JP2017007920A - Glass material - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material showing a higher Faraday effect in a low wavelength range compared to the conventional art.SOLUTION: A glass material comprises Tb, where a Verdet constant absolute value Vat wavelength 400 nm, a Verdet constant absolute value Vat wavelength 800 nm, and a Verdet constant absolute value Vat wavelength 1100 nm satisfy the following relational expression: V/(V-V)≤0.21.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光アイソレータ、光サーキュレータ、磁気センサ等の磁気デバイスを構成する磁気光学素子に好適なガラス材に関する。   The present invention relates to a glass material suitable for a magneto-optical element constituting a magnetic device such as an optical isolator, an optical circulator, and a magnetic sensor.

磁性を持つ材料は、磁気光学効果の一つであるファラデー効果を示すことが知られている。ファラデー効果とは、磁場中におかれた材料を通過する直線偏光の偏光面を回転させる効果である。このような効果は光アイソレータや磁界センサなどに利用されている。   It is known that a material having magnetism exhibits a Faraday effect which is one of magneto-optical effects. The Faraday effect is an effect of rotating the polarization plane of linearly polarized light passing through a material placed in a magnetic field. Such effects are used in optical isolators, magnetic field sensors, and the like.

ファラデー効果による旋光度(偏光面の回転角)θは、磁場の強さをH、偏光が通過する物質の長さをLとして、以下の式により表される。式中において、Vは物質の種類に依存する定数であり、ベルデ定数と呼ばれる。ベルデ定数は反磁性体の場合は正の値、常磁性体の場合は負の値となる。ベルデ定数の絶対値が大きいほど、旋光度の絶対値も大きくなり、結果として大きなファラデー効果を示す。   The optical rotation (rotation angle of the polarization plane) θ by the Faraday effect is expressed by the following equation, where H is the strength of the magnetic field and L is the length of the substance through which the polarized light passes. In the formula, V is a constant depending on the type of substance, and is called Verde's constant. The Verde constant is a positive value for a diamagnetic material and a negative value for a paramagnetic material. The greater the absolute value of the Verde constant, the greater the absolute value of the optical rotation, resulting in a large Faraday effect.

θ=VHL     θ = VHL

1100nm以下の波長域でファラデー効果を示すガラス材として、SiO−B−Al−Tb系ガラス材(特許文献1参照)、P−B−Tb系ガラス材(特許文献2参照)、あるいはP−TbF−RF(Rはアルカリ土類金属)系ガラス材(特許文献3参照)等が知られている。 SiO 2 —B 2 O 3 —Al 2 O 3 —Tb 2 O 3 glass material (see Patent Document 1), P 2 O 5 —B 2 O 3 as a glass material exhibiting a Faraday effect in a wavelength region of 1100 nm or less. -tb 2 O 3 based glass material (see Patent Document 2), or P (the R alkaline earth metal) 2 O 5 -TbF 3 -RF 2 are known, such as glass material (see Patent Document 3).

特公昭51−46524号公報Japanese Patent Publication No.51-46524 特公昭52−32881号公報Japanese Patent Publication No. 52-32881 特公昭55−42942号公報Japanese Patent Publication No.55-42942

近年、光アイソレータや磁界センサが使用される波長域が多様化しており、低波長域(特に波長800nm以下)での使用が検討されている。上述したガラス材は低波長域でもある程度のファラデー効果を示すものの、近年、ますます磁気デバイスの小型化が進んでいることから、小さな部材でも十分な旋光度を示すよう、さらなるファラデー効果の向上が要求されている。   In recent years, the wavelength range in which optical isolators and magnetic field sensors are used is diversified, and use in a low wavelength range (especially at a wavelength of 800 nm or less) is being studied. Although the glass materials described above exhibit a certain Faraday effect even in the low wavelength region, in recent years, since the miniaturization of magnetic devices has been progressing further, the Faraday effect can be further improved so that even a small member can exhibit sufficient optical rotation. It is requested.

以上に鑑み、本発明は、低波長域において従来よりも大きいファラデー効果を示す材料を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a material that exhibits a Faraday effect greater than that of the conventional one in a low wavelength region.

本発明者が鋭意検討した結果、複数の波長におけるベルデ定数に着目し、それらが特定の関係にある場合に上記課題を解消できることを見出し、本発明を提案するに至った。   As a result of intensive studies by the inventor, the inventors have paid attention to Verde constants at a plurality of wavelengths and found that the above problems can be solved when they have a specific relationship, and have proposed the present invention.

即ち、本発明のガラス材は、Tbを含有するガラス材であって、波長400nmにおけるベルデ定数の絶対値V400、波長800nmにおけるベルデ定数の絶対値V800、及び、波長1100nmにおけるベルデ定数の絶対値V1100が、下記の関係式を満たすことを特徴とする。
800/(V400−V1100)≦0.21
That is, the glass material of the present invention is a glass material containing Tb, absolute value V 400 of the Verdet constant in the wavelength 400 nm, the absolute value V 800 of Verdet constant at wavelengths 800nm and, the absolute of the Verdet constant in the wavelength 1100nm The value V 1100 satisfies the following relational expression.
V 800 / (V 400 -V 1100 ) ≦ 0.21

一般に、Tbを含有する磁性材料は、高波長側から低波長側にかけてベルデ定数の絶対値が増加する傾向がある。ここで、V800/(V400−V1100)は、波長1100nm〜800nmにおけるベルデ定数の絶対値の増加率と、波長800nm〜波長400nmにおけるベルデ定数の増加率を比較するための指標である。当該値が小さいほど、波長800nm〜波長400nmにおけるベルデ定数の絶対値の増加率が大きく、結果として、低波長域(800nm以下、特に600nm以下)におけるベルデ定数の絶対値が大きくなる傾向がある。つまり、本発明のガラス材は、各波長におけるベルデ定数の絶対値が上記関係式を満たすことにより、ベルデ定数の波長依存性が大きくなり、低波長域において大きいファラデー効果を示しやすくなる。 In general, the magnetic material containing Tb tends to increase the absolute value of the Verde constant from the high wavelength side to the low wavelength side. Here, V 800 / (V 400 −V 1100 ) is an index for comparing the increase rate of the absolute value of the Verde constant at a wavelength of 1100 nm to 800 nm and the increase rate of the Verde constant at a wavelength of 800 nm to 400 nm. As the value is smaller, the increase rate of the absolute value of the Verde constant at a wavelength of 800 nm to 400 nm is large, and as a result, the absolute value of the Verde constant in a low wavelength region (800 nm or less, particularly 600 nm or less) tends to increase. That is, in the glass material of the present invention, when the absolute value of the Verde constant at each wavelength satisfies the above relational expression, the wavelength dependency of the Verde constant increases, and a large Faraday effect is easily exhibited in a low wavelength region.

本発明のガラス材は、V400−V1100≧1.3を満たすことが好ましい。当該構成によれば、V800/(V400−V1100)の値を小さくすることができるため、ベルデ定数の波長依存性が大きくなり、低波長域において大きいファラデー効果を示しやすくなる。 Glass material of the present invention preferably satisfies the V 400 -V 1100 ≧ 1.3. According to this configuration, since the value of V 800 / (V 400 −V 1100 ) can be reduced, the wavelength dependency of the Verde constant is increased, and a large Faraday effect is easily exhibited in a low wavelength region.

本発明のガラス材は、V400≧1.45であることが好ましい。 The glass material of the present invention preferably has V 400 ≧ 1.45.

本発明のガラス材は、モル%で、Tbを30%以上含有することが好ましい。 The glass material of the present invention preferably contains 30% or more of Tb 2 O 3 in mol%.

本発明のガラス材は、モル%で、Tb 30〜80%、SiO 0〜70%、B 0〜70%、Al 0〜70%を含有することが好ましい。 Glass material of the present invention, in mol%, Tb 2 O 3 30~80% , SiO 2 0~70%, B 2 O 3 0~70%, preferably contains Al 2 O 3 0~70% .

本発明のガラス材は、磁気光学素子として用いられることが好ましい。   The glass material of the present invention is preferably used as a magneto-optical element.

本発明のガラス材は、ファラデー回転素子として用いられることが好ましい。   The glass material of the present invention is preferably used as a Faraday rotation element.

本発明によれば、低波長域において従来よりも大きいファラデー効果を示す材料を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the material which shows the Faraday effect larger than before in a low wavelength region.

本発明のガラス材を製造するための装置の一実施形態を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows one Embodiment of the apparatus for manufacturing the glass material of this invention. 実施例1及び比較例のガラス材のベルデ定数の絶対値と波長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absolute value of the Verde constant of the glass material of Example 1 and a comparative example, and a wavelength.

本発明のガラス材は、Tbを含有するガラス材であって、波長400nmにおけるベルデ定数の絶対値V400、波長800nmにおけるベルデ定数の絶対値V800、及び、波長1100nmにおけるベルデ定数の絶対値V1100が、下記の関係式を満たすことを特徴とする。
800/(V400−V1100)≦0.21
Glass material of the present invention is a glass material containing Tb, absolute value V 400 of the Verdet constant in the wavelength 400 nm, the absolute value V 800 of Verdet constant at wavelengths 800nm and, the absolute value V of the Verdet constant in the wavelength 1100nm 1100 satisfies the following relational expression.
V 800 / (V 400 -V 1100 ) ≦ 0.21

各波長におけるベルデ定数の絶対値が上記関係式を満たすことにより、ベルデ定数の波長依存性が大きくなり、低波長域において大きいファラデー効果を示しやすくなる。なお、V800/(V400−V1100)は0.2以下であることが好ましい。 When the absolute value of the Verde constant at each wavelength satisfies the above relational expression, the wavelength dependence of the Verde constant increases, and a large Faraday effect is easily exhibited in a low wavelength region. Incidentally, V 800 / (V 400 -V 1100) is preferably 0.2 or less.

ここで、V400−V1100は1.3以上、1.35以上、1.4以上、特に1.5以上であることが好ましい。V400−V1100が当該範囲を満たすことにより、V800/(V400−V1100)の値を小さくすることができるため、ベルデ定数の波長依存性が大きくなり、低波長域において大きいファラデー効果を示しやすくなる。 Here, V 400 -V 1100 is preferably 1.3 or more, 1.35 or more, 1.4 or more, particularly 1.5 or more. When V 400 -V 1100 satisfies this range, the value of V 800 / (V 400 -V 1100 ) can be reduced, so that the wavelength dependency of the Verde constant increases, and the Faraday effect is large in a low wavelength region. It becomes easy to show.

本発明のガラス材は、各波長におけるベルデ定数の絶対値が上記関係を満たすことにより、低波長域において大きいファラデー効果を示す。具体的には、本発明のガラス材はV400が1.45以上、1.5以上、特に1.6以上であることが好ましい。また、本発明のガラス材は波長600nmにおけるベルデ定数の絶対値V600が0.55以上、0.57以上、特に0.6以上、波長800nmにおけるベルデ定数の絶対値V800が0.29以上、以上、特に0.3以上であることが好ましい。 The glass material of the present invention exhibits a large Faraday effect in a low wavelength region when the absolute value of the Verde constant at each wavelength satisfies the above relationship. Specifically, the glass material of the present invention V 400 1.45 or more, 1.5 or more, and particularly preferably 1.6 or more. Further, the glass material of the present invention has an absolute value V 600 of Verde constant at a wavelength of 600 nm of 0.55 or more, 0.57 or more, particularly 0.6 or more, and an absolute value V 800 of a Verde constant at a wavelength of 800 nm of 0.29 or more. , More preferably 0.3 or more.

本発明のガラス材はTbを含有する。Tbはベルデ定数の絶対値を絶対値を大きくして、ファラデー効果を高める成分である。具体的には、本発明のガラス材は、モル%で、Tbを30%以上、特に35%以上含有することが好ましい。ただし、その含有量が多すぎると、ガラス化が困難になる傾向がある。従って、Tbの含有量は、モル%で、80%以下、75%以下、70%以下、特に65%以下であることが好ましい。 The glass material of the present invention contains Tb. Tb is a component that increases the Faraday effect by increasing the absolute value of the Verde constant. Specifically, the glass material of the present invention preferably contains 30% or more, particularly 35% or more of Tb 2 O 3 in mol%. However, if the content is too large, vitrification tends to be difficult. Accordingly, the content of Tb 2 O 3 is preferably 80% or less, 75% or less, 70% or less, particularly 65% or less in terms of mol%.

なお、Tbについては3価の酸化物の含有量を規定しているが、3価以外の酸化物については、3価の酸化物に換算した場合の含有量が上記範囲内であることが好ましい。   In addition, although the content of trivalent oxide is prescribed | regulated about Tb, about the oxide other than trivalent, it is preferable that content when converted into a trivalent oxide is in the said range. .

Tbについてベルデ定数の起源となる磁気モーメントはTb4+よりもTb3+の方が大きい。よって、ガラス材におけるTb3+の割合が大きいほど、ファラデー効果が大きくなるため好ましい。具体的には、全Tb中Tb3+の割合は、モル%で50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、特に90%以上であることが好ましい。 The magnetic moment that causes the Verde constant for Tb is greater for Tb 3+ than for Tb 4+ . Therefore, the larger the ratio of Tb 3+ in the glass material, the greater the Faraday effect, which is preferable. Specifically, the ratio of Tb 3+ in the total Tb is preferably 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, and particularly 90% or more in mol%.

次に、本発明のガラス材の好ましい組成について説明する。本発明のガラス材は、モル%で、Tb 30〜80%、SiO 0〜70%、B 0〜70%、Al 0〜70%を含有することが好ましい。組成範囲をこのように限定した理由を以下に説明する。なお、以下の各成分の含有量の説明において、特に断りのない限り「%」は「モル%」を意味する。 Next, the preferable composition of the glass material of this invention is demonstrated. Glass material of the present invention, in mol%, Tb 2 O 3 30~80% , SiO 2 0~70%, B 2 O 3 0~70%, preferably contains Al 2 O 3 0~70% . The reason for limiting the composition range in this way will be described below. In the following description of the content of each component, “%” means “mol%” unless otherwise specified.

Tbの含有量については上述した通りであるため、その説明を割愛する。 Since the content of Tb 2 O 3 are as described above, and their explanation is omitted here.

SiOはガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、ベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、SiOの含有量は0〜70%、特に0〜65%であることが好ましい。 SiO 2 becomes a glass skeleton and is a component that widens the vitrification range. However, since it does not contribute to the improvement of the Verde constant, if the content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of SiO 2 is preferably 0 to 70%, particularly preferably 0 to 65%.

はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Bはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、Bの含有量は0〜70%、特に0〜65%であることが好ましい。 B 2 O 3 becomes a glass skeleton and is a component that widens the vitrification range. However, since B 2 O 3 does not contribute to the improvement of the Verde constant, if the content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of B 2 O 3 is preferably 0 to 70%, particularly preferably 0 to 65%.

Alはガラス形成能を高める成分である。ただし、Alはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、Alの含有量は0〜70%、特に0〜65%であることが好ましい。 Al 2 O 3 is a component that enhances glass forming ability. However, since Al 2 O 3 does not contribute to the improvement of the Verde constant, if the content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 70%, particularly preferably 0 to 65%.

本発明のガラス材には、上記成分以外にも以下の成分を含有させることができる。   In addition to the above components, the glass material of the present invention may contain the following components.

La、Gd、Y、Ybはガラス化を安定にする効果がある。ただし、その含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。よって、La、Gd、Y、Ybの含有量は各々10%以下、特に5%以下であることが好ましい。 La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 have the effect of stabilizing vitrification. However, when there is too much the content, it will become difficult to vitrify on the contrary. Therefore, the contents of La 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Y 2 O 3 and Yb 2 O 3 are each preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less.

Dy、Eu、Ceはガラス化を安定にするとともに、ベルデ定数の向上にも寄与する。ただし、その含有量が多すぎると、かえってガラス化しにくくなる。よって、Dy、Eu、Ceの含有量は各々15%以下、特に10%以下であることが好ましい。なお、Dy、Eu、Ceについては3価の酸化物の含有量を規定しているが、3価以外の酸化物(例えばCeO等)については、3価の酸化物に換算した場合の含有量が上記範囲内であることが好ましい。 Dy 2 O 3 , Eu 2 O 3 and Ce 2 O 3 stabilize vitrification and contribute to the improvement of the Verde constant. However, when there is too much the content, it will become difficult to vitrify on the contrary. Therefore, the contents of Dy 2 O 3 , Eu 2 O 3 and Ce 2 O 3 are each preferably 15% or less, particularly preferably 10% or less. In addition, about Dy, Eu, and Ce, the content of the trivalent oxide is specified, but for oxides other than trivalent (for example, CeO 2 etc.), the content when converted to the trivalent oxide The amount is preferably within the above range.

MgO、CaO、SrO、BaOはガラス化を安定し、また化学的耐久性を高める効果がある。ただし、ベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、これらの成分の含有量は各々0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。   MgO, CaO, SrO, and BaO have effects of stabilizing vitrification and improving chemical durability. However, since it does not contribute to the improvement of the Verde constant, if the content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of these components is preferably 0 to 10%, particularly 0 to 5%.

GeOはガラス形成能を高める成分である。ただし、GeOはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、GeOの含有量は0〜15%、0〜10%、特に0〜9%であることが好ましい。 GeO 2 is a component that enhances glass forming ability. However, since GeO 2 does not contribute to the improvement of the Verde constant, it is difficult to obtain a sufficient Faraday effect if its content is too large. Therefore, the content of GeO 2 is preferably 0 to 15%, 0 to 10%, particularly preferably 0 to 9%.

はガラス形成能を高める成分である。ただし、その含有量が多すぎると失透しやすくなり、化学的耐久性も低下する傾向がある。また、Pはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、Pの含有量は0〜7%、特に0〜5%であることが好ましい。 P 2 O 5 is a component that enhances glass forming ability. However, if the content is too large, devitrification tends to occur, and chemical durability tends to decrease. Further, since no contribution to the improvement of the P 2 O 5 is the Verdet constant, when the content is too large, a sufficient Faraday effect difficult to obtain. Therefore, the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 7%, particularly preferably 0 to 5%.

Gaはガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると失透しやすくなる。また、Gaはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、Gaの含有量は0〜6%、特に0〜5%であることが好ましい。 Ga 2 O 3 has the effect of increasing the glass forming ability and expanding the vitrification range. However, when there is too much the content, it will become easy to devitrify. Further, since the Ga 2 O 3 it does not contribute to the improvement of the Verdet constant, when the content is too large, a sufficient Faraday effect difficult to obtain. Therefore, the Ga 2 O 3 content is preferably 0 to 6%, particularly preferably 0 to 5%.

フッ素はガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると溶融中に揮発して組成変動を引き起こしたり、ガラス化に悪影響を及ぼすおそれがある。従って、フッ素の含有量(F換算)は0〜10%、0〜7%、特に0〜5%であることが好ましい。 Fluorine has the effect of increasing the glass forming ability and expanding the vitrification range. However, if its content is too large, it may volatilize during melting and cause composition fluctuations, or it may adversely affect vitrification. Therefore, the content of fluorine (F 2 equivalent) 0-10%, 0-7%, particularly preferably 0 to 5%.

還元剤としてSbを添加することができる。ただし、着色を避けるため、あるいは環境への負荷を考慮して、その含有量は0.1%以下であることが好ましい。 Sb 2 O 3 can be added as a reducing agent. However, the content is preferably 0.1% or less in order to avoid coloring or in consideration of environmental load.

本発明のガラス材は、特にアイソレータ等の磁気光学素子として使用する場合における光透過損失がなるべく小さいことが好ましい。例えば、本発明のガラス材の光透過率は、波長633nmにおいて50%以上、60%、特に70%以上であることが好ましい。   The glass material of the present invention preferably has a light transmission loss as small as possible particularly when used as a magneto-optical element such as an isolator. For example, the light transmittance of the glass material of the present invention is preferably 50% or more, 60%, particularly 70% or more at a wavelength of 633 nm.

本発明のガラス材は、例えば無容器浮遊法により作製することができる。図1は、無容器浮遊法によりガラス材を作製するための製造装置の一例を示す模式的断面図である。以下、図1を参照しながら、本発明のガラス材の製造方法について説明する。   The glass material of the present invention can be produced, for example, by a containerless floating method. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing apparatus for producing a glass material by a containerless floating method. Hereinafter, the manufacturing method of the glass material of this invention is demonstrated, referring FIG.

ガラス材の製造装置1は成形型10を有する。成形型10は溶融容器としての役割も果たす。成形型10は、成形面10aと、成形面10aに開口している複数のガス噴出孔10bとを有する。ガス噴出孔10bは、ガスボンベなどのガス供給機構11に接続されている。このガス供給機構11からガス噴出孔10bを経由して、成形面10aにガスが供給される。ガスの種類は特に限定されず、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素を含有した還元性ガスであってもよい。   The glass material manufacturing apparatus 1 has a mold 10. The mold 10 also serves as a melting container. The molding die 10 has a molding surface 10a and a plurality of gas ejection holes 10b opened in the molding surface 10a. The gas ejection hole 10b is connected to a gas supply mechanism 11 such as a gas cylinder. Gas is supplied from the gas supply mechanism 11 to the molding surface 10a via the gas ejection hole 10b. The type of gas is not particularly limited, and may be, for example, air or oxygen, or a reducing gas containing nitrogen gas, argon gas, helium gas, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, or hydrogen. Good.

製造装置1を用いてガラス材を製造するに際しては、まず、ガラス原料塊12を成形面10a上に配置する。ガラス原料塊12としては、例えば、原料粉末をプレス成型等により一体化したものや、原料粉末をプレス成型等により一体化した後に焼結させた焼結体や、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶の集合体等が挙げられる。   When manufacturing a glass material using the manufacturing apparatus 1, first, the glass raw material lump 12 is arrange | positioned on the molding surface 10a. As the glass raw material block 12, for example, a raw material powder integrated by press molding or the like, a sintered body obtained by integrating raw material powder by press molding or the like, and a composition equivalent to the target glass composition are used. For example, an aggregate of crystals.

次に、ガス噴出孔10bからガスを噴出させることにより、ガラス原料塊12を成形面10a上で浮遊させる。すなわち、ガラス原料塊12を、成形面10aに接触していない状態で保持する。その状態で、レーザー光照射装置13からレーザー光をガラス原料塊12に照射する。これによりガラス原料塊12を加熱溶融してガラス化させ、溶融ガラスを得る。その後、溶融ガラスを冷却することにより、ガラス材を得ることができる。ガラス原料塊12を加熱溶融する工程と、溶融ガラス、さらにはガラス材の温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程においては、少なくともガスの噴出を継続し、ガラス原料塊12、溶融ガラス、さらにはガラス材と成形面10aとの接触を抑制することが好ましい。なお、加熱溶融する方法としては、レーザー光を照射する方法以外にも、輻射加熱であってもよい。   Next, the glass raw material block 12 is floated on the molding surface 10a by ejecting gas from the gas ejection holes 10b. That is, the glass raw material block 12 is held in a state where it is not in contact with the molding surface 10a. In this state, the glass material block 12 is irradiated with laser light from the laser light irradiation device 13. Thereby, the glass raw material lump 12 is heated and melted to be vitrified to obtain molten glass. Thereafter, the glass material can be obtained by cooling the molten glass. In the step of heating and melting the glass raw material lump 12 and the step of cooling until the temperature of the molten glass and further the glass material is at least the softening point or less, at least gas ejection is continued, and the glass raw material lump 12, molten glass, Furthermore, it is preferable to suppress contact between the glass material and the molding surface 10a. In addition to the method of irradiating with laser light, the method of heating and melting may be radiant heating.

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

表1は本発明の実施例及び比較例を示している。   Table 1 shows examples and comparative examples of the present invention.

各試料は次のようにして作製した。まず表に示すガラス組成になるように調合した原料をプレス成型し、1100〜1400℃で12時間焼結することによりガラス原料塊を作製した。   Each sample was produced as follows. First, a raw material prepared so as to have a glass composition shown in the table was press-molded, and sintered at 1100 to 1400 ° C. for 12 hours to produce a glass raw material lump.

次に、乳鉢中でガラス原料塊を粗粉砕し、0.05〜0.5gの小片とした。得られたガラス原料塊の小片を用いて、図1に準じた装置を用いた無容器浮遊法によってガラス材(直径約1〜8mm)を作製した。なお、熱源としては100W COレーザー発振器を用いた。また、ガラス原料塊を浮遊させるためのガスとして窒素ガスを用い、流量1〜30L/分で供給した。 Next, the glass raw material lump was coarsely pulverized in a mortar to obtain small pieces of 0.05 to 0.5 g. A glass material (diameter: about 1 to 8 mm) was produced by a containerless floating method using an apparatus according to FIG. 1 using small pieces of the obtained glass raw material lump. A 100 W CO 2 laser oscillator was used as the heat source. Moreover, nitrogen gas was used as gas for suspending a glass raw material lump, and it supplied with the flow volume of 1-30 L / min.

得られたガラス材について、回転検光子法を用いてベルデ定数を測定した。具体的には、得られたガラス材を1mm程度の厚さとなるよう研磨加工し、15kOeの磁場中で波長400〜1100nmでのファラデー回転角を測定し、ベルデ定数を算出した。なお、波長の掃引速度は6nm/分とした。結果を表1及び図2に示す。   About the obtained glass material, the Verde constant was measured using the rotation analyzer method. Specifically, the obtained glass material was polished so as to have a thickness of about 1 mm, the Faraday rotation angle at a wavelength of 400 to 1100 nm was measured in a magnetic field of 15 kOe, and the Verde constant was calculated. The wavelength sweep rate was 6 nm / min. The results are shown in Table 1 and FIG.

表1から明らかなように実施例1〜3のガラス材は、V800/(V400−V1100)が0.186〜0.190、V400−V1100が1.764〜2.401であり、V400が1.930〜2.632と大きくなった。一方、比較例のガラス材は、V800/(V400−V1100)0.223、V400−V1100が1.256であり、V400が1.401と小さくなった。なお、図2から明らかなように、実施例1のガラス材は比較例のガラス材と比較してベルデ定数の絶対値の波長依存性が大きく、低波長域でのベルデ定数の絶対値が大きくなっていることがわかる。 As is clear from Table 1, in the glass materials of Examples 1 to 3, V 800 / (V 400 -V 1100 ) is 0.186 to 0.190, and V 400 -V 1100 is 1.764 to 2.401. Yes, V 400 is as large as 1.930 to 2.632. On the other hand, the glass material of the comparative example, V 800 / (V 400 -V 1100) 0.223, V 400 -V 1100 is 1.256, V 400 was as small as 1.401. As is clear from FIG. 2, the glass material of Example 1 has a larger wavelength dependency of the absolute value of the Verde constant than the glass material of the comparative example, and the absolute value of the Verde constant in the low wavelength region is large. You can see that

本発明のガラス材は、光アイソレータ、光サーキュレータ、磁気センサ等の磁気デバイスを構成する磁気光学素子として好適である。   The glass material of the present invention is suitable as a magneto-optical element constituting a magnetic device such as an optical isolator, an optical circulator, or a magnetic sensor.

1:ガラス材の製造装置
10:成形型
10a:成形面
10b:ガス噴出孔
11:ガス供給機構
12:ガラス原料塊
13:レーザー光照射装置
1: Glass material manufacturing apparatus 10: Mold 10a: Molding surface 10b: Gas ejection hole 11: Gas supply mechanism 12: Glass raw material block 13: Laser beam irradiation apparatus

Claims (7)

Tbを含有するガラス材であって、
波長400nmにおけるベルデ定数の絶対値V400、波長800nmにおけるベルデ定数の絶対値V800、及び、波長1100nmにおけるベルデ定数の絶対値V1100が、下記の関係式を満たすことを特徴とするガラス材。
800/(V400−V1100)≦0.21
A glass material containing Tb,
Absolute value V 400 of the Verdet constant in the wavelength 400 nm, the absolute value V 800 of Verdet constant at wavelengths 800nm and, the absolute value V 1100 of the Verdet constant in the wavelength 1100 nm, a glass material characterized by satisfying the relationship:.
V 800 / (V 400 -V 1100 ) ≦ 0.21
400−V1100≧1.3を満たすことを特徴とする請求項1に記載のガラス材。 The glass material according to claim 1, wherein V 400 −V 1100 ≧ 1.3 is satisfied. 400≧1.45であることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス材。 The glass material according to claim 1, wherein V 400 ≧ 1.45. モル%で、Tbを30%以上含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス材。 The glass material according to claim 1, wherein the glass material contains 30% or more of Tb 2 O 3 in mol%. モル%で、Tb 30〜80%、SiO 0〜70%、B 0〜70%、Al 0〜70%を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス材。 In mole%, Tb 2 O 3 30~80% , SiO 2 0~70%, B 2 O 3 0~70%, claims 1 to 4, characterized in that it contains Al 2 O 3 0~70% The glass material as described in any one of these. 磁気光学素子として用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス材。   The glass material according to claim 1, wherein the glass material is used as a magneto-optical element. ファラデー回転素子として用いられることを特徴とする請求項6に記載のガラス材。   The glass material according to claim 6, wherein the glass material is used as a Faraday rotation element.
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