【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に用いる多層膜フィルター用基板ガラス及び多層膜フィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信網の急速な発達により、高性能で安価な光デバイスが大量に必要となってきている。特に、多層膜フィルターは、特定の波長を透過させたり反射させたりすることにより、光の分波・合波を行うパッシブデバイスとして必要不可欠である。
【０００３】
光通信分野で用いられる代表的な多層膜フィルターには、多波長の光を極めて狭帯域に切り出すバンドパスフィルター（ＢＰＦ）、Ｃバンド（１５２８ｎｍ〜１５６１ｎｍ）とＬバンド（１５６１ｎｍ〜１６２０ｎｍ）を分けるエッジフィルター、Ｃバンドの中心をさらに短波長領域（１５２８ｎｍ〜１５４５ｎｍ：通称ブルーバンド）と長波長領域（１５４５ｎｍ〜１５６１ｎｍ：通称レッドバンド）に分ける広帯域フィルター、ＥＤＦＡ（エルビウム−ドープドファイバー−アンプリファイア）の利得をフラットにするゲインイコライザ等がある。
【０００４】
一般にカメラ用の光学フィルターの基材には、プラスティックが使用されているが、上記した多層膜フィルターの基材は、強いレーザー光が入射されるため、耐熱性に優れたガラスが用いられている。
【０００５】
また、より多くの情報を伝達するためには、波長の多重数を増加させることが有効であるが、多重数が増大すればするほど、これらの波長を精度よく分離する技術が要求される。多層膜フィルターを使用して波長分離の精度を向上させるためには、多層膜の層数を増加させなければならないが、多層膜の層数が増加すると、基板ガラスに要求される特性もより厳しいものとなってくる。すなわち、多層膜の屈折率温度安定性を維持させるために、基材の熱膨張係数を多層膜のそれより大きくすることが求められ、また、多層膜と基材との熱膨張差によって多層膜に応力が発生しにくいようにするために、基材の弾性率を高くすることが求められており、特開２００１−６６４２５号には、このような特性を有する光フィルター用基板ガラスが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年の光通信市場の急激な膨張に伴い、量産性向上による低価格化を実現する技術が要求され、多層膜フィルターにおいては、基板ガラスの加工性が重要視されるようになってきている。すなわち、多層膜フィルターは、まず、最終形状より大きいサイズの透明板状体に蒸着やスパッタにより多層膜を形成し、その後切断及び研磨加工により最終形状に仕上げられる。成膜前の透明板状体は、成膜時の多層膜の変形を防ぐために、１０ｍｍ以上の肉厚を有し、その後の研磨加工によって、１ｍｍの最終肉厚まで薄くされる。そのため、研磨加工時の生産効率を向上させることが、低価格化を実現するための必須条件になる。
【０００７】
さらに、多層膜フィルターは、長期に亘ってフィルター特性が維持されるように、耐候性にも優れていることが求められる。すなわち、高温高湿条件に曝されると、ガラス表面に曇りが発生しやすく、また多層膜が劣化しやすいからである。
【０００８】
しかしながら、特開２００１−６６４２５号に開示されている光フィルター用基板ガラスは、加工性と耐候性の両方の特性を満たすものではない。
【０００９】
本発明の目的は、加工性と耐候性に優れるため、安価で長期間に亘って多層膜が劣化しにくい多層膜フィルター用基板ガラス及び多層膜フィルターを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、加工性に優れるため、研磨速度が大きく、また、耐候性に優れるため、安価で長期間に亘ってフィルター特性が劣化しにくい多層膜フィルター用基板ガラスを見出し、本発明として提案するものである。
【００１１】
すなわち、本発明の多層膜フィルター用基板ガラスは、ラップ法による研磨速度が１０μｍ／分以上であり、沸騰水浴での質量減が０．０５ｗｔ％／ｈｒ以下、０．０１Ｎの硝酸水溶液での質量減が０．２０ｗｔ％／ｈｒ以下であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の多層膜フィルターは、ラップ法による研磨速度が１０μｍ／分以上であり、沸騰水浴での質量減が０．０５ｗｔ％／ｈｒ以下、０．０１Ｎの硝酸水溶液での質量減が０．２０ｗｔ％／ｈｒ以下である基板ガラスを使用してなることを特徴とする。
【００１３】
ここで、ラップ法による研磨速度は、板状試料を水平に回転するラップ板の定位置に保持し、垂直に荷重を加えてラップ剤を供給しながら加工し、板状試料の質量減少量を測定して評価する。この時のラップ条件は、ラップ荷重を３０〜５０ｋＰａ、ラップ板の回転速度が５０〜２００ｒ．ｐ．ｍ、ラップ板の中心から板状試料の中心までの距離が５〜２０ｃｍ、ラップ剤として１２００番アルミナ粉末と水との質量比が１：１０〜１：５０のスラリーを用いるものとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の多層膜フィルター用基板ガラスは、ラップ法による研磨速度が１０μｍ／分以上であり、沸騰水浴での質量減が０．０５ｗｔ％／ｈｒ以下、０．０１Ｎの硝酸水溶液での質量減が０．２０ｗｔ％／ｈｒ以下であるため、安価で長期間に亘ってフィルター特性が劣化しにくい。すなわち、ラップ法による研磨速度が１０μｍ／分未満であると、基板ガラスの加工性が悪く、加工時間がかかるため、多層膜フィルターの生産効率が悪く、低価格化が実現できず、また、沸騰水浴での質量減が０．０５ｗｔ％／ｈｒより多く、０．０１Ｎの硝酸水溶液での質量減が０．２０ｗｔ％／ｈｒより多いと、多層膜フィルターの耐候性が低下し、長期に亘って、高温高湿条件に曝されると、ガラス表面に曇りが発生しやすく、また多層膜が劣化しやすいからである。尚、上記した加工性とは、ガラスの研削加工、切削加工、鏡面研磨加工等の加工性を意味する。
【００１５】
また、耐候性を評価するガラスの質量減の測定方法は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）０６−１９７５」に基づいている。
【００１６】
上記したように優れた加工性及び耐候性を有する基板ガラスとして、実質的にＰｂＯを含有せず、質量％で（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦１．５５、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０〜２２％を含有する基板ガラスが好適であり、実質的にＰｂＯを含有せず、質量％で、ＳｉＯ２ ３０〜６０％、Ａｌ２Ｏ３ １〜１０％、Ｂ２Ｏ３ ０〜２０％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ １５〜３５％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ５〜２２％、（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦１．５５、ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２ １〜１０％、Ｇｄ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３０〜１０％を含有する基板ガラスがさらに好適である。
【００１７】
次に、上記した範囲に成分含有量を限定した理由を述べる。
【００１８】
ＰｂＯは、耐候性を低下させるとともに、環境上好ましくない成分であるため、ガラス成分として含有させないほうが好ましい。
【００１９】
（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が１．５５より大きいと、相対的にガラス骨格成分が多くなるため、ガラス構造中の非架橋結合が少なくなり、研磨速度が小さくなりやすい。
【００２０】
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、加工性を向上させる成分であり、特に、これらの含有量の合量が５〜２２％であるとさらに好ましい。Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが２２％よりも多いと、耐候性に劣るため好ましくない。
【００２１】
ＳｉＯ２はガラスの骨格を構成する成分であり、耐候性を向上させる効果を有し、特にその含有量が４０〜５５％であるとさらに好ましい。ＳｉＯ２が６０％を超えると研磨速度が小さく、またガラスの成形が困難になりやすく、３０％より少ないと耐候性が著しく悪化しやすい。
【００２２】
Ａｌ２Ｏ３は、ＳｉＯ２と同様にガラスの骨格を構成する成分であり、ガラス中のアルカリ成分の溶出を抑制し、耐候性を向上させる効果が顕著であるため、１％以上含有することが望ましい。１０％より多いと、研磨速度が小さくなりやすい。
【００２３】
Ｂ２Ｏ３は、融剤として作用してガラスの溶融を助ける効果があり、特にその含有量が０〜１０％であるとさらに好ましい。Ｂ２Ｏ３が２０％より大きいと、耐候性が著しく悪化し、研磨速度が小さくなりやすく、また、ガラス溶融時に揮発が多くなって脈理が生じ、均一なガラスが得られにくい。
【００２４】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ及びＺｎＯは、融剤として作用してガラスの溶融を助け、また、研磨速度を大きくし、加工性を向上させる効果を有し、特にこれらの含有量の合量が２０〜３０％であるとさらに好ましい。ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯが３５％より多いと、耐候性が悪くなりやすく、１５％より少ないと、ガラスの研磨速度が小さくなりやすく、加工性が悪くなりやすい。
【００２５】
ＴｉＯ２及びＺｒＯ２は、耐候性を維持しつつ熱膨張係数を大きくする効果があり、特にこれらの含有量の合量が１〜８％であるとさらに好ましい。ＴｉＯ２＋ＺｒＯ２が１０％より多くなると、ガラスが失透しやすくなり、１％より少ないと、高い熱膨張係数が得られにくい。
【００２６】
Ｇｄ２Ｏ３及びＬａ２Ｏ３は、熱膨張係数をあまり低下させずに耐候性を向上させる効果を有し、特にこれらの含有量の合量が０〜８％であるとさらに好ましい。Ｇｄ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３が１０％よりも多いと熱膨張係数が低くなりやすい。
【００２７】
上記した以外にも本発明のガラスは、Ｓｂ２Ｏ３等の清澄剤を添加することが可能である。ただし、Ａｓ２Ｏ３は環境上好ましくないため、使用しないほうがよい。
【００２８】
また、本発明の多層膜フィルター用基板ガラスは、熱膨張係数が−３０〜７０℃の温度範囲で、１００〜１４０×１０−７／℃の範囲内にあると、多層膜の屈折率温度安定性が維持できるため好ましい。なお、肉厚１ｍｍ、波長１５５０ｎｍでの内部透過率が９８％以下であると光線強度が低下するため使用できない。
【００２９】
また、ガラス中のＯＨ基は、１４００ｎｍ付近の波長の光を吸収する原因となり、光強度が低下するため、１４００ｎｍ付近の波長の光を使用する場合には、ガラス中のＯＨ基をできるだけ少なくすることが望ましい。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の多層膜フィルター用基板ガラス及び多層膜フィルターを実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
表１、２は、本発明の実施例１〜８を、表３、４は、比較例１〜７を示す。また、図１に実施例２の赤外域の透過率曲線を示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
まず、表１〜４に示す組成になるようにガラス原料を調合し、白金ルツボを用いて１３００〜１５００℃で４時間溶融し、融液をカーボン板上に流しだし、アニールして、ガラス成形体を得た。ついで得られたガラスを平面研磨機にてアルミナ粉末を用いて１０〜２０分間ラッピングし、その後、酸化セリウム粉末を用いて３０〜６０分間ポリッシュして、多層膜フィルター用基板ガラスを作製した。
【００３７】
尚、表中のΣＡ／ΣＢは、（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋Ｐ２Ｏ５）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＋Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）を示している。
【００３８】
耐水性及び耐酸性は、ガラス試料を粒度４２０〜５９０μｍに粉砕し、その比重グラムを秤量して白金篭に入れ、それを試薬の入ったフラスコに入れて煮沸水浴中で６０分間処理し、処理後の粉末ガラスの質量減少量（質量％）を算出したものである（日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法（粉末法）０６−１９７５」）。尚、耐水性評価で用いた試薬は、ｐＨ６．５〜７．５に調整した純水であり、耐酸性評価で用いた試薬は、０．０１Ｎに調整した硝酸水溶液である。
【００３９】
ラップ法による研磨速度は、一辺２５ｍｍ、肉厚３ｍｍの板状試料を水平に回転する鋳鉄製ラップ板の定位置に保持し、垂直に荷重を加えてラップ剤を供給しながら加工し、試料ガラスの質量減少量を測定して評価した。この時のラップ条件は、ラップ荷重が３５ｋＰａ、ラップ板の回転速度が１００ｒ．ｐ．ｍ、ラップ板の中心から板状試料の中心までの距離が１０ｃｍ、ラップ剤が１２００番アルミナ粉末と水との質量比が１：２０のスラリーであった。
【００４０】
熱膨張係数は、ディラトメーター（マックサイエンス製ＴＤ−５０００Ｓ）を使用し、内部透過率は、肉厚の異なる２枚の試料を用意し、島津製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを使用して１５５０ｎｍの波長で測定した後、厚さ１ｍｍの内部透過率を計算により求めた。赤外域の透過率は、島津製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを使用して、厚さ１０ｍｍで、９５０〜１６５０ｎｍの波長範囲で測定した。
【００４１】
本発明の実施例１〜８は、研磨速度が大きく、耐候性に優れるため、多層膜フィルターの加工性や耐候性に優れ、また、多層膜より熱膨張係数が大きく、赤外透過率が高いため、多層膜フィルター用の基板材料として適していた。また、図１に示すように、実施例２は、１４００ｎｍ付近の光の吸収がほとんど見られなかった。
【００４２】
一方、比較例１、４及び５は、ΣＡ／ΣＢが小さいため、研磨速度が大きく、加工性に優れるが、アルカリ成分が多いため耐候性が低かった。また、比較例２はＢ２Ｏ３が多く含まれているため、研磨速度が大きいものの耐候性が低かった。比較例３及び６は、アルカリ成分が少ないため、耐候性に優れるが、ΣＡ／ΣＢが大きいため、研磨速度が小さく、加工性に劣っていた。比較例７は、ΣＡ／ΣＢが小さいため、研磨速度が大きく、加工性に優れるが、ＰｂＯを含有するため、耐候性が低く、また、環境上好ましくない。
【００４３】
また、上記したガラス基板上に、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２誘電体被膜を交互に繰り返した計１００層からなる多層膜をイオンアシスト蒸着装置を用いて形成し、多層膜フィルターを作製した。
【００４４】
実施例の基板ガラスを使用した多層膜フィルターは、安価で長期に亘ってフィルター特性が劣化することがなく、また、中心波長の温度依存性が小さく、光通信用光フィルターとして非常に優れるものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の多層膜フィルター用基板ガラスは、研磨速度が大きく、また、耐候性に優れるため、多層膜フィルターの生産効率が高く安価に製造でき、多層膜フィルターとして長期に亘ってフィルター特性が劣化しにくく、中心波長の温度依存性が小さく、光通信用の光フィルターとして好適である。
【００４６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例２の赤外域の透過率曲線である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate glass for a multilayer filter used for optical communication and a multilayer filter.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the rapid development of optical communication networks, a large number of high-performance and inexpensive optical devices have been required. In particular, a multilayer filter is indispensable as a passive device that transmits or reflects a specific wavelength to split / combine light.
[0003]
Typical multilayer filters used in the optical communication field include a bandpass filter (BPF) that cuts out multi-wavelength light into an extremely narrow band, and an edge that separates a C band (1528 nm to 1561 nm) and an L band (1561 nm to 1620 nm). EDFA (erbium-doped fiber-amplifier), a filter, a broadband filter that further divides the center of the C band into a short wavelength region (1528 nm to 1545 nm: commonly called blue band) and a long wavelength region (1545 nm to 1561 nm: commonly called red band). There is a gain equalizer that makes the gain flat.
[0004]
In general, plastic is used as a base material of an optical filter for a camera, but since a strong laser beam is incident on the base material of the multilayer filter, glass having excellent heat resistance is used. .
[0005]
In order to transmit more information, it is effective to increase the multiplexing number of wavelengths. However, as the multiplexing number increases, a technique for separating these wavelengths with higher accuracy is required. In order to improve the accuracy of wavelength separation using a multilayer filter, the number of layers of the multilayer film must be increased, but as the number of layers of the multilayer film increases, the characteristics required for the substrate glass become more severe. It becomes something. That is, in order to maintain the temperature stability of the refractive index of the multilayer film, it is required that the thermal expansion coefficient of the substrate is larger than that of the multilayer film. It is required that the elastic modulus of the base material be high in order to prevent stress from being generated in the substrate, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-66425 discloses a substrate glass for an optical filter having such characteristics. ing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, with the rapid expansion of the optical communication market in recent years, a technology for realizing low cost by improving mass productivity has been required, and in multilayer filters, workability of substrate glass has come to be regarded as important. I have. That is, in the multilayer filter, first, a multilayer film is formed by vapor deposition or sputtering on a transparent plate having a size larger than the final shape, and then the final shape is finished by cutting and polishing. The transparent plate before film formation has a thickness of 10 mm or more in order to prevent deformation of the multilayer film at the time of film formation, and is reduced to a final thickness of 1 mm by subsequent polishing. Therefore, improving the production efficiency at the time of polishing is an essential condition for realizing cost reduction.
[0007]
Further, the multilayer filter is required to have excellent weather resistance so that the filter characteristics are maintained over a long period of time. That is, when exposed to high-temperature and high-humidity conditions, fogging is likely to occur on the glass surface, and the multilayer film is likely to deteriorate.
[0008]
However, the substrate glass for an optical filter disclosed in JP-A-2001-66425 does not satisfy both the characteristics of workability and weather resistance.
[0009]
An object of the present invention is to provide a substrate glass for a multilayer filter and a multilayer filter, which are inexpensive and are hardly deteriorated for a long period of time, because of excellent workability and weather resistance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies and as a result, as a result of excellent workability, a high polishing rate, and excellent weather resistance, it is inexpensive and the filter characteristics are not easily deteriorated over a long period of time. A glass has been found and proposed as the present invention.
[0011]
That is, the substrate glass for a multilayer filter of the present invention has a polishing rate of 10 μm / min or more by a lapping method, a mass loss in a boiling water bath of 0.05 wt% / hr or less, and a mass in a 0.01 N nitric acid aqueous solution. The reduction is 0.20 wt% / hr or less.
[0012]
The multilayer filter of the present invention has a polishing rate of 10 μm / min or more by the lapping method, a weight loss of 0.05 wt% / hr or less in a boiling water bath, and a mass loss of 0.01 N in a nitric acid aqueous solution of 0.1 N / hr. It is characterized by using a substrate glass of 20 wt% / hr or less.
[0013]
Here, the polishing rate by the lapping method is such that the plate-like sample is held in a fixed position on a horizontally rotating lapping plate, processed while supplying a lapping agent by applying a vertical load, and reducing the mass loss of the plate-like sample. Measure and evaluate. The lap conditions at this time are as follows: the lap load is 30 to 50 kPa, and the rotation speed of the lap plate is 50 to 200 r.p. p. m, a distance from the center of the lap plate to the center of the plate sample is 5 to 20 cm, and a slurry having a mass ratio of # 1200 alumina powder to water of 1:10 to 1:50 is used as the wrapping agent.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The substrate glass for a multilayer filter of the present invention has a polishing rate of 10 μm / min or more by a lapping method, a mass loss in a boiling water bath of 0.05 wt% / hr or less, and a mass loss in a 0.01 N nitric acid aqueous solution. Since the content is 0.20 wt% / hr or less, the filter characteristics are inexpensive and hardly deteriorate over a long period of time. That is, when the polishing rate by the lapping method is less than 10 μm / min, the workability of the substrate glass is poor and the processing time is long, so that the production efficiency of the multilayer filter is low, the price cannot be reduced, and the boiling is not realized. If the mass loss in a water bath is more than 0.05 wt% / hr, and the mass loss in a 0.01 N aqueous nitric acid solution is more than 0.20 wt% / hr, the weather resistance of the multilayer filter is reduced, and over a long period of time. When exposed to high-temperature and high-humidity conditions, fogging is likely to occur on the glass surface, and the multilayer film is likely to deteriorate. In addition, the above-mentioned workability means workability such as grinding, cutting, and mirror polishing of glass.
[0015]
The method of measuring the weight loss of the glass for evaluating the weather resistance is based on the Japan Optical Glass Industrial Association standard JOGIS “Method for measuring the chemical durability of optical glass (powder method) 06-1975”.
[0016]
As described above, as a substrate glass having excellent workability and weather resistance, it does not substantially contain PbO, and is (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 + P 2 O 5 ) / (MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO + Li 2 O + Na) by mass%. 2 O + K 2 O) ≦ 1.55, a substrate glass containing 0 to 22% of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferred, containing substantially no PbO and containing 30 to 60% of SiO 2 by mass%. , Al 2 O 3 1~10%, B 2 O 3 0~20%, MgO + CaO + BaO + SrO + 15~35% ZnO, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 5~22%, (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 + P 2 O 5 ) / (MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO + Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) ≦ 1.55, TiO 2 + ZrO 2 1~10%, Gd 2 O 3 + La 2 O 3 substrate glass containing 0-10% are more preferred.
[0017]
Next, the reason why the content of the component is limited to the above range will be described.
[0018]
PbO lowers the weather resistance and is an environmentally unfavorable component. Therefore, it is preferable not to include PbO as a glass component.
[0019]
When (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 + P 2 O 5 ) / (MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO + Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is larger than 1.55, the glass skeleton component becomes relatively large, so that the non-glass structure has Crosslinking is reduced, and the polishing rate is likely to decrease.
[0020]
Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are components that improve processability, and it is particularly preferable that the total content of these components is 5 to 22%. If the content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is more than 22%, it is not preferable because the weather resistance is poor.
[0021]
SiO 2 is a component constituting the skeleton of glass, and has an effect of improving weather resistance. It is particularly preferable that the content thereof is 40 to 55%. When the content of SiO 2 exceeds 60%, the polishing rate is low, and the forming of glass tends to be difficult. When the content is less than 30%, the weather resistance tends to be remarkably deteriorated.
[0022]
Al 2 O 3 , like SiO 2 , is a component that constitutes the skeleton of glass, and has a remarkable effect of suppressing the elution of alkali components in glass and improving weather resistance. Is desirable. If it is more than 10%, the polishing rate tends to decrease.
[0023]
B 2 O 3 acts as a flux and has the effect of assisting the melting of the glass. In particular, the content is more preferably 0 to 10%. When B 2 O 3 is more than 20%, the weather resistance is remarkably deteriorated, the polishing rate is apt to be reduced, and the volatilization is increased when the glass is melted, and striae occur, making it difficult to obtain a uniform glass.
[0024]
MgO, CaO, BaO, SrO and ZnO act as a flux to help melt the glass, and also have the effect of increasing the polishing rate and improving workability. More preferably, it is 20 to 30%. If the content of MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO is more than 35%, the weather resistance tends to deteriorate, and if it is less than 15%, the polishing rate of the glass tends to decrease, and the workability tends to deteriorate.
[0025]
TiO 2 and ZrO 2 have the effect of increasing the coefficient of thermal expansion while maintaining weather resistance, and it is particularly preferable that the total content of these components is 1 to 8%. If TiO 2 + ZrO 2 is more than 10%, the glass tends to be devitrified, and if it is less than 1%, it is difficult to obtain a high thermal expansion coefficient.
[0026]
Gd 2 O 3 and La 2 O 3 have the effect of improving the weather resistance without significantly lowering the coefficient of thermal expansion, and it is particularly preferable that the total content of these contents is 0 to 8%. If Gd 2 O 3 + La 2 O 3 is more than 10%, the thermal expansion coefficient tends to be low.
[0027]
In addition to the above, the glass of the present invention can be added with a fining agent such as Sb 2 O 3 . However, As 2 O 3 is not preferable because it is environmentally unfavorable.
[0028]
When the coefficient of thermal expansion of the substrate glass for a multilayer filter of the present invention is in the temperature range of −30 to 70 ° C. and in the range of 100 to 140 × 10 −7 / ° C., the refractive index of the multilayer film becomes stable. It is preferable because the property can be maintained. If the internal transmittance at a thickness of 1 mm and a wavelength of 1550 nm is 98% or less, it cannot be used because the light intensity is reduced.
[0029]
Further, OH groups in the glass cause absorption of light having a wavelength of about 1400 nm, and the light intensity is reduced. Therefore, when using light having a wavelength of about 1400 nm, the number of OH groups in the glass is reduced as much as possible. It is desirable.
[0030]
【Example】
Hereinafter, the substrate glass for a multilayer filter and the multilayer filter of the present invention will be described in detail based on examples.
[0031]
Tables 1 and 2 show Examples 1 to 8 of the present invention, and Tables 3 and 4 show Comparative Examples 1 to 7. FIG. 1 shows a transmittance curve in the infrared region of Example 2.
[0032]
[Table 1]
[0033]
[Table 2]
[0034]
[Table 3]
[0035]
[Table 4]
[0036]
First, glass raw materials were prepared so as to have the compositions shown in Tables 1 to 4, melted at 1300 to 1500 ° C. for 4 hours using a platinum crucible, poured out on a carbon plate, and annealed to form a glass. Got a body. Next, the obtained glass was wrapped with an alumina powder for 10 to 20 minutes using a plane polishing machine, and then polished with a cerium oxide powder for 30 to 60 minutes to prepare a substrate glass for a multilayer filter.
[0037]
Note that ΣA / ΣB in the table indicates (SiO 2 + Al 2 O 3 + B 2 O 3 + P 2 O 5 ) / (MgO + CaO + BaO + SrO + ZnO + Li 2 O + Na 2 O + K 2 O).
[0038]
Water resistance and acid resistance were measured by grinding a glass sample to a particle size of 420 to 590 μm, weighing its specific gravity in a platinum basket, placing it in a flask containing reagents, and treating it in a boiling water bath for 60 minutes. The amount of mass reduction (% by mass) of the subsequent powdered glass was calculated (Japanese Optical Glass Industry Association Standard JOGIS “Method for Measuring Chemical Durability of Optical Glass (Powder Method) 06-1975”). The reagent used in the water resistance evaluation was pure water adjusted to pH 6.5 to 7.5, and the reagent used in the acid resistance evaluation was a nitric acid aqueous solution adjusted to 0.01 N.
[0039]
The polishing rate by the lapping method is as follows: a plate sample having a side of 25 mm and a thickness of 3 mm is held in a fixed position on a horizontally rotating cast iron lap plate, and is processed while supplying a lapping agent by applying a vertical load to the sample glass. Was measured and evaluated. The lap conditions at this time were as follows: the lap load was 35 kPa, and the rotation speed of the lap plate was 100 r. p. m, the distance from the center of the lap plate to the center of the plate sample was 10 cm, and the lapping agent was a slurry having a mass ratio of # 1200 alumina powder to water of 1:20.
[0040]
The coefficient of thermal expansion uses a dilatometer (TD-5000S manufactured by Mac Science), and the internal transmittance is 1550 nm using two samples having different thicknesses and using a spectrophotometer UV-3100PC manufactured by Shimadzu. , The internal transmittance of a thickness of 1 mm was calculated. The transmittance in the infrared region was measured in a wavelength range of 950 to 1650 nm with a thickness of 10 mm using a spectrophotometer UV-3100PC manufactured by Shimadzu.
[0041]
In Examples 1 to 8 of the present invention, since the polishing rate is high and the weather resistance is excellent, the workability and weather resistance of the multilayer filter are excellent, and the thermal expansion coefficient is larger than that of the multilayer film, and the infrared transmittance is high. Therefore, it was suitable as a substrate material for a multilayer filter. Further, as shown in FIG. 1, in Example 2, absorption of light near 1400 nm was hardly observed.
[0042]
On the other hand, in Comparative Examples 1, 4 and 5, ΣA / ΣB was small, so that the polishing rate was high and the workability was excellent, but the weather resistance was low due to the large amount of alkali components. In Comparative Example 2, since a large amount of B 2 O 3 was contained, the polishing rate was high but the weather resistance was low. Comparative Examples 3 and 6 were excellent in weather resistance because of a small amount of alkali components, but were low in polishing rate and poor in workability because of large ΔA / ΔB. Comparative Example 7 has a small ΔA / ΔB and therefore has a high polishing rate and is excellent in workability. However, since PbO is contained, the weather resistance is low and the environment is not preferable.
[0043]
Further, on the above-mentioned glass substrate, a multilayer film composed of a total of 100 layers in which TiO 2 and SiO 2 dielectric films were alternately repeated was formed by using an ion-assisted vapor deposition apparatus, thereby producing a multilayer filter.
[0044]
The multilayer filter using the substrate glass of the embodiment is inexpensive, does not deteriorate the filter characteristics over a long period of time, has a small temperature dependence of the center wavelength, and is very excellent as an optical filter for optical communication. is there.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, the substrate glass for a multilayer filter of the present invention has a high polishing rate and excellent weather resistance, so that the production efficiency of the multilayer filter can be increased and the production thereof can be performed at low cost. As a result, the filter characteristics are not easily deteriorated, the temperature dependence of the center wavelength is small, and the filter is suitable as an optical filter for optical communication.
[0046]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a transmittance curve in the infrared region of Example 2 of the present invention.
