CN101896437A - 光学玻璃和使用该光学玻璃的光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光学玻璃和具备包含该光学玻璃的光学系统的光学装置,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm或者Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中含有SiO2:2~10%、B2O3:5~45%、RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba):0~15%、La2O3:30~60%、Ln2O3(Ln=Y、Gd):0~40%、ZrO2+Nb2O5+Ta2O5:0~30%。
Description
技术领域
本发明涉及光学玻璃,特别是在用于荧光观察、荧光强度测定的光学系统中使用的光学玻璃和使用了该光学玻璃的光学装置。特别是涉及释放自体荧光的成分Cr或Sm的含量极少的光学玻璃。
背景技术
在荧光显微镜等荧光观察测定装置的利用中,对于一分子荧光观察、荧光强度低的试样的荧光强度测定等观察测定中使用的装置要求高精度化。
作为导致这样的装置在像观察、测定中的精度变差的原因之一,已知有光学系统的透镜所使用的玻璃的自体荧光。
该自体荧光是指在用于激发试样的激发光透过透镜时,透镜的材料即玻璃吸收部分激发光而发出的荧光。该自体荧光与试样发出的荧光重叠,导致荧光像的暗部的信息消失,所以难以进行高精度的观察。荧光强度测定中,自体荧光成为背景噪声,对于荧光强度低的试样,难以进行高精度的测定。通过使用自体荧光的强度降低了的玻璃,能够高精度地观察、测定。
另外,这样的荧光观察和/或测定中,试样是活细胞等的情况下,使用紫外光作为激发光时,有时会对活细胞造成损害,所以例如多使用波长480nm的可见光。
作为与自体荧光强度降低了的玻璃(以下称作“低荧光玻璃”)相关的技术,日本特开平4-219342号和日本特开平11-106233号公开了杂质的含量降低了的玻璃。另外,还有日本特开平11-106233号公开的制造方法,其中减少了在玻璃制造时杂质的混入。
作为杂质的含量低的玻璃,日本特开平4-219342号中公开了一种低荧光玻璃,其中,作为杂质的含量,As2O3为0.05%以下,Sb2O3为0.05%以下,V2O5为10ppm以下,CuO为10ppm以下,CeO2为1ppm以下。
另外,作为杂质的含量低的玻璃,日本特开平11-106233号中公开了杂质铂的量为10ppm以下且实质不含砷也实质不含锑的低荧光玻璃。另外,作为制造方法,公开了下述的玻璃的制造方法,其中,通过防止从气相混入铂以及防止从铂坩锅和玻璃熔液界面混入铂来减少杂质量。
发明内容
但是,现有的技术得到的低荧光玻璃是仅用于解决照射紫外线(波长小于380nm)的情况下的自体荧光的。对于照射可见光(波长380nm~550nm)的情况下的自体荧光完全没有考虑。另外,现有的技术得到的低荧光玻璃存在照射可见光的情况下不能充分降低自体荧光的问题。
因此,如上所述,荧光显微镜被用于荧光像的观察和荧光量的测定。为了良好地校正像差,该荧光显微镜的光学系统的透镜也使用了高折射率低分散性的光学玻璃。但是,高折射率低分散性的光学玻璃容易发生自体荧光。因此,使用了高折射率低分散性的光学玻璃的荧光显微镜中存在难以观察对比度高的荧光像和难以进行高精度的测定的问题。
本发明是鉴于上述问题提出的,其目的在于提供一种光学玻璃和使用了该光学玻璃的光学装置,与现有的光学玻璃相比,本发明的光学玻璃在照射可见光的情况下的自体荧光强度低。
为了实现上述目的,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2~10%
B2O3 5~45%
La2O3 30~60%。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2~10%
B2O3 5~45%
La2O3 30~60%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba) 0~15%
Ln2O3(Ln=Y、Gd) 0~40%
ZrO2+Nb2O5+Ta2O5 0~30%。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2~20%
B2O3 5~45%
La2O3 10~29%。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2~20%
B2O3 5~45%
La2O3 10~29%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba) 0~45%
Ln2O3(Ln=Y、Gd) 0~10%
ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5 1~20%。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2~20%
B2O3 5~45%
La2O3 10~29%
Al2O3 0.1~5%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)1~60%
Ln2O3(Ln=Y、Gd) 0~10%
ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5 1~10%。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%上述的基础玻璃组合物,含有0.01~1%的Sb2O3、氯化物、硫化物、氟化物中的任意1种以上的物质作为脱泡剂。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,含有0~10%的Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O之中的至少一种以上的物质。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%的基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2~10%
B2O3 5~45%
La2O3 30~60%。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%的基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2~10%
B2O3 5~45%
La2O3 30~60%
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另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%的基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中至少含有
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另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%的基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中含有
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另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%的基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中至少含有
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另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,相对于100%上述的基础玻璃组合物,含有0.01~1%的Sb2O3、氯化物、硫化物、氟化物中的任意1种以上的物质作为脱泡剂。
另外,本发明的光学玻璃中,以重量为基准,含有0~10%的Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O之中的至少一种以上的物质。
另外,本发明的光学装置具备具有上述的光学玻璃的光学系统。
根据本发明的光学玻璃,与以往相比,照射可见光的情况下,能够实现自体荧光强度更低的光学玻璃和使用了该光学玻璃的光学装置。
特别是由于本发明的光学玻璃的Cr含量小于5ppm,所以,能够得到自体荧光小的玻璃。并且,由于该玻璃的Cr含量小,所以对于在荧光像观察中利用的400~700nm的折射率、分散等光学性质、化学性质、热性质、机械性能等几乎没有影响。
因此,不需要改变光学系统的设计、不需要改变与化学性质、热性质、机械性能有关的机械加工工序、涂布工序等工序,能够容易地用本发明的低荧光玻璃代替现有的光学系统的玻璃。
另外,特别是由于本发明的光学玻璃的Sm含量为3ppm以下,所以能得到自体荧光小的玻璃。并且,由于该玻璃的Sm含量少,所以对在荧光像观察中利用的400~700nm的折射率、分散等光学性质、化学性质、热性质、机械性能等几乎没有影响。
因此,不需要改变光学系统的设计、不需要改变与化学性质、热性质、机械性能有关的机械加工工序、涂布工序等工序,能够容易地用本发明的低荧光玻璃代替现有的光学系统的玻璃。
附图说明
图1是作为本发明的光学装置的一个实施例的荧光显微镜的说明简图。
图2是本发明的荧光显微镜的说明简图。
图3是本发明的分光荧光光度计的构成说明图。
图4是说明Sm的激发波长的激发光谱的图。
图5是说明Sm的发射光波长的荧光光谱的图。
具体实施方式
为了实现上述目的,本申请的发明人进行了深入研究,结果发现,B2O3-La2O3系玻璃中,通过使Cr的含量小于5ppm或Sm的含量为3ppm以下,能够减少照射可见光的情况下的自体荧光,另外,本申请的发明人还发现,通过使Sm的含量为3ppm以下,能够减少照射可见光的情况下的自体荧光。
本发明涉及含有上述那样的成分的B2O3-La2O3系光学玻璃,下面对各玻璃成分的各自的作用和确定各成分的最佳含量的理由进行说明。
第1实施方式的光学玻璃中,作为基础玻璃组合物,其含有SiO2、B2O3、La2O3。
SiO2是玻璃网络形成成分之一。本实施方式的光学玻璃含有2~10%的SiO2。SiO2少于2%时,玻璃的化学耐久性变差。另一方面,本实施方式中,SiO2超过10%时,玻璃的稳定性降低,发生结晶化的趋势增强。
B2O3是玻璃网络形成成分之一。本实施方式的光学玻璃含有5~45%的B2O3。B2O3少于5%时,会导致玻璃的稳定性和熔融性变差。另外,B2O3超过45%时,会导致化学耐久性变差。
La2O3是用于提高折射率的成分。本实施方式的光学玻璃含有30~60%的La2O3。本实施方式中,La2O3少于30%时,不能得到所期望的折射率。另一方面,La2O3超过60%时,玻璃的稳定性会降低。
第2实施方式的光学玻璃中,作为基础玻璃组合物,除了上述的3种成分之外,还含有RO、Ln2O3、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5之中的至少一种物质。
RO中的R=Zn、Sr、Ca、Ba,RO表示ZnO、SrO、CaO、BaO。RO是用于调整折射率和玻璃的稳定性的成分。特别是BaO是非常有助于玻璃的高折射率化的成分。另外,其他成分有助于调整折射率和提高玻璃的稳定性。本实施方式的光学玻璃含有0~15%的RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)。RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)超过15%时,玻璃的稳定性和/或化学耐久性会降低。本实施方式的光学玻璃含有RO的情况下,含有ZnO、SrO、CaO、BaO之中的至少1个即可。
Ln2O3中的Ln=Y、Gd,Ln2O3表示Y2O3、Gd2O3。Y2O3、Gd2O3是提高折射率且调整分散值的成分。本实施方式的光学玻璃含有0~40%的Ln2O3(Ln=Y、Gd)。Ln2O3(Ln=Y、Gd)超过40%时,玻璃的稳定性变差,结晶化倾向增强。本实施方式的光学玻璃含有Ln2O3的情况下,含有Y2O3、Gd2O3之中的至少1个即可。
ZrO2、Nb2O5、TiO2、Ta2O5是提高折射率的同时调整分散值的成分。本实施方式的光学玻璃含有0~30%的ZrO2+Nb2O5+Ta2O5。ZrO2+Nb2O5+Ta2O5超过30%时,熔融性变差,玻璃的稳定性也变差。本实施方式的光学玻璃含有ZrO2、Nb2O5、Ta2O5的情况下,含有这些之中的至少一个即可。
第3实施方式的光学玻璃的各成分的比例与第1实施方式的光学玻璃不同。即,SiO2为2~20%、B2O3为5~45%、La2O3为10~29%。与第1实施方式相比,SiO2的上限多达20%。另一方面,La2O3的量少,为10~29%。
另外,第4实施方式的光学玻璃中,作为基础玻璃组合物,除了第3实施方式中的3种成分之外,还含有RO、Ln2O3、ZrO2、Nb2O5、TiO2、Ta2O5之中的至少1种。即,RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)为0~45%、Ln2O3(Ln=Y、Gd)为0~10%、ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5为1~20%。有时,第4实施方式的光学玻璃中不含RO和Ln2O3。
另外,第5实施方式的光学玻璃中,作为基础玻璃组合物,除了第4实施方式中的3种成分之外,还含有Al2O3。另外,还含有RO以及ZrO2、Nb2O5、TiO2、Ta2O5之中的至少1种。即,Al2O3为0.1~5%、RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)为1~60%、ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5为1~10%。另外,Ln2O3(Ln=Y、Gd)为0~10%,有时不含Ln2O3(Ln=Y、Gd)。
Al2O3是调整折射率的同时调整玻璃的粘度、耐候性的成分。Al2O3超过5%时,玻璃的稳定性和熔融性变差。
其他各成分的功能等与第1和第2实施方式中说明的相同。
另外,第1实施方式~第5实施方式的光学玻璃中,相对于100%的上述的基础玻璃组合物,Cr的含量少于5ppm,Sm的含量为3ppm以下。
Cr是释放自体荧光的成分。Cr发出在波长545nm具有峰值的荧光和在波长700nm附近具有峰值的自体荧光。特别是作为后者的自体荧光,在比650nm长的波长侧在宽范围被观测到,并且其对Cr含量的灵敏度高。因此,该成分是妨碍在近红外区域进行高精度的荧光观察、测定的原因。Cr的含量超过5ppm时,不能实现本发明的目的。因此,优选Cr的含量少于5ppm。特别优选Cr的含量为2ppm以下。
Sm是照射从紫外区域到可见区域(200~500nm)的光的情况下发出自体荧光的成分。图4和图5分别是表示Sm的激发光谱和荧光光谱的图。此处,图4是激发光谱,图5是荧光光谱。
图4是对应激发波长从200nm变化到500nm而绘制荧光波长610nm的荧光强度所得到的图。例如,610nm的荧光强度在照射405nm的激发光时达到最大。另一方面,图5是将激发波长为405nm时的荧光强度按波长(550nm~700nm)显示出的图。将激发波长设定为200nm~500nm的范围的任意值的情况下,具有与图4所示的激发光谱成比例的强度,并且产生与图5所示的荧光光谱相似的光谱形状的荧光。
如图4所示,照射200nm~500nm的光时,Sm在550nm~700nm发出自体荧光。因此,例如,试样的荧光波长为550nm~700nm时,从试样发出的荧光与Sm发出的自体荧光叠加。这种情况下,不能以好的对比度得到试样的荧光像。玻璃所含有的Sm的量超过3ppm时,对荧光像的对比度有不良影响。即,玻璃所含有的Sm的量超过3ppm时,不能得到自体荧光强度降低了的光学玻璃。
接着,对第6实施方式的光学玻璃进行描述。第6实施方式的光学玻璃如第1实施方式~第5实施方式的光学玻璃,其中,含有0.01~1%的Sb2O3、氯化物、硫化物和氟化物中的任意1种以上作为脱泡剂。如此设定的话,能够减少玻璃熔融时原料分解和/或反应所产生的泡。脱泡剂少于0.01%时,得不到脱泡效果。另一方面,脱泡剂超过1%时,产生自体荧光增加的问题。
接着,对于第7实施方式的光学玻璃进行描述。第7实施方式的光学玻璃如第1~第6实施方式的光学玻璃,其中,含有0~10%的作为碱金属氧化物的Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O之中的至少一种以上。如此,能够提高玻璃的熔融性。碱金属氧化物超过10%时,化学耐久性、玻璃稳定性变差。此外,优选含有2种以上的碱金属氧化物。
此外,基于提高脱泡性、熔融性和/或稳定性等目的,本实施方式的光学玻璃还可含有其他的成分。
接着,对本发明的荧光观察测定装置进行说明。
本发明的光学装置是例如荧光显微镜、活细胞观察装置、基因解析装置、光致发光测定装置、荧光分光光度计、荧光寿命测定装置、等离子体显示器面板检查装置和具有荧光观察功能的内窥镜等。无论哪个,均是观察或者测定荧光的装置。
这些光学装置用于观察和/或测定试样发出的荧光。为了使试样发出荧光,将从光源发出的激发光通过光学系统向试样照射。通过该激发光的照射,试样发出荧光。该荧光通过光学系统被光检测器(发光二极管、光电倍增管、CCD和CMOS等)检测。
上述的光学系统中包括由光学玻璃等构成的透镜、棱镜、镜和过滤器等光学部件。通过将本实施方式的光学玻璃用于这些光学部件,能够减少从这些部件产生的自体荧光的强度(光量)。结果能够在荧光观察中抑制荧光像的对比度的降低。另外,荧光测定中,能够降低荧光信号中的噪声成分(自体荧光)。
实施例1
下面,将实施例1的光学玻璃作为试验例1~20列于表1。实施例1中,制作20种玻璃试样,测定各自的荧光量。此外,表1的组成以重量基准的百分率进行表示。
本实施例的光学玻璃使用了杂质的混入少的高纯度玻璃原料。将该玻璃原料以预定的比例进行混合,在铂坩锅内于1100~1400℃熔融2~5小时,进行退火。将如此制作的玻璃加工成11×11×40mm的四棱柱,并对长度方向的4个面(11×40mm的面)进行镜面研磨,得到光学玻璃。
使用该光学玻璃,用分光荧光光度计(日本分光株式会社制造的FP-6500)测定荧光强度。测定中,向各实施例的光学玻璃照射480nm的光,并测定530nm~650nm的荧光强度。然后,对530nm~650nm的荧光强度进行积分,以积分值(任意单位)为自体荧光强度,与任意选择的市售的B2O3-La2O3系玻璃的自体荧光强度比较,进行评价。评价中,以所述市售的玻璃的自体荧光强度为基准,求出与表1的各试验例的自体荧光强度之比,以该比值为荧光度。荧光度小于0.7时计作A,荧光度为0.7~1.5时计作B、荧光度为1.5以上时计作C。
另外,对作为比较例的市售的2种光学玻璃(未测定Cr含量)同样地进行了自体荧光强度的测定,表2中给出了基于该测定结果的该2种光学玻璃的荧光度的评价结果。市售玻璃1、市售玻璃2的光学玻璃是与上述作为评价基准的B2O3-La2O3系玻璃不同的市售的B2O3-La2O3系光学玻璃。
为了实现本发明的目的,优选该荧光度的指标为A。
通过该结果,证明了本实施例的光学玻璃的自体荧光强度比比较例的光学玻璃低。
此外,各试验例和实施方式的对应关系如下所示。
第1实施方式:试验例1~试验例10
第2实施方式:试验例1~试验例10
第3实施方式:试验例11~试验例20
第4实施方式:试验例12、试验例14~试验例20
第5实施方式:试验例18、试验例20
第6实施方式:试验例3、试验例4、试验例8~试验例10、试验例14~试验例16、试验例19、试验例20
第7实施方式:试验例1~试验例20
[表1]
表1续
[表2]
实施例2
接着,基于图1对本发明的光学装置的一个实施例进行描述。图1是示意性说明作为本发明的光学装置的荧光显微镜1的说明图。荧光显微镜1由激发光源部2、激发光光学系统3、过滤部4、目镜光学系统5、图像摄影部6、显示装置7、物镜8和试样台10构成。另外,9为试样(样品)。
激发光源部2具有发出激发光11的氙灯和未图示的电源装置。激发光光学系统3是将激发光11导向试样9的光学系统,其被设置在激发光源部2与过滤部4之间。过滤部4由介电体多层膜过滤器构成。该过滤部4具有带通滤波器和分色镜。分色镜具有反射激发光11、透过荧光12的特性。
目镜光学系统5是用于用肉眼观察试样9的像(荧光像)的光学系统。图像摄影部6是拍摄荧光12的像的CCD照相机。显示装置7显示拍摄到的荧光12的像。物镜8在将激发光11聚焦在试样上的同时,将荧光12聚焦在预定的位置而形成像。试样台10是用于设置试样9的。
从激发光源部2发出的光通过激发光光学系统3射入到过滤部4。在过滤部4设置有透过460~495nm的光的带通滤波器。因此,从激发光源部2发出的光通过过滤部4,得到波长460~495nm的光,即激发光11。
接着,该激发光11射入分色镜。分色镜具有将波长小于505nm的光反射而使波长大于505nm的光透过的光学特性。该分色镜被设置成与激发光11的前进方向成45度的角度。因此,射入分色镜的激发光11转折90度后导入物镜8。
激发光11被物镜8聚焦,并照射到设置在试样台10上的试样9。激发光11被试样9(荧光物质)吸收,从试样9发出荧光12。
该荧光12被物镜8聚焦。被聚焦的荧光12射入过滤部4的分色镜。此处,荧光12的波长比505nm大。因此,荧光12透过分色镜。荧光12进一步通过能透过波长比510nm大的光的过滤器后,聚焦在预定的位置,形成荧光像。于是,可通过目镜光学系统5观察到该荧光像。
另外,荧光显微镜1还可以具有光路切换机构(未图示)。通过光路切换机构切换光路,能够将荧光12导入图像摄影部6。如此,能够通过图像摄影部6拍摄到荧光像。被拍摄到的荧光像在显示装置7显示。
本实施例中,在过滤部4和物镜8产生作为噪声的自体荧光。本实施例中,物镜8所使用的光学透镜的一部分使用实施例1的光学玻璃(试验例1~20中的任意一种光学玻璃)。由此,能够减少由物镜8发出的自体荧光。其结果是,荧光像的对比度增加,能够得到清晰的荧光像。
实施例3
接着,基于图2对本发明的光学装置的其他实施例进行描述。图2是示意性说明作为本发明的光学装置的荧光显微镜13的说明图。与图1的荧光显微镜1相比,荧光显微镜13是将图像摄影部6换成光检测部14,除此以外没有不同,因此省略了详细的说明。此外,光检测部14具有测定荧光12的强度的光电倍增管和未图示的电源装置。
荧光12透过过滤部4的分色镜,进而通过能透过波长大于420nm的光的过滤器。然后,荧光12射入到光检测部14。在光检测部14以电流值的形式测定光强度(荧光强度),并在显示装置15显示该值。
此时,在过滤部4和物镜8产生作为噪声的自体荧光。此处,在试样台10上不设置试样9,实施荧光强度的测定,测定由过滤部4、物镜8产生的自体荧光。
本实施例中,在物镜8使用的玻璃的一部分使用实施例1的光学玻璃。并且,在试样台10上不设置试样进行荧光强度测定。另外,采用使用了现有的光学玻璃的物镜8,进行荧光强度测定。
其结果是,物镜8使用了实施例1的光学玻璃的情况下,荧光强度测定值(任意单位)为63。与此相对,物镜8使用了现有的光学玻璃的情况下的荧光强度测定值(任意单位)为260。如此,实施例1的光学玻璃的自体荧光的强度约为现有的光学玻璃的1/4。因此,与现有技术的荧光显微镜相比,能够减小背景噪声。
实施例4
接着,基于图3对本发明的光学装置的其他实施例进行描述。图3是说明作为本发明的光学装置的分光荧光光度计20的构成的说明图。分光荧光光度计20由光度计主体21、控制和/或解析部22和未图示的电源构成。
在光度计主体21,将激发光34向试样照射和将试样发出的荧光35转换成强度信号。在控制和/或解析部22,对光度计主体21进行控制和对测定到的荧光强度进行显示和/或解析。
光度计主体21由激发光光学系统23、试样室24和荧光光学系统25构成。激发光光学系统23由发出激发光34的氙灯26、对激发光34进行分光的激发光用衍射光栅27、改变激发光34的方向使其朝向试样的镜28、以及与试样室24在空间上分开的激发光射出窗29构成。激发光射出窗29使用实施例1的低荧光玻璃。
将试样室24与激发光光学系统23的空间分开的理由是为了防止从试样室24侵入异物等而污染激发光光学系统23。后述的荧光光学系统25也基于同样的理由,通过荧光入射窗31而在空间上与试样室24分开。
荧光光学系统25由光入射窗31、荧光用衍射光栅32和光电倍增管33构成。光入射窗31设置在试样30发出的荧光35能射入到荧光光学系统25的位置。荧光用衍射光栅32将射入的荧光35分光。光电倍增管33将分光后的荧光的光强度转换为电流。此处,荧光入射窗31使用了实施例1的光学玻璃。
接着,对利用分光荧光光度计20的荧光测定进行说明。进行荧光测定的试样30被设置在试样室24。由氙灯26发出的激发光34被激发光用衍射光栅27分光成例如中心波长480nm、波长宽10nm的光。该激发光被镜28反射,通过激发光射出窗29,进入试样室24,照射试样30。
照射到试样30的激发光34的一部分被试样30吸收,在该被吸收的激发光34的能量的作用下,由试样30发出荧光。由试样30发出的荧光35通过荧光入射窗31进入荧光光学系统25。该荧光35被荧光用衍射光栅32分光(例如波长600nm)。分光时,操作荧光用衍射光栅32,改变荧光35相对荧光用衍射光栅32的入射角度。如此,改变射入到光电倍增管33的光的波长。
被荧光用衍射光栅32分光后的光射入到光电倍增管33,光强度被转换成电流。经光电倍增管33转换成电流的光强度被控制和/或解析部22显示和/或解析。按波长收集荧光强度的数据时,能得到显示荧光强度相对荧光波长的荧光光谱。
对于基于现有技术的分光荧光光度计,由激发光34所照射到的激发光射出窗29产生自体荧光。另外,照射到试样30的激发光34的散射光射入激发光射出窗29和荧光入射窗31,产生自体荧光。这样的自体荧光导致测定时的背景值增大,对于微弱的荧光强度的测定等要求高精度的测定是困难的。
与此相对,基于本实施例的分光荧光光度计20中,激发光射出窗29和荧光入射窗31使用了实施例1的光学玻璃。由此能够减小从这些窗产生的自体荧光的强度。因此,能够减少测定的背景值。其结果是,即使对于强度微弱的荧光,也能进行高精度的测定。
实施例5
接着,将实施例5的光学玻璃作为试验例1~20列于表3。实施例5中,制作20种玻璃试样,测定各自的荧光量。此外,表3的组成以重量基准的百分率进行表示。
本实施例的光学玻璃使用了杂质的混入少的高纯度玻璃原料。将该玻璃原料以预定的比例混合,在铂坩锅内于1100~1400℃熔融2~5小时,进行退火。将如此制作的玻璃加工成11×11×40mm的四棱柱,对长度方向的4个面(11×40mm的面)进行镜面研磨,得到光学玻璃。
使用该光学玻璃,利用分光荧光光度计(日本分光株式会社制造的FP-6500)测定荧光强度。测定中,向各实施例的光学玻璃照射480nm的光,测定500nm~700nm的荧光强度。然后,对500nm~700nm的荧光强度进行积分,以该积分值(任意单位)作为自体荧光强度,与任意选择的市售的B2O3-La2O3系玻璃的自体荧光强度比较,进行评价。评价中,以所述市售的玻璃的自体荧光强度为基准,求出与表3的各试验例的自体荧光强度之比,以该比值作为荧光度。荧光度小于0.7时,计作A,荧光度为0.7~1.5时,计作B,荧光度为1.5以上时,计作C。
另外,对作为比较例的市售的3种光学玻璃(未测定Sm含量)同样地进行了自体荧光强度的测定,表4中给出了基于该测定结果的该3种光学玻璃的荧光度的评价结果。市售玻璃1~市售玻璃3的光学玻璃是与上述作为评价基准的B2O3-La2O3系玻璃不同的市售的B2O3-La2O3系光学玻璃。
为了实现本发明的目的,优选该荧光度的指标为A。
根据该结果,证明了本实施例的光学玻璃的自体荧光强度比比较例的光学玻璃低。
[表3]
表3续
[表4]
实施例6
本实施例的构成和作用效果与参照图1所描述的上述实施例相同,所以省略了对这些的说明。本实施例中,物镜8所使用的光学透镜的一部分使用了实施例5的光学玻璃(试验例1~20中任意的光学玻璃)。由此,能够减少物镜8产生的自体荧光。其结果是,荧光像的对比度增加,能够得到清晰的荧光像。
实施例7
本实施例的构成和作用效果与参照图2所描述的上述实施例相同,所以省略了对这些的说明。本实施例中,物镜8所使用的玻璃的一部分使用了实施例5的光学玻璃。并且,在试样台10上不设置试样进行荧光强度测定。另外,采用使用了现有的光学玻璃的物镜8进行荧光强度测定。
其结果是,物镜8使用了实施例5的光学玻璃的情况下,荧光强度测定值(任意单位)为1.4。与此相对,物镜8使用了现有的光学玻璃的情况下的荧光强度测定值(任意单位)为3.0。如此,实施例5的光学玻璃的自体荧光的强度约为现有的光学玻璃的1/2。因此,与基于现有技术的荧光显微镜相比,能够减小背景噪声。
实施例8
本实施例的构成和作用效果与参照图3所描述的上述实施例相同,所以省略了对这些的说明,其中,激发光射出窗29使用了实施例5的低荧光玻璃,荧光入射窗31使用了实施例5的光学玻璃。
需要说明的是,本发明的光学装置并不限于上述实施例,在其他的光学装置中使用本实施例的光学玻璃也可得到相同的效果。
Claims (15)
1.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2%~10%
B2O3 5%~45%
La2O3 30%~60%。
2.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2%~10%
B2O3 5%~45%
La2O3 30%~60%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)0~15%
Ln2O3(Ln=Y、Gd)0~40%
ZrO2+Nb2O5+Ta2O5 0~30%。
3.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2%~20%
B2O3 5%~45%
La2O3 10%~29%。
4.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2%~20%
B2O3 5%~45%
La2O3 10%~29%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)0~45%
Ln2O3(Ln=Y、Gd)0~10%
ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5 1%~20%。
5.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Cr的含量小于5ppm,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2%~20%
B2O3 5%~45%
La2O3 10%~29%
Al2O3 0.1%~5%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)1%~60%
Ln2O3(Ln=Y、Gd)0~10%
ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5 1%~10%。
6.如权利要求1~5的任一项所述的光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%所述基础玻璃组合物,含有0.01%~1%的选自Sb2O3、氯化物、硫化物、氟化物中的任意1种以上的物质作为脱泡剂。
7.如权利要求1~6的任一项所述的光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,含有0~10%的选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O中的至少一种以上的物质。
8.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2%~10%
B2O3 5%~45%
La2O3 30%~60%。
9.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2%~10%
B2O3 5%~45%
La2O3 30%~60%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)0~15%
Ln2O3(Ln=Y、Gd)0~40%
ZrO2+Nb2O5+Ta2O5 0~30%。
10.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中,至少含有
SiO2 2%~20%
B2O3 5%~45%
La2O3 10%~29%。
11.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2%~20%
B2O3 5%~45%
La2O3 10%~29%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)0~45%
Ln2O3(Ln=Y、Gd)0~10%
ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5 1%~20%。
12.一种光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%基础玻璃组合物,Sm的含量为3ppm以下,所述基础玻璃组合物中含有
SiO2 2%~20%
B2O3 5%~45%
La2O3 10%~29%
Al2O3 0.1%~5%
RO(R=Zn、Sr、Ca、Ba)1%~60%
Ln2O3(Ln=Y、Gd)0~10%
ZrO2+Nb2O5+TiO2+Ta2O5 1%~10%。
13.如权利要求8~12的任一项所述的光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,相对于100%所述基础玻璃组合物,含有0.01%~1%的选自Sb2O3、氯化物、硫化物、氟化物中的任意1种以上的物质作为脱泡剂。
14.如权利要求8~13的任一项所述的光学玻璃,其特征在于,以重量为基准,含有0~10%的选自Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O中的至少一种以上的物质。
15.一种光学装置,其特征在于,其具有光学系统,所述光学系统具有权利要求1~14的任一项所述的光学玻璃。
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