至少1種元素，A為從Pb、Ca及Cd之中選出的至少1種元素，x及y滿足1.5<x+y<2.5的關系。M是從Ga、Al、Sc及In中選出的至少l種元素，B是從Si、Ti、Ge、Pt及Mg中選出的至少1種元素，z及w滿足0Sz+w〈1.5關系。)表示的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。另外，本實施形態的法拉第轉子，形成于Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜、光入射射出的2個表面之中，使一個表面的y值y,，使另一表面的y值為y2時，滿足y^^y!^2y2的關系，^使一個表面的w值為wl，^使另一表面的w值為W2時，滿足W2^Wi^2w2的關系。進一步地，更優選r和y2滿足y,牯y2的關系，wi和W2滿足wi=N=W2的關系'圖2U表示本實施形態的法拉第轉子的石榴石單晶膜的膜厚方向的2價陽離子量的分布，是與圖20A對應的曲線圖，圖21B表示本實施形態的法拉第轉子的石榴石單晶膜的膜厚方向的4價陽離子量的分布，是與圖20B對應的曲線圖。如圖21A和圖21B所示，2價陽離子和4價陽離子均在膜厚方向的所有位置大體一定。因此，通過將從起始材料進入到石榴石單晶膜的2價及4價的陽離子的量控制在互相相等的d，在法拉第轉子的膜厚方向的所有位置都能取得電荷平衡.如以上那樣，根據本實施形態，在使用Bi置換的稀土類鐵榴石單晶膜制作的法拉第轉子中，通過將在石榴石單晶膜中在2價或4價的陽離子下穩定的元素的光入射射出方向的組成變動抑制在規定的范圍內，可顯著地降低插入損失。本實施形態的法拉第轉子，如已經使用圖4圖6說明的那樣，可用于光器件及光通信系統。以下，關于本實施形態的法拉第轉子，使用具體實施例予以說明。(實施例4-1)將G緣、Yb203、Bi203、Fe203、Ga晶、Ge0"Pb0、B203放入Au制的坩堝，熔化并進行攪拌。用Au制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，采用LPE法在基板上育成具有(BiGdYbPb)3(FeGaGe)50u組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的入射射出的2面形成無反射膜，制作在波長1.55pm的光下法拉第旋轉角為45deg、1.5mm方，厚度360mm的法拉第轉子。分析了該法拉第轉子的石榴石組成。組成分析是在石榴石單晶膜的兩表面，采用激光擦除/ICP質量分析法，關于Pb和Ge進行。通過相對地比較該分析值，評價這些元素在兩表面的組成比。其結果，在法拉第轉子的石榴石單晶膜的兩表面的組成比，若使在一個表面的Pb和Ge的量分別100，則在另一個表面的相對的量Pb、Ge都為llO。另外，使用波長1.55nm的光測定法拉第轉子的插入損失的結果，插入損失為OdB。(實施例4-2)將Gd2。3、Yb203、Bi20"Fe203、Ga203、GeO"PbO、B2。3放入Au制的坩堝，熔化并進行攪拌。用Pt制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，采用LPE法在基板上育成具有(BiGdYbPb)3(FeGaGePt)sO"組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的入射射出的2個表面形成無反射膜，制作在波長1.55的光下法拉第旋轉角為45deg，、1.5mm方，厚度360pm的法拉笫轉子'分析了該法拉笫轉子的石榴石組成。組成分析是在石榴石單晶膜的兩表面，采用激光擦除/ICP質量分析法，關于Pb、Ge和Pt進行。通過相對地比較該分析值，評價這些元素在兩表面的組成比。其結果，在法拉笫轉子的石榴石單晶膜的兩表面的組成比，若使在一個表面的Pb、Ge及Pt的量分別為100，則在另一個表面的相對的量Pb為90，Ge為100，Pt為150。另外，4吏用波長1.55pm的光測定法拉第轉子的插入損失的結果，插入損失為0.OldB。(實施例4-3)將Gd2。3、Yb203、Bi203、Fe203、Ga203、GeO"Pb0、B2。3放入Au與Pt的合金制的坩堝，熔化并進行攪拌.用Pt制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，采用LPE法在基板上育成具有(BiGdYbPb)3(FeGaGePt)s0u組成的Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的入射射出的2個表面形成無反射膜，制作在波長1.55um的光下法拉第旋轉角為45deg.、1.5nim方、厚度360ium的法拉第轉子。分析了該法拉第轉子的石榴石組成。組成分析是在石榴石單晶膜的兩表面，采用激光擦除/ICP質量分析法，關于Pb、Ge和Pt進行。通過相對地比較該分析值，評價這些元素在兩表面的組成比。其結果，在法拉第轉子的石榴石單晶膜的兩表面的組成比，若使在一個表面的Pb、Ge及Pt的量分別為100，則在另一個表面的相對的量Pb為90，Ge為lOO，Pt為200。另外，使用波長1.55ym的光測定法拉第轉子的插入損失的結果，插入損失為0.03dB。(比較例4-1)將G棒、Yb203、Bi203、Fe203、Ga20"GeO"PbO、B2。3放入Pt制的坩堝，熔化并進行攪拌。用Pt制的夾具固定CaMgZr置換釓鎵石榴石單晶基板，采用LPE法在基板上育成具有(BiGdYbPb)3(FeGaGePt)^2組成的石榴石單晶膜。研磨、切斷該石榴石單晶膜，在光的入射射出的2個表面形成無反射膜，制作在波長1.55Mm的光下法拉第旋轉角為45deg.，1.5mm方，厚度360nm的法拉笫轉子。分析了該法拉第轉子的石榴石組成.組成分析是在石榴石單晶膜的兩表面，采用激光擦除/ICP質量分析法，關于Pb、Ge和Pt進行。通過相對地比較該分析值，評價這些元素在兩表面的組成比。其結果，在法拉笫轉子的石榴石單晶膜的兩表面的組成比，若使在一個表面的Pb、Ge及Pt的量分別為100，則在另一個表面的相對的量Pb為90，Ge為90，Pt為250。另外，使用波長1.55卩m的光測定法拉第轉子的插入損失的結果，插入損失為0.05dB。如以上那樣，根據本實施形態，在使用Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制作的法拉第轉子中，通過將在石榴石單晶膜中在2價及4價的陽離子下穩定的元素的光入射射出方向的組成變動抑制在一定的范圍內，能夠顯著地降低插入損失。又，根據本實施形態，在使用Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜制作的法拉第轉子中，通過使在石榴石單晶膜中在2價及4價的陽離子下穩定的元素的光入射射出方向的組成分布均勻，能夠使插入損失大體為On如以上說明的那樣，根據本實施形態，可實現更降低插入損失的法拉第轉子以及具備該轉子的光器件。發明效果按照上述，采用本發明，可實現插入損失低，能得到良好的磁特性的磁性石榴石材料、法拉第轉子、光器件、鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜及其制造方法以及該法所用的坩堝。權利要求1.一種Bi置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法，其特征在于，是采用液相外延法制造鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的方法，具有以下步驟將前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的原料組成物和助熔劑組成物投入到至少在熔融物接觸的部位配Au的坩堝中的步驟；加熱、熔融前述原料組成物得到熔融物的步驟；將前述熔融物降溫到前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成溫度的步驟；一邊使降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板，一邊育成前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的步驟。2.—種坩蝸，其特征為，是在采用液相外延法制造鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜時使用的坩堝，前述坩堝的至少與熔融物接觸的區域由Au或Au合金構成。3.—種磁性石榴石材料，其特征在于，用由Bi置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜構成，前述單晶膜中的置換鐵位點的元素的濃度變動為200%以下，且在補償溫度的飽和磁化為20G以下。4.權利要求3所述的磁性石榴石材料，其特征在于，前述置換鐵位點的元素是Pt，Pt的濃度變動為200%以下。5.權利要求3所述的磁性石榴石材料，其特征在于，前述單晶膜具有以下的化學組成Bh-丄Fe(5-y)My0"，式中，A-從含Y的稀土類元素、Ca及Pb的組中選出的1種或2種以上，！^從Ga、Al、Ge、Sc、In、Si、Ti、Mg、Mn、Zr、Au、Ir、Rh及Pt的組中選出的1種或2種以上，0.2Sx^2.5，0Sy^2.0。6.權利要求5所述的磁性石榴石材料，其特征在于，作為前述M至少選擇Ga，并且表示Ga量的y在O.8^yS2.0的范圍。7.—種光器件，其特征在于，該光器件具備順向的光入射的第1光學元件、與前述第l光學元件隔規定間隔而對置的前述順向的光射出的第2光學元件、配置在前述第l光學元件和前述第2光學元件之間，使透過前述第1光學元件的光的偏光面旋轉并向前述第2光學元件射出的法拉第轉子，前述法拉第轉子由所含的Pt量按摩爾比計為0.01以下、在表面和背面的Pt的濃度變動為200%以下的鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜構成。8.—種鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法，其特征在于，它是采用液相外延法制造由鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜的方法，具備將前述鉍置換稀土類鐵榴石的原料組成物和助熔劑組成物投入到坩堝中的步驟、和加熱、熔融前述原料組成物得到熔融物的步驟、將前述熔融物降溫到前述單晶膜的育成溫度的步驟、以及一邊^^降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板一邊育成前述單晶膜的步驟，在比大氣更有還原性的氣氛下進行得到前述熔融物的步驟以后的處理。9.一種鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的制造方法，其特征在于，該方法是采用液相外延法制造由鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜的方法，具備將前述鉍置換稀土類鐵榴石的原料組成物和助熔劑組成物投入到坩堝中的步驟、和加熱、熔融前述原料組成物得到熔融物的步驟、將前述熔融物降溫到鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的育成溫度的步驟、以及一邊使降溫的前述熔融物接觸單晶膜育成基板一邊育成前述鉍置換稀土類鐵榴石單晶膜的步驟，作為前述助熔劑組成物使用無鉛助熔劑組成物。10.—種單晶膜，其特征是，它是由采用液相外延法育成的鉍置換稀土類鐵榴石構成的單晶膜，作為在前述液相外延法中使用的助熔劑組成物，通過使用無鉛助熔劑，限制了雜質從前述助熔劑組成物混入。全文摘要本發明涉及用于光通信系統的磁性石榴石材料、光器件、鉍置換稀土類的鐵榴石單晶體膜及其制造方法以及其所使用的坩堝。文檔編號G02F1/00GK101187063SQ20071015433公開日2008年5月28日申請日期2003年2月24日優先權日2002年2月22日發明者大井戶敦,山澤和人,筧真一朗,細矢克宣,菅原保,川和也申請人:Tdk株式會社