JPH078734B2 - 赤外透過ガラス - Google Patents
赤外透過ガラスInfo
- Publication number
- JPH078734B2 JPH078734B2 JP61059774A JP5977486A JPH078734B2 JP H078734 B2 JPH078734 B2 JP H078734B2 JP 61059774 A JP61059774 A JP 61059774A JP 5977486 A JP5977486 A JP 5977486A JP H078734 B2 JPH078734 B2 JP H078734B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- infrared
- pbf
- alf
- transparent glass
- Prior art date
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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
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
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- Organic Chemistry (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、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。
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Bi2O3‐Ga2O3系、CaO−Ga2O3系、PbO−GeO2系等
の重金属酸化物ガラス、あるいは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
造法等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、例えば特開昭60-195032に記載さ
れているような比較的ガラスとなり易いガラス系がいく
つか知られている。しかしながら安定なガラスとなる組
成は限定されている。従って赤外透過性に優れ、さらに
安定なガラスを開発する必要性は依然として大きい。
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Bi2O3‐Ga2O3系、CaO−Ga2O3系、PbO−GeO2系等
の重金属酸化物ガラス、あるいは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
造法等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、例えば特開昭60-195032に記載さ
れているような比較的ガラスとなり易いガラス系がいく
つか知られている。しかしながら安定なガラスとなる組
成は限定されている。従って赤外透過性に優れ、さらに
安定なガラスを開発する必要性は依然として大きい。
問題点を解決するための手段 すなわち本発明は、赤外透過性に優れたPbF2、AlF3、Yb
F3、RF2（Ｒ＝Mg、Ca、Sr、Ba）、YF3、LaF3、およびGd
F3からなり、その組成がモル％で15≦PbF2≦50、10≦Al
F3≦50、５≦YbF3≦50、１≦RF2≦30、０≦YF3≦10、０
≦LaF3≦10、および０≦GdF3≦10の組成範囲にあり、Ｒ
＝Mg、Ca、Sr、BaであってRF2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30mol％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。
F3、RF2（Ｒ＝Mg、Ca、Sr、Ba）、YF3、LaF3、およびGd
F3からなり、その組成がモル％で15≦PbF2≦50、10≦Al
F3≦50、５≦YbF3≦50、１≦RF2≦30、０≦YF3≦10、０
≦LaF3≦10、および０≦GdF3≦10の組成範囲にあり、Ｒ
＝Mg、Ca、Sr、BaであってRF2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30mol％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が主なガラス網目形成成分であり、
PbF2、YbF3はガラスを安定化させる成分である。また、
網目修飾成分であるRF2はこのガラスの必須成分で融解
温度の低下等に寄与する。また、YF3、LaF3、GdF3の添
加はガラスの粘性を高める効果がある。このうち好まし
い組成範囲は20≦PbF2≦40、20≦AlF3≦45、10≦YbF3≦
40、１≦RF2≦25、０≦YF3≦５、０≦LaF3≦５、および
０≦GdF3≦５でこの上限、下限外ではいずれも結晶化の
進行が速い。
PbF2、YbF3はガラスを安定化させる成分である。また、
網目修飾成分であるRF2はこのガラスの必須成分で融解
温度の低下等に寄与する。また、YF3、LaF3、GdF3の添
加はガラスの粘性を高める効果がある。このうち好まし
い組成範囲は20≦PbF2≦40、20≦AlF3≦45、10≦YbF3≦
40、１≦RF2≦25、０≦YF3≦５、０≦LaF3≦５、および
０≦GdF3≦５でこの上限、下限外ではいずれも結晶化の
進行が速い。
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２〜７μｍ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２〜７μｍ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、YbF3、LaF3、GdF3およびYF3
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できるだけ不純物の少
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、YbF3、LaF3、GdF3およびYF3
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できるだけ不純物の少
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800〜950℃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が容易に、例えば
ファイバー用プリフォームのような形で得られる。
混合した後800〜950℃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が容易に、例えば
ファイバー用プリフォームのような形で得られる。
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公知の方法に
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２〜７μｍの波長範囲の光を
透過させることができ、かつガラス化が容易であり、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、たとえばエネルギー伝送用や光通信用、計測用等
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。
透過させることができ、かつガラス化が容易であり、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、たとえばエネルギー伝送用や光通信用、計測用等
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 PbF221.5g、AlF37.5g、CaF22.5g、BaF22.5g、およびYbF
316.5gを乳鉢で混合し白金ルツボを用いて、850℃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、
放冷して約40×40×5mm程度の板状ガラスを得た。この
ガラスの組成はモル％で30PbF2・30AlF3・10CaF2・５Ba
F2・25YbF3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。
316.5gを乳鉢で混合し白金ルツボを用いて、850℃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、
放冷して約40×40×5mm程度の板状ガラスを得た。この
ガラスの組成はモル％で30PbF2・30AlF3・10CaF2・５Ba
F2・25YbF3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 PbF218.0g、CaF22.5g、BaF25.0g、AlF37.5g、およびYbF
317.0gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１と同様な方法
で溶融、冷却して約40×40×5mmの板状ガラスを得た。
このガラスの組成はモル％で25PbF2・10CaF2・10BaF2・
30AlF3・25YbF3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T
c、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。
317.0gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１と同様な方法
で溶融、冷却して約40×40×5mmの板状ガラスを得た。
このガラスの組成はモル％で25PbF2・10CaF2・10BaF2・
30AlF3・25YbF3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T
c、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 PbF221.4g、CaF21.1g、MgF20.9g、BaF22.5g、AlF37.3
g、およびYbF316.7gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１
と同様の方法で溶融、冷却して約40×40×5mmの板状ガ
ラスを得た。このガラスの組成はモル％で30PbF2・５Ca
F2・５MgF2・５BaF2・30AlF3・25YbF3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、および結晶化開始温度Tcを表１に示す。
g、およびYbF316.7gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１
と同様の方法で溶融、冷却して約40×40×5mmの板状ガ
ラスを得た。このガラスの組成はモル％で30PbF2・５Ca
F2・５MgF2・５BaF2・30AlF3・25YbF3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、および結晶化開始温度Tcを表１に示す。
実施例４ PbF225.5g、CaF21.2g、AlF37.5g、YbF313.7g、およびYF
32.2gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１と同様の方法
で溶融、冷却して約40×40×5mmの板状ガラスを得た。
このガラスの組成はモル％で30PbF2・５CaF2・30AlF3・
20YbF3・５YF3であった。得られたガラスの赤外透過率
曲線を第４図に、ガラス転移温度Tg、および結晶開始温
度Tcを表１に示す。
32.2gを秤量後、乳鉢で混合し、実施例１と同様の方法
で溶融、冷却して約40×40×5mmの板状ガラスを得た。
このガラスの組成はモル％で30PbF2・５CaF2・30AlF3・
20YbF3・５YF3であった。得られたガラスの赤外透過率
曲線を第４図に、ガラス転移温度Tg、および結晶開始温
度Tcを表１に示す。
実施例５〜16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。（実施例７〜10についてはTg
とTcのみを測定）。比較例の組成は特開昭60-195032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350℃から380℃、Tcは400℃から480℃の範囲
となり、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。また透過率が最もよいガラスは
実施例１のガラスで、２〜５μｍで90％以上の透過率と
なっている。赤外透過限界波長はいずれも９〜10μｍで
あった。これはガラス形成成分であるAlF3の赤外吸収に
よる影響を受けているからである。
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。（実施例７〜10についてはTg
とTcのみを測定）。比較例の組成は特開昭60-195032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350℃から380℃、Tcは400℃から480℃の範囲
となり、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。また透過率が最もよいガラスは
実施例１のガラスで、２〜５μｍで90％以上の透過率と
なっている。赤外透過限界波長はいずれも９〜10μｍで
あった。これはガラス形成成分であるAlF3の赤外吸収に
よる影響を受けているからである。
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４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15〜50％、AlF3が10〜50
％、YbF3が５〜50％、１種あるいは２種以上のRF2（Ｒ
＝Mg、Ca、Sr、Ba）が１〜30％、YF3、LaF3およびGdF3
の各々が０〜10％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 |
|---|---|---|---|
| JP61059774A JPH078734B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP61059774A JPH078734B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 赤外透過ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216941A JPS62216941A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH078734B2 true JPH078734B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=13122971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059774A Expired - Fee Related JPH078734B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 赤外透過ガラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078734B2 (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 JP61059774A patent/JPH078734B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216941A (ja) | 1987-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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