JPH0362658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

ａ 産業上の利用分野 本発明は赤外線の伝送に有用な赤外線透過用ハ
ライドガラスに関する。 ｂ 従来技術 従来から使用されている光伝送体は主として石
英（SiO₂）を主体とした酸化物ガラスであつた。
しかし、当該ガラスはその網目を形成するSiとＯ
の間の結合が強いため格子振動による赤外吸収が
あり、波長が2μm程度迄の赤外線しか透過できな
い欠点があつた。そこで波長が2μm以上の赤外領
域において透明な窓を有する材料の開発が行なわ
れている。現在までに報告されている材料をガラ
スと結晶材料に大別すれば、ガラス材料としては
フツ化ジルコニウム（ZrF₄）系，フツ化ベリ
リウム（BeF₂）系などのフツ化物ガラス，塩
化亜鉛（ZnCl₂），塩化ビスマス（BiCl₃），塩化
カドミウム（CdCl₂）系，よう化カドミウム系，
臭化鉛系あるいは塩化ナトリウム（ThCl₄）系な
どの非フツ化物系ハライドガラス，および砒
素，ゲルマニウム等を含むカルコゲンガラスが知
られている。一方結晶材料としてはタリウムハ
ライド（TlBr−TlI），銀ハライド（AgCl−
AgBr）などの多結晶体，塩化カリウム
（KCl），臭化セシウム（CsBr），ヨウ化セシウム
（CsI）などの単結晶体が知られている。 しかし、のフツ化物ガラスは波長が4μm以上
では格子振動による赤外吸収があるため赤外透過
波長領域が4μm程度までと限定される欠点があつ
た。そこでの非フツ化物系ハライドガラスが
10μm以上の波長の赤外線も良く透過するため赤
外線透過材料として最も有力な候補とされてい
る。しかし、ZnCl₂またはBiCl₃を主成分とする
ガラスは著しい潮解性のため実用性に欠け、また
CdCl₂，CdI₂およびPbBr₂を主成分とするガラス
もCd，Pbなどの毒性のため実用性に欠ける欠点
があつた。のカルコゲンガラスも砒素，セレン
等の毒性のある成分を多く含み、さらにガラスの
構造欠陥が多いため赤外線の吸収が大きいという
欠点があつた。一方、結晶材料につていてもの
多結晶体は多結晶体であることに原因する結晶粒
界における光の散乱が大きく、又の単結晶体は
単結晶を成長させることの出来る速度が毎分１〜
２cmと小さく、極めて生産性が悪いという欠点が
あつた。 ｃ 発明の目的 本発明は、近赤外から中赤外領域迄の赤外線を
極めて良く透過し、かつ潮解性も毒性もなく、生
産性に優れたガラスを提供することをその目的と
する。 ｄ 発明の構成 本発明は、ガラスを構成する陽イオン成分の割
合か銀50〜77モル％，セシウム23〜50モル％であ
り、かつガラスを構成する陰イオン成分の割合が
臭素イオン５〜80モル％、ヨウ素イオン20〜95モ
ル％であることを特徴とする赤外線透過用ハライ
ドガラスである。 次に、当該組成範囲に限定した理由について述
べる。 本発明者らは、AgBr−CsBr系およびAgI−
CsI系ハライド組成がガラスを形成することを見
い出した。さらに、AgBr−CsBr系ガラス組成の
臭素（Br）をよう素（Ｉ）に，またAgI−CsI系
ガラス組成のよう素を臭素に置換すれば結晶析出
傾向が著しく制御できることを発見するに至つ
た。 AgBr−CsBr系ガラスの臭素をよう素で置換し
たとき、置換するよう素のモル分率が0.20未満の
ときは置換による結晶析出抑制の効果が少なく、
またよう素モル分率が0.95を超えると逆に結晶析
出傾向を増加させた。このことからよう素のモル
分率適正値は0.20〜0.95であることが明らかとな
つた。一方、AgI−CsI系ガラスのよう素を臭素
で置換したときは置換する臭素モル分率が0.05未
満であればその効果が少なく、また0.80を超える
と結晶析出傾向が増加した。従つて、置換する臭
素モル分率の適正比は0.05〜0.80であることが明
らかとなつた。臭素とよう素を含むAgX−CsX
系ガラス（Ｘ＝Br＋Ｉ）において、AgXが50モ
ル％未満又は77モル％をこえると結晶析出傾向が
増加した。このことからAgXの適正量は50〜77
モル％であり、又同様にCsX量は23〜50モル％が
適正量であることが明らかとなつた。 本発明の成分はAgXとCsX（Ｘ＝Br＋Ｉ）で構
成されているが、ガラスの特性，例えば屈折率や
膨張係数などを調整するために結晶析出傾向を余
り増加させない範囲で他のハロゲン化合物を添加
してもさしつかえない。 次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説
明する。 ｅ 実施例 実施例 １ AgBr26.4，AgI39.6，CsBr13.6およびCsI20.4モ
ル％の割合−即ちAgX66，CsX34モル％で
Br^-／（Br^-＋I^-）＝0.40−になるように調合した混合粉 末５ｇを高純度でかつ無水の透明石英製容器に入
れ、真空乾燥器内で100℃，17時間の加熱を行な
つた。その後液体窒素ボンベから気化させた窒素
ガスを真空乾燥器内に充填させて300℃に昇温し、
10分間加熱溶融した。冷却後石英容器を窒素ガス
を流しているグローブボツクス内の溶融炉に移
し、400℃，30分間加熱溶融後サンプル厚が0.4〜
0.5mmになるように設計された黄銅製の鋳型に流
し込み成形した。 この様にして作製したサンプルを偏光顕微鏡と
Ｘ線回折で結晶の有無を調べた。その結果、いず
れの方法においても結晶が存在しないことを確認
した。第１図に当該ガラスのＸ線回折図形を示
す。当図から結晶特有の鋭いピークが全く見られ
ずガラス特有のハローのみが存在していることが
分る。また第２図に当該ガラスの赤外透過特性を
示す。但し、当該サンプルは前記同様の方法で溶
融を行なつたが、１mm厚のサンプルが得られる様
に設計した黄銅製の鋳型で成形した。波長が
2.8μmと6.25μmにOH基による吸収と18μm付近か
ら酸化物に起因すると思われる吸収が若干存在す
るが、測定範囲の2.5〜25μmの中赤外領域では極
めて高い透過率を示している。 実施例 ２，３ 実施例１と同じ組成、即ちAgX66，CsX34モ
ル％，Br^-／（Br^-＋I^-）＝0.40であり、その原料
配合比の異なる配合粉末−第１表実施例２，３に
示す配合比−を作成し実施例１と同様の方法で溶
融を行なつた。得られたガラスのガラス化の判定
および赤外透過特性を調べたが、結果は実施例１
と同様であつた。 第１表に実施例におけるガラス化の判定の結果
を○，×として表わした。ここで表中の○印は偏
光顕微鏡およびＸ線回折の両評価方法において非

【表】

【表】 品質と判断されたものである。 実施例 ４〜48 第１表実施例４〜48に示す各原料配合、各組成
ガラスを実施例１と同様の方法で溶融した。 得られたサンプルのガラス化の判定結果を第１
表に合せて示してあるが、Ｘ線回折結果はいずれ
も第１図と同じ図形であつた。また、赤外線透過
特性も基本的には第２図とおなじであり、いずれ
の場合も波長が2.5μm〜25μmの中赤外領域で極
めて高い透過特性を示した。 比較例 １〜11 第１表比較例１〜11に示す各原料配合，各組成
のガラスを実施例１と同様の方法で作成すること
を試みた。 各ガラスは、いずれも肉眼または偏光顕微鏡に
よる観察により結晶の存在が確認された。ここで
比較例１〜３はAg量が少なく、Cs量が多い。比
較例４〜５は逆にAg量が多く、Cs量が少ない例
である。又比較例７，８は臭素量が少なく、ヨウ
素量が多い。実施例９〜11は臭素量が多く、ヨウ
素量が少ない例である。 結晶を含むガラスは第１表のガラス化判定の欄
に×印で示した。 ｆ 発明の効果 本発明によるガラスは、主としてAg，Cs，Br
およびＩで構成されている。これら成分の格子振
動による赤外吸収は40〜50μm付近の波長であり、
2.5〜25μmの中赤外領域においては内的要因によ
る吸収を持つていない。しかもZnCl₂または
BiCl₃系ガラスに見られる様な潮解性もなく、か
つ毒性を有する成分も全く含まれていない。これ
らのことから本発明のガラスは超低損失光通信用
フアイバ，赤外温度計用フアイバ，赤外レーザー
用窓材，赤外線収束または発散用レンズ材などへ
の応用が可能なガラスと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１によりえられたガラスのＸ線
回折図であり、第２図は同ガラスの赤外線透過特
性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ガラスを構成する陽イオン成分の割合が銀50
   〜77モル％，セシウム23〜50モル％であり、かつ
   ガラスを構成する陰イオン成分の割合が臭素イオ
   ン５〜80モル％，ヨウ素イオン20〜95モル％であ
   ることを特徴とする赤外線透過用ハライドガラ
   ス。