JP2022516920A - フルオロリン酸塩ガラス、ガラスプレフォーム、光学素子及びそれを有する光学機器 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、2019年01月25日に中国国家知識産権局に提出した、特許出願番号が201910074753.Xであり、出願名が「成都光明光電株式有限公司」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容の全てが参照によって本開示に組み込まれる。
P5+は、ガラスの中で網目構造として機能する重要な必須成分である。導入量が20モル%未満であれば、ガラスの安定性が低下し、結晶化傾向が大きくなるが、その導入量が40モル%を超えると、所定の光学性能を満たすことができない。従って、本開示におけるP5+の含有量は20~40モル%であり、P5+の含有量は好ましくは25~35モル%であり、より好ましくは28~33モル%である。
本開示のガラスの短波長透過スペクトル特性は、着色度(λ80/λ5)で表される。λ80は、ガラスの透過率が80%に到達する時に対応する波長であり、λ5は、ガラスの透過率が5%に到達する時に対応する波長であり、そのうち、λ80の測定は、互いに平行であり且つ光学研磨された2つの対向平面を備えて厚さが10±0.1mmのガラスを用いて、280nmから700nmの波長域内の分光透過率を測定し且つ透過率80%の波長を示す。分光透過率又は透過率とは、ガラスの上記表面に強度Iinの光を垂直に入射し、ガラスを透過して1つの平面から強度Ioutの光を出射した場合に、Iout/Iinで表される量であり、且つガラスの上記表面での表面反射損失も含めた透過率である。ガラスの屈折率が高いほど表面反射損失が大きくなる。従って、本開示の光学ガラスにおいて、λ80の値が小さいということは、ガラス自体の着色が少ないことを意味する。本開示の光学ガラスの透過率が80%に到達する時に対応する波長(λ80)が350nm以下であり、好ましくは345nm以下であり、そのガラスの透過率が5%に到達する時に対応する波長(λ5)が300nm以下であり、好ましくは295nm以下である。
フルオロリン酸塩ガラスの密度は、温度が20℃である時に単位体積当たりの重量であり、単位をg/cm3で表し、本開示のフルオロリン酸塩ガラスの密度は、3.5g/cm3以下であり、好ましくは3.45g/cm3以下であり、より好ましくは3.4g/cm3以下である。
フルオロリン酸塩ガラスは、ある温度区間で徐々に固体から可塑状態に変化する。転移温度Tgとは、ガラス試料が室温から軟化温度Tsまで昇温し、その低温領域と高温領域の直線部の延長線が交わる交点に対応する温度である。転移温度Tgは、GB/T7962.16-2010に規定された方法で測定した。
本開示のフルオロリン酸塩ガラスは、屈折率ndが1.50~1.55であり、好ましくは1.51~1.54であり、アッベ数vdが70以上であり、好ましくは70~76であり、より好ましくは70~75である。
試料を相対湿度90%の飽和水蒸気雰囲気のテストボックスに放置し、40℃~50℃で1hごとに交替サイクルし、15サイクルを繰り返す。試料の放置前後の濁度変化量に応じて、耐候性の類別を分類し、ここで、濁度とは、無色の光学ガラスが大気に侵食された後に、その表面に「白斑点」や「白化」などの変質層が発生することをいう。ガラス表面の侵食程度は、試料の侵食前後の濁度差を測定することにより確定する。濁度測定は、ヘーズ表示値の相対誤差±5%以内の積分球式濁度計を用いて行う。以下の表は耐候性分類の詳細である。
フルオロリン酸塩ガラス素子は、製造及び使用過程において、その研磨表面が酸などの様々な腐食性媒体の作用に抵抗する能力は、光学ガラスの化学的安定性と呼ばれ、それは主にガラスの化学成分に依存し、本開示のフルオロリン酸塩ガラスの耐水機能の安定性DW(粉末法)は、3級以上であり、好ましくは2級以上であり、より好ましくは1級である。
Claims (19)
- フルオロリン酸塩ガラスであって、カチオンとアニオンとを含み、
前記カチオンは、
20~40モル%のP5+と、
5~25モル%のAl3+と、
5~20モル%のBa2+と、
15~35モル%のLi+と、
1~15モル%のNa+と、
0~8モル%のY3+と、
0~15モル%のZn2+と、を含み、
前記アニオンは、
25~45モル%のF-と、
55~75モル%のO2-と、を含み、
ただし、n(Y 3++Al 3+ )/n(Zn 2++Ba 2++P 5+ )は0.27以上である、
フルオロリン酸塩ガラス。 - 前記カチオンは、
25~35モル%のP5+、及び/又は
10~22モル%のAl3+、及び/又は
6~15モル%のBa2+、及び/又は
18~30モル%のLi+、及び/又は
3~12モル%のNa+、及び/又は
0~5モル%のY3+、及び/又は
0~10モル%のZn2+を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記カチオンは、
28~33モル%のP5+、及び/又は
12~20モル%のAl3+、及び/又は
8~13モル%のBa2+、及び/又は
20~26モル%のLi+、及び/又は
5~9モル%のNa+、及び/又は
0~3モル%のY3+、及び/又は
0~7モル%のZn2+を含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記アニオンは、
30~40モル%のF-、好ましくは33~38モル%のF-、及び/又は
60~70モル%のO2-、好ましくは62~67モル%のO2-を含む、
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - n(Y 3++Al 3+ )/n(Zn 2+ +Ba 2+ +P 5+ )=0.27~0.54である、
ことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - n(Al 3++Zn 2+ )/n(Y 3+ +Ba 2+ +P 5+ )=0.26~0.8であり、好ましくは0.26~0.6であり、より好ましくは0.26~0.53である、
ことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - n(Ba 2++P 5+ )/n(Zn 2+ +Y 3+ +P 5+ )が1.465以下であり、好ましくは1.42以下であり、より好ましくは0.97~1.415である、
ことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - nBa 2+/n(Y 3+ +Li + +Na + )=0.08~1.25であり、好ましくは0.13~0.71であり、より好ましくは0.21~0.52である、
ことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記カチオンは、
0~15モル%のCa2+、好ましくは1~10モル%、さらに好ましくは3~7モル%のCa2+、及び/又は
0~10モル%のSr2+、好ましくは0.5~8モル%、さらに好ましくは0.5~5モル%のSr2+をさらに含む、
ことを特徴とする請求項1~8のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - n(Ba 2++Ca 2+ )/n(Y 3+ +Li + +Na + )が0.9以下であり、好ましくは0.75以下である、
ことを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - n(Li ++Na + )/n(Zn 2+ +Ba 2+ +Sr 2+ +Ca 2+ )が0.9以上であり、好ましくは0.92~3であり、より好ましくは0.92~1.49である、
ことを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - n(Sr 2++Ba 2+ )/n(Al 3+ +Na + +Zn 2+ )が1.9以下であり、好ましくは1.75以下であり、より好ましくは0.35~0.84である、
ことを特徴とする請求項1~11のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記カチオンは、
0~15モル%のMg2+、好ましくは0~10モル%のMg2+、及び/又は
0~10モル%のK+、好ましくは0~5モル%のK+、及び/又は
0~5モル%のLa3+、好ましくは0~3モル%のLa3+、及び/又は
0~5モル%のGd3+、好ましくは0~3モル%のGd3+、及び/又は
0~5モル%のB3+、好ましくは0~2モル%のB3+、及び/又は
0~5モル%のSi4+、好ましくは0~3モル%のSi4+、及び/又は
0~5モル%のZr4+、好ましくは0~3モル%のZr4+、及び/又は
0~8モル%のTi4+、Nb5+、W6+及びBi3+の和、好ましくは0~5モル%のTi4+、Nb5+、W6+及びBi3+の和、及び/又は
0~5モル%のYb3+、好ましくは0~3モル%のYb3+、及び/又は
0~5モル%のTa5+、好ましくは0~3モル%のTa5+、及び/又は
0~5モル%のGe4+、好ましくは0~3モル%のGe4+をさらに含む、
ことを特徴とする請求項1~12のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記フルオロリン酸塩ガラスの屈折率が1.50~1.55であり、好ましくは1.51~1.54であり、アッベ数が70~76であり、好ましくは70~75である、
ことを特徴とする請求項1~13のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記フルオロリン酸塩ガラス転移温度が400℃以下であり、好ましくは390℃以下であり、より好ましくは380℃以下であり、λ80は、350nm以下であり、好ましくは345nm以下であり、λ5は、300nm以下であり、好ましくは295nm以下であり、耐候性は、3級以上であり、好ましくは2級以上であり、より好ましくは1級以上である、
ことを特徴とする請求項1~14のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - 前記フルオロリン酸塩ガラスの密度が3.5g/cm3以下であり、好ましくは3.45g/cm3以下であり、より好ましくは3.4g/cm3以下であり、耐水性は、3級以上であり、好ましくは2級以上であり、より好ましくは1級以上である、
ことを特徴とする請求項1~15のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス。 - ガラスプレフォームであって、前記ガラスプレフォームは請求項1~16のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラスを用いて製造された、
ガラスプレフォーム。 - 光学素子であって、前記光学素子は請求項1~16のいずれかに記載のフルオロリン酸塩ガラス又は請求項17に記載のガラスプレフォームを用いて製造された、
光学素子。 - 光学機器であって、前記光学機器は請求項18に記載の光学素子を有する、
光学機器。
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