JPH0788224B2 - 屈折率分布型レンズの製造方法 - Google Patents
屈折率分布型レンズの製造方法Info
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- JPH0788224B2 JPH0788224B2 JP61180719A JP18071986A JPH0788224B2 JP H0788224 B2 JPH0788224 B2 JP H0788224B2 JP 61180719 A JP61180719 A JP 61180719A JP 18071986 A JP18071986 A JP 18071986A JP H0788224 B2 JPH0788224 B2 JP H0788224B2
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- 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
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は屈折率分布型レンズの製造方法に関する。
本発明は、アルキルシリケートを酸性触媒下で加水分解
して得られる溶液とアルキルシリケートを塩基性触媒下
で加水分解して得られる溶液を混合してゾルを製造し、
ゾルを円筒状容器に注入し、前記円筒状容器の中でゲル
化してウェットゲルを製造し、ウェットゲルを乾燥して
ドライゲルを製造し、ドライゲルを焼結して、連続した
細孔を有する焼結ゲル（Ｉ）を製造し、焼結ゲル（Ｉ）
をドーパントを含む溶液に浸漬し、このドーパントが前
記細孔の内部に沈積した焼結ゲル（II）を製造し、焼結
ゲル（II）をドーパント可溶液に浸漬して、部分的にド
ーパントを溶出させ、内部にドーパントの濃度分布を有
する焼結ゲル（III）を製造し、焼結ゲル（III）を焼結
して透明ガラス化することにより、屈折率分布を生じさ
せる屈折率分布型レンズの製造方法である。
して得られる溶液とアルキルシリケートを塩基性触媒下
で加水分解して得られる溶液を混合してゾルを製造し、
ゾルを円筒状容器に注入し、前記円筒状容器の中でゲル
化してウェットゲルを製造し、ウェットゲルを乾燥して
ドライゲルを製造し、ドライゲルを焼結して、連続した
細孔を有する焼結ゲル（Ｉ）を製造し、焼結ゲル（Ｉ）
をドーパントを含む溶液に浸漬し、このドーパントが前
記細孔の内部に沈積した焼結ゲル（II）を製造し、焼結
ゲル（II）をドーパント可溶液に浸漬して、部分的にド
ーパントを溶出させ、内部にドーパントの濃度分布を有
する焼結ゲル（III）を製造し、焼結ゲル（III）を焼結
して透明ガラス化することにより、屈折率分布を生じさ
せる屈折率分布型レンズの製造方法である。
従来、屈折率分布型レンズとしてよく知られているもの
にSELFOC （日本板硝子商標）レンズがある。これは、
予め電子分極率の大きいタリウムなどのイオンを均一に
ガラスロッドに含ませておき、これをカリウムなどの電
子分極率の小さいイオンを含む高温の溶融塩浴中でイオ
ン交換反応を起こさせ、タリウムイオンの濃度分布、す
なわち屈折率分布を形成する（イオン交換法）。
にSELFOC （日本板硝子商標）レンズがある。これは、
予め電子分極率の大きいタリウムなどのイオンを均一に
ガラスロッドに含ませておき、これをカリウムなどの電
子分極率の小さいイオンを含む高温の溶融塩浴中でイオ
ン交換反応を起こさせ、タリウムイオンの濃度分布、す
なわち屈折率分布を形成する（イオン交換法）。
また、最近“分子スタッフィング法”という新しい方法
が考案されている（特開昭51−126207,特公昭60−2405
7）これは、ガラスの分相現象を利用した多孔質体、あ
るいは火炎加水分解法等により得られるシリカ微粉末焼
成多孔質体などの細孔中に、屈折率調整剤（ドーパン
ト）を沈積させ、ドーパントの温度による溶解度差など
を利用してドーパントを部分的に溶出させ、ドーパント
濃度分布、すなわち屈折率分布を形成する方法である。
が考案されている（特開昭51−126207,特公昭60−2405
7）これは、ガラスの分相現象を利用した多孔質体、あ
るいは火炎加水分解法等により得られるシリカ微粉末焼
成多孔質体などの細孔中に、屈折率調整剤（ドーパン
ト）を沈積させ、ドーパントの温度による溶解度差など
を利用してドーパントを部分的に溶出させ、ドーパント
濃度分布、すなわち屈折率分布を形成する方法である。
上記発明のうち、イオン交換法は反応速度論的に見ても
製造上非常に長時間を要する。例えば数ミリの外径のも
ので１週間以上の日数と高温状態を必要とする。また分
子スタッフィング法について、ガラスの分相現象を利用
した多孔質体を前駆体として用いた場合、不純物の影響
を考えなくてはならない。本発明の如き屈折率分布型レ
ンズは当然の事ながら光部品として用いられるため、光
損失につながる不純物はできるだけ少ないことが望まし
い。特に通信用への応用を考えた場合、不純物はppmの
オーダーで残存しているも不適当である。その意味から
も、前駆体である多孔質体の選択により光部品としての
用途が制限されてしまうことになる。一方、前駆体とし
て火炎加水分解法による多孔質シリカを用いることも考
えられているが反応収率の低さや、装置が複雑であるな
ど、コスト的な面から問題を有している。
製造上非常に長時間を要する。例えば数ミリの外径のも
ので１週間以上の日数と高温状態を必要とする。また分
子スタッフィング法について、ガラスの分相現象を利用
した多孔質体を前駆体として用いた場合、不純物の影響
を考えなくてはならない。本発明の如き屈折率分布型レ
ンズは当然の事ながら光部品として用いられるため、光
損失につながる不純物はできるだけ少ないことが望まし
い。特に通信用への応用を考えた場合、不純物はppmの
オーダーで残存しているも不適当である。その意味から
も、前駆体である多孔質体の選択により光部品としての
用途が制限されてしまうことになる。一方、前駆体とし
て火炎加水分解法による多孔質シリカを用いることも考
えられているが反応収率の低さや、装置が複雑であるな
ど、コスト的な面から問題を有している。
そこで本発明の目的は、ゾル−ゲル法を利用することに
より、純度の高い大型の屈折率分布型レンズを低コスト
で提供することにある。
より、純度の高い大型の屈折率分布型レンズを低コスト
で提供することにある。
本発明の屈折率分布型レンズの製造方法は、ゾル−ゲル
法により得られる多孔質体を屈折率調整剤（以下ドーパ
ント）を含む溶液に浸漬し、ドーパントを細孔内部に沈
積（スタッフィング）した後、該多孔質体をさらにドー
パント可溶液に浸漬することにより部分的にドーパント
を溶出させ（アンスタッフィング）、該多孔質体内部に
ドーパント濃度分布、すなわち屈折率分布を生じせし
め、これを乾燥，焼結することを特徴とする。
法により得られる多孔質体を屈折率調整剤（以下ドーパ
ント）を含む溶液に浸漬し、ドーパントを細孔内部に沈
積（スタッフィング）した後、該多孔質体をさらにドー
パント可溶液に浸漬することにより部分的にドーパント
を溶出させ（アンスタッフィング）、該多孔質体内部に
ドーパント濃度分布、すなわち屈折率分布を生じせし
め、これを乾燥，焼結することを特徴とする。
本発明によれば、ゾル−ゲル法のメリットのひとつでも
ある高純度の多孔質体が得られる。また大きさに関して
は、従来ゾル−ゲル法では大きいバルク体を製造するの
は困難であったが、最近になって、金属アルコキシドの
酸性触媒による加水分解液に微粒子を分散させることに
より大型のバルクが製造できる方法が考案された（特願
昭58−23757,特願昭60−26001）。この発明は石英ガラ
スの製造に係るものであるが、その概要を説明すると、
まずアルキルシリケートの酸性触媒加水分解液を調整
し、これにアルキルシリケートの塩基性触媒加水分解に
よるシリカ微粒子を混合し原料ゾルとする。このような
原料ゾルから得られるゲルは、比較的大きい細孔を有し
つつも結合力の強いもので、大きいバルクを得るために
画期的な方法と言える。
ある高純度の多孔質体が得られる。また大きさに関して
は、従来ゾル−ゲル法では大きいバルク体を製造するの
は困難であったが、最近になって、金属アルコキシドの
酸性触媒による加水分解液に微粒子を分散させることに
より大型のバルクが製造できる方法が考案された（特願
昭58−23757,特願昭60−26001）。この発明は石英ガラ
スの製造に係るものであるが、その概要を説明すると、
まずアルキルシリケートの酸性触媒加水分解液を調整
し、これにアルキルシリケートの塩基性触媒加水分解に
よるシリカ微粒子を混合し原料ゾルとする。このような
原料ゾルから得られるゲルは、比較的大きい細孔を有し
つつも結合力の強いもので、大きいバルクを得るために
画期的な方法と言える。
さて、このように大きいゲルが得られるゾル−ゲル法
と、分子スタッフィング法を組み合わせることによっ
て、短時間で大型の屈折率分布型レンズが得られること
になる。またゾル−ゲル法は原料収率も高いことから低
コスト化という見地からも有用な方法である。
と、分子スタッフィング法を組み合わせることによっ
て、短時間で大型の屈折率分布型レンズが得られること
になる。またゾル−ゲル法は原料収率も高いことから低
コスト化という見地からも有用な方法である。
ところで、ゾル原料に関しては、目的用途によって自由
度がある。例えば、大型化がさほど要求されない場合
は、シリカ微粒子を混合しなくともある程度の大きさの
多孔質体は得られる。また、純度的に許容範囲の広いも
のについては使用するシリカ微粒子は市販の粉体（例え
ば、アエロジルOX−50:deggusa社製）でもかまわない。
度がある。例えば、大型化がさほど要求されない場合
は、シリカ微粒子を混合しなくともある程度の大きさの
多孔質体は得られる。また、純度的に許容範囲の広いも
のについては使用するシリカ微粒子は市販の粉体（例え
ば、アエロジルOX−50:deggusa社製）でもかまわない。
スタッフィンゲに用いる多孔質体は上記方法により得ら
れたゲルであるが、ゾルをゲル化させ乾燥させたいわゆ
るドライゲルのままでは強度的に弱いため、ある程度の
熱処理を加え、ゲルの強度を向上させる（仮焼）。この
時の熱処理は、基本的には、ゲルの細孔が平行化しない
程度のものであるが、細孔が小さくなりすぎると、後の
ドーパント溶液の拡散速度が遅くなるため、適当な条件
を選ばなくてはならない。
れたゲルであるが、ゾルをゲル化させ乾燥させたいわゆ
るドライゲルのままでは強度的に弱いため、ある程度の
熱処理を加え、ゲルの強度を向上させる（仮焼）。この
時の熱処理は、基本的には、ゲルの細孔が平行化しない
程度のものであるが、細孔が小さくなりすぎると、後の
ドーパント溶液の拡散速度が遅くなるため、適当な条件
を選ばなくてはならない。
ドーパントの種類は、分子スタッフィング法の原理から
酸化され、ガラス中で屈折率を高める作用をするもので
スタッフィングする際の溶液条件から、温度や溶媒によ
って溶解度が著しく変わる化合物として存在しているも
のがよい。CsNO3,Pb（NO3）2,TlNO3,Tl2SO4などが代表
的なものとなろう。
酸化され、ガラス中で屈折率を高める作用をするもので
スタッフィングする際の溶液条件から、温度や溶媒によ
って溶解度が著しく変わる化合物として存在しているも
のがよい。CsNO3,Pb（NO3）2,TlNO3,Tl2SO4などが代表
的なものとなろう。
上記のようなドーパントを水あるいは適当な溶媒に溶か
し、高温状態でゲル中に均一に拡散させる。これを冷却
することにより高度差から生じる溶解度差分だけドーパ
ントがゲル細孔中に沈積されることになる。
し、高温状態でゲル中に均一に拡散させる。これを冷却
することにより高度差から生じる溶解度差分だけドーパ
ントがゲル細孔中に沈積されることになる。
次に、アンスタッフィング工程として、上記ゲルを、あ
る程度ドーパントが溶けるような溶液中に浸漬する。こ
れによりゲルの外周部より部分的にドーパントが溶出さ
れ、液−液拡散の原理に基づいたドーパント濃度分布が
ゲル中に形成されることとなる。ただし、この時も、浸
漬液の温度，種類，浸漬時間などにより、ドーパント濃
度分布も大きく変化するため、所望の濃度分布になるよ
う厳密にコントロールしなくてはならない。
る程度ドーパントが溶けるような溶液中に浸漬する。こ
れによりゲルの外周部より部分的にドーパントが溶出さ
れ、液−液拡散の原理に基づいたドーパント濃度分布が
ゲル中に形成されることとなる。ただし、この時も、浸
漬液の温度，種類，浸漬時間などにより、ドーパント濃
度分布も大きく変化するため、所望の濃度分布になるよ
う厳密にコントロールしなくてはならない。
このようにして、内部にドーパント濃度分布を有したゲ
ルを作つた後、これを乾燥，焼結するわけであるが、焼
結工程においては、ゲルがガラスへ転移した後の結晶化
という問題を含んでいるため、焼結温度には注意を払わ
ねばならない。またガラ中に気泡が存在することは光部
品としての性能を著しく低下させてしまうことから、そ
の対策として、焼結をヘリウム雰囲気下で行なったり、
減圧状態で行なうことが有効である。
ルを作つた後、これを乾燥，焼結するわけであるが、焼
結工程においては、ゲルがガラスへ転移した後の結晶化
という問題を含んでいるため、焼結温度には注意を払わ
ねばならない。またガラ中に気泡が存在することは光部
品としての性能を著しく低下させてしまうことから、そ
の対策として、焼結をヘリウム雰囲気下で行なったり、
減圧状態で行なうことが有効である。
以下実施例により本発明を詳しく説明する。
〔実施例１〕 Ｉ ゲル作製 アンモニア合成シリカ（アンモジル）製造 蒸留したエチルシリケート（Si（OEt）４）206gエタノ
ール347g、アンモニア水（29％）9.5g、水72gを混合、
２時間撹拌し、５日間静置した。これをロータリーエバ
ポレーターを用いて、シリカ濃度が0.40g/ccになるまで
濃縮した。
ール347g、アンモニア水（29％）9.5g、水72gを混合、
２時間撹拌し、５日間静置した。これをロータリーエバ
ポレーターを用いて、シリカ濃度が0.40g/ccになるまで
濃縮した。
バインダー調製 蒸留したエチルシリケート165g、テトラブトキシゲルマ
ニウム72gとエタノール146gの混合溶液に0.2規定の塩酸
71gを滴下し加水分解を行なった。
ニウム72gとエタノール146gの混合溶液に0.2規定の塩酸
71gを滴下し加水分解を行なった。
混合．ゲル化 上記で合成したアンモジル溶液を２規定のアンモニア
水を用いてPHを4.00に調整した後、上記で調製したバ
インダーと混合したところ、溶液のPHは3.80になった。
この溶液をさらに0.2規定のアンモニア水でPHを4.50に
調整し、ポリプロピレン製円筒容器（内径10mm×長さ20
0mm）に流し入れた。２時間後にゲル化したが、密閉状
態で30℃の恒温室内で３日間熟成した。
水を用いてPHを4.00に調整した後、上記で調製したバ
インダーと混合したところ、溶液のPHは3.80になった。
この溶液をさらに0.2規定のアンモニア水でPHを4.50に
調整し、ポリプロピレン製円筒容器（内径10mm×長さ20
0mm）に流し入れた。２時間後にゲル化したが、密閉状
態で30℃の恒温室内で３日間熟成した。
乾燥 上記、ウェットゲルを３％の開口率を有するポリプロピ
レン製の箱型容器（200mm×300mm×100mm）に移し替え
て60℃の恒温室内で乾燥させた。10日後に室温中でも割
れない安定なドライゲル（外径6mm×長さ120mm）が得ら
れた。
レン製の箱型容器（200mm×300mm×100mm）に移し替え
て60℃の恒温室内で乾燥させた。10日後に室温中でも割
れない安定なドライゲル（外径6mm×長さ120mm）が得ら
れた。
仮焼 上記、ドライゲルを室温から30℃／時の昇温速度で1000
℃まで昇温し、５時間保持した。この時、ゲル中の有機
物等を除去するため酸素雰囲気下で仮焼を行なった。
℃まで昇温し、５時間保持した。この時、ゲル中の有機
物等を除去するため酸素雰囲気下で仮焼を行なった。
上記工程により、屈折率分布型レジスタガラスの前駆体
となるシリカ多孔質体が得られた。
となるシリカ多孔質体が得られた。
II スタッフィング CsNO3の100℃における飽和水溶液を調製した。前記、仮
焼後のゲルをこの溶液に３時間浸漬した。この時、浸漬
前は白いゲル体が溶液が細孔内に均一に拡散されたこと
により、半透明の状態になった。
焼後のゲルをこの溶液に３時間浸漬した。この時、浸漬
前は白いゲル体が溶液が細孔内に均一に拡散されたこと
により、半透明の状態になった。
III アンスタッフィング 上記、スタッフィング後のゲルを、70℃のエタノール50
vol％水溶液に浸漬した。30分後、ゲルをとり出し、０
℃の水中に５分間浸した。
vol％水溶液に浸漬した。30分後、ゲルをとり出し、０
℃の水中に５分間浸した。
IV 焼結 上記、アンスタッフィング後のゲルを60℃の恒温室内で
一昼夜乾燥させた後、以下のプログラムに従い拡散炉内
で焼結を行なった。
一昼夜乾燥させた後、以下のプログラムに従い拡散炉内
で焼結を行なった。
まず、室温から700℃まで60℃／時で昇温しこの温度で1
0時間保持した。つづいて、ヘリウムガスを0.5／分流
しながら1100℃まで30℃／時で昇温しこの温度で10時間
保持し、さらに1200℃まで30℃／時で昇温しこの温度で
10時間保持して焼結を終了した。
0時間保持した。つづいて、ヘリウムガスを0.5／分流
しながら1100℃まで30℃／時で昇温しこの温度で10時間
保持し、さらに1200℃まで30℃／時で昇温しこの温度で
10時間保持して焼結を終了した。
以上の焼結により、外径5mm長さ100mmの透明ガラスロッ
ドが得られた。
ドが得られた。
Ｖ 分析 上記、ガラスロッドの一部を切り出し、径方向における
セシウムの濃度分布を測定した。図１にその分布図を示
すが、外周部付近は２乗分布からのかい離が見られるが
中心部はほぼ２乗分布に近いものであった。
セシウムの濃度分布を測定した。図１にその分布図を示
すが、外周部付近は２乗分布からのかい離が見られるが
中心部はほぼ２乗分布に近いものであった。
VI 光学測定 通常の光学測定の手法を用いて、上記ロッドレンズの光
学特性を測定したところ、比屈折率差△ｎ＝0.01、開口
数NA＝0.20、集束定数ｇ＝0.09mm-1であった。
学特性を測定したところ、比屈折率差△ｎ＝0.01、開口
数NA＝0.20、集束定数ｇ＝0.09mm-1であった。
また、得られたガラスロッドの純度分析を行なったとこ
ろ、光損失の大きな原因となるFe,Ti,Cr,その他遷移金
属などの不純物は検出されなかった。
ろ、光損失の大きな原因となるFe,Ti,Cr,その他遷移金
属などの不純物は検出されなかった。
〔実施例２〕 Ｉ ゲル作製 実施例１と同様にして、ゲルを作製した。
II スタッフィング 80℃においてTlSO4の飽和水溶液を調製し、上記ゲルを
２時間浸漬した。
２時間浸漬した。
III アンスタッフィング 上記、スタッフィング後のゲルを60℃のエタノール40vo
l％水溶液に40分間浸漬した後、０℃の水に１分間浸し
た。
l％水溶液に40分間浸漬した後、０℃の水に１分間浸し
た。
IV 焼結 上記、アンスタッフィング後のゲルを60℃の恒温室内で
一昼夜乾燥させた後、以下のプログラムに従い拡散炉内
で焼結した。
一昼夜乾燥させた後、以下のプログラムに従い拡散炉内
で焼結した。
まず、室温から700℃まで60℃／時で昇温しこの温度で1
0時間保持した。次に1000℃まで30℃／時で昇温したと
ころで、炉心管内をロータリーポンプで減圧にした。内
圧は100mmHgに保持した。この状態で1200℃まで30℃／
時で昇温し、この温度で20時間保持して、焼結を終了し
た。
0時間保持した。次に1000℃まで30℃／時で昇温したと
ころで、炉心管内をロータリーポンプで減圧にした。内
圧は100mmHgに保持した。この状態で1200℃まで30℃／
時で昇温し、この温度で20時間保持して、焼結を終了し
た。
以上の焼結により、外径5mm、長さ100mmの透明ガラスロ
ッドが得られた。
ッドが得られた。
Ｖ 分析 実施例１と同様に、上記ガラスロッドの径方向のタリウ
ム濃度分布を測定したところ、分布形状的には、実施例
１のものとほとんど差はなかった。
ム濃度分布を測定したところ、分布形状的には、実施例
１のものとほとんど差はなかった。
VI 光学測定 実施例１と同様に、上記ロッドレンズの光学特性を測定
した。
した。
△ｎ＝0.02,NA＝0.29 ｇ＝0.120であった。
〔実施例３〕 Ｉ ゲル作製 精製した市販のエチルシリケート500gに、0.02規定塩酸
165gを加え撹拌し加水分解を行なった。これにさらに水
165gを加えた後、市販のシリカ微粉末（Aerosil OX−50
deggusa社製）を145g加えて２時間撹拌、２時間超音波
振動を印加し、分散性の高いシリカゾル溶液とした。0.
1規定のアンモニア水によりPHを4.50に調整した後、ポ
リプロピレン性円筒容器（内径10mm×長さ200mm）多数
本に流し入れた50分後にゲル化したものを、ポリプロピ
レン性箱型容器に移し替え、開口率５％のフタをして、
60℃の恒温室内で乾燥させたところ、10日間で乾燥が終
了した。
165gを加え撹拌し加水分解を行なった。これにさらに水
165gを加えた後、市販のシリカ微粉末（Aerosil OX−50
deggusa社製）を145g加えて２時間撹拌、２時間超音波
振動を印加し、分散性の高いシリカゾル溶液とした。0.
1規定のアンモニア水によりPHを4.50に調整した後、ポ
リプロピレン性円筒容器（内径10mm×長さ200mm）多数
本に流し入れた50分後にゲル化したものを、ポリプロピ
レン性箱型容器に移し替え、開口率５％のフタをして、
60℃の恒温室内で乾燥させたところ、10日間で乾燥が終
了した。
上記ドライゲルを実施例１と同様な工程で、ロッドレン
ズの作製したところ、ほぼ同様な光学特性が得られた。
ズの作製したところ、ほぼ同様な光学特性が得られた。
〔実施例４〕 スタッフィング工程までを実施例１と全く同様に行な
い、アンスタッフィング工程を以下のように変えた。
い、アンスタッフィング工程を以下のように変えた。
まず、スタッフィング後のゲルを50℃のエタノール40vo
l.％水溶液に３時間浸漬した後、すばやく70℃のエタノ
ール20vol.％水溶液にうつしかえ、20分間浸漬した後、
０℃の水に２分間浸した。
l.％水溶液に３時間浸漬した後、すばやく70℃のエタノ
ール20vol.％水溶液にうつしかえ、20分間浸漬した後、
０℃の水に２分間浸した。
焼結も実施例１と同様に行ない、得られた透明ガラスロ
ッドの径方向のセシウム濃度分布を測定した。図２にそ
れを示すが、実施例１（図１）のものに比べ、外周付近
での２乗分布からのかい離がかなり改善されていること
がわかる。
ッドの径方向のセシウム濃度分布を測定した。図２にそ
れを示すが、実施例１（図１）のものに比べ、外周付近
での２乗分布からのかい離がかなり改善されていること
がわかる。
光学特性についても、△ｎ＝0.018,開口数NA＝0.025,g
＝0.095と実施例１のものに比べかなり高特性のものが
得られた。
＝0.095と実施例１のものに比べかなり高特性のものが
得られた。
〔実施例５〕 Ｉ ゲル作製 外径30mm長さ200mmのポリプロピレン製円筒容器に、実
施例１と同様のゾルを流し入れゲル化させ、これを乾燥
させることにより大型のドライゲルを得た。これを同様
に仮焼を行なった。
施例１と同様のゾルを流し入れゲル化させ、これを乾燥
させることにより大型のドライゲルを得た。これを同様
に仮焼を行なった。
II スタッフィング 100℃においてTlNO3の飽和水溶液を調製し上記ゲルを４
時間浸漬した。
時間浸漬した。
III アンスタッフィング 70℃のエタノール40vol.％水溶液に１時間浸漬した後、
さらに90℃の温水中に５分間浸し、０℃の水に30秒間浸
した。
さらに90℃の温水中に５分間浸し、０℃の水に30秒間浸
した。
IV 焼結 焼結は実施例１と同様に行なった。
以上により、外径15mm長さ100mmの大型ガラスロッドが
得られた。
得られた。
タリウムの濃度分布形状については、ほぼ図２に示した
のと同様で、外周付近まで２乗分布に近いものであっ
た。
のと同様で、外周付近まで２乗分布に近いものであっ
た。
〔実施例６〕 実施例１で得られたロッドレンズの外周を光学研磨し、
充分洗浄を行なった後、市販の石英ガラス管でジャツケ
ットし、通常の方法で外径125μｍの太さに線引し光損
失測定を行なったところ、0.85μｍの波長帯で10dB/km
と低損失であった。
充分洗浄を行なった後、市販の石英ガラス管でジャツケ
ットし、通常の方法で外径125μｍの太さに線引し光損
失測定を行なったところ、0.85μｍの波長帯で10dB/km
と低損失であった。
同様にして、実施例３で得られたロッドレンズについて
も光損失を測定したところ500dB/kmと高損失で、少なく
とも通信用には使用できないことがわかった。
も光損失を測定したところ500dB/kmと高損失で、少なく
とも通信用には使用できないことがわかった。
以上述べたように、アルキルシリケートを酸性触媒下で
加水分解して得られる溶液とアルキルシリケートを塩基
製触媒下で加水分解して得られる溶液を混合したゾルを
原料ゾルとし、該ゾル液をゲル化乾燥させ、必要ならば
熱処理を加えてなる多孔質体をドーパントを含む溶液に
浸漬し、ドーパントを細孔内部に沈積（スタッフィン
グ）した後、該多孔質体をさらにドーパント可溶液に浸
漬することにより部分的にドーパントを溶出させ（アン
スタッフィング）、該多孔質体内部にドーパント濃度分
布すなわち屈折率分布を生じせしめ、これを焼結するこ
とによって高純度で大型の屈折率分布型レンズが低コス
トで得られる。即ち、本発明の効果は、以下の通りであ
る。
加水分解して得られる溶液とアルキルシリケートを塩基
製触媒下で加水分解して得られる溶液を混合したゾルを
原料ゾルとし、該ゾル液をゲル化乾燥させ、必要ならば
熱処理を加えてなる多孔質体をドーパントを含む溶液に
浸漬し、ドーパントを細孔内部に沈積（スタッフィン
グ）した後、該多孔質体をさらにドーパント可溶液に浸
漬することにより部分的にドーパントを溶出させ（アン
スタッフィング）、該多孔質体内部にドーパント濃度分
布すなわち屈折率分布を生じせしめ、これを焼結するこ
とによって高純度で大型の屈折率分布型レンズが低コス
トで得られる。即ち、本発明の効果は、以下の通りであ
る。
特許請求の範囲Ａ）〜Ｄ）の工程で、アルキルシリケ
ートを酸性触媒下で加水分解して得られる溶液とアルキ
ルシリケートを塩基性触媒下で加水分解して得られる溶
液とを混合して得られるゾルを用いているので、ゾル中
は純度の高い粒子が分散しているために、不純物の少な
いガラス体を歩留まり良く安価なコストで製造すること
ができる。
ートを酸性触媒下で加水分解して得られる溶液とアルキ
ルシリケートを塩基性触媒下で加水分解して得られる溶
液とを混合して得られるゾルを用いているので、ゾル中
は純度の高い粒子が分散しているために、不純物の少な
いガラス体を歩留まり良く安価なコストで製造すること
ができる。
特許請求の範囲のＥ）〜Ｆ）の工程で、連続した細孔
を内部に有する焼結ゲルを用いているので、ドーパント
を含む溶液に浸漬すべき多孔質体の強度が大きくなりま
す。従いまして、大きな屈折率分布型レンズを歩留まり
良く製造することができる。本発明においてはシリカ系
ガラスによる屈折率分布型レンズについて述べたが、他
の金属アルコキシド及び金属酸化物微粒子等を用いても
同様な効果が得られることは言うまでもない。また多孔
質体の形状、スタッフィングの手法等を少し変えるだけ
で、様々な屈折率分布を有する光学部品、例えば、光通
信における光結合器、光分波器用のスラブレンズ、各種
光導波路、マイクロレンズアレーなどが作製でき、今後
のオプトエレクトロニクス機器部品として多様な発展，
応用が考えられよう。
を内部に有する焼結ゲルを用いているので、ドーパント
を含む溶液に浸漬すべき多孔質体の強度が大きくなりま
す。従いまして、大きな屈折率分布型レンズを歩留まり
良く製造することができる。本発明においてはシリカ系
ガラスによる屈折率分布型レンズについて述べたが、他
の金属アルコキシド及び金属酸化物微粒子等を用いても
同様な効果が得られることは言うまでもない。また多孔
質体の形状、スタッフィングの手法等を少し変えるだけ
で、様々な屈折率分布を有する光学部品、例えば、光通
信における光結合器、光分波器用のスラブレンズ、各種
光導波路、マイクロレンズアレーなどが作製でき、今後
のオプトエレクトロニクス機器部品として多様な発展，
応用が考えられよう。
第１図はCsの濃度分布図。 実線は本発明における実測値を示す。 破線は最適２乗分布曲線を示す。 第２図はCsの濃度分布図。 実線は本発明における実測値を示す。 破線は最適２乗分布曲線を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】Ａ）アルキルシリケートを酸性触媒下で加
水分解して得られる溶液とアルキルシリケートを塩基性
触媒下で加水分解して得られる溶液を混合してゾルを製
造する工程と、 Ｂ）前記ゾルを円筒状容器に注入し、前記円筒状容器の
中でゲル化してウェットゲルを製造する工程と、 Ｃ）前記ウェットゲルを乾燥してドライゲルを製造する
工程と、 Ｄ）前記ドライゲルを焼結して、連続した細孔を有する
焼結ゲル（Ｉ）を製造する工程と、 Ｅ）前記焼結ゲル（Ｉ）をドーパントを含む溶液に浸漬
し、前記ドーパントが前記細孔の内部に沈積した焼結ゲ
ル（II）を製造する工程と、 Ｆ）前記焼結ゲル（II）をドーパント可溶液に浸漬し
て、部分的にドーパントを溶出させ、内部にドーパント
の濃度分布を有する焼結ゲル（III）を製造する工程
と、 Ｇ）前記焼結ゲル（III）を焼結して透明ガラス化する
工程と、 をこの順序で有することを特徴とする屈折率分布型レン
ズの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61180719A JPH0788224B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61180719A JPH0788224B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6340731A JPS6340731A (ja) | 1988-02-22 |
| JPH0788224B2 true JPH0788224B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16088119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61180719A Expired - Fee Related JPH0788224B2 (ja) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788224B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55104939A (en) * | 1979-02-01 | 1980-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Production of optical transmission glass |
-
1986
- 1986-07-31 JP JP61180719A patent/JPH0788224B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6340731A (ja) | 1988-02-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |