JP2009544561A - 減少した応力光学係数を有するガラス - Google Patents

Abstract

本発明は、新規なガラス、異方性応力下において可視波長でより低い応力光学係数を有するガラスの配合方法、および、そのようなガラスを備える新規な光学システムを提供する。本発明は、少なくとも１種類のガラス成形剤と、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびＨｇＯから選択される少なくとも１種類のガラス改質剤と、を含む無鉛ガラスであって、ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む、無鉛ガラスを提供する。

Description

本願は、２００６年７月２６日に出願された米国仮特許出願第６０／８３３，３６５号、２００６年１１月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／８６１，３１５号、および２００７年４月３日に出願された米国仮特許出願第６０／９２１，６７０号の利益をこれにより主張する。米国仮特許出願第６０／８３３，３６５号、同第６０／８６１，３１５号、および同第６０／９２１，６７０号のそれぞれは、これにより参考として援用される。

本発明は、光学システムにおいて有用なガラスに関する。本発明はまた、光学システムおよび前記システムにおいて有用なガラスの調製方法も提供する。

ガラスは、均一な非晶質固体材料であり、通常、粘性溶融材料がそのガラス転移温度を下回る温度まで、規則的な結晶格子が形成するために十分な時間をかけずに冷却されると生成する。ガラスを適切にアニールすると、光学的に等方性となる。

しかし、多くの光学的に等方性のガラスは、異方性応力を付加すると光学的異方性を示す。材料を通過する光線が２つの異なる屈折率を経験し、それにより常光線（異方性の方向に対し垂直な偏光）および異常光線（異方性の方向に対し平行な偏光）に分解するときに生じる光学的異方性は、複屈折と称される。その他の場合は光学的に等方性の材料に対する、異方性応力を使用したこの複屈折の誘引は、光弾性と呼ばれる。

複屈折、または二重屈折の特性は、多くの光学結晶が示すものである。しかし、光弾性材料は、異方性応力を付加すると追加的な複屈折を示す。したがって、光学的に等方性の材料において、光弾性は、複屈折が異方性応力の付加により誘引される場合に観察される光学特性である。光弾性材料において、材料中の各点での屈折率の大きさは、その点での応力の状態に直接関連する。

技術者や設計者は、材料中の応力分布を決定するための実験的方法として、光弾性を使用する。応力決定の分析的方法とは異なり、光弾性は、材料中の突発的な不連続点付近においても、応力分布の極めて正確な像を与える。この方法は、材料中の臨界応力点を決定するための重要な手法であり、不規則構造における応力集中因子を決定するために使用されることが多い。技術者や設計者は、ポリカーボネート等の光学的に等方性の材料からモデルを構築する。モデル上で応力を評価するために、異方性応力を付加し、構造中の応力点で複屈折を観察する。

応力下の材料中の複屈折、ひいては光弾性効果の程度は、付加される応力負荷に依存する。したがって、この応力と光路差の関係に従い、試料中の高応力部分は、高い複屈折度を観察することにより特定することができる。

しかし、光学的な透明度を必要とするシステム（レンズシステム、視覚的表示、映写機、または光ファイバ等）においては、光弾性は望ましくない特性である。均一な光学特性、すなわち光学的等方性を達成するために、複屈折は避けられなければならない。

典型的には、そのようなガラスへの異方性応力の付加は、光学的な対称性を乱す。異方性応力に曝されたときに複屈折が無視できる程度であるか、または複屈折を示さないガラスは、ガラスが異方性応力因子（機械的応力、熱応力、またはそれらの組合せ等）に曝される光学システムにおいて有用である。これらの光学ガラスは、異方性応力に曝されたときに光弾性がより低いかまたはゼロであるガラスを提供するために十分な濃度で、酸化鉛（ＩＩ）等のガラス添加物を組み込むことができる。

ケイ酸鉛ガラスは、高い輝度因子、広い動作範囲、および高い電気抵抗等の特性を利用した光学的および電気的な用途があるために、特に工業的に重要である。しかし、鉛の含有はまた、化学的耐久性を失わせる結果となる。その結果、これらのガラスは、湿気等の環境因子により容易に着色し劣化する。さらに、これらの従来のケイ酸鉛ガラスは非常に高価である。

また、酸化鉛（ＩＩ）ガラス添加物は有毒であることも認められている。鉛自体は環境中で崩壊しない。日光、降雨、および鉱物等の環境効果への曝露は鉛化合物を変化させる可能性があるが、鉛自体は、生物学的に無害な化合物へ分解または反応しない。鉛が空気中に放出されると、地面に沈積するまでに長い距離を移動し得る。鉛が土壌に落ちると、通常、土壌粒子に付着する。このように、鉛汚染空気または粉塵の吸入、汚染食品の摂食、または汚染水の飲水から、人間の鉛に対する曝露が生じ得る。

本発明は、少なくとも１種類のガラス成形剤と、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびＨｇＯから選択される少なくとも１種類のガラス改質剤と、を含む無鉛ガラスであって、ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む、無鉛ガラスを提供する。

本発明の他の態様は、ガラス成形剤を提供するステップと、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、およびそれらの任意の組合せから選択されるガラス改質剤を提供するステップと、を含むガラスの生成方法であって、前記ガラスは、ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む、ガラスの生成方法を提供する。

本発明の他の態様は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、およびそれらの任意の組合せから選択されるガラス成形剤と、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびそれらの任意の組合せから選択されるガラス改質剤と、から本質的に構成される無鉛ガラスであって、前記ガラス改質剤は、約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースターの応力光学係数をガラスにもたらすために十分な濃度で存在する、無鉛ガラスを提供する。

上記方法において、ガラス改質剤およびガラス成形剤は、方程式：
Σ（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）］＋［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）＝０．５、または、ガラス構成物質の１種類または複数種類が動的な配位数を有する場合は、方程式：
Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｎ２×（ｄ_ｎ２／Ｎ_Ｃｎ２）^＊］＝０．５
（式中、Ｘ_ｆｎ、ｄ_ｆｎ、Ｎ_Ｃｆｎ、ｘ_ｍｎ、ｄ_ｍｎ、Ｎ_Ｃｍｎ、ｘ_ｎ１、ｄ_ｎ１、Ｎ_Ｃｎ１、ｘ_ｎ２、ｄ_ｎ２、およびＮ_Ｃｎ２は以下に定義される）に従って提供され得る。

上記のガラスまたは方法において、ガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、およびＧｅＯ_２から選択される少なくとも１種類を含むことができる。さらに、ガラスは、約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースターの応力光学係数、約ゼロの応力光学係数をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を有することができる。上記のガラスおよび方法は、少なくとも約２０モルパーセント、少なくとも約４０モルパーセント、約６０モルパーセントから約７０モルパーセント、または約６４モルパーセントの濃度を有するＳｎＯを含むガラス改質剤を含むことができる。上記のガラスまたは方法のいずれかのガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。あるいは、ガラス改質剤は、少なくとも約１０モルパーセント、少なくとも約３０モルパーセント、約３０モルパーセントから約４０モルパーセント、または約３６モルパーセントの濃度を有するＳｂ_２Ｏ_３を含むことができる。あるいは、ガラス改質剤は、少なくとも約２０モルパーセント、少なくとも約３０モルパーセント、約５０モルパーセントから約６０モルパーセント、または約５４モルパーセントの濃度を有するＡｓ_２Ｏ_３を含むことができる。あるいは、ガラス改質剤は、少なくとも約５モルパーセント、約１０モルパーセントから約２０モルパーセント、または約１５モルパーセントのＨｇＯ濃度を有するＨｇＯを含むことができる。

本発明の他の態様は、ガラスを備える光学素子を備える光学システムであって、前記ガラスは、ＴｅＯ_２およびＢａＯを含み、ＢａＯの濃度は、異方性応力に曝された場合の、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらすために十分である、光学システムを提供する。

これらの光学システムにおいて、光学素子は、ＴｅＯ_２と、異方性応力に曝された場合の、可視波長において約＋０．５５ブリュースターから−０．３５ブリュースターの光学的応力光学係数を素子中に生成するために十分な濃度のＢａＯとを含むことができる。または、光学素子は、ＴｅＯ_２と、約ゼロの光学的応力光学係数をガラス中に生成するために十分なモルパーセントのＢａＯとを含むことができる。あるいは、光学素子は、約１０モルパーセントを超え約２０モルパーセント未満のＢａＯ、または約５モルパーセントから約２５モルパーセントのＢａＯをさらに含む。これらの光学システムのいずれも、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、またはそれらの混合物から選択されるガラス改質剤をさらに含むことができる。例えば、光学素子は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せを含むガラス成形剤をさらに含む。光学素子は、光ファイバ、レンズ、鏡、窓および／もしくはシールド、光フィルタ、または表示画面、ならびにそれらの組合せから選択される少なくとも１つをさらに含むことができ、あるいは、光学システムは、可視波長の光を放出することができる光源を備えることができる。あるいは、光学システムは、テレビ、コンピュータモニタ、デジタルプロジェクタ、フロントガラス、顕微鏡、検出器、もしくはそれらの組合せを備えることができ、または、光学システムは、テレビ、ビデオモニタ、デジタルプロジェクタ、窓、もしくは光学ガラスであってもよい。

本発明の他の態様は、僅かに正、ゼロ、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスの配合方法であって、ガラス成形剤およびガラス改質剤を提供するステップを含み、前記ガラス成形剤または前記ガラス改質剤は動的な配位数を有し、前記改質剤は、ガラスが異方性応力に曝された場合の、可視波長においてより低い応力光学係数をガラスに提供する濃度で存在する、配合方法を提供する。

これらの方法において、ガラス成形剤は、動的な配位数を有することができ、十分な濃度のガラス改質剤と組み合わされた場合、配位数は低下する。例えば、ガラス成形剤はＴｅＯ_２であってもよい。さらに、ガラス改質剤はＢａＯを含むことができる。ガラス改質剤は、ガラスが異方性応力に曝された場合の、可視波長において約＋０．５５ブリュースターから約−０．３５ブリュースターの応力光学係数をガラスに提供する濃度を有することができる。例えば、ガラス改質剤は、約０ブリュースターの応力光学係数をガラスに提供する濃度で存在する。ガラス改質剤は、約１０モルパーセントから約２０モルパーセント未満、または、約５モルパーセントから約２５モルパーセントの濃度で存在する。

本発明の他の態様は、異方性応力に曝された場合に、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を示すガラスの調製方法であって、約１５モルパーセントを超え約２０モルパーセント未満のＢａＯを提供するステップと、約８０モルパーセント以上約８５モルパーセント以下のＴｅＯ_２を提供するステップと、を含む調製方法を提供する。

本発明の他の態様は、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、またはそれらの混合物から選択されるガラス改質剤を提供するステップと、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの組合せのガラス基材を生成するために選択されるガラス成形剤を提供するステップと、を含む、ガラスの生成方法であって、前記ガラス改質剤および前記ガラス成形剤は、方程式：
Σ（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）］＋［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）＝０．５、または、ガラス構成物質の１種類もしくは複数種類が動的な配位数を有する場合は、方程式：
Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｎ２×（ｄ_ｎ２／Ｎ_Ｃｎ２）^＊］＝０．５
（式中、Ｘ_ｆｎ、ｄ_ｆｎ、Ｎ_Ｃｆｎ、ｘ_ｍｎ、ｄ_ｍｎ、Ｎ_Ｃｍｎ、ｘ_ｎ１、ｄ_ｎ１、Ｎ_Ｃｎ１、ｘ_ｎ２、ｄ_ｎ２、およびＮ_Ｃｎ２は以下に定義される）に従う濃度で提供される、生成方法を提供する。

本発明の他の態様は、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、またはそれらの混合物から選択されるガラス改質剤を提供するステップであって、提供される前記ガラス改質剤のモルパーセントは、可視波長において約＋０．５ブリュースターから約−１．５ブリュースターのガラスの光学的応力光学係数を生成するために十分である、ステップと、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの組合せのガラス基材を生成するために選択されるガラス成形剤を提供するステップと、を含む、ガラスの調製方法を提供する。

４種類の例示的なガラス試料に対して、メガパスカル単位の圧縮応力Ｐ／ＭＰａの関数として百万分の１の単位の複屈折率δ／１０^−６を示したグラフであり、これらの関数の傾きは、４種類のガラスのそれぞれの応力光学係数を表し、各例示的ガラスは、ＳｎＯガラス改質剤およびＰ_２Ｏ_５ガラス成形剤を使用して配合された。 ２種類の例示的なガラス試料に対して、圧縮応力Ｐ／ＭＰａの関数として百万分の１の単位の複屈折率δ／１０^−６を示したグラフであり、これらの関数の傾きは、２種類のガラスのそれぞれの応力光学係数を表し、各例示的ガラスは、Ｓｂ_２Ｏ_３ガラス改質剤およびＢ_２Ｏ_３ガラス成形剤を使用して配合された。 ４種類の例示的なガラス試料に対して、圧縮応力Ｐ／ＭＰａの関数として百万分の１の単位の複屈折率δ／１０^−６を示したグラフであり、これらの関数の傾きは、４種類のガラスのそれぞれの応力光学係数を表し、各例示的ガラスは、ＳｎＯガラス改質剤およびＳｉＯ_２ガラス成形剤を使用して配合された。 いくつかの例示的なガラス添加物に対する、配位数に対する結合長の商ｄ／Ｎ_Ｃ、および各商と関連した応力光学係数の極性を示したグラフである。 ４種類の例示的なガラス試料に対して、圧縮応力Ｐ／ＭＰａの関数として百万分の１の単位の複屈折率δ／１０^−６を示したグラフであり、これらの関数の傾きは、４種類のガラスのそれぞれの応力光学係数を表し、各例示的ガラスは、ＢａＯガラス改質剤およびＴｅＯ_２ガラス成形剤を使用して配合された。 ３種類の例示的なガラス試料のラマンスペクトルグラフであり、２７５ｃｍ^−１および７３５ｃｍ^−１のバンドは、ＢａＯ濃度が増加するにつれて３および３＋１配位Ｔｅの量が増加することを示している。

上述の図に記載された実施例は、本発明の範囲を限定することを意図しない。

前述したように、ガラスは均一な非晶質固体材料である。非晶質であることから、ガラスは、化学的に類似した結晶格子に見られるものと類似して、変形した、不規則に相互接続した構造的配置として現れる短距離秩序を有する。この結果、より長い長さスケールにおいて、ガラスは等方性の固体、特に光学的に等方性の固体である。

等方性固体において、誘電テンソルの３つの主値はすべて等しい。しかし、ガラスおよびプラスチック等の多くの光学的に等方性の固体が異方性応力に曝された場合、誘電性の主値の等価性が失われ得るため、材料の誘電性および屈折率が方向的に変化する。誘電テンソル効果が、ガラスまたは水晶等の材料中の平面方向で異なる場合は、その平面方向における屈折率ｉに従い、光が材料中を通過するときに、その配向の一部が異なる偏光性を有するようになるように観察される。この効果は、二重屈折または複屈折と称される。したがって、複屈折は、複屈折材料を通過する光線が２つの屈折率を経験し、それにより常光線（異方性の方向に対し垂直な偏光）および異常光線（異方性の方向に対し平行な偏光）に分解するような特性である。

光弾性材料は、異方性応力の付加に対し追加的な複屈折を示す。したがって、光学的に等方性の材料において、光弾性は、異方性応力が付加されると複屈折が誘引される場合に観察される光学特性である。光弾性材料において、材料中の各点での屈折率の大きさは、その点での応力の状態に直接関連する。

複屈折は、異なる偏光に対し、２つの異なる屈折率を材料に割り当てることにより形式化することができる。したがって、屈折の大きさΔｎは、
Δｎ＝ｎ_ｅ−ｎ_ｏ （１）
で定義され、式中、ｎ_ｏおよびｎ_ｅは、それぞれ、異方性応力が付加される軸に垂直および平行な偏光に対する屈折率である。複屈折はまた、誘電材料ではなく磁性材料においても生じ得るが、光周波数では、材料の透磁率の大幅な変動は稀である。

さらに、応力下の材料中の複屈折、ひいては光弾性効果の程度は、付加される応力負荷に依存する。この依存性は、応力光学係数Ｃにより定義され、
δ＝Ｃｌσ （２）
式中、δは、応力方向に沿った光偏光の光路長差であり、ｌは試料の厚さであり、σは付加される一軸応力である。標準的ガラスに対する典型的なＣの値は、１〜１０ブリュースター（１０^−１２Ｐａ^−１）程度であるが、これはガラス中の添加物（ガラス改質剤等）の存在により変動し得る。応力光学係数Ｃは、屈折率の変化が応力方向において最大であり直交方向において小さい場合に正となる。変化が直交方向において最大であり応力方向において小さい場合には、応力光学係数は負となり、屈折率の変化が応力方向と直交方向とで等しい場合、Ｃはゼロとなる。

したがって、上記方程式（２）で説明される応力と光路差の関係により、試料中の高応力部分は、高い複屈折度、または比較的大きなＣの大きさが観察されることにより特定することができる。

理論に束縛されることを望まないが、光弾性現象は、応力下での電子密度分布および光の電場に対する電子の応答における異方性によりもたらされると理論付けられている。この光弾性は、ガラスを透過した光に対して、常光線および異常光線による光路差が認められる場合に観察され得る。

前述したように、多くのガラスに対する異方性応力の付加は、光学的な対称性を乱す。光学ガラスは、より低いかまたはゼロに近い光弾性応答（Ｃ≒０）を有するガラスを提供するために十分な濃度で、酸化鉛（ＩＩ）または近い関係にある他のｐブロック金属酸化物等のガラス添加物を組み込むことができる。例えば、ガラス中の酸化鉛（ＩＩ）含有量を５０モルパーセントより高く増加させると、応力に対し負の光応答がもたらされ、これは、付加される応力の実際の方向におけるものよりも、付加される応力に対し垂直な方向における材料の光応答に、より大きな変化があったことを示唆している。ガラス中の鉛の量が５０モルパーセントの指標まで増加するにつれ、鉛は、６〜８から３〜４の配位に変化し、これはＰｂＯの化学配位が応力応答に対する効果を有することを示している。これらの鉛ガラスは望ましい光学品質を有し、異方性応力に曝されても実質的に光学的等方性を維持するため、光学システムにおいて有用である。

Ｉ．定義
本明細書で使用される場合、「ガラス成形剤」または「成形剤」は、ガラス中の成分として有用な酸化物化合物を指す。本発明のガラス成形剤は、０．５以上、０．５、または０．５未満の商ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆを有する。例示的なガラス成形剤には、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、およびＧｅＯ_２が含まれる。

本明細書で使用される場合、「ガラス改質剤」または「改質剤」は、ガラスシステムにおける成分として有用な酸化物化合物であり、十分な濃度でガラス成形剤と組み合わされると、僅かに正の応力光学係数、ゼロの応力光学係数、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスを形成する。ある場合には、ガラス成形剤は、応力方向に沿った光偏光の光路長差を減少させる。ガラス成形剤へのガラス改質剤の添加は、生成されたガラスにおける応力光学係数を減少させ、ガラス中に存在するガラス改質剤の濃度およびガラス成形剤の濃度に依存して、僅かに正の応力光学係数、約ゼロの応力光学係数、または僅かに負の応力光学係数を与えることができる。本発明のガラス改質剤は、０．５以上、０．５、または０．５未満の商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍを有する。例示的なガラス改質剤には、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｔｌ_２Ｏ、ＨｇＯ、ＢａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｒＯ、およびＬａ_２Ｏ_３が含まれるが、これらに限定されない。

本明細書で使用される場合、「無鉛」は、ガラス製品、配合、またはシステム中に鉛が存在しないことを指す。無鉛であるガラスは微量の鉛または鉛化合物（例えば、約０．５ｗｔ％未満、約０．１ｗｔ％未満、または約０．０１ｗｔ％未満の鉛または鉛化合物）しか含まない。

本明細書で使用される場合、「ガラス構成物質」は、上述のガラス改質剤またはガラス成形剤を指す。

本明細書で使用される場合、「光弾性」は、異方性応力が付加されると等方性物質が複屈折性となる場合に観察される光学特性である。

本明細書で使用される場合、「複屈折」、または「二重屈折」、または「二重屈折性」は、方解石結晶等の材料中を光線が透過するときに、光の偏光性に依存して２種類の光線（常光線および異常光線）に分解することを指す。

本明細書で使用される場合、「応力光学係数」は、応力下の材料中の光学弾性効果の、付加される応力負荷に対する依存性の定量化である。この依存性は、応力光学係数Ｃにより定義され、
Ｃ＝δ／ｌσ （３）
式中、δは、応力方向に垂直な光偏光と比較した、応力方向に沿った光偏光の光路長差であり、ｌは試料の厚さであり、σは付加される一軸応力である。

本明細書において使用される場合、「常光線」は、異方性の方向に垂直な方向に偏光した光線である。

本明細書において使用される場合、「異常光線」は、異方性の方向に平行な方向に偏光した光線である。

本明細書で使用される場合、「等方性」または「等方性の」は、方向に依存しないという性質である。

本明細書で使用される場合、「光学的等方性」または「光学的に等方性の」は、あらゆる方向において同じ光学特性を有するという性質である。したがって、光学的に等方性の材料において、誘電テンソルの３つの主値はすべて等しい。

本明細書で使用される場合、「異方性」または「異方性の」は、方向依存性であるという性質である。

本明細書で使用される場合、「光学的異方性」または「光学的に異方性の」は、方向依存性の光学特性の性質である。したがって、光学的に異方性の材料においては、誘電性の主値の等価性が失われ、したがって材料の誘電性および屈折率が方向的に変化する。

本明細書で使用される場合、「応力」は、付加される負荷と釣り合い反応する物体内での、単位面積あたりの力の内部分布の尺度である。応力はテンソル量である。応力は、単一方向の負荷によりもたらされ、負荷を断面積で割ったものであり、
σ＝Ｆ／Ａ （４）
式中、σは応力（単位：Ｐａ）であり、Ｆは１次元物体に付加される負荷（力、単位：ニュートン）であり、Ａは、物体の断面積（単位：平方メートル）である。この表現は、材料の変形および破壊に影響する基本特性が、応力、つまり、付加される面積で割った力であることを示唆している。この応力の定義、σ＝Ｆ／Ａは、工学応力と称される場合があり、一次元的に負荷を受ける材料の強度の評価に使用される。しかし、ポアソン比は、付加されたいかなる歪みでも面積Ａの変化を生じさせることを明示している。工学応力は、この面積の変化を無視している。

本明細書で使用される場合、「歪み」は、物体に対する応力の作用によりもたらされる変形の幾何学的表現である。歪みにより物体が変形した場合、線の長さの変化を計算することにより、または２本の線が成す角度の変化により（これらの線が変形した物体内の理論的構成物である場合）、その変形を測定することができる。線の長さの変化は、伸縮、絶対歪み、または伸長と呼ばれ、δΘと表記することができる。すると（相対）歪みεは、
ε＝δΘ／Θ_０ （５）
により与えられ、式中、Θ_０は、材料の元の長さである。伸長（δΘ）は、（引張時に）材料の長さが増えた場合は正、（圧縮時に）長さが短くなった場合は負となる。Θ_０は常に正であるため、歪みの符号は常に伸長の符号と同じである。式中、長さの単位が打ち消されるため、歪みは測定単位を有さない。メートル（複数を含む）またはインチ（複数を含む）の次元が便宜上使用される場合があるが、一般に単位は切り捨てられ、歪みは時にパーセントで示される。

本明細書で使用される場合、「可視波長」は、人間の目に見える電磁スペクトル部分の範囲に含まれる電磁放射線の波長である。可視波長を説明する数値的に厳密な量的境界はないが、典型的な人間の目は４００ｎｍから７００ｎｍの波長に応答し、中には３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長を感じることができる者もいる。

本明細書で使用される場合、「配位数」または「Ｎ_Ｃ」は、特定の原子の周りの最も近い隣接原子の数である。

本明細書で使用される場合、「結合距離」または「ｄ」は、分子または結晶中の２原子からの距離である。

本明細書で使用される場合、「酸化物型ガラス」は、酸化物化合物（例えば、ＳｎＯ、ＨｇＯ等の一酸化物、ＳｉＯ_２、ＴｅＯ_２等の二酸化物、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３等の三酸化物化合物、およびＰ_２Ｏ_５等の他の酸化物）から選択される成分を含むガラスを指す。

本明細書で使用される場合、「ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスに」という語句は、ガラスが可視光を伝導しているときに、異方性応力下の前記ガラスにより生成される複屈折が実質的にないことにより特徴付けられる光応答を指す。異方性応力下のガラスにおけるこの光応答は、応力下のガラスに存在する僅かに正、ゼロ、または僅かに負の応力光学係数によりさらに特徴付けることができる。例えば、応力下のガラスにおける光学的に等方性の応答は、約＋１．０ブリュースターから約−１．５ブリュースター（例えば、約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースター）の応力光学係数を有するガラスにより特徴付けられる。

ＩＩ．方法および前記方法から生成されるガラス
Ａ．方法
本発明は、ガラス成形剤およびガラス改質剤を提供するステップを含む、異方性応力に曝された場合により低い応力光学係数を有するガラスの配合方法を提供し、前記ガラス改質剤の濃度は、異方性応力がガラスに付加された場合の、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらす、すなわち、ガラスが僅かに正、ゼロ、または僅かに負の応力光学係数を有するために十分である。

ゼロまたはゼロに近い応力光学係数を有する酸化物型ガラスの配合は、新規なモデルを使用して近似することができる。ガラス構成物質の非酸素原子のそれぞれが静的な配位数を有する、構成物質を有するガラスにおいては、非酸素原子の配位数で割った結合距離の加重平均の合計は、各ガラス構成物質について０．５に等しい。この関係は、数学的には、
Σ［ｘ_ｎ×（ｄ_ｎ／Ｎ_Ｃｎ）］＝０．５ （６）
として説明され、式中、ｘ_ｎは、個々のガラス構成物質（ガラス成形剤またはガラス改質剤等）のモルパーセントの濃度であり、ｄ_ｎは、個々のガラス構成物質の非酸素原子および酸素原子からの、オングストロームで測定される結合距離であり、Ｎ_Ｃｎは、個々のガラス構成物質中の非酸素原子の配位数である。各ガラス構成物質に対する濃度ｘ_ｎと商（ｄ_ｎ／Ｎ_Ｃｎ）の積を合計し、ガラスが異方性応力に曝された場合でも、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を有するガラスとなるガラス配合を生成するためには、合計が０．５に等しくなければならない。

例えば、２構成物質または多構成物質ガラス配合では、方程式（６）の表現は、
Σ（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）］＋［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）＝０．５ （７）
となり、式中、（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ］の項は、各ガラス成形剤の濃度ｘ_ｆｎ（モルパーセント単位）とそれぞれの商（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）の積であり、ｄ_ｆｎはそれぞれのガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）の項は、各ガラス改質剤の濃度ｘ_ｍｎ（モルパーセント単位）とそれぞれの商（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）の積であり、ｄ_ｆｎは、それぞれのガラス改質剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス改質剤中の非酸素原子の配位数である。

２構成物質ガラス配合では、方程式（６）の表現は、
［ｘ_ｆ×（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ）］＋［ｘ_ｍ×（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ）］＝０．５ （８）
となり、式中、ｘ_ｆは、ガラス成形剤の濃度（モルパーセント単位）であり、ｄ_ｆは、ガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆは、ガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｍは、ガラス改質剤の濃度（モルパーセント単位）であってｘ_ｍ＝（１−ｘ_ｆ）であり、ｄ_ｍは、改質剤を構成する酸化物化合物中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｍは、改質剤中の非酸素原子の配位数である。

しかし、ガラス構成物質の配位数が他のガラス構成物質の組成に依存する場合、つまり「動的な配位数」と称される条件では、方程式（７）および（８）の表現はそれに応じて修正される。

１種類または複数種類のガラス成形剤が動的な配位数を有する、すなわちガラス成形剤の配位数が減少または増加するガラスにおいては、そのガラス成形剤に対する方程式（６）における商ｄ_ｎ／Ｎ_Ｃｎは、
（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ）^＊＝［ｄ_ｆ／（Ｎ_Ｃｆ°＋β_ｍｘ_ｍ）］ （９）
であり、式中、β_ｍは、ガラス改質剤の添加による配位数の変化率であり、（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ°）は、純粋なガラス成形剤における値である。例えば、β_ｍ項は、ボレートおよびゲルマネートの場合は正、テルライトの場合は負であり、これは、ボレートおよびゲルマネートの配位数は、ガラス改質剤の濃度が増加するにつれて増加し、テルライトの配位数は、ガラス改質剤の濃度が増加するにつれて減少することを意味する。

１種類または複数種類のガラス改質剤が動的な配位数を有する、すなわちガラス改質剤の配位数が減少または増加するガラスにおいては、そのガラス成形剤に対する方程式（６）における商ｄ_ｎ／Ｎ_Ｃｎは、
（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ）^＊＝［ｄ_ｍ／（Ｎ_Ｃｍ°＋β_ｆｘ_ｆ）］ （１０）
であり、式中、β_ｆは、ガラス成形剤の添加による配位数の変化率であり、（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ°）は、純粋なガラス改質剤における値である。

したがって、１種類または複数種類のガラス構成物質が動的な配位数を有し、１種類または複数種類の構成物質が静的配位数を有する多構成物質ガラスにおいては、方程式（６）における表現は、
Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｎ２×（ｄ_ｎ２／Ｎ_Ｃｎ２）^＊］＝０．５ （１１）
となり、式中、ｘ_ｎ１は、静的な配位数を有する単一ガラス構成物質のモルパーセント単位の濃度であり、ｄ_ｎ１は、ガラス構成物質中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｎ１は、ガラス構成物質の配位数であり、ｘ_ｎ２は、動的な配位数を有する単一ガラス構成物質のモルパーセント単位の濃度であり、（ｄ_ｎ２／Ｎ_Ｃｎ２）^＊は［ｄ_ｃ／（Ｎ_Ｃｃ°＋β_Ｃｘ_Ｃ）］であり、β_Ｃは、他のガラス構成物質の添加による配位数の変化率であり、（ｄ_ｃ／Ｎ_Ｃｃ°）は、純粋なガラス構成物質の、結合距離ｄ_ｃおよび配位数Ｎ_Ｃｃ°の商である。例えば、β_ｃ項は、ボレートおよびゲルマネートの場合は正、テルライトの場合は負であり、これは、ボレートおよびゲルマネートの配位数は、ガラス改質剤の濃度が増加するにつれて増加し、テルライトの配位数は、ガラス改質剤の濃度が増加するにつれて減少することを意味する。

上記方程式（６）〜（１１）で表現される関係は、僅かに正の応力光学係数、約ゼロの応力光学係数、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスの非実験的な（ａｂ ｉｎｉｔｉｏ）ガラス配合を生成するために使用することができる。したがって、ガラスの光弾性を低減する、排除する、またはその他の様式で修正することができるいくつかのガラス改質剤は、０．５０以上の商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍを有し、他の改質剤は、０．５未満、すなわち０．５より僅かに小さい商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ（例えば、約０．４９から約０．４０、約０．４８から約０．４２、または約０．４８から約０．４４）を有する。０．５未満の商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍを有しているにもかかわらず、いくつかのガラス改質剤は、十分な濃度で存在する場合、ガラス成形剤の非酸素原子の配位数を減少させるよう作用し、異方性応力の存在下で僅かに正、ゼロ、または負の応力光学係数をガラスにもたらす。

上記の表現を使用して、本発明のガラスは、ガラス成形剤およびガラス改質剤と配合され、僅かに正の応力光学係数、約ゼロの応力光学係数、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスを生成することができる。

非実験的な（ａｂ ｉｎｉｔｉｏ）ガラス配合を生成するために有用な結合距離および配位数を、方程式（６）〜（１１）を使用して、以下の表１に示す。

上記方程式６および７で表現される関係は、僅かに正、約ゼロ、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスのための非実験的な（ａｂ ｉｎｉｔｉｏ）ガラス配合を生成するために使用されたが、ガラス構成物質、すなわちガラス成形剤およびガラス改質剤は、静的、すなわち一定の配位数を有する。これらの計算に使用された結合距離および配位数を、以下の表１に記載する。図４に比較棒グラフを示す。表１に記載される結合距離および配位数は、結晶学的データを使用して経験的に決定されたものであることに留意されたい。

多くの実施例において、本発明に有用なガラス改質剤は、少なくとも０．５０の商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ（図４ではｄ／Ｎ_Ｃと表現される）を有する。他の実施例において、ガラス改質剤は、０．５０より大きい商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ（例えば、約０．５１より大きい、または約０．５１から約０．５７等）を有する。さらに他の実施例において、ガラス改質剤は、０．５０未満の商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ（例えば、約０．４９から約０．４０、約０．４８から約０．４２、または約０．４８から約０．４４等）を有するが、十分な量のある特定のガラス成形剤またはある特定の濃度の第２のガラス改質剤と組み合わされると、元のガラス改質剤の非酸素原子の配位数は減少し、約０．５または０．５より大きい商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍを提供する。

例えば、ガラス構成物質のうちの１つの配位数が減少する２構成物質ガラスには、ＢａＯ−ＴｅＯ_２ガラスが含まれる。純粋なＴｅＯ_２ガラスにおいて、Ｔｅ原子は配位数４を有する。しかし、図６を参照すると、ガラス中のＢａＯ濃度が増加するとＴｅの配位数は減少する。この配位数の減少は、ラマンスペクトルを用いて観察された。図６は、いくつかの例示的なガラス試料のラマンスペクトルを示し、２７５ｃｍ^−１および７３５ｃｍ^−１のバンドは、ＢａＯ濃度が増加するにつれて３および３＋１配位Ｔｅの量が増加することを示している。

図１〜３および５を参照すると、０．５０を超える静的または動的な商ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍを有するガラス改質剤は、僅かに正の応力光学係数、ゼロの応力光学係数、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスを配合するために、ある特定の濃度で、またある特定のガラス成形剤とともに使用することができる。ガラスの調製において１種類を超えるガラス改質剤または１種類を超えるガラス成形剤が使用される場合、必要とされるガラス改質剤のおおよその濃度は、加えられたガラス成形剤またはガラス改質剤の特性（例えば、配位数、結合長、またはその両方）、およびこれらの特性が方程式（６）で定義される配合にどのように影響するかに依存する。例えば、０．５０未満の商ｄ_ｎ／Ｎ_Ｃｎを有する追加のガラス構成物質が、約ゼロの応力光学係数を有するガラス配合に加えられる場合、調整された配合から生成されるガラスの応力光学係数をゼロに回復させるためには、より高い濃度の元のガラス改質剤が必要となる。０．５０を超える商ｄ_ｎ／Ｎ_Ｃｎを有する追加のガラス構成物質が、約ゼロの応力光学係数を有するガラスを生成するガラス配合に加えられる場合、調整された配合から生成されるガラスの応力光学係数をゼロに回復させるためには、より低い濃度の元のガラス改質剤が必要となる。

上記の表現を使用して、本発明のガラスは、ガラス成形剤およびガラス改質剤と配合され、僅かに正の応力光学係数、ゼロの応力光学係数、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスを生成することができる。

上記のモデルに従い、本発明の一態様は、少なくとも１種類のガラス成形剤を提供するステップと、少なくとも１種類のガラス改質剤を提供するステップと、を含む、無鉛ガラスの生成方法であって、前記ガラス改質剤および前記ガラス成形剤は、方程式：
Σ（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）］＋［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）＝０．５
または、ガラス構成物質のうちの１種類または複数種類が動的な配位数を有する場合は、方程式：
Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｎ２×（ｄ_ｎ２／Ｎ_Ｃｎ２）^＊）＝０．５
（式中、ｘ_ｆｎ、ｄ_ｆｎ、Ｎ_Ｃｆｎ、ｘ_ｆｍ、ｄ_ｆｍ、Ｎ_Ｃｍｎ、ｘ_ｎ１、ｄ_ｎ１、Ｎ_Ｃｎ１、ｘ_ｎ２、および（ｄ_ｎ２／Ｎ_Ｃｎ２）^＊は上に定義される）に従って提供される、生成方法を提供する。一実施例において、ガラス改質剤は、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｔｌ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＬａ_２Ｏ_３から選択される少なくとも１種類である。例えば、ガラス改質剤は、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、およびＢａＯから選択される少なくとも１種類である。他の例では、ガラス改質剤は、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯから選択される少なくとも１種類である。いくつかの実施例において、ガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、およびＧｅＯ_２から選択される少なくとも１種類である。一実施例において、ガラス改質剤はＳｎＯを含む。例えば、ガラスは、少なくとも約１０モルパーセント（例えば、少なくとも約２０モルパーセント、少なくとも約４０モルパーセント、少なくとも約５０モルパーセント、または少なくとも約６０モルパーセント等）のＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラスは、約４０モルパーセントから約５０モルパーセント（例えば、約４２モルパーセントから約４６モルパーセント等）、または、約６０モルパーセントから約７０モルパーセント（例えば、約６２モルパーセントから約６８モルパーセント等）のＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラスは、約４４モルパーセントのＳｎＯ、または約６４モルパーセントのＳｎＯを含む。

本発明の他の態様は、少なくとも１種類のガラス成形剤を提供するステップと、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｔｌ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＬａ_２Ｏ_３から選択される少なくとも１種類のガラス改質剤（例えば、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびＨｇＯ等）を提供するステップと、を含む、無鉛ガラスの生成方法であって、前記ガラスは、ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む、すなわち、前記ガラスは、僅かに正、ゼロ、または僅かに負の応力光学係数をガラスに提供するために十分な濃度のガラス改質剤を含む、生成方法を提供する。いくつかの実施例において、ガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せである。他の実施例において、ガラスは、約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースター（例えば、約＋０．９５ブリュースターから約−１．４５ブリュースター、約＋０．７５ブリュースターから約−１．２５ブリュースター、約＋０．１ブリュースターから約−０．１ブリュースター、約＋０．０９ブリュースターから約−０．０９ブリュースター、約＋０．０８ブリュースターから−０．０８ブリュースター、約＋０．０７ブリュースターから−０．０７ブリュースター、約＋０．０６ブリュースターから−０．０６ブリュースター、または約＋０．０２ブリュースターから−０．０２ブリュースター等）の応力光学係数をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤をさらに含む。例えば、ガラスは、約ゼロの応力光学係数をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む。一実施例において、ガラス改質剤はＳｎＯを含む。例えば、ガラスは、少なくとも約１０モルパーセント（例えば、少なくとも約２０モルパーセント、少なくとも約４０モルパーセント、少なくとも約５０モルパーセント、または少なくとも約６０モルパーセント等）のＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラスは、約４０モルパーセントから約５０モルパーセント（例えば、約４２モルパーセントから約４６モルパーセント等）、または、約６０モルパーセントから約７０モルパーセント（例えば、約６２モルパーセントから約６８モルパーセント等）のＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラスは、約４４モルパーセントのＳｎＯ、または約６４モルパーセントのＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せを含む。

他の方法において、ガラス改質剤はＳｂ_２Ｏ_３を含む。例えば、ガラス改質剤はＳｂ_２Ｏ_３を含み、得られるガラスは、少なくとも約１０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３（例えば、少なくとも約２０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３、または少なくとも約３０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３等）をさらに含む。一実施例において、ガラス改質剤はＳｂ_２Ｏ_３を含み、ガラスは、約３０モルパーセントから約４０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む。例えば、ガラス改質剤はＳｂ_２Ｏ_３を含み、得られるガラスは、約３６モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む。

他の方法において、ガラス改質剤はＡｓ_２Ｏ_３を含む。例えば、ガラス改質剤はＡｓ_２Ｏ_３を含み、得られるガラスは、少なくとも約２０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む。ある場合には、ガラス改質剤はＡｓ_２Ｏ_３を含み、得られるガラスは、少なくとも約３０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む。他の場合において、ガラス改質剤はＡｓ_２Ｏ_３を含み、得られるガラスは、約５０モルパーセントから約６０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む。ある実施例では、ガラス改質剤はＡｓ_２Ｏ_３を含み、得られるガラスは、約５４モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む。

他の方法において、ガラス改質剤はＨｇＯを含む。ある実施例において、ガラス改質剤はＨｇＯを含み、得られるガラスは、少なくとも約５モルパーセントのＨｇＯをさらに含む。例えば、ガラス改質剤はＨｇＯを含み、得られるガラスは、約１０モルパーセントから約２０モルパーセントのＨｇＯをさらに含む。他の場合において、ガラス改質剤はＨｇＯを含み、得られるガラスは、約１５モルパーセントのＨｇＯを含む。

上記の方法は、本発明の新規なガラスを配合し生成するために使用することができる。これらのガラスのいくつかを以下で説明する。

Ｂ．ガラス
本発明の他の態様は、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｔｌ_２Ｏ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＢａＯ、ＳｒＯ、およびＬａ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤（例えば、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、およびＢａＯ、または、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびＨｇＯ等）と、ガラス成形剤と、を含むガラスであって、ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含むガラス、すなわち、僅かに正、ゼロ、または僅かに負の応力光学係数をガラスに提供するために十分な濃度のガラス改質剤を含むガラスを提供する。いくつかの実施例において、ガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せである。他の実施例において、ガラスは、約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースター（例えば、約＋０．９５ブリュースターから約−１．４５ブリュースター、約＋０．７５ブリュースターから約−１．２５ブリュースター、約＋０．１ブリュースターから約−０．１ブリュースター、約＋０．０９ブリュースターから約−０．０９ブリュースター、約＋０．０８ブリュースターから−０．０８ブリュースター、約＋０．０７ブリュースターから−０．０７ブリュースター、約＋０．０６ブリュースターから−０．０６ブリュースター、または約＋０．０２ブリュースターから−０．０２ブリュースター等）の応力光学係数をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤をさらに含む。例えば、ガラスは、約ゼロの応力光学係数をガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む。

一実施形態において、ガラスは、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｔｌ_２Ｏ、およびＨｇＯから選択される少なくとも１種類のガラス改質剤を含む。他の実施形態において、光学ガラスは、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｔｌ_２Ｏ、またはＨｇＯの混合物であるガラス改質剤を含み、各構成物質のモルパーセントは、Ｂｉ_２Ｏ_３：ＳｎＯ：Ａｓ_２Ｏ_３：Ｓｂ_２Ｏ_３：Ｔｌ_２Ｏ：ＨｇＯの比である１：１：０．８：０．６：０．３：０．２の比にほぼ従う。

一実施例において、ガラス改質剤はＳｎＯを含む。例えば、ガラスは、少なくとも約１０モルパーセント（例えば、少なくとも約２０モルパーセント、少なくとも約２５モルパーセント、少なくとも約３０モルパーセント、少なくとも約３５モルパーセント、少なくとも約４０モルパーセント、少なくとも約５０モルパーセント、または少なくとも約６０モルパーセント等）のＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラスは、約４０モルパーセントから約５０モルパーセント（例えば、約４２モルパーセントから約４６モルパーセント等）、または、約６０モルパーセントから約７０モルパーセント（例えば、約６２モルパーセントから約６８モルパーセント等）のＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラスは、約４４モルパーセントのＳｎＯ、または約６４モルパーセントのＳｎＯを含む。他の実施例において、ガラス成形剤は、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、およびＴｅＯ_２から選択される少なくとも１種類を含む。

いくつかの実施形態において、ガラスは、Ｓｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤を含む。他の実施形態において、ガラスは、少なくとも約１０モルパーセント（例えば、少なくとも約１５モルパーセント、少なくとも約２０モルパーセント、または少なくとも約２５モルパーセント等）のＳｂ_２Ｏ_３を有する。他の例示的なガラスは、少なくとも約３０モルパーセント（例えば、少なくとも約３２モルパーセント、または少なくとも約３４モルパーセント等）のＳｂ_２Ｏ_３を有する。

いくつかの実施形態において、ガラスは、Ａｓ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤を含む。他の実施形態において、ガラスは、少なくとも約２０モルパーセント（例えば、少なくとも約２２モルパーセント、少なくとも約２５モルパーセント、または少なくとも約２７モルパーセント等）のＡｓ_２Ｏ_３を有する。他の例示的なガラスは、少なくとも約３０モルパーセント（例えば、少なくとも約３５モルパーセント、少なくとも約４０モルパーセント、または少なくとも約４５モルパーセント等）のＡｓ_２Ｏ_３を有する。

いくつかの実施形態において、ガラスは、ＨｇＯから選択されるガラス改質剤を含む。他の実施形態において、ガラスは、少なくとも約５モルパーセント（例えば、少なくとも約６モルパーセント、少なくとも約７モルパーセント、または少なくとも約８モルパーセント等）のＨｇＯを有する。

いくつかの実施形態において、ガラスは、Ｂｉ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤を含む。他の実施形態において、ガラスは、少なくとも約３５モルパーセント（例えば、少なくとも約４０モルパーセント、少なくとも約４２モルパーセント、または少なくとも約４５モルパーセント等）のＢｉ_２Ｏ_３を有する。

いくつかの実施形態において、ガラスは、Ｔｌ_２Ｏから選択されるガラス改質剤を含む。他の実施形態において、ガラスは、少なくとも約１０モルパーセント（例えば、少なくとも約１５モルパーセント、少なくとも約２０モルパーセント、または少なくとも約２５モルパーセント等）のＴｌ_２Ｏを有する。

一実施例は、ＳｎＯから選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約６０モルパーセントから約７０モルパーセント（例えば、約６１モルパーセントから約６９モルパーセント、約６２モルパーセントから約６８モルパーセント、または約６３モルパーセントから約６７モルパーセント等）のＳｎＯを含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、ＳｎＯから選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約６４モルパーセント（例えば、約６３モルパーセント、または約６５モルパーセント等）のＳｎＯを含む。

他の実施例は、Ｓｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約３０モルパーセントから約４０モルパーセント（例えば、約３１モルパーセントから約３９モルパーセント、約３２モルパーセントから約３８モルパーセント、または約３３モルパーセントから約３７モルパーセント等）のＳｂ_２Ｏ_３を含むガラスを提供する。さらなる実施例において、ガラスは、Ｓｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約３６モルパーセント（例えば、約３４モルパーセント、または約３７モルパーセント等）のＳｂ_２Ｏ_３を含む。

他の実施例は、Ａｓ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約５０モルパーセントから約６０モルパーセント（例えば、約５１モルパーセントから約５９モルパーセント、約５２モルパーセントから約５８モルパーセント、または約５３モルパーセントから約５７モルパーセント等）のＡｓ_２Ｏ_３を含むガラスを提供する。さらなる実施例において、ガラスは、Ａｓ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約５４モルパーセント（例えば、約５３モルパーセント、または約５５モルパーセント等）のＡｓ_２Ｏ_３を含む。

他の実施例は、ＨｇＯから選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約１０モルパーセントから約２０モルパーセント（例えば、約１１モルパーセントから約１９モルパーセント、約１２モルパーセントから約１８モルパーセント、または約１３モルパーセントから約１７モルパーセント等）のＨｇＯを含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、ＨｇＯから選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約１５モルパーセント（例えば、約１４モルパーセント、または約１６モルパーセント等）のＨｇＯを含む。

他の実施例は、Ｂｉ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約６０モルパーセントから約７０モルパーセント（例えば、約６１モルパーセントから約６９モルパーセント、約６２モルパーセントから約６８モルパーセント、または約６３モルパーセントから約６７モルパーセント等）のＢｉ_２Ｏ_３を含むガラスを提供する。例えば、ガラスは、Ｂｉ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約６６モルパーセント（例えば、約６５モルパーセント、または約６７モルパーセント等）のＢｉ_２Ｏ_３を含む。

他の実施例は、Ｔｌ_２Ｏから選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約１５モルパーセントから約３０モルパーセント（例えば、約１７モルパーセントから約２８モルパーセント、約１９モルパーセントから約２６モルパーセント、または約２０モルパーセントから約２４モルパーセント等）のＴｌ_２Ｏを含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、Ｔｌ_２Ｏから選択されるガラス改質剤と、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せから選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約２２モルパーセント（例えば、約２１モルパーセント、または約２３モルパーセント等）のＴｌ_２Ｏを含む。

一実施例は、ＳｎＯから選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約４０モルパーセントから約５０モルパーセント（例えば、約４１モルパーセントから約４９モルパーセント、約４２モルパーセントから約４８モルパーセント、または約４３モルパーセントから約４７モルパーセント等）のＳｎＯを含むガラスを提供する。例えば、ガラスは、ＳｎＯから選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約４４モルパーセント（例えば、約４３モルパーセント、または約４５モルパーセント等）のＳｎＯを含む。

他の実施例は、Ｓｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約１５モルパーセントから約２５モルパーセント（例えば、約１６モルパーセントから約２４モルパーセント、約１７モルパーセントから約２３モルパーセント、または約１８モルパーセントから約２２モルパーセント等）のＳｂ_２Ｏ_３を含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、Ｓｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約３６モルパーセント（例えば、約３４モルパーセント、または約３７モルパーセント等）のＳｂ_２Ｏ_３を含む。

他の実施例は、Ａｓ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約３０モルパーセントから約４０モルパーセント（例えば、約３１モルパーセントから約３９モルパーセント、約３２モルパーセントから約３８モルパーセント、または約３３モルパーセントから約３７モルパーセント等）のＡｓ_２Ｏ_３を含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、Ａｓ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約３４モルパーセント（例えば、約３３モルパーセント、または約３５モルパーセント等）のＡｓ_２Ｏ_３を含む。

他の実施例は、ＨｇＯから選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約５モルパーセントから約１０モルパーセント（例えば、約６モルパーセントから約９モルパーセント等）のＨｇＯを含むガラスを提供する。さらなる実施例において、ガラスは、ＨｇＯから選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約８モルパーセント（例えば、約１４モルパーセント、または約１６モルパーセント等）のＨｇＯを含む。

他の実施例は、Ｂｉ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約４０モルパーセントから約５０モルパーセント（例えば、約４１モルパーセントから約４９モルパーセント、または約４２モルパーセントから約４８モルパーセント等）のＢｉ_２Ｏ_３を含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、Ｂｉ_２Ｏ_３から選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約４７モルパーセント（例えば、約４６モルパーセント、または約４８モルパーセント等）のＢｉ_２Ｏ_３を含む。

他の実施例は、Ｔｌ_２Ｏから選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含むガラスであって、約５モルパーセントから約２０モルパーセント（例えば、約６モルパーセントから約１９モルパーセント、約７モルパーセントから約１８モルパーセント、または約８モルパーセントから約１７モルパーセント等）のＴｌ_２Ｏを含むガラスを提供する。他の実施例において、ガラスは、Ｔｌ_２Ｏから選択されるガラス改質剤と、Ｂ_２Ｏ_３から選択されるガラス成形剤とを含み、前記ガラスは、約１２モルパーセント（例えば、約１１モルパーセント、または約１３モルパーセント等）のＴｌ_２Ｏを含む。

本発明の他の態様は、より低い応力光学係数を有する多成分ガラスシステムを提供する。いくつかの実施形態において、ガラスは、ガラス成形剤およびガラス改質剤を含み、前記ガラス改質剤は、より低い応力光学係数をガラスに提供するために十分な濃度で存在する。いくつかの実施形態において、ガラス成形剤はＴｅＯ_２である。他の実施形態において、ガラス改質剤は、ＢａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｒＯ、およびＬａ_２Ｏ_３から選択される少なくとも１種類である。

一実施形態において、ガラスは、ＴｅＯ_２、ＢａＯ、およびＡｌ_２Ｏ_３を含み、ＢａＯおよびＡｌ_２Ｏ_３は、より低い応力光学係数をガラスシステムに提供するために十分な濃度で存在する。例えば、ガラスは、ＴｅＯ_２、ＢａＯ、およびＡｌ_２Ｏ_３を含み、ＢａＯおよびＡｌ_２Ｏ_３は、約＋０．５５ブリュースターから−０．３ブリュースターの応力光学係数をガラスシステムに提供するために十分な濃度で存在する。他の実施形態において、ガラスは、約１０モルパーセントから約１９モルパーセントのＢａＯ、例えば、約１２モルパーセントから約１８モルパーセント、または約１５モルパーセントのＢａＯと、約１モルパーセントから約１０モルパーセント、例えば、約３モルパーセントから約８モルパーセント、約４モルパーセントから約６モルパーセント、または約５モルパーセントのＡｌ_２Ｏ_３とを含む。

一実施形態において、ガラスは、８０モルパーセントのＴｅＯ_２と、１５モルパーセントのＢａＯと、５モルパーセントのＡｌ_２Ｏ_３とを含み、前記ガラスは、約−０．１８ブリュースターの応力光学係数を有する。

ＩＩＩ．実施例
下記表２〜５に記載される実施例は、ガラス構成物質が静的な配位数を有する例示的なガラスを説明している。

実験誤差は±１０％である。

他の実施例は、表３に示される組成を有するガラスを含む。

上記表３に記載のガラスは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）および酸化スズ（ＳｎＯ）から合成した。被覆アルミナるつぼ内の試薬を、誘導炉内で、約１５００℃で３０分間、約０．５バールのアルゴン圧下で溶融した。次いで、炉を停止することにより液体をるつぼ内で室温まで冷却した。最後にるつぼを破壊して帯黄色のガラスを取り出した。冷却が緩やかであったため、偏光計によりガラス中に機械的残留応力は観察されなかった。したがって、試料を合成の最後にアニールする必要はなかった。光弾性係数の測定を行うために、ガラスを切断して約１０×５×５ｍｍの試料を得、２つの平行な側面を研磨した。光弾性係数は、偏光計（PS-100 Strainoptic）を使用したセナルモン法または１／４波長板補償法（例えば、H.G. Jerrard、「Opticalcompensators for measurement of elliptical polarization」、Journal of the OpticalSociety of America、１９４８年、38(1)、３５〜５９頁を参照）に従い測定した。使用した光源は、２つの８Ｗタングステンハロゲン球であった。応力軸が偏光子の軸に対し４５°であるように試料を歪めた。ＰＳ−１００偏光計において、板の進相軸が偏光子の軸と並ぶように、１／４波長板を試料および分析計から固定した。これらの条件下で、分析計をθ／２の角度だけ回転させることにより消光が得られたが、ここでθは、異常光線および常光線による位相差である。次いで、方程式δ＝θλにより、組成に依存して０Ｐａから約６×１０^６〜１３×１０^６Ｐａまでの範囲の付加応力に対し、波長λを５６５ｎｍとして光路長差δを決定した。セナルモンまたは１／４波長板補償を使用して、応力光学係数を測定した。

他の実施例は、表４に示される組成を有するガラスを含む。

上記表４に記載のガラスは、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４）および酸化スズ（ＳｎＯ）から合成した。アルミナるつぼ内の試薬を、マッフル炉内で、約１０５０℃で３０分間、アルゴン下で溶融した。次いで、液体を室温で真鍮板に注ぐことによりガラスを得た。次いでそれらをマッフル炉内で約２５０℃で２時間アニールし、急冷中にもたらされる機械的残留応力を低減するために、室温まで徐々に冷却した（１℃／分）。光弾性係数の測定を行うために、ガラスを切断して約１０×１０×５ｍｍの試料を得、２つの平行な側面を研磨した。セナルモンまたは１／４波長板補償を使用して、応力光学係数を測定した。

他の実施例は、表５に示される組成を有するガラスを含む。

上記表５に記載のガラスは、無水酸化ホウ酸（Ｂ_２Ｏ_３）および酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）から合成した。アルミナるつぼ内の試薬を、マッフル炉内で、約１１００℃で１５分間、空気中で溶融した。次いで、液体を室温で真鍮板に注ぐことによりガラスを得た。次いでそれらをマッフル炉内で約３００℃で２時間アニールし、急冷中に誘引される機械的残留応力を低減するために、室温まで徐々に冷却した（１℃／分）。光弾性係数の測定を行うために、ガラスを切断して約１０×１０×５ｍｍの試料を得、２つの平行な側面を研磨した。上述のように、セナルモンまたは１／４波長板補償を使用して、応力光学係数を測定した。

表３、４、および５に記載のガラスのそれぞれは、それらのガラス転移温度に近い温度で２時間アニールしてから、徐々に室温まで冷却した（１℃／分）。各試料を切断および研磨して約１０×１０×５ｍｍの長方形を形成した。アルミニウム製の装置を使用して、各ガラスに対し一軸圧縮応力下で応力光学係数を測定した。上述のように応力光学係数を決定した。ロードセル（3190-101、Lebow）を使用して付加応力を制御し、誘引された複屈折を、偏光計（PS-100 Strainoptic）を使用して測定した。

表６に記載の実施例は、ガラス構成物質の少なくとも１つが動的な配位数を有する例示的なガラスである。

上記表６に記載のガラスは、試薬用ＢａＣＯ_３およびＴｅＯ_２から合成した。白金るつぼ内でＴｅＯ_２を８００℃で１５分間溶融し、真鍮板から急冷することにより、ガラス状ＴｅＯ_２を調製した。試薬用ＢａＣＯ_３およびＴｅＯ_２から、亜テルル酸バリウムガラスを合成した。試薬を８００℃で３０分間溶融し、次いで２００℃に加熱された真鍮型内で急冷した。ガラスを速やかに２９０℃で４時間アニールした。光弾性係数の測定を行うために、ガラスを切断して約１０×５×５ｍｍの試料を得、２つの平行な側面を研磨した。

光弾性係数は、偏光計（PS-100 Strainoptic）を使用してセナルモン法または１／４波長板補償法（H.G.Jerrard、「Optical compensators for measurement of elliptical polarization」、Journalof the Optical Society of America、１９４８年、38(1)、３５〜５９頁）に従い測定した。使用した光源は、２つの８Ｗタングステンハロゲン球であった。応力軸が偏光子の軸に対し４５°であるように試料を歪めた。PS-100偏光計において、板の進相軸が偏光子の軸と並ぶように、１／４波長板を試料および分析計から固定した。これらの条件下で、分析計をθ／２の角度だけ回転させることにより消光が得られたが、ここでθは、異常光線および常光線による位相差である。次いで、方程式δ＝θλにより、組成に依存して０Ｐａから約６×１０^６〜１３×１０^６Ｐａまでの範囲の付加応力に対し、波長λを５６５ｎｍとして光路長差δを決定した。セナルモンまたは１／４波長板補償を使用して、応力光学係数を測定した。

Bruker RFS100 FT-Raman機器で、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを使用し２３５ｍＷおよび波長１０６４ｎｍでラマンスペクトルを収集した。信号平均化のために、典型的に５００スキャンを収集した。そのようなスペクトルの１つを図６に示す。

また、本発明のガラスは、ガラスの透明度、耐久性、引っかき抵抗性、または耐薬品性の改善に役立つことができる追加の添加剤を含むことができる。一実施例において、本発明のガラスは、フッ化物をさらに含む。

また、本発明のガラスは、ガラスの表面上に少なくとも１つのフィルムまたは化学コーティングをさらに含むように、さらに処理され得る。
ＩＶ． 光学システム
本発明の他の態様は、ガラス素子を備える光学システムであって、前記ガラス素子は、ガラスが異方性応力に曝された場合に、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を有する、光学システムを提供する。本発明の光学システムに有用なそのようなガラス、および前記ガラスの作製方法は上述されている。

本発明の他の態様は、ガラス素子を備える光学システムであって、前記ガラス素子は、ＴｅＯ_２と、異方性応力に曝された場合のより低い応力光学定数をガラスに提供するために十分な濃度のＢａＯとを含む、光学システムを提供する。

いくつかの実施例において、ガラス素子は、約＋０．５５ブリュースターから約−０．３５ブリュースターの応力光学係数をガラスに提供するために十分な濃度のＢａＯを含む。他の実施形態において、ガラス素子は、約５モルパーセントから約２５モルパーセント（例えば、約８モルパーセントから約２２モルパーセント、または約１０モルパーセントから約２０モルパーセント等）のＢａＯを含む。代替の実施形態において、ガラス素子は、約９５モルパーセントから約７５モルパーセント（例えば、約７８モルパーセントから約９２モルパーセント、または約８０モルパーセントから約９０モルパーセント等）のＴｅＯ_２を含む。他の実施形態において、ガラス素子は、ＴｅＯ_２およびＢａＯを含み、ＢａＯの濃度は、約１５モルパーセントを超え約２０モルパーセント未満である。さらに他の実施形態において、ガラス素子は、下記の表８の配合のうちの１つに従い配合される。

一実施形態において、ガラス素子は、ＴｅＯ_２およびＢａＯを含み、ＢａＯは、ガラスが異方性応力に曝された場合の、可視波長においてより低い応力光学係数、例えば、約＋０．６５ブリュースターから−０．３５ブリュースター（例えば、約＋０．５０ブリュースターから−０．５０ブリュースター、または約＋０．３ブリュースターから−０．３ブリュースター等）の応力光学係数をガラス素子に提供するために十分な濃度で存在する。

本発明の光学システムは、ガラスが異方性応力に曝された場合に、可視波長において光弾性および／もしくは複屈折を有さない（すなわちゼロの応力光学係数を有する）、または実質的に有さない光学素子を備えるため、有用である。

さらに、本発明の光学システムは、複数のガラス成形剤および／または複数のガラス改質剤を含むことができる光学素子を備える。例えば、光学素子は、ガラス成形剤としてＴｅＯ_２を、ガラス改質剤としてＢａＯを含み、またＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、またはそれらの混合物から選択される第２のガラス改質剤を含む。他の実施例において、光学素子は、ガラス成形剤としてＴｅＯ_２を、ガラス改質剤としてＢａＯを含み、またＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、およびＧｅＯ_２から選択される第２のガラス成形剤を含む。

本発明の光学システムは、制限されることなく、ビデオモニタ（例えば、テレビ（背面投射型テレビ等）、デジタルプロジェクタ（反射型液晶、すなわちＬＣＯＳ等）、コンピュータモニタ）、光源（例えば電球）、光学レンズ、窓、またはそれらの組合せを含む。

ある実施形態において、光学素子は、光ファイバ、ガラスレンズ、鏡、窓等の光学的シールド、光フィルタ、または表示画面を含む。
Ｖ．他の実施形態
本発明の特徴を、例示した実施形態のうちの１つに関してのみ説明したかもしれないが、そのような特徴は、所与の配合、方法、または装置について、他の実施形態の１つまたは複数の他の特徴と組み合わせることができる。上記から、本明細書に記載の独特なガラスの配合およびその操作はまた、本発明に従う方法を構成することも理解される。

Claims (72)

1. 少なくとも１種類のガラス成形剤と、
   ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびＨｇＯから選択される少なくとも１種類のガラス改質剤と
   を含む無鉛ガラスであって、前記ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を前記ガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む、無鉛ガラス。
2. 前記ガラス成形剤が、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、およびＧｅＯ_２から選択される少なくとも１種類である、請求項１に記載のガラス。
3. 約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースターの応力光学係数を前記ガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤をさらに含む、請求項１または２に記載のガラス。
4. 約ゼロの応力光学係数を前記ガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載のガラス。
5. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含む、請求項１から４のいずれかに記載のガラス。
6. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが少なくとも約２０モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載のガラス。
7. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが少なくとも約４０モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載のガラス。
8. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが約６０モルパーセントから約７０モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項１から７のいずれかに記載のガラス。
9. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが約６４モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載のガラス。
10. 前記ガラス成形剤が、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項１から９のいずれかに記載のガラス。
11. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含む、請求項１から１０のいずれかに記載のガラス。
12. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約１０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１１のいずれかに記載のガラス。
13. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約３０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１２のいずれかに記載のガラス。
14. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約３０モルパーセントから約４０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１３のいずれかに記載のガラス。
15. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約３６モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１４のいずれかに記載のガラス。
16. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含む、請求項１から１５のいずれかに記載のガラス。
17. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約２０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１６のいずれかに記載のガラス。
18. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約３０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１７のいずれかに記載のガラス。
19. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約５０モルパーセントから約６０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１８のいずれかに記載のガラス。
20. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約５４モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項１から１９のいずれかに記載のガラス。
21. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含む、請求項１から２０のいずれかに記載のガラス。
22. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含み、前記ガラスが少なくとも約５モルパーセントのＨｇＯをさらに含む、請求項１から２１のいずれかに記載のガラス。
23. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含み、前記ガラスが約１０モルパーセントから約２０モルパーセントのＨｇＯをさらに含む、請求項１から２２のいずれかに記載のガラス。
24. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含み、前記ガラスが約１５モルパーセントのＨｇＯを含む、請求項１から２３のいずれかに記載のガラス。
25. ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、およびそれらの任意の組合せから選択されるガラス成形剤と、
    ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、およびそれらの任意の組合せから選択されるガラス改質剤と
    から本質的に構成される無鉛ガラスであって、前記ガラス改質剤は、約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースターの応力光学係数を前記ガラスにもたらすために十分な濃度で存在する、無鉛ガラス。
26. ガラス成形剤を提供するステップと
    ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、およびそれらの任意の組合せから選択されるガラス改質剤を提供するステップと
    を含む、ガラスの生成方法であって、前記ガラスは、前記ガラスに付加される異方性応力の存在下での、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を前記ガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤を含む、ガラスの生成方法。
27. 前記ガラス成形剤が、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せである、請求項２６に記載の方法。
28. 約＋１．０ブリュースター未満から約−１．５ブリュースターの応力光学係数を前記ガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤をさらに含む、請求項２６または２７に記載の方法。
29. 約ゼロの応力光学係数を前記ガラスにもたらすために十分な濃度のガラス改質剤をさらに含む、請求項２６から２８のいずれかに記載の方法。
30. 前記ガラス改質剤および前記ガラス成形剤が、方程式：
    Σ（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）］＋［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）＝０．５
    （式中、ｘ_ｆｎは、単一ガラス成形剤の濃度であり、ｄ_ｆｎは、それぞれのガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｍｎは、単一ガラス改質剤の濃度であり、ｄ_ｍｎは、それぞれのガラス改質剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｍｎは、それぞれのガラス改質剤中の非酸素原子の配位数である）に従って提供され；または、
    ガラス成形剤が動的な配位数を有する場合は、方程式：
    Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｆ×（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ）^＊］＝０．５
    （式中、ｘ_ｎ１は、静的な配位数を有する単一ガラス構成物質の濃度であり、ｄ_ｎ１は、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｆは、動的な配位数を有する単一ガラス成形剤の濃度であり、（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ）^＊は［ｄ_ｆ／（Ｎ_Ｃｆ°＋β_Ｃｘ_Ｃ）］（式中、β_Ｃは、ガラス構成物質の添加による配位数の変化率であり、ｄ_ｆは、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆ°は、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_Ｃは、ガラス構成物質の濃度である）である）に従って提供され；または、
    ガラス改質剤が動的な配位数を有する場合は、方程式：
    Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｍ×（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ）^＊］＝０．５
    （式中、ｘ_ｎ１は、静的な配位数を有する単一ガラス構成物質の濃度であり、ｄ_ｎ１は、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｍは、動的な配位数を有する単一ガラス改質剤の濃度であり、（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ）^＊は［ｄ_ｍ／（Ｎ_Ｃｆ°＋β_Ｃｘ_Ｃ）］（式中、β_ｍは、ガラス構成物質の添加による配位数の変化率であり、ｄ_ｆは、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆ°は、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_Ｃは、ガラス構成物質の濃度である）である）に従って提供される、請求項２６から２９のいずれかに記載の方法。
31. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含む、請求項２６から３０のいずれかに記載の方法。
32. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが少なくとも約２０モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項２６から３１のいずれかに記載の方法。
33. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが少なくとも約４０モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項２６から３２のいずれかに記載の方法。
34. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが約６０モルパーセントから約７０モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項２６から３３のいずれかに記載の方法。
35. 前記ガラス改質剤がＳｎＯを含み、前記ガラスが約６４モルパーセントのＳｎＯをさらに含む、請求項２６から３４のいずれかに記載の方法。
36. 前記ガラス成形剤が、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、またはそれらの任意の組合せを含む、請求項２６から３５のいずれかに記載の方法。
37. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含む、請求項２６から３６のいずれかに記載の方法。
38. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約１０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から３７のいずれかに記載の方法。
39. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約３０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から３８のいずれかに記載の方法。
40. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約３０モルパーセントから約４０モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から３９のいずれかに記載の方法。
41. 前記ガラス改質剤がＳｂ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約３６モルパーセントのＳｂ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から４０のいずれかに記載の方法。
42. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含む、請求項２６から４１のいずれかに記載の方法。
43. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約２０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から４２のいずれかに記載の方法。
44. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが少なくとも約３０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から４３のいずれかに記載の方法。
45. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約５０モルパーセントから約６０モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から４４のいずれかに記載の方法。
46. 前記ガラス改質剤がＡｓ_２Ｏ_３を含み、前記ガラスが約５４モルパーセントのＡｓ_２Ｏ_３をさらに含む、請求項２６から４５のいずれかに記載の方法。
47. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含む、請求項２６から４６のいずれかに記載の方法。
48. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含み、前記ガラスが少なくとも約５モルパーセントのＨｇＯをさらに含む、請求項２６から４７のいずれかに記載の方法。
49. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含み、前記ガラスが約１０モルパーセントから約２０モルパーセントのＨｇＯをさらに含む、請求項２６から４８のいずれかに記載の方法。
50. 前記ガラス改質剤がＨｇＯを含み、前記ガラスが約１５モルパーセントのＨｇＯを含む、請求項２６から４９のいずれかに記載の方法。
51. ガラスを備える光学素子を備える光学システムであって、前記ガラスは、ＴｅＯ_２およびＢａＯを含み、ＢａＯの濃度は、異方性応力に曝された場合の、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を前記ガラスにもたらすために十分である、光学システム。
52. 前記光学素子がガラスをさらに備え、前記ガラスが、ＴｅＯ_２と、異方性応力に曝された場合の、可視波長において約＋０．５５ブリュースターから−０．３５ブリュースターの光学的応力光学係数を素子中に生成するために十分な濃度のＢａＯとを含む、請求項５１に記載の光学システム。
53. 前記光学素子がガラスを備え、前記ガラスが、ＴｅＯ_２と、約ゼロの光学的応力光学係数をガラス中に生成するために十分なモルパーセントのＢａＯとを含む、請求項５１または５２に記載の光学システム。
54. 前記光学素子がガラスを備え、前記ガラスが、約１０モルパーセントを超え約２０モル％未満のＢａＯを含む、請求項５１から５３のいずれかに記載の光学システム。
55. 前記光学素子がガラスを備え、前記ガラスが、約５モルパーセントから約２５モルパーセントのＢａＯを含む、請求項５１から５４のいずれかに記載の光学システム。
56. 前記光学素子がガラスを備え、前記ガラスが、ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、またはそれらの混合物から選択されるガラス改質剤を含む、請求項５１から５５のいずれかに記載の光学システム。
57. 前記光学素子がガラスを備え、前記ガラスが、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、またはそれらの組合せを含むガラス成形剤を含む、請求項５１から５６のいずれかに記載の光学システム。
58. 前記光学素子が、光ファイバ、レンズ、鏡、窓および／もしくはシールド、光フィルタ、または表示画面、ならびにそれらの組合せから選択される少なくとも１つである、請求項５１から５７のいずれかに記載の光学システム。
59. 可視波長の光を放出することができる光源をさらに備える、請求項５１から５８のいずれかに記載の光学システム。
60. テレビ、コンピュータモニタ、デジタルプロジェクタ、フロントガラス、顕微鏡、検出器、またはそれらの組合せをさらに備える、請求項５１から５９のいずれかに記載の光学システム。
61. テレビ、ビデオモニタ、デジタルプロジェクタ、窓、または光学ガラスである、請求項５１から６０に記載の光学システム。
62. 僅かに正、ゼロ、または僅かに負の応力光学係数を有するガラスの配合方法であって、
    ガラス成形剤およびガラス改質剤を提供するステップを含み、前記ガラス成形剤または前記ガラス改質剤は動的な配位数を有し、前記改質剤は、前記ガラスが異方性応力に曝された場合の、可視波長においてより低い応力光学係数を前記ガラスに提供する濃度で存在する、配合方法。
63. 前記ガラス成形剤が動的な配位数を有し、十分な濃度のガラス改質剤と組み合わされた場合、前記配位数が低下する、請求項６２に記載の方法。
64. 前記ガラス成形剤がＴｅＯ_２である、請求項６２または６３に記載の方法。
65. 前記ガラス改質剤がＢａＯである、請求項６２から６４のいずれかに記載の方法。
66. 前記ガラス改質剤が、前記ガラスが異方性応力に曝された場合の、可視波長において約＋０．５５ブリュースターから約−０．３５ブリュースターの応力光学係数を前記ガラスに提供する濃度で存在する、請求項６２から６５のいずれかに記載の方法。
67. 前記ガラス改質剤が、約０ブリュースターの応力光学係数を前記ガラスに提供する濃度で存在する、請求項６２から６６のいずれかに記載の方法。
68. 前記ガラス改質剤が、約１０モルパーセントから約２０モルパーセント未満の濃度で存在する、請求項６２から６７のいずれかに記載の方法。
69. 前記ガラス改質剤が、約５モルパーセントから約２５モルパーセントの濃度で存在する、請求項６２から６８のいずれかに記載の方法。
70. 異方性応力に曝された場合に、可視波長において実質的に光学的に等方性の応答を示すガラスの調製方法であって、
    １５モル％を超え２０モル％未満のＢａＯを提供するステップと、
    ８０モル％以上８５モル％以下のＴｅＯ_２を提供するステップと
    を含む、調製方法。
71. ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、またはそれらの混合物から選択されるガラス改質剤を提供するステップと、
    ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの組合せのガラス基材を生成するために選択されるガラス成形剤を提供するステップと
    を含む、ガラスの生成方法であって、前記ガラス改質剤および前記ガラス成形剤は、方程式：
    Σ（［ｘ_ｆｎ×（ｄ_ｆｎ／Ｎ_Ｃｆｎ）］＋［ｘ_ｍｎ×（ｄ_ｍｎ／Ｎ_Ｃｍｎ）］）＝０．５
    （式中、ｘ_ｆｎは、単一ガラス成形剤の濃度であり、ｄ_ｆｎは、それぞれのガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｍｎは、単一ガラス改質剤の濃度であり、ｄ_ｍｎは、それぞれのガラス改質剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｍｎは、それぞれのガラス改質剤中の非酸素原子の配位数である）に従って提供される濃度で提供され；または、
    ガラス成形剤が動的な配位数を有する場合は、方程式：
    Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｆ×（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ）^＊］＝０．５
    （式中、ｘ_ｎ１は、静的な配位数を有する単一ガラス構成物質の濃度であり、ｄ_ｎ１は、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｆは、動的な配位数を有する単一ガラス成形剤の濃度であり、（ｄ_ｆ／Ｎ_Ｃｆ）^＊は［ｄ_ｆ／（Ｎ_Ｃｆ°＋β_Ｃｘ_Ｃ）］（式中、β_Ｃは、ガラス構成物質の添加による配位数の変化率であり、ｄ_ｆは、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆ°は、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_Ｃは、ガラス構成物質の濃度である）である）に従って提供される濃度で提供され；または、
    ガラス改質剤が動的な配位数を有する場合は、方程式：
    Σ［（ｘ_ｎ１×（ｄ_ｎ１／Ｎ_Ｃｎ１））＋（ｘ_ｍ×（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ）^＊］＝０．５
    （式中、ｘ_ｎ１は、静的な配位数を有する単一ガラス構成物質の濃度であり、ｄ_ｎ１は、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆｎは、それぞれのガラス構成物質中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_ｍは、動的な配位数を有する単一ガラス改質剤の濃度であり、（ｄ_ｍ／Ｎ_Ｃｍ）^＊は［ｄ_ｍ／（Ｎ_Ｃｆ°＋β_Ｃｘ_Ｃ）］（式中、β_ｍは、ガラス構成物質の添加による配位数の変化率であり、ｄ_ｆは、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子および酸素原子からの結合距離であり、Ｎ_Ｃｆ°は、純粋なガラス成形剤中の非酸素原子の配位数であり、ｘ_Ｃは、ガラス構成物質の濃度である）である）に従って提供される濃度で提供される、生成方法。
72. ＳｎＯ、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＨｇＯ、またはそれらの混合物から選択されるガラス改質剤を提供するステップであって、提供される前記ガラス改質剤のモルパーセントは、可視波長において約＋０．５ブリュースターから−１．５ブリュースターの光学的応力光学係数を生成するために十分であるステップと、
    ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３、ＴｅＯ_２、ＧｅＯ_２、またはそれらの組合せのガラス基材を生成するために選択されるガラス成形剤を提供するステップと
    を含む、ガラスの調製方法。

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