CN116868097A - 偏光玻璃及光隔离器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供耐热性比以往优异的偏光玻璃及具备该偏光玻璃的光隔离器。上述偏光玻璃从两表面向内部形成有大致针状的多个金属微粒平行地取向分散而成的金属层,在金属层之间形成有包含金属卤化物微粒的金属卤化物层,上述偏光玻璃构成如下:偏光玻璃的总厚度小于0.12mm、金属层的厚度为0.030~0.045mm、金属卤化物层的厚度为0.001~0.040mm,或者,偏光玻璃构成如下:偏光玻璃的总厚度小于0.12mm、金属层的厚度为0.010~0.030mm、金属卤化物层的厚度为0.001~0.060mm。
Description
技术领域
本发明涉及用于光隔离器等光学部件的偏光玻璃,特别地,涉及耐热性高的偏光玻璃及具备该偏光玻璃的光隔离器。
背景技术
以往,作为光隔离器用的偏光元件,使用了偏光玻璃,该偏光玻璃是使由银或铜形成的针状金属微粒以其长度方向沿着特定方向取向的方式分散于玻璃基体中而成的。这样的偏光玻璃可以通过将拉伸后的含卤化铜粒子玻璃或含卤化银粒子玻璃还原而制作也是广为所知的,例如,在专利文献1中公开了通过如下所述的顺序由含卤化铜粒子玻璃制作偏光玻璃的方法。
(1)将包含氯化亚铜的玻璃材料调配成期望的组成,将它们在约1450℃下熔融后缓慢冷却至室温。
(2)然后,实施热处理,由此使氯化亚铜的微粒在玻璃中析出。
(3)使氯化亚铜的微粒析出后,通过机械加工制作具有适当的形状的预制件。
(4)在给定的条件下对预制件进行拉伸,得到氯化亚铜的针状微粒。
(5)将经拉伸的玻璃在氢气气氛中还原,由此得到针状的金属铜微粒。
对于这样的偏光玻璃而言,以往,厚度0.20mm的是其主流,较薄者供实际使用的是厚度0.15mm、0.12mm的偏光玻璃,但由于光隔离器的小型化的要求,要求更薄的偏光玻璃。
另外,近年来,在光通信领域中,随着通信速度的高速化,能量高的激光以更高的频率被使用,因此而产生了热容易蓄积于光隔离器这样的问题,对于用于光隔离器的偏光玻璃,也要求具有高耐热性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-208844号
发明内容
发明所要解决的问题
图4是示出对于按照专利文献1中记载的方法制造的偏光玻璃的耐热性进行试验的结果的图,将通常使用的厚度0.20、0.15、0.12mm的现有的偏光玻璃分别在420℃、440℃、460℃的各温度下进行2小时的热处理,对热处理前后的测定波长1650nm下的消光比进行比较,上述偏光玻璃从玻璃的两表面向内部形成的金属层(还原层)的厚度为0.038mm。
如图4所示,厚度0.20mm的现有的偏光玻璃的消光比在420℃下降低了1.57dB、在440℃下降低了2.36dB、在460℃下降低了6.32dB。另外,厚度0.15mm的现有的偏光玻璃的消光比在420℃下降低了0.36dB、在440℃下降低了0.14dB、在460℃下降低了4.22dB。另外,厚度0.12mm的现有的偏光玻璃的消光比在420℃下降低了0.32dB、在440℃下降低了0.19dB、在460℃下降低了3.21dB。
本发明是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于,提供与以往相比为薄型、且耐热性优异的偏光玻璃及具备该偏光玻璃的光隔离器。
解决问题的方法
为了实现上述目的,本发明人进行了深入研究的结果发现,通过减薄偏光玻璃本身的厚度,并且通过还原工序而减薄存在于形成于两面的金属层间的未还原层(金属卤化物层),由此能够得到抑制了消光比的降低、而且耐热性优异的偏光玻璃。本发明是基于上述见解而完成的。
即,本发明的偏光玻璃中,从其两表面向内部形成有金属层,在金属层之间形成有包含金属卤化物微粒的金属卤化物层,所述金属层是大致针状的多个金属微粒平行地取向分散而成的,偏光玻璃的总厚度小于0.12mm,金属层的厚度为0.030~0.045mm,金属卤化物层的厚度为0.001~0.040mm。
另外,从其它观点考虑,本发明的偏光玻璃中,从其两表面向内部形成有金属层,在金属层之间形成有包含金属卤化物微粒的金属卤化物层,所述金属层是大致针状的多个金属微粒平行地取向分散而成的,偏光玻璃的总厚度小于0.12mm,金属层的厚度为0.010~0.030mm,金属卤化物层的厚度为0.001~0.060mm。
另外,优选金属微粒为铜或银的微粒。
另外,从其它观点考虑,本发明的光隔离器具备上述任一种偏光玻璃。
发明的效果
如上所述,根据本发明,可以实现与以往相比为薄型、且耐热性优异的偏光玻璃及具备该偏光玻璃的光隔离器。
附图说明
图1是对本发明的实施方式的偏光玻璃的结构进行说明的示意图。
图2是示意性示出使用了本发明的实施方式的偏光玻璃的光隔离器的构成及其周边的光学系统的侧剖面示意图。
图3是示出本发明的实施方式的偏光玻璃(实施例1)的截面的数字显微镜照片。
图4是示出对于按照现有技术的方法制造的偏光玻璃的耐热性进行试验的结果的图。
符号说明
10:偏光玻璃
10A:偏光元件
10B:偏光元件
12:金属层
14:金属层
16:金属卤化物层
100:光隔离器
110:法拉第转子
115:透镜
115′:透镜
116:光纤
117:光源
118:反馈光束
118′:反馈光束
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。需要说明的是,对图中同一或相当部分标记相同符号,且不对其进行重复说明。
图1是对本发明的实施方式的偏光玻璃10的结构进行说明的示意图,图1(a)是俯视图,图1(b)是侧剖面图。另外,图2是示意性地示出使用了本实施方式的偏光玻璃10的光隔离器100的构成及其周边的光学系统的侧剖面示意图。如图1及图2所示,本实施方式的偏光玻璃10(在图2中,表示为偏光元件“10A”、“10B”)是安装于光隔离器100的法拉第转子110的两面的偏光元件,是使由银或铜形成的针状金属微粒以其长度方向沿着特定的方向取向的方式分散于玻璃基体中的光学元件。
如图2所示,本实施方式的光隔离器100的周边的光学系统以光隔离器100为中心,由透镜115、115′、光纤116、半导体激光等光源117等构成。在图2中,118、118′示意性地示出返回至光源117的反馈光的光束,光束118表示的是在光纤116的端面被反射的反射光等,光束118′表示的是从偏光元件10B透射后的光束。在图2所示的光隔离器100中,以偏光透射轴相互形成45度的角度配置偏光元件10A和10B,并且以使法拉第转子110中的偏振面旋转角为45度的方式设定其光路长度。从光源117出射的光束(未图示)通过透镜115′被转换成平行光束,仅具有与偏光元件10B的偏光透射轴平行方向的偏振光的光入射至法拉第转子110。入射至法拉第转子110的光的偏振方向通过基于永久磁铁(未图示)的法拉第效果而旋转45度。如上所述,偏光元件10A与10B的偏光透射轴相互形成45度的角度,因此,从法拉第转子110透射的光的偏振方向与偏光元件10A的偏光透射轴一致。因此,从法拉第转子110透射的光几乎无损失地从偏光元件10A透过,通过透镜115而被聚光并入射至光纤116。
通过光纤116的端面、或配设于其后段的光学元件等(未图示)被反射而返回至光源的反馈光束118经过与上述的从光源117出射的光束相反的光路被反馈至光源117,在该情况下,由于法拉第转子110的非互易性,透过法拉第转子110后的反馈光束118的偏振方向与偏光元件10B的偏光透射轴形成90度的角度,因此,透过偏光元件10B时,其光能大幅受损(即,能够阻断反馈光118)。
这样地,通过使用在法拉第转子110的两面设置有偏光玻璃10的光隔离器100,能够阻断返回至光源117的反馈光118′。
如图1所示,本实施方式的偏光玻璃10呈矩形板状(例如,11mm(横向)×11mm(纵向)、厚度0.02~0.11mm)的外观,在表面及背面形成有两表面大致针状的多个金属微粒平行地取向分散而成的金属层12、14,在金属层12、14间形成有包含金属卤化物微粒的金属卤化物层(未还原层)16(图1(b))。
金属层12、14是通过后述的还原工序使由银或铜形成的针状金属微粒析出而形成的给定厚度(例如,0.010~0.045mm)的层。
另外,金属卤化物层16是通过后述的还原工序形成金属层12、14而在内部形成的给定厚度(例如,0.001~0.060mm)的层。
[偏光玻璃10的制造方法]
本实施方式的偏光玻璃10通过以下的顺序来制造。
(1)将包含铜或银的玻璃材料调配成期望的组成,在约1450℃下将它们熔融后,缓慢冷却至室温(玻璃基体的制造工序)。
(2)实施热处理,由此使氯化亚铜或氯化银的微粒在玻璃中析出(金属卤化物微粒的析出工序)。
(3)通过机械加工而制作具有适当形状的预制件(预制件制作工序)。
(4)在给定的条件下对预制件进行加热拉伸而得到玻璃片(玻璃的拉伸工序)。
(5)将玻璃片切断,进行双面研磨,制作双面研磨品(研磨品制作工序)。
(6)在氢气气氛中将研磨品还原,由此使针状的金属(铜或银)微粒析出,从而形成金属层12、14及金属卤化物层16(还原工序)。
[玻璃基体]
需要说明的是,优选本实施方式的偏光玻璃10的玻璃基体为选自硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、及硼硅酸盐玻璃的玻璃,作为析出铜微粒的情况下的具体原料组成,以wt%换算时为如下组成:
SiO2:48~65、
B2O3:13~33、
Al2O3:6~13、
AlF3:0~5、
碱金属氧化物:7~17、
碱金属氯化物:0~5、
碱土金属氧化物:0~5、
氧化铜和卤化铜:0.3~2.5、
SnO:0~0.6、
As2O3:0~5,
上述玻璃基体包含选自Y2O3、La2O3、V2O5、Ta2O5、WO3及Nb2O5中的至少1种添加成分。
另外,在该情况下,优选平均每1种所选择的添加成分的含量以摩尔%换算在0.05~4%的范围,选择多种添加成分的情况下的合计含量以摩尔%换算为6%以下,进而,相对于玻璃基体整体,以wt%换算时,玻璃基体中所含的Cl为0.47~0.58wt%。
另外,作为析出银微粒的情况下的具体原料组成,优选至少包含:
SiO2:50~65%、
B2O3:15~22%、
Al2O3:0~4%、
ZrO2:2~8%、
6%<Al2O3+ZrO2<12%、
R2O:6~16%(其中,R为Li、Na及K中的至少一种)
Li2O:0~3%、
Na2O:0~9%、
K2O:4~16%、
Li2O+Na2O<K2O、
BaO和/或SrO:0~7%、
TiO2:0~3%,
相对于由以上构成的实质组成100wt%,含有:
Ag:0.15~1.0%、
Cl和/或Br:Ag的化学当量以上。
在通过这样的制造工序制造的偏光玻璃10中,针状金属微粒基本上仅存在于偏光玻璃10的表面附近(即,金属层12、14),从该区域的玻璃表面起的范围(即,金属层12、14各自的厚度)依赖于气氛温度、暴露于还原气氛的时间等还原工序的条件。即,通过控制还原工序的条件,能够控制金属层12、14的厚度,也能够控制形成于金属层12、14间的金属卤化物层16的厚度。
在此,发明人对偏光玻璃10的耐热性进行了深入研究,结果得知偏光玻璃10的玻璃化转变温度Tg为约500℃,如上所述那样在厚度0.20、0.15、0.12mm的情况(即,现有的偏光玻璃的情况)下,在500℃以下会导致消光比降低(即,偏振特性劣化),偏光玻璃越厚,其降低量越显著。
关于这一点,可以认为由于偏光玻璃内部的金属卤化物CuCl、AgCl、AgBr的熔点分别为430℃、455℃、434℃,偏光玻璃10暴露于430~455℃的高温时,金属卤化物层16的针状金属卤化物发生液化,存在于其附近的金属层12、14的内部应变被缓和,结果拉伸后的针状的形状变钝,针状金属微粒的形状变钝,其长径比(纵横比)降低,结果消光比降低。
另外还可以认为,热处理结束后,液化了的金属卤化物在固化时放出的凝固热同样使附近的金属层12、14的内部应变缓和,拉伸后的针状的形状变钝,针状金属微粒的形状变钝,其长径比(纵横比)降低,结果消光比降低。
因此,在本实施方式中,通过减薄偏光玻璃10的总厚度而控制(即减薄)金属卤化物层16的厚度,从而减小金属卤化物的液化和固化的影响,提高偏光玻璃10的耐热性。
需要说明的是,一般而言,偏光玻璃10的消光特性除了针状金属微粒的长径比(纵横比)以外,还根据其密度、微粒的大小、及金属层12、14的厚度而变化。另一方面,针状金属微粒变得过大,或者金属层12、14的厚度变得过厚时,插入损失(损耗)特性恶化。这些参数根据偏光玻璃10的组成而有适当的范围,可设计为适当的范围(详细在后面叙述)。
减薄金属卤化物层16的另一种方法是,不改变偏光玻璃10的整体厚度,而增厚金属层12、14的厚度。然而,该方法存在增厚金属层12、14耗费时间(即,还原工序耗费时间)、会导致成本增加的问题。
一般而言,氢从偏光玻璃10的表面扩散的距离L由下式(1)表示。
L=2(Dt)1/2···(1)
式中,D为扩散系数,t为时间。
扩散距离L与时间t的平方根成比例,因此,为了使金属层12、14的厚度成为2倍,需要4倍的还原时间。
另外,这样地制作的金属层12、14比较厚的偏光玻璃不易观察到金属层12、14与金属卤化物层16的边界。
发明人进行了深入研究的结果是,金属层12、14与金属卤化物层16的边界在各金属层12、14的厚度为0.045mm以内时可以通过光学显微镜、数字显微镜(例如,KEYENCE公司制造的数字显微镜VHX系列)明确地观察到,各厚度的测定精度也可以在±0.002mm以内进行测定。然而,可知各金属层12、14的厚度超过0.045mm时,金属层12、14与金属卤化物层16的边界容易变得不明显,会产生±0.005mm以上的测定误差。
另外,如上述那样地还原时间变长、金属层12、14的厚度超过0.045mm时,还存在被还原的金属层12、14中大量残留有未完全还原部分即金属卤化物的担忧。而且,对这样的偏光玻璃10进行耐热性试验时(即进行加热时),残留于金属层12、14的金属卤化物如上述那样由于因液化、冷却时的固化产生的凝固热的放出而将内部应变缓和,针状金属微粒的形状变钝,其结果是,发生金属微粒的长径比降低、消光比降低这样的问题。
另外,认为如果在金属层12、14的内部存在这样的金属卤化物,则带来影响的针状金属微粒存在于更近的位置,因此,消光比的降低变大。而且认为,在这样的情况下,与金属层12、14变厚、金属卤化物层16变薄程度相比,耐热性并没有那么好。
另外,金属层12、14的厚度为0.010mm以下时,带来偏振特性的金属层12、14的厚度过薄,无法得到充分的消光比。
另外,本发明人进行了深入研究的结果可知,在金属层12、14的厚度为0.009mm以下的偏光玻璃10中,消光比成为25dB左右,消光比过低,不适于光隔离器用途。
这样地,在本实施方式中,通过将各金属层12、14的厚度设为0.010~0.045mm,并且减薄偏光玻璃10整体的厚度,从而减薄金属卤化物层16,减少金属卤化物的液化、固化的影响,提高了偏光玻璃10的耐热性。
更具体而言,将偏光玻璃10的厚度设为小于0.12mm、并通过控制还原工序的条件来控制金属层12、14的厚度,各金属层12、14的厚度为0.030~0.045mm的情况下,将金属卤化物层16的厚度设定为0.001~0.040mm的范围,在各金属层12、14的厚度为0.010~0.030mm的情况下,将金属卤化物层16的厚度设定为0.001~0.060mm的范围。
以下,列举出实施例及比较例对本实施方式的偏光玻璃10进一步进行说明,但本发明不限定于以下的实施例。
(实施例1)
[1.玻璃基体的制造工序]
实施例1的偏光玻璃10使用了以wt%换算时SiO2:58.4、B2O3:20.1、Al2O3:6.7、AlF3:2.0、Na2O:8.8、NaCl:1.7、Y2O3:1.7、CuCl:0.5、SnO:0.1的玻璃基体。
将作为原料的SiO2、H3BO3、Al(OH)3、AlF3、Na2CO3、NaCl、Y2O3、CuCl、SnO放入5升的铂坩埚,以约1450℃将其熔化后,注入到石墨的模具而进行成型,缓慢冷却至室温,由此制造了玻璃基体。
[2.金属卤化物微粒的析出工序]
将该玻璃基体放入到耐热的模具,在700℃下进行6小时的热处理,使CuCl微粒析出。
[3.预制件制作工序]
然后,加工成120×250×4mm形状的预制件。
[4.玻璃的拉伸工序]
通过将预制件在拉丝炉以约620℃的温度进行加热拉伸,得到了宽度为约18mm、厚度为约0.5mm的玻璃片。
[5.研磨品制作工序]
将该玻璃片切断,进行双面研磨,制作了主平面为11mm见方、厚度0.1mm、0.08mm的两种双面研磨品。
[6.还原工序]
通过将上述两种双面研磨品在氢气气氛中以440℃进行7小时的热处理,将经拉伸的CuCl微粒还原,使针状的Cu金属微粒析出,制作了具有偏振特性的偏光玻璃10。
图3是示出还原工序后的实施例1的偏光玻璃10的截面的数字显微镜照片,图3(a)示出的是厚度0.1mm的偏光玻璃10的截面的一例,图3(b)示出的是厚度0.08mm的偏光玻璃10的截面的一例。
如图3所示,通过颜色的差异而观察到形成于偏光玻璃10的表面及背面的金属层12、14、及形成于金属层12、14间的金属卤化物层(未还原层)16。需要说明的是,图3中的偏光玻璃10的外侧(左右)的部分是为了使偏光玻璃10的边界明确而准备的背景。
(比较例1)
作为比较例1,通过与实施例1同样的方法制作了主平面为11mm见方、厚度为0.06mm、0.12mm、0.15mm、0.20mm的四种偏光玻璃。
表1是示出实施例1的偏光玻璃10和比较例1的偏光玻璃的截面结构的表。需要说明的是,通过将各试样一分为二,使用数字显微镜测定破裂面的厚度方向的金属层(金属层12、14:Cu层(褐色的着色部分))、和未还原层(金属卤化物层16:(未着色部分))的厚度,从而得到表1中的金属层厚度(单面)、金属层厚度(两面合计)、及未还原层厚度。需要说明的是,表1的各数值的单位为“mm”。另外,在表1中,“*”表示的是比较例1。
[表1] (单位:mm)
[耐热性试验1]
对于实施例1的偏光玻璃10和比较例1的偏光玻璃的各试样,在常温下测定了消光比后,分别竖立在SUS制的保持架上,放入到电炉中,在420℃、440℃、460℃的各温度下进行了2小时的热处理。
热处理后,测定各试样的消光比,并对热处理前后的消光比进行了比较。
表2是示出对实施例1的偏光玻璃10和比较例1的偏光玻璃比较热处理前后在测定波长1650nm下的消光比的结果的表。需要说明的是,表2的各数值的单位为“dB”。另外,在表2中,“*”表示的是比较例1。
[表2]
根据表2可以明确,由460℃下2小时的热处理导致的消光比的降低随着偏光玻璃的厚度变薄而减少。
另外,厚度0.12mm(比较例1)时,消光比的降低为-3.21dB,与厚度0.20mm(比较例1)相比,消光比的降低为大约一半。另外,厚度0.10mm(实施例1)和厚度0.08mm(实施例1)时,消光比的降低分别为-2.57dB、-2.50dB,与厚度0.20mm相比,消光比的降低被抑制为约4成左右。
另外,可以明确,厚度0.10mm、0.08mm(实施例1)时,在420℃、440℃、460℃的全部热处理中,消光比的降低为-3.00dB以下,耐热性变得非常高。
另外,在没有金属卤化物层16(未还原层)的厚度0.06mm(比较例1)的试样中,金属层12、14的厚度比其它厚度的试样薄,热处理前的消光比与其它厚度的试样相比,低大约10dB,因此,即使将热处理后的消光比的降低抑制为较低水平,热处理后的消光比也比其它试样低了初始消光比低的量。
由此可知,将偏光玻璃10的厚度设为小于0.12mm,将各金属层12、14的厚度设为0.030mm以上,并将金属卤化物层16的厚度设定为小于0.044mm时,能够与以往相比减薄、且能够使耐热性非常高。
而且,得到了如下见解:如上述那样,金属层12、14的厚度变得过厚时,需要还原时间,或者金属层12、14与金属卤化物层16的边界变得不清晰,厚度超过0.045mm时,存在在与金属卤化物层16的边界附近的金属层12、14内也残留金属卤化物的担忧,因此,优选将各金属层12、14的厚度设为0.030~0.045mm。
另外,得到了如下见解:偏光玻璃的总厚度变得过薄而不存在金属卤化物层16,产生消光特性的金属层12、14的厚度变薄时,无法得到充分的消光比,因此,优选将金属卤化物层16的厚度设为0.001~0.040mm。需要说明的是,从耐热性的方面考虑,更优选将金属卤化物层16的厚度设为0.001~0.030mm。
(实施例2)
[1.玻璃基体的制造工序]
实施例2的偏光玻璃10使用了以wt%换算时SiO2:58.7、B2O3:18.0、Al2O3:2.0、Li2O:1.8、K2O:7.9、BaO:3.4、TiO2:1.5、ZrO2:5.9、Ag:0.3、Cl:0.5的玻璃基体。
将作为原料的SiO2、H3BO3、Al(OH)3、Li2CO3、K2CO3、KNO3、BaCO3、TiO2、ZrO2、KCl、AgCl放入到5升的铂坩埚,以约1450℃将其熔化后,注入到石墨的模具中进行成型,缓慢冷却至室温,由此制造了玻璃基体。
[2.金属卤化物微粒的析出工序]
将该玻璃基体放入到耐热的模具,在720℃进行6小时的热处理,使AgCl微粒析出。
[3.预制件制作工序]
然后,加工成110×280×4mm形状的预制件。
[4.玻璃的拉伸工序]
通过将预制件在拉丝炉中以约640℃的温度进行加热拉伸而得到了宽度为约17mm、厚度为约0.6mm的玻璃片。
[5.研磨品制作工序]
将该玻璃片切断,进行双面研磨,制作了主平面为11mm见方、厚度为0.1mm、0.08mm、0.06mm的三种双面研磨品。
[6.还原工序]
通过将上述三种双面研磨品在氢气气氛中以440℃进行4小时的热处理,将经拉伸的AgCl微粒还原,使针状的Ag金属微粒析出,制作了具有偏振特性的偏光玻璃10。
(比较例2)
作为比较例2,通过与实施例2同样的方法制作了主平面为11mm见方、厚度为0.046mm、0.12mm、0.15mm、0.20mm的四种偏光玻璃。
表3是示出实施例2的偏光玻璃10和比较例2的偏光玻璃的截面结构的表。需要说明的是,通过将各试样一分为二,使用光学显微镜对破裂面的厚度方向的金属层(金属层12、14:Ag层(土黄色的着色部分))、和未还原层(金属卤化物层16:(未着色部分))的厚度进行测定,从而得到表3中的金属层厚度(单面)、金属层厚度(两面合计)、及未还原层的厚度。需要说明的是,表3的各数值的单位为“mm”。另外,在表3中,“*”表示的是比较例2。
[表3](单位:mm)
[耐热性试验2]
对于实施例2的偏光玻璃10和比较例2的偏光玻璃的各试样,在常温下测定了消光比后,分别竖立在SUS制的保持架上,放入到电炉中,在420℃、440℃、460℃的各温度下进行了2小时的热处理。
热处理后,测定各试样的消光比,并对热处理前后的消光比进行了比较。
表4示出对实施例2的偏光玻璃10和比较例2的偏光玻璃比较热处理前后在测定波长1650nm下的消光比的结果的表。需要说明的是,表4的各数值的单位为“dB”。另外,在表4中,“*”表示的是比较例2。
[表4]
根据表4可以明确,由460℃下2小时的热处理导致的消光比的降低随着偏光玻璃的厚度变薄而减少。
另外,可以明确,厚度0.10mm、0.08mm、0.06mm(实施例2)时,在420℃、440℃、460℃的全部热处理中,消光比的降低为-2.62dB以下,耐热性变得非常高。
另外,在没有金属卤化物层16(未还原层)的厚度0.046mm(比较例2)的试样中,金属层12、14的厚度比其它厚度的试样薄,热处理前的消光比与其它厚度的试样相比,低大约10dB,因此,即使将热处理后的消光比的降低抑制为较低水平,热处理后的消光比也比其它试样低了初始消光比低的量。
由此可知,在实施例2中,将偏光玻璃10的厚度设为小于0.12mm,将各金属层12、14的厚度设为0.028mm(≈0.030mm)以下,并将金属卤化物层16的厚度设定为小于0.064mm时,与以往相比减薄、且能够使耐热性非常高。
而且可得到如下见解:如上所述,金属层12、14的厚度为0.010mm以下时,带来偏振特性的金属层12、14的厚度过薄,无法得到充分的消光比,因此,优选金属层12、14的厚度设为0.010~0.030mm。
另外,得到了如下见解:偏光玻璃的总厚度变得过薄而不存在金属卤化物层16,产生消光特性的金属层12、14的厚度变薄时,无法得到充分的消光比,因此,优选将金属卤化物层16的厚度设定为0.001~0.060mm的范围。需要说明的是,将金属卤化物层16的厚度设定为0.001~0.050mm的范围时,从耐热性的方面考虑更优选。
(实施例1(比较例1)与实施例2(比较例2)的比较)
对比较例1的厚度0.06mm的偏光玻璃(表1、2)和比较例2的厚度0.046mm的偏光玻璃(表3、4)进行比较,两者的未还原层厚度均为0.000mm,但在比较例1的厚度0.06mm的偏光玻璃中,由460℃下2小时的热处理导致的消光比的降低为-2.31dB(表2),在比较例2的厚度0.046mm的偏光玻璃中为-1.69dB。即,比较例2的厚度0.046mm的偏光玻璃与比较例1的厚度0.06mm的偏光玻璃相比,进一步抑制了消光比的降低。
认为这是因为,在各金属层12、14的厚度在比较例1的厚度0.06mm的偏光玻璃中为0.030mm,在比较例2的厚度0.046mm的偏光玻璃中为0.023mm,比较例1的厚度0.06mm的偏光玻璃的情况下金属层12、14更厚,如上所述,由于在金属层12、14中更大量存在还原不充分的金属卤化物,因此在460℃下2小时的热处理后,由于残留的金属卤化物的液化、固化的影响,针状的金属微粒的形状变钝得更多,消光比的降低也大。
另外,对实施例1的厚度0.08mm的偏光玻璃10(表1、2)和实施例2的厚度0.06mm的偏光玻璃10(表3、4)进行比较时,两者的未还原层厚度均为0.004mm,但在实施例1的厚度0.08mm的偏光玻璃10中,由460℃下2小时的热处理导致的消光比的降低为-2.50dB(表2),在实施例2的厚度0.06mm的偏光玻璃10中为-1.82dB。即,实施例2的厚度0.06mm的偏光玻璃10与实施例1的厚度0.08mm的偏光玻璃10相比,进一步抑制了消光比的降低。
其理由也与上述在比较例1的厚度0.06mm的偏光玻璃与比较例2的厚度0.046mm的偏光玻璃的比较中叙述的理由同样,实施例1的厚度0.08mm的偏光玻璃10的情况下,金属层12、14更厚,由于在金属层12、14中更大量存在还原不充分的金属卤化物,因此,在460℃下2小时的热处理后,由于残留的金属卤化物的液化、固化的影响,针状的金属微粒的形状变钝得更多,消光比的降低也大。
另外,对实施例1的厚度0.10mm的偏光玻璃10(表1、2)与实施例2的厚度0.10mm的偏光玻璃10(表3、4)进行比较时,在未还原层厚度为0.024mm的实施例1的厚度0.10mm的偏光玻璃10中,由460℃下2小时的热处理导致的消光比的降低为-2.57dB(表2),在未还原层厚度为0.044mm的实施例2的厚度0.10mm的偏光玻璃10中为-2.62dB。即,消光比的降低在实施例1的厚度0.10mm的偏光玻璃10和实施例2的厚度0.10mm的偏光玻璃10中为相同程度。
认为其理由也与上述理由同样,实施例2的厚度0.10mm的偏光玻璃10的情况下,金属层12、14更薄,金属层12、14中的还原不充分的金属卤化物更少,因此,460℃下2小时的热处理后的消光比的降低与实施例1的厚度0.10mm的偏光玻璃10相比抑制为更低水平,即使未还原层厚度变厚0.020mm,综合的热处理后的消光比的降低也成为与实施例1的厚度0.10mm的偏光玻璃10相同程度。
以上是本发明的实施方式的说明,但本发明不限定于上述的实施方式的构成,可以在其技术思想的范围内进行各种变形。
需要说明的是,本次公开的实施方式在所有方面均只是示例,而不是限制性解释。本发明的范围如权利要求书所示,并不限于上述说明,旨在包含与权利要求书同等的及范围内的全部变更。
Claims (4)
1.一种偏光玻璃,其中,从两表面向内部形成有金属层,在所述金属层之间形成有包含金属卤化物微粒的金属卤化物层,所述金属层是大致针状的多个金属微粒平行地取向分散而成的,
所述偏光玻璃的总厚度小于0.12mm,
所述金属层的厚度为0.030~0.045mm,
所述金属卤化物层的厚度为0.001~0.040mm。
2.一种偏光玻璃,其中,从两表面向内部形成有金属层,在所述金属层之间形成有包含金属卤化物微粒的金属卤化物层,所述金属层是大致针状的多个金属微粒平行地取向分散而成的,
所述偏光玻璃的总厚度小于0.12mm,
所述金属层的厚度为0.010~0.030mm,
所述金属卤化物层的厚度为0.001~0.060mm。
3.根据权利要求1或2所述的偏光玻璃,其中,
所述金属微粒为铜或银的微粒。
4.一种光隔离器,其具备权利要求1~3中任一项所述的偏光玻璃。
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