JPH0948631A - Optical glass for polarizing optics - Google Patents

Optical glass for polarizing optics

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JPH0948631A
JPH0948631A JP7198738A JP19873895A JPH0948631A JP H0948631 A JPH0948631 A JP H0948631A JP 7198738 A JP7198738 A JP 7198738A JP 19873895 A JP19873895 A JP 19873895A JP H0948631 A JPH0948631 A JP H0948631A
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JP
Japan
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glass
optical
polarization
optical system
sio
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Application number
JP7198738A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Hasegawa
雄 長谷川
Motoi Ueda
基 上田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 力学的外部応力や熱応力下においても光の偏
光特性を害することなく透過する偏光光学系用光学ガラ
スを提供する。 【構成】 酸化物換算のmol%表示で B23 0〜
57.0%、Al230〜13.0%(但しB23+A
23 0.1〜57.0%)、SiO2 0〜54.
0%、(但しSiO2+B23+Al23 43.0〜
57.0%)、PbO 43.0〜45.5%、R2
(R:Li,Na,K) 0〜3.5%、R’O
(R’:Mg,Ca,Sr,Ba) 0〜12.0%、
As23+Sb 23 0〜1.5%の範囲にあり、か
つ、(F2/F2+O2) 0〜0.1の範囲でフッ素を
導入することを特徴とする偏光光学系用光学ガラス。
(57) [Summary] [Purpose] Light polarization even under mechanical external stress or thermal stress
Optical glass for polarization optics that transmits without impairing optical characteristics
Provide the service. [Composition] B in mol% display in terms of oxide2OThree  0 to
57.0%, Al2OThree0 to 13.0% (B2OThree+ A
l2OThree  0.1-57.0%), SiO2  0-54.
0% (However, SiO2+ B2OThree+ Al2OThree  43.0 ~
57.0%), PbO 43.0 to 45.5%, R2O
(R: Li, Na, K) 0-3.5%, R'O
(R ': Mg, Ca, Sr, Ba) 0 to 12.0%,
As2OThree+ Sb 2OThree  It is in the range of 0-1.5%,
T, (F2/ F2+ O2) Fluorine in the range of 0-0.1
An optical glass for a polarizing optical system, which is characterized by being introduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、偏光変調を行う空間光
変調素子や偏光ビームスプリッタなどを用いた偏光光学
系に使用される光弾性定数Cの小さい偏光光学系用光学
ガラスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical glass for a polarization optical system having a small photoelastic constant C used in a polarization optical system using a spatial light modulator for performing polarization modulation, a polarization beam splitter and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光情報が有する偏光特性を制御す
る手段が増加し、偏光を利用した光学系、すなわち偏光
光学系の応用分野は加速度的に広がりつつある。たとえ
ば偏光を制御する素子としては偏光を空間的に変調する
偏光変調型の空間光変調素子、あるいはS偏光とP偏光
を分離する偏光ビームスプリッター等があり、これらを
利用した装置、たとえば投射型表示装置は実用化されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, the number of means for controlling the polarization characteristics of optical information has increased, and the field of application of optical systems utilizing polarized light, that is, polarization optical systems, is acceleratingly expanding. For example, as the element for controlling the polarization, there is a polarization modulation type spatial light modulation element which spatially modulates the polarization, or a polarization beam splitter which separates the S polarization and the P polarization, and a device using them, for example, a projection type display. The device has been put to practical use.

【0003】さて、これらの状況に伴い偏光光学系にお
いて、偏光特性を高精度に制御することが重要となって
おり、その精度をより向上させることが望まれている。
偏光光学系を構成する各種基板やプリズム基体といった
光学部品ののうち、偏光特性の保持が要求される箇所に
は、光学的に等方性を有する透光性材料が用いられるべ
きである。光学的に異方性を有する材料を用いると、透
過した光は主光線とこれに直交する異常光線との間の位
相差(光路差)が材料を透過する前と比較して変化して
しまい、偏光特性が保存できないからである。つまり、
たとえ素子が高精度に偏光を制御する性能を持っていて
も、その偏光特性を保持すべき基板、あるいは基体でそ
の特性が害されてしまう場合には、全体として高い特性
が得られないことになる。
Under these circumstances, it is important to control the polarization characteristics with high precision in the polarization optical system, and it is desired to further improve the precision.
Among optical components such as various substrates and prism bases that constitute a polarization optical system, a light transmissive material having optical isotropy should be used in a place where polarization property retention is required. If a material with optical anisotropy is used, the phase difference (optical path difference) between the chief ray and the extraordinary ray orthogonal to it will change in the transmitted light compared to before it passed through the material. , Because the polarization characteristics cannot be preserved. That is,
Even if the element has the ability to control the polarization with high precision, if the characteristics should be impaired by the substrate or the substrate that should maintain the polarization characteristics, it is impossible to obtain high characteristics as a whole. Become.

【0004】一般に、充分にアニールが施されたガラス
は光学的に等方性を有し、さらに耐久性、強度、透過
率、屈折率及び価格等の面からも他の材料に勝るため、
このようなガラスは偏光特性を保存すべき光学部品の箇
所に多く用いられている。特に、硼珪酸ガラス(例えば
BK7=ドイツ、ショット社の記号)は、安価で耐久性
に優れ、分散も小さいので、偏光光学系に多用されてい
る。
Generally, fully annealed glass has optical isotropy and is superior to other materials in terms of durability, strength, transmittance, refractive index and price.
Such glass is often used in optical parts where the polarization characteristics should be preserved. In particular, borosilicate glass (for example, BK7 = a symbol of Schott GmbH, Germany) is inexpensive, has excellent durability, and has a small dispersion, so that it is widely used for polarizing optical systems.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来の光学ガラスを偏光光学系の光学部品に用いた場合
でも、力学的外部応力や熱応力下においては、光弾性効
果に起因する光学的異方性が誘起される。その結果、こ
の光学的異方性により光の偏光特性が変化してしまい偏
光光学系が所望の性能を得ることが難しくなる、という
問題があった。
However, even when the above-mentioned conventional optical glass is used for the optical component of the polarization optical system, the optical difference caused by the photoelastic effect is caused under the mechanical external stress or the thermal stress. Induction is induced. As a result, there is a problem that the polarization characteristics of light change due to this optical anisotropy, and it becomes difficult for the polarization optical system to obtain desired performance.

【0006】これら力学的外部応力や熱応力は、主に以
下の状況下で生じるものと考えられる。力学的外部応力
は、主に、ガラスの加工工程(切断、他の材料との接
合、表面への成膜など)や、ガラスを光学系に組み込む
操作(治具での保持、接着など)の後に生じる。また、
熱応力は、ガラス内部の発熱(光エネルギーの吸収な
ど)あるいは外部の発熱(周辺機器の発熱など)などに
より生じる。さらに、発熱の際に、ガラスと熱膨張率の
異なる材料を接触接合した場合にも応力が生じる。従っ
て、偏光光学系を光学部品で構成する場合、力学的外部
応力や熱応力が作用することは実質避けられず、従来の
一般光学ガラスを偏光光学系に用いると、光学的異方性
が誘起されることは避けられなかった。
It is considered that these mechanical external stress and thermal stress mainly occur under the following conditions. The mechanical external stress is mainly due to the glass processing steps (cutting, joining with other materials, film formation on the surface, etc.) and operations for incorporating the glass into the optical system (holding with a jig, bonding, etc.). It occurs later. Also,
The thermal stress is generated by heat generated inside the glass (such as absorption of light energy) or heat generated outside (such as heat generated by peripheral devices). Further, when heat is generated, stress is generated even when glass and a material having a different coefficient of thermal expansion are contact bonded. Therefore, when the polarization optical system is composed of optical components, it is unavoidable that mechanical external stress or thermal stress acts, and when conventional general optical glass is used in the polarization optical system, optical anisotropy is induced. It was unavoidable to be done.

【0007】本発明の目的は、力学的外部応力や熱応力
下においても光の偏光特性を害することなく透過する偏
光光学系用光学ガラスを見出すことにある。
An object of the present invention is to find an optical glass for a polarizing optical system which transmits light without impairing the polarization characteristics of light even under mechanical external stress or thermal stress.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】一般に、ガラスのような
等質等方な透明体に力を加えて応力を生じさせると、こ
の透明体に光学的な異方性が生じ、ある種の結晶体と同
様に複屈折性を持つようになる。これは光弾性効果と呼
ばれている。応力が生じたときの透明体の屈折率はいわ
ゆる屈折率楕円体で表すことができ、この時、屈折率楕
円体の主屈折率軸は主応力軸に一致する。主屈折率をn
1、n2、n3、主応力をσ1、σ2、σ3(それぞれ添字が
共通なものは同一方向にある)とすると、これらの間に
は次のような関係が成立する。
Generally, when a force is applied to an isotropic transparent body such as glass to generate a stress, an optical anisotropy is generated in the transparent body and a certain crystal is produced. It becomes birefringent like the body. This is called the photoelastic effect. The refractive index of the transparent body when stress is generated can be represented by a so-called refractive index ellipsoid, and at this time, the main refractive index axis of the refractive index ellipsoid coincides with the main stress axis. The main refractive index is n
Assuming that 1, n2, n3 and principal stresses are σ1, σ2, σ3 (those having common subscripts in the same direction), the following relationship is established between them.

【0009】[0009]

【数1】 [Equation 1]

【0010】このような透明体に光を入射する場合、そ
の方向がσ3と同一方向となるように座標を取れば、入
射光はそれぞれσ1、σ2方向の、すなわち互いに振動面
が直交する2つの直線偏光に分かれる。透明体から光が
出射する時には、各主応力方向の屈折率差(n1,n2)
が生じるため、これらの2つの直線偏光間には次式で表
せるような光路差(位相差)Δφが生じる。
When light is incident on such a transparent body, if coordinates are taken so that the direction is the same as σ3, the incident light will have two σ1 and σ2 directions, that is, two vibrating surfaces orthogonal to each other. Divided into linearly polarized light. When light is emitted from the transparent body, the difference in refractive index (n1, n2) in each principal stress direction
Therefore, an optical path difference (phase difference) Δφ represented by the following equation is generated between these two linearly polarized lights.

【0011】[0011]

【数2】 [Equation 2]

【0012】従来、偏光光学系に用いられていた光学ガ
ラスの光弾性定数Cの値は大きく、例えば、上述のBK
7では2.78[10-8cm2/N](波長λ=633
nm)という値が得られている。この為、熱応力や力学
的外部応力により誘起される光学的異方性、及びこれに
基づく光路差Δφが無視できない値となっている。本発
明者らは、先に光弾性定数Cが実質的に零のガラスであ
れば熱応力や力学的外部応力下においても光学的異方性
がほとんど生じないことに着目し、一定量の鉛イオンを
含有する組成系において、光弾性定数Cが実質的に零に
なる偏光光学系用光学ガラスを見出した。さらに、先の
組成系にフッ素を含有させることにより、光弾性定数C
を実質的に零に保ったまま可視短波長域の透過率を向上
した偏光光学系用光学ガラスを見出した。しかし、さら
に高精度な偏光光学系の場合、先の発明によるガラスの
透過率では未だ十分でない用途もあり、さらに優れた透
過率をもつ材料が要求されている。
The value of the photoelastic constant C of the optical glass conventionally used in the polarization optical system is large.
In the case of 7, 2.78 [10 −8 cm 2 / N] (wavelength λ = 633
The value of (nm) is obtained. Therefore, the optical anisotropy induced by thermal stress or mechanical external stress, and the optical path difference Δφ based on the optical anisotropy are values that cannot be ignored. The present inventors have previously noted that if the glass having a photoelastic constant C is substantially zero, optical anisotropy hardly occurs even under thermal stress or mechanical external stress, and a certain amount of lead is obtained. The inventors have found an optical glass for a polarizing optical system in which a photoelastic constant C is substantially zero in a composition system containing ions. Further, by adding fluorine to the above composition system, the photoelastic constant C
We have found an optical glass for a polarizing optical system, which has improved transmittance in the visible short wavelength range while maintaining substantially zero. However, in the case of a highly accurate polarization optical system, there are some applications in which the transmittance of the glass according to the above-mentioned invention is not yet sufficient, and a material having a further excellent transmittance is required.

【0013】一般に、高品質な光学ガラスを溶解する場
合、ガラス融液に安定な白金るつぼが用いられている。
しかし組成系によっては、白金の溶出による着色が問題
となっており、本発明の鉛系のガラスにおいても白金の
溶出による着色を十分に抑制した、優れた透過率をもつ
ガラスが得られていなかった。SiO2のみをガラスを
形成する酸化物として使用するガラスは、溶解に高温を
要する問題があり、通常アルカリ金属酸化物等の添加に
よりガラス融液の粘度を低くし、溶解温度を下げてい
た。しかし、本発明者らは、前記白金の溶出が、しばし
ばSiO2の融剤として働くアルカリ金属酸化物等によ
り大きく助長されることを実験化学的に突き止めた。そ
して、鋭意研究の末、ガラスを形成し得る酸化物である
SiO2をガラスを形成し得る酸化物B23やAl23
と置換することによってガラスの溶融性を高め、アルカ
リ金属酸化物等の含有量を抑えることを見出した。
Generally, when melting high quality optical glass, a stable platinum crucible is used as a glass melt.
However, depending on the composition system, coloring due to elution of platinum is a problem, and even in the lead-based glass of the present invention, glass having excellent transmittance in which the coloring due to elution of platinum is sufficiently suppressed has not been obtained. It was A glass using only SiO 2 as an oxide for forming a glass has a problem that it requires a high temperature for melting. Usually, addition of an alkali metal oxide or the like lowers the viscosity of the glass melt to lower the melting temperature. However, the present inventors have experimentally found that the elution of platinum is greatly promoted by an alkali metal oxide or the like which often acts as a flux of SiO 2 . After extensive research, SiO 2 which is an oxide capable of forming glass is converted into oxides B 2 O 3 and Al 2 O 3 which are capable of forming glass.
It has been found that by substituting with, the meltability of glass is increased and the content of alkali metal oxides and the like is suppressed.

【0014】そこで、本発明者らは、白金の溶出が少な
く、可視短波長域から紫外域における透過率が向上し、
かつ、ガラスの光弾性定数Cが実質的に零に保てる組成
範囲のガラス、「 酸化物換算のmol%表示で B23 0 〜 57.0 % Al23 0 〜 13.0 % 但しB23+Al23 0.1 〜 57.0 % SiO2 0 〜 54.0 % 但しSiO2+B23+Al23 43.0 〜 57.0 % PbO 43.0 〜 45.5 % R2O(R:Li,Na,K) 0 〜 3.5 % R’O(R’:Mg,Ca,Sr,Ba) 0 〜 12.0 % As23+Sb23 0 〜 1.5 % の範囲にあり、かつ、 (F2/F2+O2) 0 〜 0.1 の範囲でフッ素を導入することを特徴とする偏光光学系
用光学ガラス」を提供するものである。
Therefore, the present inventors have found that platinum elution is small and the transmittance in the visible short wavelength region to the ultraviolet region is improved,
Moreover, the glass having a composition range in which the photoelastic constant C of the glass can be kept substantially zero, "B 2 O 3 0 to 57.0% Al 2 O 3 0 to 13.0% in terms of oxide% mol% B 2 O 3 + Al 2 O 3 0.1 to 57.0% SiO 2 0 to 54.0% However, SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 43.0 to 57.0% PbO 43.0 to 45. 5% R 2 O (R: Li, Na, K) 0 to 3.5% R′O (R ′: Mg, Ca, Sr, Ba) 0 to 12.0% As 2 O 3 + Sb 2 O 3 0 To 1.5%, and (F 2 / F 2 + O 2 ) 0 to 0.1 is introduced in the range of fluorine. is there.

【0015】上記の組成範囲は、好ましくは、酸化物換
算のmol%表示で B23 0 〜 19.0 % Al23 0 〜 13.0 % 但しB23+Al23 2.0 〜 19.0 % SiO2 38.0 〜 54.0 % 但しSiO2+B23+Al23 43.0 〜 57.0 % PbO 43.0 〜 45.5 % R2O(R:Li,Na,K) 0 〜 3.5 % R’O(R’:Mg,Ca,Sr,Ba) 0 〜 12.0 % As23+Sb23 0 〜 1.5 % の範囲にあり、かつ、 (F2/F2+O2) 0 〜 0.1 の範囲にあることとする。
The above composition range is preferably B 2 O 3 0 to 19.0% Al 2 O 3 0 to 13.0%, expressed as mol% in terms of oxide, where B 2 O 3 + Al 2 O 3 2 .0 ~ 19.0% SiO 2 38.0 ~ 54.0% , however SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 43.0 ~ 57.0% PbO 43.0 ~ 45.5% R 2 O (R : Li, Na, K) 0 ~ 3.5% R'O (R ': Mg, Ca, Sr, Ba) 0 ~ 12.0% As 2 O 3 + Sb 2 O 3 0 ~ 1.5% of the range And (F 2 / F 2 + O 2 ) 0 to 0.1.

【0016】但し、本発明のガラスの入射光の波長は、
好ましくは、0.4μm〜3.0μmの範囲とする。な
お、ここで言う光弾性定数Cが実質的に零であるとは、
偏光光学系に該ガラスを使用する時に光学的異方性によ
る光路差の影響が系全体で問題ない程度であり、例え
ば、入射光に対して光弾性定数Cが−0.8〜0.8
[10-8cm2/N]の範囲内であるものと考える。好
ましくは、可視域全体(例えば0.4〜0.7μm)の
入射光に対して光弾性定数Cが−0.1〜0.1[10
-8cm2/N]の範囲内とする。
However, the wavelength of the incident light of the glass of the present invention is
The range is preferably 0.4 μm to 3.0 μm. Note that the photoelastic constant C referred to here is substantially zero,
When the glass is used in a polarization optical system, the influence of the optical path difference due to optical anisotropy is not a problem in the entire system. For example, the photoelastic constant C is -0.8 to 0.8 with respect to the incident light.
It is considered to be within the range of [10 −8 cm 2 / N]. Preferably, the photoelastic constant C is −0.1 to 0.1 [10 for incident light in the entire visible region (for example, 0.4 to 0.7 μm).
-8 cm 2 / N].

【0017】[0017]

【作用】本発明の偏光光学系用光学ガラスにおいて、各
成分の組成範囲は実験化学的に見出されたものである。
それらを限定した理由は以下の通りである。本発明のガ
ラスを形成し得る酸化物はSiO2、B23、Al23
である。それらの和は、43.0mol%以下であると
失透傾向が強くなり、57.0mol%を越えると後記
の鉛イオンの含有量が所定範囲を外れて減少してしま
い、所望の光弾性定数Cの値を得ることができない。
In the optical glass for a polarizing optical system of the present invention, the composition range of each component has been experimentally found.
The reasons for limiting them are as follows. The oxides that can form the glass of the present invention are SiO 2 , B 2 O 3 , and Al 2 O 3.
It is. If the sum of them is 43.0 mol% or less, the devitrification tendency becomes strong, and if it exceeds 57.0 mol%, the content of lead ions, which will be described later, falls out of a predetermined range and decreases, resulting in a desired photoelastic constant. The value of C cannot be obtained.

【0018】B23は、ガラス形成酸化物であり溶融性
も優れているが、57.0mol%を越えると後記の鉛
イオンの含有量が所定範囲を外れて減少してしまい所望
の光弾性定数Cの値を得ることができない。さらに化学
的耐久性を考慮すると、19.0mol%以下であるこ
とが好ましい。Al23は中間酸化物であり、ガラスを
形成し得る酸化物である。SiO2と置換して溶融性を
高める為に用いられるが、13.0mol%を超えると
白金の溶出による透過率の劣化も見られる。
B 2 O 3 is a glass-forming oxide and is excellent in meltability, but if it exceeds 57.0 mol%, the content of lead ions, which will be described later, falls out of a predetermined range and decreases, so that the desired light is emitted. The value of the elastic constant C cannot be obtained. Further, in consideration of chemical durability, it is preferably 19.0 mol% or less. Al 2 O 3 is an intermediate oxide and is an oxide capable of forming glass. It is used to replace SiO 2 to enhance the meltability, but if it exceeds 13.0 mol%, deterioration of the transmittance due to platinum elution is also observed.

【0019】B23やAl23は、SiO2から置換す
ることによって、ガラスの安定性を損なうことなく、S
iO2のみの時に比べて溶解温度を下げることができ、
白金坩堝溶解の際には白金の溶出を防ぎ透過率の向上を
可能とすることができる。B 23とAl23の和は5
7.0mol%まで導入可能であり、その効果を十分に
発揮するためには2.0mol%以上が好ましく、1
9.0mol%を越えると化学的耐久性が著しく損なわ
れる。
B2OThreeAnd Al2OThreeIs SiO2Replace from
By doing so, it is possible to obtain S without impairing the stability of the glass.
iO2The melting temperature can be lowered compared to when only
When the platinum crucible is dissolved, platinum is prevented from elution and the transmittance is improved.
It can be possible. B 2OThreeAnd Al2OThreeIs 5
It can be introduced up to 7.0mol%, and its effect is sufficient.
2.0 mol% or more is preferable in order to exhibit
If it exceeds 9.0 mol%, the chemical durability is significantly impaired.
It is.

【0020】SiO2は54.0mol%を越えると溶
融性が悪くなる。また、良好な成形性、化学的耐久性を
得るためには、38.0mol%以上のほうが好まし
い。前記のようにPbOは、光弾性定数Cを制御するた
めに用いる。鉛イオンの含有量が43.0〜45.5m
ol%であれば光弾性定数Cの値が実質的に零となる。
When SiO 2 exceeds 54.0 mol%, the meltability becomes poor. Further, in order to obtain good moldability and chemical durability, it is preferably 38.0 mol% or more. As described above, PbO is used to control the photoelastic constant C. Lead ion content of 43.0-45.5m
If it is ol%, the value of the photoelastic constant C becomes substantially zero.

【0021】Li2O,Na2O,K2Oといったアルカ
リ金属酸化物は、ガラスの溶解温度及びガラス転移温度
を下げ、ガラスの失透に対する安定性を高めるために用
いるが、3.5mol%を超えると白金の溶出による着
色が著しくひどくなる。同様にMgO,CaO,Sr
O,BaOといったアルカリ土類酸化物もガラスの溶解
温度及びガラス転移温度を下げガラスの失透に対する安
定性を高める効果があり、白金の溶出も促進すると考え
られるが、アルカリ金属酸化物と比べて効力は弱く、1
2.0mol%まで導入可能である。
Alkali metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are used to lower the melting temperature and glass transition temperature of the glass and increase the stability of the glass against devitrification. If it exceeds, coloring due to elution of platinum becomes extremely severe. Similarly, MgO, CaO, Sr
Alkaline earth oxides such as O and BaO also have the effect of lowering the melting temperature and glass transition temperature of the glass and increasing the stability of the glass against devitrification, and are thought to promote platinum elution, but compared with alkali metal oxides. Weakly effective, 1
It can be introduced up to 2.0 mol%.

【0022】脱泡剤としてAs23+Sb23は必要に
応じて導入するが、1.5mol%を超えるとガラスの
耐失透性、分光透過特性等を損なう。さらに、上記ガラ
ス組成中にフッ素を導入すると分光透過曲線の短波長側
の吸収端をより短波長側に動かすことができる。フッ素
はKF、K2SiF6、PbF 2等のフッ化物によりガラ
ス組成中に導入することができるが、該当する酸化物を
フッ化物に置換する割合(F2/F2+O2)が0.1を
越えるとガラス安定性を損ない失透する。
As a defoaming agent2OThree+ Sb2OThreeIs necessary
However, if it exceeds 1.5 mol%,
The devitrification resistance and spectral transmission characteristics are impaired. In addition, the above
When fluorine is introduced into the glass composition, the short wavelength side of the spectral transmission curve
The absorption edge of can be moved to the shorter wavelength side. Fluorine
Is KF, K2SiF6, PbF 2With fluoride such as
Can be introduced into the composition of
Ratio of substitution with fluoride (F2/ F2+ O2) Is 0.1
If it exceeds, the glass stability is impaired and devitrification occurs.

【0023】以上のように、本発明に依れば、入射光の
波長に対して光弾性定数Cが実質的に零の範囲内にある
偏光光学系用光学ガラスが得られる。本発明の偏光光学
系用光学ガラスは、各ガラス組成を構成する各成分の原
料として、対応する酸化物、フッ化物、炭酸塩、硝酸塩
などを用意し、室温に設定したボックス中で、それらを
所望の割合に秤量し混合して調合原料とした。この様に
して調合した原料を、大気雰囲気下、白金坩堝中で電気
炉を用いて1000〜1300℃に加熱して中を溶解さ
せ、常法により清澄、攪拌を行って均質化させた後、予
め300〜450℃に予熱された金型(ステンレス製)
に鋳込み、徐冷することにより容易に製造することがで
きる。
As described above, according to the present invention, an optical glass for a polarizing optical system having a photoelastic constant C within the range of substantially zero with respect to the wavelength of incident light can be obtained. Optical glass for polarizing optical system of the present invention, as a raw material of each component constituting each glass composition, corresponding oxides, fluorides, carbonates, nitrates, etc. are prepared, in a box set to room temperature, those The mixture was weighed and mixed at a desired ratio to prepare a blended raw material. The raw material thus prepared was heated to 1000 to 1300 ° C. in an platinum furnace under an air atmosphere using an electric furnace to dissolve the raw material, followed by clarification and stirring by a conventional method to homogenize the raw material. Mold (stainless steel) preheated to 300-450 ° C
It can be easily manufactured by casting in and cooling slowly.

【0024】本発明の偏光光学系用光学ガラスは、多く
の光学部品への応用が可能であるが、特に、高精度な偏
光特性が要求される偏光ビームスプリッタや空間光変調
素子の読み出し用透明基板に用いることができる。偏光
ビームスプリッタは、例えば図2に示すように、2つの
透光性基体の間に形成された2つの誘電体多層膜からな
る。図2においては、透光性基体として、本発明の偏光
光学系用光学ガラスを用いて2つのプリズム1、2を形
成し、その間に誘電体多層膜3、4が接着層5によって
保持されている。
The optical glass for a polarizing optical system of the present invention can be applied to many optical parts, but in particular, it is transparent for reading a polarizing beam splitter or a spatial light modulator which requires highly accurate polarization characteristics. It can be used as a substrate. The polarization beam splitter is, for example, as shown in FIG. 2, composed of two dielectric multilayer films formed between two translucent substrates. In FIG. 2, two prisms 1 and 2 are formed by using the optical glass for polarizing optical system of the present invention as a translucent substrate, and the dielectric multilayer films 3 and 4 are held by the adhesive layer 5 between them. There is.

【0025】光がガラスを透過する際の吸収、散乱など
による光損失は、プリズム1、2の光透過厚が長くなる
ほど大きくなるため、透過率の向上した本発明の偏光光
学系用光学ガラスは、この様な光透過厚の長い偏光ビー
ムスプリッタなどに用いることができる。以下、実施例
により本発明の偏光光学系用光学ガラスを詳細に説明す
る。
Since the light loss due to absorption and scattering when light passes through the glass increases as the light transmission thickness of the prisms 1 and 2 increases, the optical glass for polarizing optical system according to the present invention having improved transmittance. It can be used for such a polarizing beam splitter having a long light transmission thickness. Hereinafter, the optical glass for a polarizing optical system of the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0026】[0026]

【実施例】各ガラス組成を構成する各成分の原料とし
て、対応する酸化物、フッ化物、炭酸塩、硝酸塩などを
用意し、室温に設定したボックス中で、それらを表1、
2及び3に記載された割合となるように秤量し(各バッ
チの合計重量:100〜500g)し、混合して調合原
料とした。
EXAMPLE As a raw material of each component constituting each glass composition, corresponding oxides, fluorides, carbonates, nitrates, etc. were prepared, and they were shown in Table 1 in a box set at room temperature.
The proportions described in 2 and 3 were weighed (total weight of each batch: 100 to 500 g) and mixed to prepare a raw material.

【0027】この様にして調合した原料を、大気雰囲気
下、白金坩堝中で電気炉を用いて1000〜1300℃
に加熱して中を溶解させ、常法により清澄、攪拌を行っ
て均質化させた後、予め300〜450℃に予熱された
金型(ステンレス製)に鋳込み、徐冷することにより、
8種類の偏光光学系光学ガラスを製造した。表1、2及
び3にはmol%及びwt%換算による成分割合を示
し、それぞれが合計で100%になる。
The raw material thus prepared was heated to 1000 to 1300 ° C. in an atmosphere of air in a platinum crucible using an electric furnace.
After heating to dissolve the inside, clarification and stirring by a conventional method to homogenize, and then cast into a mold (made of stainless steel) preheated to 300 to 450 ° C. and slowly cooled,
Eight types of polarizing optical system optical glass were manufactured. Tables 1, 2 and 3 show the component ratios in terms of mol% and wt% conversion, and each totals 100%.

【0028】上記により製造した各ガラスについて、屈
折率nd、10mm内部透過率(表面反射を除いた、厚
さ10mmの試料の内部透過率)が80%となる波長、
波長λ=633nmの光に対する光弾性定数Cを測定し
た。なお、光弾性定数Cは、式(1)及び式(2)にお
いて波長λ=633nmの光、ガラスの光透過厚l=1
0mmの試料を用い算出した。測定結果を表1、2、3
及び4に示す。但し、比較として一定量の鉛イオンを含
有する偏光光学系用光学ガラス(A)を載せる。
With respect to each of the glasses produced as described above, the wavelength at which the refractive index nd is 10 mm and the internal transmittance (internal transmittance of a 10 mm thick sample excluding surface reflection) is 80%,
The photoelastic constant C for light with a wavelength λ = 633 nm was measured. It should be noted that the photoelastic constant C is the light transmission wavelength l = 1 of the light having the wavelength λ = 633 nm in the formula (1) and the formula (2).
Calculation was performed using a 0 mm sample. The measurement results are shown in Tables 1, 2, 3
And 4. However, as a comparison, an optical glass (A) for a polarizing optical system containing a certain amount of lead ions is placed.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】[0030]

【表2】 [Table 2]

【0031】[0031]

【表3】 [Table 3]

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の偏
光光学系用光学ガラスは、力学的外部応力や熱応力が生
じた時の光学的異方性による光路差を実質的に生じな
い。さらに、従来の偏光光学系用光学ガラスに比べて白
金るつぼ溶解の際に生じる白金の溶出による着色を抑え
ることによって可視域全体の透過率が向上しているため
多くの光学部品への応用が可能になる。特に、高精度な
偏光特性が要求される偏光ビームスプリッタや空間光変
調素子の読み出し用透明基盤に用いることができる。
As described in detail above, the optical glass for a polarizing optical system of the present invention does not substantially cause an optical path difference due to optical anisotropy when mechanical external stress or thermal stress occurs. . In addition, compared with conventional optical glass for polarizing optics, the transmittance in the entire visible range is improved by suppressing the coloring caused by the elution of platinum that occurs when the platinum crucible is melted, so it can be applied to many optical components. become. In particular, it can be used as a reading transparent substrate of a polarization beam splitter or a spatial light modulator that requires highly accurate polarization characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例2,5,6及び比較例(A)の10m
m内部の光学ガラスの分光透過曲線図である。
FIG. 1 is 10 m of Examples 2, 5, 6 and Comparative Example (A).
It is a spectrum transmission curve figure of optical glass inside m.

【図2】 本発明の光学ガラスが適用され得る偏光ビー
ムスプリッタの一例を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a polarization beam splitter to which the optical glass of the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ・・・実施例2の分光透過曲線図 5 ・・・実施例5の分光透過曲線図 6 ・・・実施例6の分光透過曲線図 21、22・・・プリズム 23、24・・・誘電体多層膜 25 ・・・接着層 2 ... Spectral transmission curve diagram of Example 2 5 ... Spectral transmission curve diagram of Example 5 6 ... Spectral transmission curve diagram of Example 6 21, 22 ... Prism 23, 24 ... Dielectric Body multilayer film 25 ・ ・ ・ Adhesive layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化物換算のmol%表示で B23 0 〜 57.0 % Al23 0 〜 13.0 % 但しB23+Al23 0.1 〜 57.0 % SiO2 0 〜 54.0 % 但しSiO2+B23+Al23 43.0 〜 57.0 % PbO 43.0 〜 45.5 % R2O(R:Li,Na,K) 0 〜 3.5 % R’O(R’:Mg,Ca,Sr,Ba) 0 〜 12.0 % As23+Sb23 0 〜 1.5 % の範囲にあり、かつ、 (F2/F2+O2) 0 〜 0.1 の範囲でフッ素を導入することを特徴とする偏光光学系
用光学ガラス。
1. B 2 O 3 0 to 57.0% Al 2 O 3 0 to 13.0% in terms of oxide equivalent mol% where B 2 O 3 + Al 2 O 3 0.1 to 57.0% SiO 2 0 to 54.0% However, SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 43.0 to 57.0% PbO 43.0 to 45.5% R 2 O (R: Li, Na, K) 0 to 3.5% R′O (R ′: Mg, Ca, Sr, Ba) 0 to 12.0% As 2 O 3 + Sb 2 O 3 0 to 1.5%, and (F 2 / F 2 + O 2 ) 0 to 0.1 Introducing fluorine in the range, An optical glass for a polarizing optical system.
【請求項2】酸化物換算のmol%表示で B23 0 〜 19.0 % Al23 0 〜 13.0 % 但しB23+Al23 2.0 〜 19.0 % SiO2 38.0 〜 54.0 % 但しSiO2+B23+Al23 43.0 〜 57.0 % PbO 43.0 〜 45.5 % R2O(R:Li,Na,K) 0 〜 3.5 % R’O(R’:Mg,Ca,Sr,Ba) 0 〜 12.0 % As23+Sb23 0 〜 1.5 % の範囲にあり、かつ、 (F2/F2+O2) 0 〜 0.1 の範囲でフッ素を導入することを特徴とする偏光光学系
用光学ガラス。
2. B 2 O 3 0 to 19.0% Al 2 O 3 0 to 13.0%, but B 2 O 3 + Al 2 O 3 2.0 to 19.0% in mol% in terms of oxide. SiO 2 38.0 to 54.0% However, SiO 2 + B 2 O 3 + Al 2 O 3 43.0 to 57.0% PbO 43.0 to 45.5% R 2 O (R: Li, Na, K) 0 to 3.5% R′O (R ′: Mg, Ca, Sr, Ba) 0 to 12.0% As 2 O 3 + Sb 2 O 3 0 to 1.5%, and (F 2 / F 2 + O 2 ) 0 to 0.1 in which fluorine is introduced, an optical glass for a polarizing optical system.
【請求項3】請求項1及び請求項2に記載の偏光光学系
用光学ガラスにおいて、該ガラスの入射光の波長が0.
4μm〜3.0μmの範囲で光弾性定数Cが実質的に零
であることを特徴とする偏光光学系用光学ガラス。
3. The optical glass for a polarizing optical system according to claim 1 or 2, wherein the wavelength of incident light on the glass is 0.
An optical glass for a polarizing optical system, wherein the photoelastic constant C is substantially zero in the range of 4 μm to 3.0 μm.
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