JP2005187215A - Glass composition for wavelength division multiplexing optical filter - Google Patents

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延也 栗山
Atsushi Tsuji
篤史 辻
Tadashi Muramoto
正 村本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass composition for a wavelength division multiplexing (WDM) optical filter having average thermal expansion coefficient almost same as that of a dielectric thin film, excellent water resistance and ≤500 °C transition point. <P>SOLUTION: The glass composition for the WDM optical filter has (120-135)×10<SP>-7</SP>/°C average thermal expansion coefficient in 50-150°C and comprises 50-60% SiO<SB>2</SB>, 1-10% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 1-5% Na<SB>2</SB>O, 20-35% K<SB>2</SB>O, 1-5% MgO and 92-97% in total of (SiO<SB>2</SB>+Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>+Na<SB>2</SB>O+K<SB>2</SB>O+MgO) by weight. The glass composition contains also 0-4% Li<SB>2</SB>O, 0-6% CaO, 0-6% BaO, 0-6% ZnO, 0-4% ZrO<SB>2</SB>and 3-8% in total of (Li<SB>2</SB>O+CaO+BaO+ZnO+ZrO) and has 0.75 mg/cm<SP>2</SP>alkali elution in a water resistant test by dipping in water at 95°C for 40 hr. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光通信分野における光の波長分割多重化(Wave−length Division Multiplexing、以下WDMと呼称)に使用される、特定の波長域のみを通過させるWDM光フィルター材料としてのWDM光フィルター用ガラス組成物に関する。   The present invention relates to a glass for a WDM optical filter used as a WDM optical filter material that passes only a specific wavelength band and is used for wavelength division multiplexing (hereinafter referred to as WDM) of light in the optical communication field. Relates to the composition.

光フィルターと称されるものには、特定の波長をカットするもの、透過させもの、光の透過を落とすものなどがある。前者の光フィルターには、特定の波長のみを透過するバンドパスフィルター、特定の波長のみをカットするノッチパスフィルター、特定の波長よりも短波長側の波だけを透過するローパスフィルター、特定の波長よりも長波長側の波だけを透過するハイパスフィルターなどがある。後者の光フィルターには、NDフィルターなどが代表的である。   The so-called optical filter includes one that cuts a specific wavelength, one that transmits light, and one that reduces transmission of light. The former optical filter includes a bandpass filter that transmits only a specific wavelength, a notch pass filter that cuts only a specific wavelength, a lowpass filter that transmits only waves shorter than a specific wavelength, and a specific wavelength. There is also a high-pass filter that transmits only the wave on the long wavelength side. A typical example of the latter optical filter is an ND filter.

波長多重光通信では、波長が僅かに異なる光を合波したり、逆に、複数の波長成分を含んだ光から特定波長光を選択的に取り出すために分波することが行われ、バンドパスフィルターが用いられている。   In wavelength multiplexing optical communication, light with slightly different wavelengths is multiplexed, or conversely, demultiplexing is performed to selectively extract specific wavelength light from light containing multiple wavelength components. A filter is used.

このような波長分割多重化 WDM システムの発展に伴うナローバンドパスフィルターは、WDM光フィルターと呼ばれ、その構成は、石英基板上に、SiO2、TiO2、Ta25などからなる誘電体多層膜を形成したものである(例えば、特許文献1参照)。 A narrow bandpass filter associated with the development of such a wavelength division multiplexing WDM system is called a WDM optical filter, and its structure is a dielectric multilayer made of SiO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5, etc. on a quartz substrate. A film is formed (see, for example, Patent Document 1).

波長分割多重化 WDM システムの高精度化により、従来よりも高密度な波長多重光通信を行うために、WDM光フィルターの透過波長のバンド幅を狭くすることが求められている。透過波長のバンド幅を狭くすると、バンドの中心波長のずれの許容範囲も狭くなることから、わずかな温度変動による波長中心のずれも大きく影響することになる。このため、WDM光フィルター部材の使用温度の変動による屈折率変動を回避し、波長の温度シフトをゼロに近づけることが要求されている。   Wavelength division multiplexing With the high accuracy of WDM systems, it is required to narrow the bandwidth of transmission wavelengths of WDM optical filters in order to perform wavelength multiplexed optical communication with higher density than before. If the bandwidth of the transmission wavelength is narrowed, the allowable range of the shift of the center wavelength of the band is also narrowed. Therefore, the shift of the wavelength center due to a slight temperature change also greatly affects. For this reason, it is required to avoid the refractive index fluctuation due to the fluctuation of the operating temperature of the WDM optical filter member and to bring the temperature shift of the wavelength close to zero.

温度シフトは、ガラスと誘電体多層膜の熱膨張係数に依存することが知られている。温度シフトをゼロに近づける方法として、ガラスの熱膨張係数と誘電体多層膜の熱膨張係数との差を考慮したガラスが知られている(例えば、特許文献2参照)。このようなガラスの中には、通常よりも熱膨張係数の小さな誘電体膜に対応して、特に熱膨張係数を小さくしたものも見られる(例えば特許文献3参照)。
また、通常のガラスではなく、結晶化ガラスを使用することでこの問題を解決しようとした発明も見られる(例えば特許文献4参照)。
It is known that the temperature shift depends on the thermal expansion coefficients of the glass and the dielectric multilayer film. As a method for bringing the temperature shift close to zero, a glass that takes into account the difference between the thermal expansion coefficient of glass and the thermal expansion coefficient of a dielectric multilayer film is known (for example, see Patent Document 2). Among such glasses, a glass having a particularly low thermal expansion coefficient corresponding to a dielectric film having a smaller thermal expansion coefficient than usual can be seen (see, for example, Patent Document 3).
Moreover, the invention which tried to solve this problem by using crystallized glass instead of normal glass is also seen (for example, refer patent document 4).

さらに、最近ではより性能の良いフィルターとして、誘電体多層膜の総数が増え、基体ガラスにより高い透過率及び屈折率の制御が求められて来ている。   Furthermore, as a filter with better performance, the total number of dielectric multilayer films has been increasing recently, and higher transmittance and refractive index control has been demanded for the base glass.

特表平10−512975号公報Japanese National Patent Publication No. 10-512975 特開2001−89184号公報JP 2001-89184 A 特開2001−66425号公報JP 2001-66425 A 特開2001−48584号公報JP 2001-48584 A

前述した特開2001−48584号公報に記載されたような結晶化ガラスは、加工に関しては通常のガラスより有利であるが、結晶化させるために長時間の加熱が必要であり、コスト高になるという問題があった。   Crystallized glass as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-48584 described above is more advantageous than ordinary glass in terms of processing, but requires heating for a long time to crystallize, resulting in high costs. There was a problem.

また、特開2001−89184号公報に記載されたガラス組成のガラスにおいては、ガラスの熱膨張係数と誘電体多層膜の熱膨張係数との差を減少させるために導入したアルカリ成分の一部が、経時変化及びガラス加工中の水分との反応で失われるという現象があった。この結果、ガラス表面の屈折率がわずかに減少し、反射率の微小な変化をもたらすという問題がある。   In addition, in the glass having the glass composition described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-89184, a part of the alkali component introduced in order to reduce the difference between the thermal expansion coefficient of the glass and the thermal expansion coefficient of the dielectric multilayer film. There was a phenomenon that it was lost due to a change with time and reaction with moisture during glass processing. As a result, there is a problem that the refractive index of the glass surface is slightly reduced, resulting in a minute change in reflectance.

これらの微小な光学的係数の変化は、以前にはそれほど問題とはならないものであったが、最近のフィルターの高機能化の要求に関しては問題となるものである。すなわち、フィルターの求める性能を得るために、誘電体多層膜の屈折率と厚みを細かく設計する必要があるが、これにはパラメータとして基体ガラスの反射率が必須であり、ガラスの反射率が変化すると、もはや求めるフィルター性能は得られないという問題があった。   These minute changes in optical coefficients have not been so much a problem in the past, but they are a problem with respect to the recent demand for higher functionality of filters. In other words, in order to obtain the performance required by the filter, it is necessary to design the refractive index and thickness of the dielectric multilayer film finely, but this requires the reflectance of the base glass as a parameter, and the reflectance of the glass changes. Then, there was a problem that the desired filter performance could no longer be obtained.

本発明は、表面にバンドパス用光多層膜を形成するためのWDM光フィルター用ガラスであって、50〜150℃における平均熱膨張係数が(120〜135)×10−7/℃であり、さらに重量%で表して、SiOが50〜60%、Alが1〜10%、NaOが1〜5%、KOが20〜35%、MgOが1〜5%で、(SiO+Al+NaO+KO+MgO)の総和が92〜97%からなるガラスであるWDM光フィルター用ガラス組成物である。 The present invention is a glass for a WDM optical filter for forming a bandpass optical multilayer film on the surface, and an average thermal expansion coefficient at 50 to 150 ° C. is (120 to 135) × 10 −7 / ° C., Furthermore, expressed as wt%, SiO 2 is 50 to 60%, Al 2 O 3 is 1 to 10%, Na 2 O is 1 to 5%, K 2 O is 20 to 35%, MgO is 1 to 5%. , (SiO 2 + Al 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O + MgO) is a glass composition for a WDM optical filter, which is a glass composed of 92 to 97%.

また、重量%で表して、LiOが0〜4%、CaOが0〜6%、BaOが0〜6%、ZnOが0〜6%、ZrOが0〜4%であり、(LiO+CaO+BaO+ZnO+ZrO)が3〜8%である上記のWDM光フィルター用ガラス組成物である。 Also, expressed in terms of% by weight, Li 2 O is 0 to 4%, CaO is 0 to 6%, BaO is 0 to 6%, ZnO is 0 to 6%, ZrO 2 is 0 to 4%, and (Li 2 O + CaO + BaO + ZnO + ZrO 2 ) is the above glass composition for a WDM optical filter having a content of 3 to 8%.

さらに、95℃の蒸留水に40時間浸漬する耐水性試験におけるアルカリ溶出量が0.75mg/cm以下である上記のWDM光フィルター用ガラス組成物である。 Furthermore, it is said glass composition for WDM optical filters whose alkali elution amount in the water resistance test immersed in 95 degreeC distilled water for 40 hours is 0.75 mg / cm < 2 > or less.

上記の手段をとることにより、WDM光フィルター用に好適な物性値を有し、ガラス作製時における高温下での長時間の加熱処理を必要とせず、ガラスとした後も加工性がよく、さらには経時変化による表面形状の変化も少ないガラスを得ることができる。   By taking the above means, it has suitable physical property values for WDM optical filters, does not require long-time heat treatment at the time of glass production, has good workability even after glass, Can obtain a glass with little change in surface shape due to aging.

本発明によれば、WDM光フィルター用に好適な物性値を有し、経時変化による表面形状の変化が少なく、さらに従来よりも低温で処理できるガラスを得ることが出来る。   According to the present invention, it is possible to obtain a glass having physical property values suitable for a WDM optical filter, having little change in surface shape due to aging, and capable of being processed at a lower temperature than conventional.

本発明は、表面にバンドパス用光多層膜を形成するためのWDM光フィルター用ガラスであって、50〜150℃における平均熱膨張係数が(120〜135)×10−7/℃であり、さらに重量%で表して、SiOが50〜60%、Alが1〜10%、NaOが1〜5%、KOが20〜35%、MgOが1〜5%で、(SiO+Al+NaO+KO+MgO)の総和が92〜97%からなるガラスであるWDM光フィルター用ガラス組成物である。 The present invention is a glass for a WDM optical filter for forming a bandpass optical multilayer film on the surface, and an average thermal expansion coefficient at 50 to 150 ° C. is (120 to 135) × 10 −7 / ° C., Furthermore, expressed as wt%, SiO 2 is 50 to 60%, Al 2 O 3 is 1 to 10%, Na 2 O is 1 to 5%, K 2 O is 20 to 35%, MgO is 1 to 5%. , (SiO 2 + Al 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O + MgO) is a glass composition for a WDM optical filter, which is a glass composed of 92 to 97%.

WDM光フィルター用ガラスにおける熱膨張係数については、最適な範囲が存在することが知られている。すなわち、熱膨張係数が小さい場合は、光学多層膜に十分な圧縮応力をかけることができず、フィルターの中心波長の温度シフトは正の方向に大きくなる。また、熱膨張係数が大きい場合は、温度シフトが負の方向に大きくなり、多層膜が剥離してしまう、あるいは基板が破壊に至るなどの問題が生じる。   It is known that an optimum range exists for the thermal expansion coefficient in the glass for WDM optical filters. That is, when the thermal expansion coefficient is small, sufficient compressive stress cannot be applied to the optical multilayer film, and the temperature shift of the center wavelength of the filter increases in the positive direction. In addition, when the thermal expansion coefficient is large, the temperature shift increases in the negative direction, causing problems such as peeling of the multilayer film or destruction of the substrate.

しかし、その適正値は対象とするフィルターによって異なる。そこで、本発明者が、蒸着法によりSiO/Ta系の3キャビティーバンドパスフィルターを作製し、確認したところ、50〜150℃における好ましい平均熱膨張係数は(120〜135)×10−7/℃であることがわかった。当該範囲内であれば多層膜に適度な圧縮応力をかけることができ、成膜方法にもよるが、フィルター特性の温度依存性を限りなくゼロに近づけることができる。よって、本発明のWDM光フィルター用ガラスの好ましい平均熱膨張係数は、50〜150℃において(120〜135)×10−7/℃である。より好ましくは、(125〜130×10−7/℃である。 However, the appropriate value depends on the target filter. Accordingly, the present inventors to prepare a 3 cavity band-pass filter of the SiO 2 / Ta 2 O 5 system by a vapor deposition method, was confirmed, the preferred average thermal expansion coefficient at 50 to 150 ° C. (120 to 135) × It was found to be 10 −7 / ° C. Within this range, an appropriate compressive stress can be applied to the multilayer film, and the temperature dependence of the filter characteristics can be brought close to zero as much as possible depending on the film forming method. Therefore, the preferable average thermal expansion coefficient of the glass for WDM optical filters of the present invention is (120 to 135) × 10 −7 / ° C. at 50 to 150 ° C. More preferably, it is (125-130 * 10 < -7 > / degreeC).

本発明において、重量%で表して、SiOが50〜60%、Alが1〜10%、NaOが1〜5%、KOが20〜35%、MgOが1〜5%で、(SiO+Al+NaO+KO+MgO)の総和が92〜98%からなるガラスであるWDM光フィルター用ガラス組成物であることが好ましい。 In the present invention, expressed by weight%, SiO 2 is 50 to 60%, Al 2 O 3 is 1 to 10%, Na 2 O is 1 to 5%, K 2 O is 20 to 35%, MgO is 1 to 1%. It is preferably a glass composition for a WDM optical filter, which is 5% and is a glass composed of 92 to 98% of the total of (SiO 2 + Al 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O + MgO).

SiOは必須成分であり、ガラスの骨格を形成するためにガラス中に導入される。重量%で表して、SiOの含有量は50〜60%であることが好ましい。SiOのガラス組成が50%未満では、ガラス状態が不安定となって失透などが生じやすく、安定したガラスとならない。また、SiOに替わり導入されることになるアルカリ土類成分などの付加的成分により密度が大きくなりすぎる。一方、60%を超えると、熱膨張係数が低くなりすぎる。より好ましくは、55〜58%の範囲である。 SiO 2 is an essential component and is introduced into the glass to form a glass skeleton. Expressed in weight%, the content of SiO 2 is preferably 50 to 60%. If the glass composition of SiO 2 is less than 50%, the glass state becomes unstable and devitrification is likely to occur, and the glass is not stable. Also, the density becomes too high due to additional components such as alkaline earth components to be introduced instead of SiO 2 . On the other hand, if it exceeds 60%, the thermal expansion coefficient becomes too low. More preferably, it is 55 to 58% of range.

Alは必須成分であり、ガラス状態を安定化させる効果があるとともに、熱膨張係数およびヤング率の調整をガラス組成の加減で行うためにガラスに導入される。重量%で表して、Alの含有量は1〜10%であることが好ましい。ガラス組成が1%未満ではその効果を期待できない。一方、10%を超えると、熱膨張係数が低くなりすぎるとともに、ヤング率が大きくなりすぎる。 Al 2 O 3 is an essential component, has an effect of stabilizing the glass state, and is introduced into the glass in order to adjust the thermal expansion coefficient and Young's modulus by adjusting the glass composition. Expressed in weight%, the content of Al 2 O 3 is preferably 1 to 10%. If the glass composition is less than 1%, the effect cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 10%, the thermal expansion coefficient becomes too low and the Young's modulus becomes too high.

NaOは必須成分であり、熱膨張係数を高くするためにガラスに導入される。重量%で表して、NaOの含有量は1〜5%であることが好ましい。ガラス組成が1%未満では、ガラスの熱膨張係数を高くする効果は得られない。一方、5%を超えるとガラス状態が不安定になり、失透しやすくなるとともに、耐水性が損なわれヤケが発生しやすい。より好ましくは、2〜4.5%の範囲である。 Na 2 O is an essential component and is introduced into the glass in order to increase the thermal expansion coefficient. Expressed in weight%, the content of Na 2 O is preferably 1 to 5%. If the glass composition is less than 1%, the effect of increasing the thermal expansion coefficient of the glass cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 5%, the glass state becomes unstable and the glass tends to devitrify, and the water resistance is impaired and burns are likely to occur. More preferably, it is 2 to 4.5% of range.

Oは必須成分であり、熱膨張係数を高くするためにガラスに導入される。重量%で表して、KOの含有量は20〜35%であることが好ましい。ガラス組成が20%未満ではその効果は期待できない。一方、35%を超えると耐水性が損なわれるという問題が発生する。より好ましくは、25〜33%の範囲である。 K 2 O is an essential component and is introduced into the glass in order to increase the thermal expansion coefficient. Expressed in weight%, the content of K 2 O is preferably 20 to 35%. If the glass composition is less than 20%, the effect cannot be expected. On the other hand, when it exceeds 35%, a problem that water resistance is impaired occurs. More preferably, it is 25 to 33% of range.

MgOは必須成分であり、熱膨張係数やヤング率の調整のためにガラスに導入される。重量%で表して、MgOの含有量は1〜5%であることが好ましい。ガラス組成が1%未満ではその効果は期待できない。一方、5wt%を超えると、膨張係数が小さくなりすぎる。より好ましくは、1〜4.5%の範囲である。   MgO is an essential component and is introduced into the glass for adjusting the thermal expansion coefficient and Young's modulus. Expressed in weight%, the MgO content is preferably 1 to 5%. If the glass composition is less than 1%, the effect cannot be expected. On the other hand, if it exceeds 5 wt%, the expansion coefficient becomes too small. More preferably, it is 1 to 4.5% of range.

さらに、(SiO+Al+NaO+KO+MgO)の総和が92〜98%からなるガラスであることが好ましい。(SiO+Al+NaO+KO+MgO)の総和が上述の範囲外であると、WDM光フィルター用ガラスに要求される物性をクリヤーすることは難しい。より好ましくは、92〜97%の範囲である。 Furthermore, it is preferable that the glass is composed of 92 to 98% of the total sum of (SiO 2 + Al 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O + MgO). If the sum of (SiO 2 + Al 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O + MgO) is outside the above range, it is difficult to clear the physical properties required for the glass for a WDM optical filter. More preferably, it is 92 to 97% of range.

また、重量%で表して、LiOが0〜3%、CaOが0〜6%、BaOが0〜6%、ZnOが0〜6%、ZrOが0〜4%であり、(LiO+CaO+BaO+ZnO+ZrO)が2〜8%であることが好ましい。 Also, expressed in terms of% by weight, Li 2 O is 0 to 3%, CaO is 0 to 6%, BaO is 0 to 6%, ZnO is 0 to 6%, ZrO 2 is 0 to 4%, (Li 2 O + CaO + BaO + ZnO + ZrO 2 ) is preferably 2 to 8%.

LiOは、必ずしも必須とはしないが、熱膨張係数やヤング率の調整のために導入することが好ましい。しかし、4%を超えると、ガラスが不安定になり、失透などを発生しやすくなる。より好ましくは、0.1〜3%の範囲である。 Li 2 O is not necessarily essential, but is preferably introduced for adjusting the thermal expansion coefficient and Young's modulus. However, if it exceeds 4%, the glass becomes unstable and devitrification tends to occur. More preferably, it is 0.1 to 3% of range.

CaOは、必ずしも必須とはしないが、熱膨張係数やヤング率の調整のためにガラスに導入することが好ましい。しかし、6%を超えると、失透傾向が強くなるとともに膨張係数が小さくなりすぎる。より好ましくは、0.1〜3%の範囲である。   CaO is not necessarily essential, but is preferably introduced into the glass for adjusting the thermal expansion coefficient and Young's modulus. However, if it exceeds 6%, the tendency to devitrification becomes stronger and the expansion coefficient becomes too small. More preferably, it is 0.1 to 3% of range.

BaOは、必ずしも必須とはしないが、熱膨張係数やヤング率の調整のためにガラスに導入する付加的成分である。しかし、6%を超えると、密度が大きくなりすぎるとともに、ガラスの耐水性が低下する。好ましくは、3%以下である。   BaO is not necessarily essential, but is an additional component introduced into the glass for adjusting the thermal expansion coefficient and Young's modulus. However, if it exceeds 6%, the density becomes too large and the water resistance of the glass is lowered. Preferably, it is 3% or less.

ZnOは、必ずしも必須とはしないが、少量の含有量でガラスを安定化し、熱膨張係数やヤング率の調整のためにガラスに導入する付加的成分である。しかし6%を超えると、ガラスの耐水性が低下する。好ましくは、3%以下である。   ZnO is not necessarily essential, but is an additional component that is introduced into the glass to stabilize the glass with a small content and adjust the thermal expansion coefficient and Young's modulus. However, if it exceeds 6%, the water resistance of the glass decreases. Preferably, it is 3% or less.

ZrOは、必ずしも必須とはしないが、少量の導入量であればガラス状態を安定化させる効果があるとともに、ガラスの耐水性を向上させるためにガラスに導入する付加的成分である。しかし、ガラス組成が4%を超えると、逆にガラスの失透傾向を大きくすると共に、熱膨張係数が小さくなりすぎる。好ましくは、2%以下である。 ZrO 2 is not necessarily essential, but if it is introduced in a small amount, it has the effect of stabilizing the glass state and is an additional component that is introduced into the glass in order to improve the water resistance of the glass. However, when the glass composition exceeds 4%, the tendency of devitrification of the glass is conversely increased and the thermal expansion coefficient is too small. Preferably, it is 2% or less.

さらに、(LiO+CaO+BaO+ZnO+ZrO)が3〜8%であることが好ましい。(LiO+CaO+BaO+ZnO+ZrO)の総和が上述の範囲外であると、WDM光フィルター用ガラスに要求される物性をクリヤーすることは難しい。より好ましくは、3〜7%の範囲である。 Further, (Li 2 O + CaO + BaO + ZnO + ZrO 2 ) is preferably 3 to 8%. If the total sum of (Li 2 O + CaO + BaO + ZnO + ZrO 2 ) is outside the above range, it is difficult to clear the physical properties required for the WDM optical filter glass. More preferably, it is 3 to 7% of range.

さらに、95℃の蒸留水に40時間浸漬する耐水性試験におけるNaO溶出量量が0.75mg/cm以下であることが好ましい。耐水性については、ガラスの研磨と密接な関係にある。ガラスの研磨は、機械的に表層を除去する機械的研磨と、化学的に表層を溶解する化学的研磨が競争的に行われる。耐水性が著しく悪いと、化学的研磨が進行しすぎ、平滑な表面を得ることができない上に、研磨後の表面がヤケるといった問題が生じる。よって、本発明のWDM光フィルター用ガラスの好ましい耐水性は、95℃の蒸留水に40時間浸漬する耐水性試験におけるアルカリ量で0.75mg/cm以下である。この重量減少量であれば、反射率の低下もほとんど発生しない。 Furthermore, it is preferable that the Na 2 O elution amount in a water resistance test immersed in distilled water at 95 ° C. for 40 hours is 0.75 mg / cm 2 or less. Water resistance is closely related to glass polishing. The glass polishing is competitively performed by mechanical polishing that mechanically removes the surface layer and chemical polishing that chemically dissolves the surface layer. If the water resistance is extremely poor, chemical polishing proceeds excessively and a smooth surface cannot be obtained, and the polished surface is burned. Therefore, the preferable water resistance of the glass for a WDM optical filter of the present invention is 0.75 mg / cm 2 or less as an alkali amount in a water resistance test immersed in distilled water at 95 ° C. for 40 hours. With this weight reduction amount, the reflectance is hardly reduced.

なお、本発明のWDM光フィルター用ガラスの好ましい密度は、切削加工時の作業温度下において、2.7g/cm以下である。 In addition, the preferable density of the glass for WDM optical filters of this invention is 2.7 g / cm < 3 > or less under the working temperature at the time of cutting.

以下、実施例をあげて本発明を説明する。ガラスの各成分の原料にそれぞれ相当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を使用し、得られるガラスが表1の実施例1〜5、表2の比較例1〜4に記載した組成となるように、所定の割合で秤量し混合した。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. Using oxides, carbonates, nitrates and the like corresponding to the raw materials of each component of the glass, the resulting glass has the composition described in Examples 1 to 5 in Table 1 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 2. And weighed and mixed at a predetermined ratio.

混合した前記原料を、容量2000ml、ロジウム10wt%を含有した白金製の坩堝に入れて、1400℃に昇温した電気炉内で、5時間溶融させた後、溶融ガラスに含まれる微細な泡を除去するため適切な温度まで炉内で冷却したあとグラファイト製の型枠内に流しだし、予めガラス転移点付近に保持した電気炉内に投入し、2時間保持した後、室温まで冷却することで、厚さ、30mm、サイズ200mm×300mmのガラスブロックを得た。   The mixed raw materials are put in a platinum crucible containing 2000 ml in capacity and 10 wt% rhodium, and are melted for 5 hours in an electric furnace heated to 1400 ° C. Then, fine bubbles contained in the molten glass are removed. After cooling in a furnace to an appropriate temperature for removal, it is poured into a graphite mold, put into an electric furnace previously held near the glass transition point, held for 2 hours, and then cooled to room temperature. A glass block having a thickness of 30 mm and a size of 200 mm × 300 mm was obtained.

次いで、ガラスブロックを薄くスライスした後、円筒状に研削し、更に両面を研磨し、片方の研磨面にTa25とSiO2を交互に堆積させて誘電体多層膜を得た。誘電体多層膜および反射防止膜の作製方法としては、例えば、RFイオンプレーティング法、マグネトロンスパッタリング法、プラズマイオンプレーティング法、蒸着法等があるが、本例では蒸着法により行った。その後、成膜していない側から、厚み1mmになるまで研削・研磨し、さらに、多層膜と反対側の研磨面に反射防止膜を成膜した。 Next, the glass block was sliced thinly, ground into a cylindrical shape, further polished on both sides, and Ta 2 O 5 and SiO 2 were alternately deposited on one polished surface to obtain a dielectric multilayer film. As a method for producing the dielectric multilayer film and the antireflection film, for example, there are an RF ion plating method, a magnetron sputtering method, a plasma ion plating method, a vapor deposition method, and the like. In this example, the vapor deposition method was used. Thereafter, grinding and polishing were performed from the side where the film was not formed until the thickness reached 1 mm, and an antireflection film was formed on the polishing surface opposite to the multilayer film.

次いで、金属円盤にダイヤモンド粉を付着させたダイヤモンドカッターを回転させつつ、誘電体多層膜を成膜したガラス基板に非成膜面側から当てる、いわゆるダイシング加工により、厚さ、1mm、サイズ、1.5mm角のチップに切り出しを行った。   Next, by rotating a diamond cutter with diamond powder attached to a metal disk and applying it to the glass substrate on which the dielectric multilayer film is formed from the non-film-forming surface side, a so-called dicing process is performed to obtain a thickness of 1 mm, a size of 1 Cut into 5 mm square chips.

このようにして作製したガラスについて、熱膨張率、密度および耐水性について測定した。熱膨張率は、温度範囲を50℃から150℃とし、シリカガラスを標準試料とした示差熱膨張計により測定した。また、密度については蒸留水を浸液としたアルキメデス法により測定した。耐水性については、20×50×2mmtに研磨したガラスを試料に用い、95℃の蒸留水に40時間浸漬した場合の重量減少量、すなわちアルカリ溶出量により評価した。なお、この耐水性の試験条件は、JISR3502およびJOGIS06−99の概念に準じており、例えばディスプレイ基板の評価用として使われている。 The glass thus produced was measured for coefficient of thermal expansion, density and water resistance. The coefficient of thermal expansion was measured by a differential thermal dilatometer with a temperature range of 50 ° C. to 150 ° C. and silica glass as a standard sample. The density was measured by the Archimedes method using distilled water as an immersion liquid. The water resistance was evaluated based on the weight loss when immersed in distilled water at 95 ° C. for 40 hours, that is, the amount of alkali elution, using glass polished to 20 × 50 × 2 mm t as a sample. This water resistance test condition conforms to the concepts of JIS R3502 and JOGIS 06-99, and is used, for example, for evaluation of display substrates.

透過率については、自記分光光度計(日立製作所製、U4000型)を用い、内部透過率については、日本光学硝子工業会規格(JOGIS17−82)に準じて求めた。板厚1mmにおける内部透過率が、1300nm以上の領域で99%以上であることが確認され、本系のガラスがWDMフィルター用に好適であることが確認できた。   For the transmittance, a self-recording spectrophotometer (manufactured by Hitachi, U4000 type) was used, and the internal transmittance was determined according to the Japan Optical Glass Industry Association Standard (JOGIS 17-82). It was confirmed that the internal transmittance at a plate thickness of 1 mm was 99% or more in a region of 1300 nm or more, and it was confirmed that this glass was suitable for a WDM filter.

表1は、本発明のWDM光フィルターに関わり、実施例1〜5の重量%で表したそのガラス組成、50〜150℃における平均熱膨張率(α50-150)、アルカリ溶出量及び密度を示したものである。 Table 1 relates to the WDM optical filter of the present invention, and shows the glass composition, average thermal expansion coefficient (α 50-150 ), alkali elution amount and density at 50 to 150 ° C. expressed in weight% of Examples 1 to 5. It is shown.

表2は、本発明のWDM光フィルターに関わり、比較例1〜4の重量%で表したそのガラス組成、50〜150℃における平均熱膨張率(α50-150)、アルカリ溶出量及び密度を示したものである。 Table 2 relates to the WDM optical filter of the present invention, and shows the glass composition, average thermal expansion coefficient (α 50-150 ), alkali elution amount and density at 50 to 150 ° C. expressed in weight% of Comparative Examples 1 to 4. It is shown.

Claims (3)

表面にバンドパス用光多層膜を形成するためのWDM光フィルター用ガラスであって、50〜150℃における平均熱膨張係数が(120〜135)×10−7/℃であり、さらに重量%で表して、SiOが50〜60%、Alが1〜10%、NaOが1〜5%、KOが20〜35%、MgOが1〜5%で、(SiO+Al+NaO+KO+MgO)の総和が92〜97%からなるガラスであることを特徴とするWDM光フィルター用ガラス組成物。 A glass for a WDM optical filter for forming a bandpass optical multilayer film on the surface, wherein an average coefficient of thermal expansion at 50 to 150 ° C. is (120 to 135) × 10 −7 / ° C. And SiO 2 is 50-60%, Al 2 O 3 is 1-10%, Na 2 O is 1-5%, K 2 O is 20-35%, MgO is 1-5%, (SiO 2 + Al 2 O 3 + Na 2 O + K 2 O + MgO) is a glass composed of 92 to 97%, and a glass composition for a WDM optical filter. 重量%で表して、LiOが0〜4%、CaOが0〜6%、BaOが0〜6%、ZnOが0〜6%、ZrOが0〜4%であり、(LiO+CaO+BaO+ZnO+ZrO)が3〜8%であることを特徴とする請求項1に記載のWDM光フィルター用ガラス組成物。 Expressed in weight%, Li 2 O is 0-4%, CaO is 0-6%, BaO is 0-6%, ZnO is 0-6%, ZrO 2 is 0-4%, (Li 2 O + CaO + BaO + ZnO + ZrO). The glass composition for a WDM optical filter according to claim 1, wherein 2 ) is 3 to 8%. 95℃の蒸留水に40時間浸漬する耐水性試験における アルカリ溶出量が0.75mg/cm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のWDM光フィルター用ガラス組成物。

3. The glass composition for a WDM optical filter according to claim 1, wherein an alkali elution amount in a water resistance test immersed in distilled water at 95 ° C. for 40 hours is 0.75 mg / cm 2 or less.

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