JPH078733B2 - 赤外透過ガラス - Google Patents
赤外透過ガラスInfo
- Publication number
- JPH078733B2 JPH078733B2 JP61059773A JP5977386A JPH078733B2 JP H078733 B2 JPH078733 B2 JP H078733B2 JP 61059773 A JP61059773 A JP 61059773A JP 5977386 A JP5977386 A JP 5977386A JP H078733 B2 JPH078733 B2 JP H078733B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- infrared
- mol
- alf
- transparent glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/325—Fluoride glasses
-
- 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/041—Non-oxide glass compositions
- C03C13/042—Fluoride glass compositions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は赤外透過ガラスに関するものである。
本発明の赤外透過ガラスは、近赤外、赤外域において使
用される各種光学機器に用いるレンズ、プリズム、フィ
ルター或いは光通信用、光計測用のガラスファイバー等
に有用である。
用される各種光学機器に用いるレンズ、プリズム、フィ
ルター或いは光通信用、光計測用のガラスファイバー等
に有用である。
従来技術 近年1.0から6.0μｍ付近の波長域を利用した各種光学機
器、光通信システム等の開発に伴い、近赤外域から赤外
域での透過性に優れた光材料の開発が望まれ、ガラスの
中ではCaO−Al2O3系、CaO−Ga2O3系、Bi2O3‐Ga2O3系、
PbO−GeO2系等の重金属酸化物ガラス、ZrF4‐BaF2系の
フッ化物ガラスが知られている。フッ化物ガラスは酸化
物ガラスよりも赤外透過性に優れているため組成的な研
究、製造法の開発等が行われている。フツ化物ガラスは
他にAlF3を主成分としたガラスもまた比較的ガラスとな
り易いことが知られている。しかしながら安定なガラス
となる組成は限定され、さらに工業的な生産規模におい
て安定なガラスはまったくない。従って赤外透過性に優
れ、より安定なガラスを開発する必要性が依然として大
きい。
器、光通信システム等の開発に伴い、近赤外域から赤外
域での透過性に優れた光材料の開発が望まれ、ガラスの
中ではCaO−Al2O3系、CaO−Ga2O3系、Bi2O3‐Ga2O3系、
PbO−GeO2系等の重金属酸化物ガラス、ZrF4‐BaF2系の
フッ化物ガラスが知られている。フッ化物ガラスは酸化
物ガラスよりも赤外透過性に優れているため組成的な研
究、製造法の開発等が行われている。フツ化物ガラスは
他にAlF3を主成分としたガラスもまた比較的ガラスとな
り易いことが知られている。しかしながら安定なガラス
となる組成は限定され、さらに工業的な生産規模におい
て安定なガラスはまったくない。従って赤外透過性に優
れ、より安定なガラスを開発する必要性が依然として大
きい。
問題点を解決するための手段 本発明は上記の点を考慮して、新たな赤外透過フッ化物
ガラスの発明を目的としたものである。すなわち本発明
は可視、近赤外域に吸収がなく、また赤外透過性に優れ
たPbF2、AlF3、YF3、GdF3およびRF2（Ｒ＝Mg、Ca、Sr、
Ba）からなり、その組成がモル％で20≦PbF2≦55、30≦
AlF3≦55、５≦YF3≦15、５≦GdF3≦15および０≦RF2≦
20の組成範囲内にあり、Ｒ＝Mg、Ca、Sr、BaであってRF
2は１種あるいは２種以上で使用し、２種以上の場合は
その合計が20％を超えないことを特徴とする赤外透過ガ
ラスに係るものである。
ガラスの発明を目的としたものである。すなわち本発明
は可視、近赤外域に吸収がなく、また赤外透過性に優れ
たPbF2、AlF3、YF3、GdF3およびRF2（Ｒ＝Mg、Ca、Sr、
Ba）からなり、その組成がモル％で20≦PbF2≦55、30≦
AlF3≦55、５≦YF3≦15、５≦GdF3≦15および０≦RF2≦
20の組成範囲内にあり、Ｒ＝Mg、Ca、Sr、BaであってRF
2は１種あるいは２種以上で使用し、２種以上の場合は
その合計が20％を超えないことを特徴とする赤外透過ガ
ラスに係るものである。
上記成分のうちAlF3が主なガラス形成成分であり、YF3
およびGdF3は中間的な性格を持つ成分である。また、Pb
F2は網目修飾成分としての性格が強い。
およびGdF3は中間的な性格を持つ成分である。また、Pb
F2は網目修飾成分としての性格が強い。
PbF2は20モル％以下では融解温度が高くなり、55モル％
以上では結晶化が速い。
以上では結晶化が速い。
AlF3はガラス形成物と考えられ、30モル％以下では不十
分で、55モル％以上では融解温度が高くなる。
分で、55モル％以上では融解温度が高くなる。
YF3とGdF3はガラス安定成分と考えられ、合計で10モル
％以下、30モル％を超えると結晶化が速く、YF3とGaF3
の含有量比が0.4≦YF3／GaF3≦2.6となることが望まし
い。
％以下、30モル％を超えると結晶化が速く、YF3とGaF3
の含有量比が0.4≦YF3／GaF3≦2.6となることが望まし
い。
RF2が20モル％を超えると融解温度が高くなり好ましく
ない。
ない。
本発明によると上記組成範囲内にあるガラスは無色透明
で７μｍ以下の波長の赤外線を透過させることができる
ため、赤外透過ガラスとして有効に使用できる。
で７μｍ以下の波長の赤外線を透過させることができる
ため、赤外透過ガラスとして有効に使用できる。
本発明のガラスを製造するための原料は、PbF2、AlF3、
MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、YF3およびGdF3である。これ
らが酸化物や水分等を含んでいると赤外透過率を低下さ
せる原因となるので出来るだけ不純物の少ないものを使
用することが望ましい。特に赤外透過ガラスをファイバ
ーとし、光通信等に用いる場合ガラス中に含まれる水に
よるOH基振動の影響が波長３μｍ付近の透過率低下を引
き起こす。このため溶融時においても水の除去が必要と
なる。
MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、YF3およびGdF3である。これ
らが酸化物や水分等を含んでいると赤外透過率を低下さ
せる原因となるので出来るだけ不純物の少ないものを使
用することが望ましい。特に赤外透過ガラスをファイバ
ーとし、光通信等に用いる場合ガラス中に含まれる水に
よるOH基振動の影響が波長３μｍ付近の透過率低下を引
き起こす。このため溶融時においても水の除去が必要と
なる。
本発明のガラスを製造する方法としては、原料を秤量、
混合した後850〜950℃の温度で溶融し、その後ガラス融
液を冷却することで無色透明なガラスを得ることができ
る。
混合した後850〜950℃の温度で溶融し、その後ガラス融
液を冷却することで無色透明なガラスを得ることができ
る。
この際、Ar、N2等の不活性ガス雰囲気下で溶融するか、
あるいはF2ガス等のハロゲンガスでバブリングを行なう
ことはガラス融液中の水の除去、また酸化防止のため望
ましい操作である。
あるいはF2ガス等のハロゲンガスでバブリングを行なう
ことはガラス融液中の水の除去、また酸化防止のため望
ましい操作である。
このようにして得られる赤外透過ガラスは既知の方法に
よってガラスファイバーとすることができる。これは光
通信用ファイバーあるいは計測用ファイバーとして有効
に使用できる。
よってガラスファイバーとすることができる。これは光
通信用ファイバーあるいは計測用ファイバーとして有効
に使用できる。
発明の効果 本発明の赤外透過ガラスは可視域から７μｍまでの赤外
域にかけて広い波長範囲の光を透過させることができ、
安定性、すなわちガラス形成能において優れている。そ
のため、このガラスの用途としては、たとえばエネルギ
ー伝送用や光通信用、計測用等のファイバー材料として
有効であり、またレンズ、プリズム、フィルター等の光
学部品にも使用することができる。
域にかけて広い波長範囲の光を透過させることができ、
安定性、すなわちガラス形成能において優れている。そ
のため、このガラスの用途としては、たとえばエネルギ
ー伝送用や光通信用、計測用等のファイバー材料として
有効であり、またレンズ、プリズム、フィルター等の光
学部品にも使用することができる。
実施例 各実施例で得られたガラスについて測定されたガラス転
移温度（Tg）、結晶化温度（Tc）及び融解温度（Tm）か
ら導かれる下記のガラス形成パラメータKg1、 Kg1＝（Tc−Tg）／（Tm−Tc） を求め表１に示した。これによりガラス形成能を評価す
る。
移温度（Tg）、結晶化温度（Tc）及び融解温度（Tm）か
ら導かれる下記のガラス形成パラメータKg1、 Kg1＝（Tc−Tg）／（Tm−Tc） を求め表１に示した。これによりガラス形成能を評価す
る。
実施例１ PbF231.4g、AlF38.4g、YF34.2g、およびGdF36.1gを乳鉢
で混合し白金ルツボを用いて、900℃の電気炉中で約１
時間溶融した。その際窒素ガスを11/minから21/min程度
流した。その後カーボンの型に流し出し、同じくカーボ
ンの板で上方からプレスして約50×50×1.5mm程度の板
状ガラスを得た。このガラスの組成はモル％で45PbF2・
35AlF3・10YF3・10GdF3であった。得られたガラスの赤
外透過率曲線を第１図に、ガラス転移温度Tg、結晶化開
始温度Tc、および融解温度Tm、ならびにこれらより求め
たガラス形成パラメータKg1を表１に示す。
で混合し白金ルツボを用いて、900℃の電気炉中で約１
時間溶融した。その際窒素ガスを11/minから21/min程度
流した。その後カーボンの型に流し出し、同じくカーボ
ンの板で上方からプレスして約50×50×1.5mm程度の板
状ガラスを得た。このガラスの組成はモル％で45PbF2・
35AlF3・10YF3・10GdF3であった。得られたガラスの赤
外透過率曲線を第１図に、ガラス転移温度Tg、結晶化開
始温度Tc、および融解温度Tm、ならびにこれらより求め
たガラス形成パラメータKg1を表１に示す。
実施例２ PbF226.7g、MgF21.0g、SrF22.0g、AlF39.2g、YF34.6g、
およびGdF36.7gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１と同
様な方法で溶融、冷却し約50×50×1.5mmの板状ガラス
を得た。このガラスの組成はモル％で35PbF2・５MgF2・
５SrF2・35AlF3・10YF3・10GdF3であった。得られたガ
ラスの赤外透過率曲線を第２図に、ガラス転移温度Tg、
結晶化開始温度Tc、および融解温度Tm、ならびにこれら
より求めたガラス形成パラメータKg1を表１に示す。
およびGdF36.7gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１と同
様な方法で溶融、冷却し約50×50×1.5mmの板状ガラス
を得た。このガラスの組成はモル％で35PbF2・５MgF2・
５SrF2・35AlF3・10YF3・10GdF3であった。得られたガ
ラスの赤外透過率曲線を第２図に、ガラス転移温度Tg、
結晶化開始温度Tc、および融解温度Tm、ならびにこれら
より求めたガラス形成パラメータKg1を表１に示す。
実施例３ PbF223.3g、CaF21.2g、SrF22.0g、BaF22.8g、AlF39.3
g、YF34.6g、およびGdF36.8gを秤量後、乳鉢で混合し、
実施例１と同様の方法で溶融、冷却し約40×40×2.5mm
の板状ガラスを得た。このガラスの組成はモル％で30Pb
F2・５CaF2・５SrF2・５BaF2・35AlF3・10YF3・10GdF3
であった。得られたガラスの赤外透過率曲線を第３図
に、ガラス転移温度Tg、結晶化開始温度Tc、および融解
温度Tm、ならびにこれらより求めたガラス形成パラメー
タKg1を表１に示す。
g、YF34.6g、およびGdF36.8gを秤量後、乳鉢で混合し、
実施例１と同様の方法で溶融、冷却し約40×40×2.5mm
の板状ガラスを得た。このガラスの組成はモル％で30Pb
F2・５CaF2・５SrF2・５BaF2・35AlF3・10YF3・10GdF3
であった。得られたガラスの赤外透過率曲線を第３図
に、ガラス転移温度Tg、結晶化開始温度Tc、および融解
温度Tm、ならびにこれらより求めたガラス形成パラメー
タKg1を表１に示す。
実施例４〜８及び比較例 組成を表１に示されるように変えた外は実施例１と同様
に行い、Tg、Tc、およびTmを測定してKg1を求め、得ら
れた結果を表１に示した。比較例の組成は特開昭60-195
032号公報に記載された公知例に相当する。上記各実施
例において、Tgは340℃から370℃、Tcは430℃から470℃
の範囲となり、ガラス構成成分が多くなるとTcは上昇す
る傾向にあり、熱的安定性を増している。
に行い、Tg、Tc、およびTmを測定してKg1を求め、得ら
れた結果を表１に示した。比較例の組成は特開昭60-195
032号公報に記載された公知例に相当する。上記各実施
例において、Tgは340℃から370℃、Tcは430℃から470℃
の範囲となり、ガラス構成成分が多くなるとTcは上昇す
る傾向にあり、熱的安定性を増している。
また透過率では大きな変化はなく、赤外透過限界波長は
９μｍとなっている。これはガラス形成成分であるAlF3
の影響を受けているからである。ここで示した透過率曲
線はガラス表面の状態による影響が大きいものと考えら
れる。
９μｍとなっている。これはガラス形成成分であるAlF3
の影響を受けているからである。ここで示した透過率曲
線はガラス表面の状態による影響が大きいものと考えら
れる。
以上の実施例と比較例のガラス形成パラメータKg1の値
を比較すると実施例のものは比較例よりかなり大きく、
本発明のガラスの安定性が優れていることが分かる。
を比較すると実施例のものは比較例よりかなり大きく、
本発明のガラスの安定性が優れていることが分かる。
第１図〜第３図は実施例の赤外透過率曲線である。
Claims (1)
- 【請求項１】モル％でPbF2が20〜55％、AlF3が30〜55
％、YF3が５〜15％、GdF3が５〜15％、および１種ある
いは２種以上のRF2（Ｒ＝Mg、Ca、Sr、Ba）が０〜20％
から成ることを特徴とする赤外透過ガラス
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059773A JPH078733B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 赤外透過ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059773A JPH078733B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 赤外透過ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216940A JPS62216940A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH078733B2 true JPH078733B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13122942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059773A Expired - Fee Related JPH078733B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 赤外透過ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078733B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195032A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Agency Of Ind Science & Technol | 赤外透過ガラス |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61059773A patent/JPH078733B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216940A (ja) | 1987-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |