JPH0228525B2 - - Google Patents
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- JPH0228525B2 JPH0228525B2 JP60053424A JP5342485A JPH0228525B2 JP H0228525 B2 JPH0228525 B2 JP H0228525B2 JP 60053424 A JP60053424 A JP 60053424A JP 5342485 A JP5342485 A JP 5342485A JP H0228525 B2 JPH0228525 B2 JP H0228525B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0071—Compositions for glass with special properties for laserable glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
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Description
本発明はガラス形成成分としてP2O5とSiO2を
共に含有したレーザーガラスに関する。 燐酸塩レーザーガラスは、誘導放出断面積が大
きいという特徴を備えているが、機械的強度およ
び化学的耐久性が貧弱であることに加えて、熱膨
脹係数が大きい故に耐熱衝撃性が小さいことが欠
点として指摘されている。燐酸塩レーザーガラス
のこうした欠点は、そのガラス組成にR″2O3
（R″はＹ、La、Ｂ、Alを示す）やR′O（R′はMg、
Ca、Sr、Ba、Zn、Pbを示す。以下同じ）を配
合することで、ある程度改善することができる。 一方、珪酸塩レーザーガラスは一般に機械的強
度と耐熱衝撃性に優れている反面、誘導放出断面
積は小さく濃度消光も大きく多量のNd2O3はドー
ブできない。 本発明は、レーザーガラスの (1) 耐熱衝撃性を大きくし、 (2) 濃度消光小さく、水分を少なくすることによ
つて蓄積エネルギーを大きくし、 (3) 比較的小さい誘導放出断面積を与えることに
よつて寄生発振を小さくすること を目的としたものであつて、燐酸塩ガラスに
SiO2を加えることにより熱膨脹係数を小さくし、
且つP2O5をベースにすることによつて濃度消光
を小さくし、且つ誘導放出断面積を小さくするた
めにSiO2をAl2O3で置換したガラスを提供する。 本発明者等は、燐酸塩レーザーガラスの主要成
分たるP2O5の一部をSiO2で置換することにより
熱膨脹係数を小さく、従つて耐熱衝撃性を大きく
することが出来ることを見出した。そして、燐酸
塩ガラスへのSiO2の多量添加は、化学的耐久性
の低下を伴うが、この不都合はAl2O3の添加によ
り改善され、また誘導放出断面積はSiO2の一部
をAl2O3で置換することによつて低くすることが
出来ることを見出した。また、P2O5をベースガ
ラスとすることで螢光の濃度消光の小さいガラス
が得られることを見出した。 本発明の珪燐酸塩レーザーガラスは、P2O5―
SiO2―Al2O3―R2O（ＲはLi、Na、Ｋを示す）―
Nd2O3を基本組成とし、モル％表示でP2O545〜
70、10＜SiO2＜20、P2O5＋SiO2＋Al2O360〜95、
10＜Al2O3≦20、20＜（Al2O3＋SiO2）≦30、Li2O
＋Na2O3＋K2O4〜30、Nd2O30.01〜12、La2O3＋
Y2O3＋B2O50〜５、R′O0〜10、Nb2O5＋CeO20
〜１の組成を有することを特徴とする。そして、
このガラスのレーザーガラスとして特長点は、螢
光の濃度消光が小さく、誘導放出断面積が寄生発
振を起こさない程度に適正な値をもち、耐熱衝撃
性が大きいことにある。 本発明のガラス組成（モル％表示）に於ては、
P2O5を45〜70％含有していることが必要であつ
て、この範囲を逸脱した場合にはガラスの安定性
が悪化又は揮発性が大きくなる。SiO2は10〜20
％の範囲で、SiO2の添加によりガラスの強度は
増し、熱膨脹係数を小さくなるが、20％を越える
と濃度消光が顕著になり、加えて化学的耐久性も
低下する。また、誘導放出面積を所望値に保持し
たまま、熱膨脹係数を小さくするためには、
P2O5＋SiO2＋Al2O3の合量は60〜95％の範囲にな
ければならない。 Al2O3は、10＜Al2O3≦20％の範囲で加えるこ
とにより誘導放出断面積を減少させ、目的に応じ
た適正値に調整することが出来る。 Al2O3＋SiO2が20％以下であると強度が落ち、
誘導放出断面積が大きくなる。Li2O＋Na2O＋
K2Oの合量が４％未満ではガラス化が困難にな
り、30％を越えると熱膨脹係数が大きくなつて耐
熱衝撃性が低下すると共に、化学的耐久性が劣化
する。Nd3+はレーザーガラスの活性イオンであ
つて、レーザーガラスとしての特性を発揮させる
には、少なくとも0.01％のNd2O3が必要であり、
本発明のガラス組成では12％（Nd3+として30×
1020イオン／c.c.）まで導入可能である。 任意成分について言えば、La2O3＋Y2O3＋
B2O3は０〜５％の範囲でAl2O3を置換して使用す
ることが出来る。R′O（R′＝Mg、Ca、Sr、Ba、
Zn、Pb）は０〜10％の範囲でLi2O、Na2O、
K2Oを置換して用いることができ、熱膨脹係数の
低下および化学的耐久性の向上に有効である。ま
たNb2O5＋CeO2は０〜１％の範囲でソラリゼー
シヨン防止剤として有効に働く成分である。 本発明の珪燐酸塩レーザーガラスは、上記した
ガラス組成が得られるようガラス原料を配合して
溶融し、常法通り乾燥ガスによるバブリング等の
方法により充分に脱水してから所望の形状に成形
される。 次に実施例を示して本発明に係るレーザーガラ
スの性状を具体的に説明する。 実施例 １
共に含有したレーザーガラスに関する。 燐酸塩レーザーガラスは、誘導放出断面積が大
きいという特徴を備えているが、機械的強度およ
び化学的耐久性が貧弱であることに加えて、熱膨
脹係数が大きい故に耐熱衝撃性が小さいことが欠
点として指摘されている。燐酸塩レーザーガラス
のこうした欠点は、そのガラス組成にR″2O3
（R″はＹ、La、Ｂ、Alを示す）やR′O（R′はMg、
Ca、Sr、Ba、Zn、Pbを示す。以下同じ）を配
合することで、ある程度改善することができる。 一方、珪酸塩レーザーガラスは一般に機械的強
度と耐熱衝撃性に優れている反面、誘導放出断面
積は小さく濃度消光も大きく多量のNd2O3はドー
ブできない。 本発明は、レーザーガラスの (1) 耐熱衝撃性を大きくし、 (2) 濃度消光小さく、水分を少なくすることによ
つて蓄積エネルギーを大きくし、 (3) 比較的小さい誘導放出断面積を与えることに
よつて寄生発振を小さくすること を目的としたものであつて、燐酸塩ガラスに
SiO2を加えることにより熱膨脹係数を小さくし、
且つP2O5をベースにすることによつて濃度消光
を小さくし、且つ誘導放出断面積を小さくするた
めにSiO2をAl2O3で置換したガラスを提供する。 本発明者等は、燐酸塩レーザーガラスの主要成
分たるP2O5の一部をSiO2で置換することにより
熱膨脹係数を小さく、従つて耐熱衝撃性を大きく
することが出来ることを見出した。そして、燐酸
塩ガラスへのSiO2の多量添加は、化学的耐久性
の低下を伴うが、この不都合はAl2O3の添加によ
り改善され、また誘導放出断面積はSiO2の一部
をAl2O3で置換することによつて低くすることが
出来ることを見出した。また、P2O5をベースガ
ラスとすることで螢光の濃度消光の小さいガラス
が得られることを見出した。 本発明の珪燐酸塩レーザーガラスは、P2O5―
SiO2―Al2O3―R2O（ＲはLi、Na、Ｋを示す）―
Nd2O3を基本組成とし、モル％表示でP2O545〜
70、10＜SiO2＜20、P2O5＋SiO2＋Al2O360〜95、
10＜Al2O3≦20、20＜（Al2O3＋SiO2）≦30、Li2O
＋Na2O3＋K2O4〜30、Nd2O30.01〜12、La2O3＋
Y2O3＋B2O50〜５、R′O0〜10、Nb2O5＋CeO20
〜１の組成を有することを特徴とする。そして、
このガラスのレーザーガラスとして特長点は、螢
光の濃度消光が小さく、誘導放出断面積が寄生発
振を起こさない程度に適正な値をもち、耐熱衝撃
性が大きいことにある。 本発明のガラス組成（モル％表示）に於ては、
P2O5を45〜70％含有していることが必要であつ
て、この範囲を逸脱した場合にはガラスの安定性
が悪化又は揮発性が大きくなる。SiO2は10〜20
％の範囲で、SiO2の添加によりガラスの強度は
増し、熱膨脹係数を小さくなるが、20％を越える
と濃度消光が顕著になり、加えて化学的耐久性も
低下する。また、誘導放出面積を所望値に保持し
たまま、熱膨脹係数を小さくするためには、
P2O5＋SiO2＋Al2O3の合量は60〜95％の範囲にな
ければならない。 Al2O3は、10＜Al2O3≦20％の範囲で加えるこ
とにより誘導放出断面積を減少させ、目的に応じ
た適正値に調整することが出来る。 Al2O3＋SiO2が20％以下であると強度が落ち、
誘導放出断面積が大きくなる。Li2O＋Na2O＋
K2Oの合量が４％未満ではガラス化が困難にな
り、30％を越えると熱膨脹係数が大きくなつて耐
熱衝撃性が低下すると共に、化学的耐久性が劣化
する。Nd3+はレーザーガラスの活性イオンであ
つて、レーザーガラスとしての特性を発揮させる
には、少なくとも0.01％のNd2O3が必要であり、
本発明のガラス組成では12％（Nd3+として30×
1020イオン／c.c.）まで導入可能である。 任意成分について言えば、La2O3＋Y2O3＋
B2O3は０〜５％の範囲でAl2O3を置換して使用す
ることが出来る。R′O（R′＝Mg、Ca、Sr、Ba、
Zn、Pb）は０〜10％の範囲でLi2O、Na2O、
K2Oを置換して用いることができ、熱膨脹係数の
低下および化学的耐久性の向上に有効である。ま
たNb2O5＋CeO2は０〜１％の範囲でソラリゼー
シヨン防止剤として有効に働く成分である。 本発明の珪燐酸塩レーザーガラスは、上記した
ガラス組成が得られるようガラス原料を配合して
溶融し、常法通り乾燥ガスによるバブリング等の
方法により充分に脱水してから所望の形状に成形
される。 次に実施例を示して本発明に係るレーザーガラ
スの性状を具体的に説明する。 実施例 １
【表】
σｐ：誘導放出断面積 α：熱膨脹係数
実施例 ２ Nd3+イオン濃度を変化させた以外は、実施例
１のNo.５の組成で５種の珪燐酸塩ガラスを調製
し、各ガラスの螢光寿命を測定した。結果を表２
に示す。なお、螢光寿命はガラス中に含まれる水
の量（OH基）に影響されるため、3.3μ付近に生
ずるＯ―Ｈ振動に基づく赤外吸収の吸収係数を水
の量の尺度として表２に併記した。
実施例 ２ Nd3+イオン濃度を変化させた以外は、実施例
１のNo.５の組成で５種の珪燐酸塩ガラスを調製
し、各ガラスの螢光寿命を測定した。結果を表２
に示す。なお、螢光寿命はガラス中に含まれる水
の量（OH基）に影響されるため、3.3μ付近に生
ずるＯ―Ｈ振動に基づく赤外吸収の吸収係数を水
の量の尺度として表２に併記した。
【表】
表２から明らかな如く、本発明の珪燐酸塩ガラ
スは螢光の濃度消光が小さく、Nd2O3を高濃度域
までドープすることが可能なため蓄積エネルギー
が大きく、且つ誘導放出断面積が適正で寄生発振
による損失が少ないため、増幅媒体として優れた
ガラスレーザーを構成することが期待出来る。
スは螢光の濃度消光が小さく、Nd2O3を高濃度域
までドープすることが可能なため蓄積エネルギー
が大きく、且つ誘導放出断面積が適正で寄生発振
による損失が少ないため、増幅媒体として優れた
ガラスレーザーを構成することが期待出来る。
Claims (1)
- １ モル％でP2O545〜70、10＜SiO2＜20、P2O5
＋SiO2＋Al2O360〜95、10＜Al2O3≦20、20＜
（Al2O3＋SiO2）≦30、Li2O＋Na2O＋K2O4〜30、
Nd2O30.01〜12、La2O3＋Y2O3＋B2O30〜５、
R′O（但し、R′はMg、Ca、Sr、Ba、Zn、Pbを示
す）０〜10、Nb2O5＋CeO20〜１の組成を有する
珪燐酸塩レーザーガラス。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053424A JPS61215233A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 珪燐酸塩レ−ザ−ガラス |
| US06/839,990 US4820662A (en) | 1985-03-19 | 1986-03-17 | Silicophosphate laser glass |
| DE19863609247 DE3609247A1 (de) | 1985-03-19 | 1986-03-19 | Silikophosphatlaserglas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053424A JPS61215233A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 珪燐酸塩レ−ザ−ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61215233A JPS61215233A (ja) | 1986-09-25 |
| JPH0228525B2 true JPH0228525B2 (ja) | 1990-06-25 |
Family
ID=12942453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053424A Granted JPS61215233A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 珪燐酸塩レ−ザ−ガラス |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4820662A (ja) |
| JP (1) | JPS61215233A (ja) |
| DE (1) | DE3609247A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929387A (en) * | 1988-08-31 | 1990-05-29 | Schott Glass Technologies, Inc. | Phosphate glass useful in high power lasers |
| US5032315A (en) * | 1989-04-03 | 1991-07-16 | Schott Glass Technologies, Inc. | Phosphate glass useful in high power lasers |
| US5053165A (en) * | 1989-07-26 | 1991-10-01 | Hoya Optics, Inc. | Glass of improved thermal shock resistance for high average power solid state laser system |
| US5173456A (en) * | 1990-12-20 | 1992-12-22 | Schott Glass Technologies, Inc. | Phosphate glass useful in high energy lasers |
| US5607886A (en) * | 1994-05-20 | 1997-03-04 | Kabushiki Kaisya Ohara | Optical glass for mold pressing having softening capability at low temperature |
| US6652972B1 (en) | 1999-11-01 | 2003-11-25 | Schott Glass Technologies Inc. | Low temperature joining of phosphate glass |
| JP2003535807A (ja) | 2000-06-20 | 2003-12-02 | ショット、グラス、テクノロジーズ、インコーポレイテッド | ガラスセラミック複合材 |
| US6882782B2 (en) | 2000-11-01 | 2005-04-19 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
| US20030168154A1 (en) * | 2002-02-15 | 2003-09-11 | Myers John D. | Phosphate glass fiber for fusion-splicing to silica glass fiber |
| US6911160B2 (en) * | 2002-03-21 | 2005-06-28 | Kigre, Inc. | Phosphate glass for use in the manufacture of ultra-short length lasers and amplifiers |
| US6853659B2 (en) * | 2002-08-28 | 2005-02-08 | Schott Glass Technologies, Inc. | Laser system utilizing highly doped laser glass |
| EP1730084B1 (en) * | 2003-12-31 | 2017-05-17 | Corning Incorporated | Aluminum silicophosphate glasses |
| US8486850B2 (en) | 2010-09-13 | 2013-07-16 | Schott Corporation | Aluminophosphate glass composition |
| CN104860534A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-08-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种耐热冲击的磷硅酸盐激光钕玻璃及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51107312A (ja) * | 1975-03-18 | 1976-09-22 | Hoya Glass Works Ltd | Hatsushinnoritokugaokiku hisenkeikutsusetsuritsugachiisairinsanenkeireezaagarasu |
| US4075120A (en) * | 1975-05-14 | 1978-02-21 | Kogre, Inc. | Laser phosphate glass compositions |
| JPS6077143A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-01 | Hoya Corp | 珪燐酸塩レ−ザ−ガラス |
| JP2731883B2 (ja) * | 1992-08-31 | 1998-03-25 | 富士電子工業株式会社 | 環状ワークの内周面高周波焼入装置 |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60053424A patent/JPS61215233A/ja active Granted
-
1986
- 1986-03-17 US US06/839,990 patent/US4820662A/en not_active Expired - Fee Related
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