CN116348426A - 玻璃材料 - Google Patents
玻璃材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116348426A CN116348426A CN202180070880.8A CN202180070880A CN116348426A CN 116348426 A CN116348426 A CN 116348426A CN 202180070880 A CN202180070880 A CN 202180070880A CN 116348426 A CN116348426 A CN 116348426A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- glass material
- glass
- less
- content
- present
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 62
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 12
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004998 X ray absorption near edge structure spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 or the like Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
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
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0092—Compositions for glass with special properties for glass with improved high visible transmittance, e.g. extra-clear glass
-
- 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/10—Compositions for glass with special properties for infrared transmitting glass
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
本发明提供一种表现出使用波长时的高透光率的玻璃材料。该玻璃材料含有26％～40％的Tb2O3、大于12％且40％以下的B2O3、1％～20％的Al2O3、1％～40％的SiO2、0％～5％的P2O5、大于14％且74％以下的B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5。
Description
技术领域
本发明涉及一种玻璃材料。
背景技术
已知含有Tb2O3的玻璃材料表现出作为磁光效应之一的法拉第效应。法拉第效应是使通过置于磁场中的材料的直线偏振光旋转的效应。利用该效应的磁光学元件(例如法拉第旋光器)被利用于光隔离器等磁光学器件。
因法拉第效应而产生的旋光度(偏光面的旋转角)θ由以下的式子表示。其中，H为磁场的强度，L为偏振光所通过的物质的长度，V为依赖于物质种类的常数(韦尔代常数、Verdet Constant)。韦尔代常数在反磁性体时为正值，在顺磁性体时为负值。另外，韦尔代常数的绝对值越大，旋光度的绝对值也越大，结果表现出大的法拉第效应。
θ＝VHL
作为表现出法拉第效应的玻璃材料，例如已知有SiO2－B2O3－Al2O3－Tb2O3系(专利文献1)、P2O5－B2O3－Tb2O3系(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公昭51－46524号公报
专利文献2：日本特公昭52－32881号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
近年来，由于向磁光学器件照射的激光的高输出化，要求提高磁光学元件的使用波长(例如300～1100nm)时的透光率。
鉴于以上情况，本发明的目的在于提供一种表现出使用波长时的高透光率的玻璃材料。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的玻璃材料的特征在于：以摩尔％计含有26％～40％的Tb2O3、大于12％且40％以下的B2O3、1％～20％的Al2O3、1％～40％的SiO2、0％～5％的P2O5、大于14％且74％以下的B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5。
本发明的玻璃材料优选FeO+Fe2O3的含量为10ppm以下。
本发明的玻璃材料优选实质上不含Sb2O3和As2O3。
本发明的玻璃材料优选Tb3+相对于全部Tb的比率以摩尔％计为55％以上。
本发明的玻璃材料优选波长1064nm时的透光率为70％以上。
本发明的玻璃材料优选作为磁光学元件使用。
本发明的玻璃材料优选作为法拉第旋光器使用。
发明效果
利用本发明，能够提供一种表现出使用波长时的高透光率的玻璃材料。
附图说明
图1是表示用于制造本发明的玻璃材料的装置的一个实施方式的截面示意图。
具体实施方式
本发明的玻璃材料的特征在于：含有26％～40％的Tb2O3、大于12％且40％以下的B2O3、1％～20％的Al2O3、1％～40％的SiO2、0％～5％的P2O5、大于14％且74％以下的B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5。以下，对如此规定玻璃组成的理由和各成分的含量进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，只要没有特别限定，“％”就是指“摩尔％”。
Tb2O3是使韦尔代常数的绝对值变大而提高法拉第效应的成分。Tb2O3的含量为26％～40％，优选为26％～39％、26％～36％、26％～35％、28％～35％、29％～35％、30％～34％，特别优选为31％～34％。Tb2O3的含量过少时，不易获得上述效果。Tb2O3的含量过多时，不易玻璃化。需要说明的是，Tb以3价、4价的状态存在于玻璃中，但在本发明中，将它们全部表示为Tb2O3。
Tb3+相对于全部Tb的比率以摩尔％计优选为55％以上、60％以上、70％以上、80％以上，特别优选为90％以上。由此，作为玻璃材料的着色原因的Tb4+的比率变少，容易抑制玻璃材料的透光率降低。需要说明的是，Tb4+在波长300～1100nm具有吸收。Tb3+相对于全部Tb的比率变得过小时，玻璃材料会着色，上述波长区域的透光率降低，玻璃材料容易发热。该发热产生热透镜效应，因此在向玻璃材料照射激光时，激光的光束轮廓容易变形。
B2O3是扩大玻璃化范围并使玻璃化稳定的成分。B2O3的含量大于12％且为40％以下，优选为13％～40％、15％～38％、16％～36％、20％～35％、21％～35％、21％～32％、大于25％且32％以下，特别优选为26％～32％。B2O3的含量过少时，不易玻璃化。B2O3的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。另外，热稳定性和硬度容易下降。
Al2O3是形成玻璃骨架、扩大玻璃化范围并使玻璃化稳定的成分。Al2O3的含量为1％～20％，优选为2％～20％、3％～20％、5％～20％、7％～20％、10％～20％，特别优选为11％～19％。Al2O3的含量过少时，不易获得上述效果。Al2O3的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。
SiO2是形成玻璃骨架、扩大玻璃化范围并使玻璃化稳定的成分。SiO2的含量为1％～40％，优选为2％～40％、2％～39％、5％～40％、10％～38％、15％～35％、18％～32％、20％～32％。SiO2的含量过少时，不易获得上述效果。SiO2的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。
P2O5是形成玻璃骨架、扩大玻璃化范围并使玻璃化稳定的成分。P2O5的含量为0％～5％，优选为0％以上且小于5％、0％～4％、0.1％～4％，特别优选为1％～4％。P2O5的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。另外，热稳定性和硬度容易下降。
B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5的含量(B2O3、Al2O3、SiO2、P2O5的合量)大于14％且为74％以下，优选为20％～74％、30％～74％、40％～74％、50％～72％、55％～71％、60％～70％，特别优选为60％～69％。B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5的含量过少时，不易玻璃化。B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。
在本发明的玻璃材料中，除了含有上述成分以外，还可以含有下述成分。
La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3是使玻璃化稳定的成分。La2O3、Gd2O3、Y2O3、Yb2O3的含量分别优选为10％以下、7％以下、5％以下、4％以下、2％以下，特别优选为1％以下。这些成分的含量过多时，反而不易玻璃化。
Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3是有助于提高韦尔代常数的成分。Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3的含量分别优选为1％以下、0.5％以下、0.1％以下，特别优选为0.01％以下。这些成分的含量过多时，波长300～1100nm时的透光率降低，玻璃材料容易发热。该发热能够成为因发热所产生的热透镜效应而使激光的光束轮廓变形的原因。需要说明的是，存在于玻璃中的Dy、Eu、Ce以3价、4价的状态存在，但在本发明中，将它们全部分别表示为Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3。
Pr2O3是有助于提高韦尔代常数的成分。Pr2O3的含量优选为5％以下、3％以下、小于1％，特别优选为0.5％以下。Pr2O3的含量过多时，不易玻璃化。
MgO、CaO、SrO、BaO是使玻璃化稳定并提高化学耐久性的成分。MgO、CaO、SrO、BaO的含量分别优选为0％～10％，特别优选为0％～5％。这些成分的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。
GeO2是提高玻璃形成能力的成分。GeO2的含量优选为0％以上且小于60％、0％～55％、0％～50％、0％～45％、0％～40％、0％～35％、0％～30％、0％～20％、0％～15％、0％～10％、0％～9％、0％～7％、0％～5％，特别优选为0％～4％。GeO2的含量过多时，不易获得充分的法拉第效应。
ZnO是使玻璃化稳定的成分。ZnO的含量优选为0％～20％、0％～15％、0％～13％、0％～10％、0％～8％、0％～5％、特别优选为0％～4％。ZnO的含量过多时，容易失透。还不易获得充分的法拉第效应。
Ga2O3是使玻璃化稳定并扩大玻璃化范围的成分。Ga2O3的含量优选为0％～6％、0％～5％、0％～4％，特别优选为0％～2％。Ga2O3的含量过多时，反而容易失透。还不易获得充分的法拉第效应。
氟具有提高玻璃形成能力、扩大玻璃化范围的效果。氟的含量(F2换算)优选为0％～10％、0％～7％、0％～5％、0％～3％、0％～2％，特别优选为0％～1％。氟的含量过多时，熔融中成分挥发，反而可能对玻璃化产生不良影响。还容易产生脉纹。
本发明的玻璃材料的FeO+Fe2O3的含量(FeO和Fe2O3的合量)优选为10ppm以下、7ppm以下、5ppm以下、4ppm以下、2ppm以下、1ppm以下，特别优选为0.8ppm以下。FeO在波长1200nm附近显示出成为峰的起因于Fe2+的宽吸收，因此波长800～1200nm时的透光率降低，玻璃材料容易发热。另外，Fe2O3在熔融过程中被还原成FeO，同样可能显示出起因于Fe2+的宽吸收。因此，FeO+Fe2O3的含量过多时，产生热透镜效应，容易发生激光的光束轮廓变形。下限例如优选为0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.05ppm以上，特别优选为0.1ppm以上。FeO+Fe2O3的含量过少时，制造成本容易增大。需要说明的是，关于FeO和Fe2O3各自的含量，均优选为10ppm以下、7ppm以下、5ppm以下、4ppm以下、2ppm以下、1ppm以下，特别优选为0.8ppm以下。另外，下限例如优选为0.001ppm以上、0.005ppm以上、0.01ppm以上、0.05ppm以上，特别优选为0.1ppm以上。
本发明的玻璃材料优选实质上不含Sb2O3和As2O3。含有这些成分时，玻璃中容易产生气泡，容易降低玻璃的透光率。需要说明的是，上述的“实质上不含”是指不有意地在原料中含有这样的意义，并不是将杂质水平的混入也排除。客观而言，是指各成分的含量小于1000ppm。
本发明的玻璃材料在波长300～1100nm的范围内表现出良好的透光性。具体而言，在波长1064nm时，透光率优选为70％以上、75％以上，特别优选为80％以上。另外，在波长633nm时，透光率优选为60％以上、65％以上、70％以上、75％以上，特别优选为80％以上。进一步而言，在波长532nm时，透光率优选为30％以上、50％以上、60％以上、70％以上，特别优选为80％以上。需要说明的是，上述的透光率是玻璃材料的厚度为1mm时的值。
本发明的玻璃材料例如可以利用无容器悬浮法进行制作。图1是表示用于制造本发明的玻璃材料的装置的一个实施方式的截面示意图。以下，参照图1对制造本发明的玻璃材料的方法进行说明。
玻璃材料的制造装置1具有成型模10。成型模10也发挥作为熔融容器的作用。成型模10具有成型面10a和在成型面10a上开口的多个气体喷出孔10b。气体喷出孔10b与气体瓶等气体供给机构11连接。从该气体供给机构11经由气体喷出孔10b，向成型面10a供给气体。气体的种类没有特别限定，例如可以为空气、氧气，也可以为氮气、氩气、氦气、一氧化碳气体、二氧化碳气体、含有氢的还原性气体。其中，为了提高全部Tb中的Tb3+的比率，并且从安全性的观点考虑，优选使用不活泼气体。
在使用制造装置1制造玻璃材料时，首先，将玻璃原料块12配置在成型面10a上。作为玻璃原料块12，例如可以列举：通过压制成型等使原料粉末一体化而成的原料块；通过压制成型等使原料粉末一体化后烧结而成的烧结体；具有与目标玻璃组成同等组成的结晶的集合体等。
接着，通过从气体喷出孔10b喷出气体，使玻璃原料块12悬浮在成型面10a上。即，以不与成型面10a接触的状态保持玻璃原料块12。在该状态下，从激光照射装置13向玻璃原料块12照射激光。由此，使玻璃原料块12加热熔融并玻璃化，得到熔融玻璃。之后，通过将熔融玻璃冷却，得到玻璃材料。此时，熔融玻璃和玻璃材料的温度至少冷却至软化点以下。在将玻璃原料块12加热熔融的工序和熔融玻璃以及玻璃材料的温度至少冷却至软化点以下的工序中，优选至少继续喷出气体，抑制玻璃原料块12、熔融玻璃以及玻璃材料与成型面10a的接触。需要说明的是，利用通过施加磁场而产生的磁力，也可以使玻璃原料块12悬浮在成型面10a上。另外，作为加热熔融的方法，除了照射激光的方法以外，还可以为辐射加热。
在本发明的玻璃材料的制造方法中，原料粉末也可以含有还原剂。还原剂例如优选使用碳、木粉、金属铝、金属硅、氟化铝、铵盐等。
在原料粉末中，以重量％计优选含有0％～1％、0.01％～0.9％、0.1％～0.8％、特别是0.1％～0.7％的还原剂。还原剂过少时，不易获得所希望的还原效果，后述的Tb3+的比率容易变少。还原剂过多时，原料粉末中的Fe2O3容易被还原，容易形成FeO。作为其结果，波长800～1200nm时的透光率降低，玻璃材料容易发热。
本发明的玻璃材料的制造方法并不限定于上述的无容器悬浮法。例如，本发明的玻璃材料也可以通过坩埚熔融进行制造。本发明的玻璃材料能够利用上述的玻璃组成进行稳定的玻璃化，即使在坩埚熔融的情况下，也能够稳定地得到玻璃材料。另外，在坩埚熔融的情况下，能够将大量的原料粉末一次性熔融，因此容易得到大型的玻璃材料。大型的玻璃材料能够适用于大功率激光用途等。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行说明，但本发明并不限定于这些实施例。
表1～3表示了本发明的实施例1～10、12～16和比较例11。
[表1]
[表2]
[表3]
如下所述地制作各试样。首先，对以表1～3所示的玻璃组成调配而成的原料进行压制成型，以1400℃烧结5小时，由此制作玻璃原料块。
接着，在研钵中将玻璃原料块粗粉碎成0.5g的小片。使用所得到的玻璃原料块的小片，通过使用基于图1的装置的无容器悬浮法制作玻璃材料(直径约8mm)。其中，热源使用100W的CO2激光振荡器。另外，用于使玻璃原料块悬浮在空中的气体使用氮气，供给流量为1～30L/分钟。所得到的玻璃材料在大气气氛下、以770℃进行1小时退火后，进行以下的测定。将结果示于表1～3。
韦尔代常数利用旋转检偏器法进行测定。具体而言，将所得到的玻璃材料研磨加工至1mm的厚度，在10kOe的磁场中测定波长500nm～1100nm的范围内的法拉第旋转角，算出波长1064nm时的韦尔代常数。
透光率使用分光光度计(日本分光公司制造的V－670)进行测定。具体而言，将所得到的玻璃材料研磨加工至1mm的厚度，从透光率曲线中读取波长1064nm时的透光率。需要说明的是，透光率是也包括反射在内的外部透射率。
Tb3+相对于全部Tb的比率采用X射线吸收精细结构分析(XAFS)进行测定。具体而言，得到X射线吸收近边结构区域(XANES)的光谱，根据各Tb离子的峰位置的位移量，算出Tb3+相对于全部Tb的比率(摩尔％)。
如表1～3所示，实施例1～10、12～16的玻璃材料在波长1064nm时韦尔代常数的绝对值为0.083～0.163min/Oe·cm。另外，透光率在波长1064nm时均为80％以上，显示出良好的透光率。
另一方面，比较例11的玻璃材料在波长1064nm时透光率低至69.2％。
产业上的可利用性
本发明的玻璃材料能够适用于构成光隔离器、光循环器、磁传感器等磁器件的磁光学元件(例如法拉第旋光器)。
Claims (7)
1.一种玻璃材料，其特征在于：
以摩尔％计含有26％～40％的Tb2O3、大于12％且40％以下的B2O3、1％～20％的Al2O3、1％～40％的SiO2、0％～5％的P2O5、大于14％且74％以下的B2O3+Al2O3+SiO2+P2O5。
2.如权利要求1所述的玻璃材料，其特征在于：
FeO+Fe2O3的含量为10ppm以下。
3.如权利要求1或2所述的玻璃材料，其特征在于：
实质上不含Sb2O3和As2O3。
4.如权利要求1～3中任一项所述的玻璃材料，其特征在于：
Tb3+相对于全部Tb的比率以摩尔％计为55％以上。
5.如权利要求1～4中任一项所述的玻璃材料，其特征在于：
波长1064nm时的透光率为60％以上。
6.如权利要求1～5中任一项所述的玻璃材料，其特征在于：
作为磁光学元件使用。
7.如权利要求6所述的玻璃材料，其特征在于：
作为法拉第旋光器使用。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020-208342 | 2020-12-16 | ||
| JP2020208342 | 2020-12-16 | ||
| JP2021-057981 | 2021-03-30 | ||
| JP2021057981 | 2021-03-30 | ||
| PCT/JP2021/046036 WO2022131248A1 (ja) | 2020-12-16 | 2021-12-14 | ガラス材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116348426A true CN116348426A (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=82059167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180070880.8A Pending CN116348426A (zh) | 2020-12-16 | 2021-12-14 | 玻璃材料 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230391659A1 (zh) |
| JP (1) | JPWO2022131248A1 (zh) |
| CN (1) | CN116348426A (zh) |
| DE (1) | DE112021006514T5 (zh) |
| WO (1) | WO2022131248A1 (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158135A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Hoya Corp | フアラデ−回転シングルモ−ド光フアイバ− |
| CN1374263A (zh) * | 2002-01-23 | 2002-10-16 | 天津市硅酸盐研究所 | 高威尔德常数法拉第旋光玻璃及其制备 |
| CN103869507A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-18 | 高值光电股份有限公司 | 法拉第旋转器和隔离器 |
| CN108025948A (zh) * | 2015-09-24 | 2018-05-11 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃材料及其制造方法 |
| WO2019017179A1 (ja) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | 日本電気硝子株式会社 | 磁気光学素子 |
| CN110234611A (zh) * | 2017-03-09 | 2019-09-13 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃材料及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8346029B2 (en) * | 2009-12-01 | 2013-01-01 | Advalue Photonics, Inc. | Highly rare-earth doped fiber |
| JP5146524B2 (ja) | 2010-12-01 | 2013-02-20 | 大日本印刷株式会社 | 綾織布地調シートの作成方法および装置 |
| JP5232881B2 (ja) | 2011-02-02 | 2013-07-10 | 株式会社三共 | 照合システム及び照合装置 |
| WO2018163759A1 (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス材及びその製造方法 |
-
2021
- 2021-12-14 US US18/035,800 patent/US20230391659A1/en active Pending
- 2021-12-14 WO PCT/JP2021/046036 patent/WO2022131248A1/ja active Application Filing
- 2021-12-14 DE DE112021006514.9T patent/DE112021006514T5/de active Pending
- 2021-12-14 JP JP2022570007A patent/JPWO2022131248A1/ja active Pending
- 2021-12-14 CN CN202180070880.8A patent/CN116348426A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62158135A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-14 | Hoya Corp | フアラデ−回転シングルモ−ド光フアイバ− |
| CN1374263A (zh) * | 2002-01-23 | 2002-10-16 | 天津市硅酸盐研究所 | 高威尔德常数法拉第旋光玻璃及其制备 |
| CN103869507A (zh) * | 2012-12-07 | 2014-06-18 | 高值光电股份有限公司 | 法拉第旋转器和隔离器 |
| CN108025948A (zh) * | 2015-09-24 | 2018-05-11 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃材料及其制造方法 |
| CN110234611A (zh) * | 2017-03-09 | 2019-09-13 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃材料及其制造方法 |
| WO2019017179A1 (ja) * | 2017-07-21 | 2019-01-24 | 日本電気硝子株式会社 | 磁気光学素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2022131248A1 (zh) | 2022-06-23 |
| US20230391659A1 (en) | 2023-12-07 |
| WO2022131248A1 (ja) | 2022-06-23 |
| DE112021006514T5 (de) | 2023-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017051685A1 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP6728644B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP6694154B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| WO2016121655A1 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| WO2018163759A1 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| CN116348426A (zh) | 玻璃材料 | |
| JP6686386B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| EP4442658A1 (en) | Glass material and magneto-optic element | |
| CN110234611B (zh) | 玻璃材料及其制造方法 | |
| WO2019017179A1 (ja) | 磁気光学素子 | |
| JP6823801B2 (ja) | ガラス材の製造方法 | |
| JP2018118870A (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP6617446B2 (ja) | ガラス材 | |
| JP2018097350A (ja) | 磁気光学素子 | |
| JP6861953B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP6897114B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| KR100503420B1 (ko) | 광섬유 증폭기용 셀레나이드 유리 조성물 | |
| WO2018110122A1 (ja) | 磁気光学素子 | |
| JP6878815B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP6830612B2 (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP2018058739A (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JP2022100192A (ja) | ガラス材の製造方法 | |
| JP2018118869A (ja) | ガラス材及びその製造方法 | |
| JPH06296058A (ja) | レーザまたは光増幅用ガラス組成物 | |
| JP2019023155A (ja) | 磁気光学素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |