JP2023092517A - 高屈折率を有する光学ガラス - Google Patents
高屈折率を有する光学ガラス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023092517A JP2023092517A JP2022203188A JP2022203188A JP2023092517A JP 2023092517 A JP2023092517 A JP 2023092517A JP 2022203188 A JP2022203188 A JP 2022203188A JP 2022203188 A JP2022203188 A JP 2022203188A JP 2023092517 A JP2023092517 A JP 2023092517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cation
- glass
- optical glass
- proportion
- cat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 219
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 214
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 20
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 40
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 29
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 20
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 8
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 abstract 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 15
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 14
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 11
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- CNHRNMLCYGFITG-UHFFFAOYSA-A niobium(5+);pentaphosphate Chemical compound [Nb+5].[Nb+5].[Nb+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O CNHRNMLCYGFITG-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 3
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B titanium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Ti+4].[Ti+4].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O JUWGUJSXVOBPHP-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- AJHQUQJABBRDOW-UHFFFAOYSA-N [Nb].[La] Chemical compound [Nb].[La] AJHQUQJABBRDOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004456 color vision Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- -1 niobium cation Chemical class 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBYNNYGGLWJASC-UHFFFAOYSA-N barium titanium Chemical compound [Ti].[Ba] XBYNNYGGLWJASC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910001451 bismuth ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(IV) oxide Inorganic materials O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/062—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight
- C03C3/064—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron
- C03C3/068—Glass compositions containing silica with less than 40% silica by weight containing boron containing rare earths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0085—Compositions for glass with special properties for UV-transmitting glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0092—Compositions for glass with special properties for glass with improved high visible transmittance, e.g. extra-clear glass
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/02—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
【課題】高い屈折率、およびできるだけ低い液相線温度、並びに有利にはできるだけ高い内部透過率を有し、比較的高いアッベ数を有する光学ガラスを提供する。【解決手段】前記課題は、２．１０を上回る屈折率ｎdを有し、少なくともＴｉＯ2、ＮｂＯ2.5およびＬａＯ1.5を含む光学ガラスであって、以下の特徴： カチオン特性値Ｋ １．８＜Ｋ≦２８、ここでＫ＝（Ｔｉ等価物＋ＳｉＯ2＋（ＢＯ1.5）／２）／（Ｌａ等価物）であり、Ｔｉ等価物、ＳｉＯ2、ＢＯ1.5およびＬａ等価物のモル割合はカチオン％で前記カチオン特性値Ｋに入れられる； ガラス成分ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3の合計 ８．０モル％≦（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）≦２０．０モル％、ここでＢ2Ｏ3の割合は０モル％を上回り、且つＳｉＯ2の割合は０モル％を上回る； 温度Ｔmax≦１３３０℃を有する、前記光学ガラスによって解決される。【選択図】図１
Description
本発明は光学ガラス、ガラス物品およびその使用に関する。
本発明は光学部品およびレンズ並びにメタ光学部品の分野において、および「拡張現実」（英語の「Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｒｅａｌｉｔｙ」）において用いられ得るガラスに関する。後者は、殊に視覚的に提示されたコンピュータ生成の情報について、現実を拡張することであると理解される。拡張現実は、特別なＡＲ眼鏡を介して実現される。これはそれぞれ、ガラス製の平面状の導波路を１～３個含有する光学的な構造部材を有する。その導波路上にさらに、可視スペクトル範囲の赤色領域、緑色領域および場合により青色領域におけるそれぞれ１つの波長用の格子が組み込まれている。これを介して、仮想的な像もしくは情報が導波路において結合および取り出され、目の前で可視化される。導波路として機能するガラス基材の屈折率値が高いことは、広い視野（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｖｉｅｗ； ＦｏＶ）を実現できるという利点を有する。その際、ＦｏＶはシステムにおける最小の屈折率値を通じて、つまり、赤色スペクトル領域におけるガラスの屈折率値を通じて決定される。従って、５８７．６ｎｍでの高い屈折率値ｎd以外に、さらに比較的大きなアッベ数、ひいては小さな分散を有するガラスが好ましい。メタ光学部品とは、その構造サイズが光の波長よりも著しく小さい、例えば５分の１または１０分の１であるナノ光学部品と理解される。
重いガラスの成分、つまり、高いモル質量を有する成分は、屈折率値（屈折率とも称される）を高めるために寄与するが、同時にガラスの密度を高め、そのことは不利である。その際、そのようなガラスの密度は、屈折率の上昇に伴って不相応に上昇することが多い。これは、ＡＲ用途のためにガラス基材が薄くされ得るにしても、そのガラス基材が著しく重くなることを意味し、そのことがＡＲ眼鏡の長時間の装着を不快にする。ヘッドセットから標準的な眼鏡の形態に移行する傾向があり、それはより長時間、または通常の眼鏡のように常に装着されるものなので、眼鏡を軽くする必要がある。この軽量化は、多くの他の使用分野のためにも有利であり、なぜならＤＳＬＲ分野におけるカメラ光学部品も非常にかさばるか、または非常に重いことが非常に多く、そのことがオートフォーカスの電池の出力需要を著しく高めるからである。
さらに、高屈折率ガラスは好ましくは、可視波長領域において特に良好な内部透過率τi（英語の「ｉｎｔｅｒｎａｌ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ」）を有するべきである。これに関し、特に高屈折率ガラスの場合、殊に低い方の可視波長領域、例えば青色領域４２０ｎｍ～４９０ｎｍにおける、とりわけ４２０ｎｍ、４５０ｎｍまたは４６０ｎｍでの内部透過率が問題として明らかになっている。これに関し、ガラスのいわゆる「ＵＶ端」、つまりスペクトルの可視領域から引き続くＵＶ領域への透過率曲線の低下が説明されることが多い。ＵＶ端が可視領域に広くシフトし過ぎるか、または充分急峻に上昇しない場合、透過率特性は低い方の可視波長領域において用途によっては充分に良好ではなく、ガラスが黄色がかっていることが多い。さらに、可視領域全体（殊に３８０ｎｍ～８００ｎｍ）において特に高い屈折率を有するガラスを提供するのは困難であることが判明している。
高屈折率ガラスのさらなる問題は、そのようなガラスは高い液相線温度、つまり、溶融物と固体もしくは結晶とが平衡状態にある温度を有することである。液相線温度を下回ると、溶融物から結晶が析出する。高屈折率ガラスはガラス形成剤の割合が低く、且つ非常に低い粘度を有するので、そのようなガラスの場合、液相線温度を下回ることは非常に急速な結晶の形成をもたらし、なぜなら、溶融物の「粘性」による結晶化についての動力学的な阻害がないか、もしくは非常に少ないからである。従って、高い溶融温度は高い液相線温度を伴う。高い液相線温度はさらに不利であり、なぜなら、高温の際、耐熱性材料（とりわけ溶解された形態および粒子としての白金）が侵入するという問題が生じかねないからである。さらに、高温は複数の価数のガラス成分（殊にニオブおよびチタン）が部分的に還元されて、それぞれ、より低い酸化数で存在することをもたらすことがあり、そのことはガラスの着色の問題および透過率の低下をもたらすことがある。低い内部透過率は、ＡＲ眼鏡においても、他の光学的な構造部材についても投影される像の色感を歪曲する。さらに、高い液相線温度は、高屈折率ガラスの製造コストを高める。
従来技術におけるガラスのいくつかは、リン酸ニオブ系またはリン酸チタン系に由来するので、それらはＰ2Ｏ5およびニオブおよび／またはチタンを多大な割合で含有する。これらのガラス、殊にリン酸ニオブガラスは２．１未満の屈折率値を有し、且つ生産において非常に問題があることがあり、なぜなら、ただでさえ既に還元性に作用するリン酸系において、例えば高すぎる溶融温度および清澄温度による酸素の損失が、低下した酸化数をもたらすからである。ニオブの場合、これは例えばＶ未満の酸化数であり、チタンの場合、ＩＶ未満の酸化数である。これは、ニオブ系においては濃い茶色から黒色の着色をもたらすか、またはチタン系においては黄緑青色～茶色の着色をもたらすことがある。さらに、リン酸チタン系におけるチタンは結晶化傾向を顕著に高め、それは重フリント分野において既存の高屈折率ガラスの公知の問題であり、その際、例えばそれはもはや再プレス可能ではない。ニオブとは対照的に、最も高い酸化数のチタンでさえ、可視領域の端部（ＵＶ領域に向かって）で吸収し、それは高い含有率ではケイ酸バリウムチタンの公知の黄ばみを引き起こす。
さらに、リン酸ニオブのガラス類、例えば高屈折の重フリント類、またはランタン重フリント類は、界面で結晶化する傾向があるだけでなく、非常に速い結晶成長も示し、そのことにより、後の冷却（応力冷却または屈折度の調整）が、場合により予め核生成したガラスにとって危機的になる。さらに、そのガラスは比較的脆く、従って非常に薄いウェハに研磨することが困難であることが知られている。
独国特許出願公開第１０２００６０３０８６７号明細書(DE102006030867 A1)においては、２０００以上の屈折率ｎdを有する光学ガラスが記載されている。そこで開示されるガラスは高含有率の酸化バリウムを有し、それはガラス形成および屈折率値に悪影響を及ぼす。
米国特許出願公開第２０１６０１９４２３７号明細書(US20160194237 A1)は、ケイ素、ホウ素、ランタン、チタン、ニオブおよびジルコニウムを含有する光学ガラスを記載しているが、それは通常、２．１０未満の屈折率値しか有さない。欧州特許出願公開第３８４５５０３号明細書(EP3845503 A1)、特開２０２０－５９６２９号明細書(JP202059629 A1)、国際公開第２０２１０８５２７１号(WO2021085271 A1)も、２．１０未満、大抵は２．０５未満の屈折率値を有するガラスしか開示していない。
本発明の課題は、従来技術からの欠点を克服する光学ガラスを提供することである。さらに、本発明の課題は、高い屈折率ｎd、およびその際できるだけ低い液相線温度、並びに有利にはできるだけ高い内部透過率を有し、比較的高いアッベ数を有するガラスを提供することである。前記ガラスは有利にはできるだけ低い密度を示し、良好に熱間成形でき且つ良好に加工可能であるべきである。前記の課題は、特許請求の範囲の対象によって解決される。
発明の説明
１つの態様において、本発明は２．１０を上回る屈折率ｎdを有し、少なくともＴｉＯ2、ＮｂＯ2.5およびＬａＯ1.5を含む光学ガラスであって、以下の特徴：
・ カチオン特性値Ｋ １．８＜Ｋ≦２８、ここでＫ＝（Ｔｉ等価物＋ＳｉＯ2＋（ＢＯ1.5）／２）／（Ｌａ等価物）であり、Ｔｉ等価物、ＳｉＯ2、ＢＯ1.5およびＬａ等価物のモル割合はカチオン％で前記カチオン特性値Ｋに入れられる、
・ ガラス成分ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3の合計 ８．０モル％≦（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）≦２０．０モル％、ここでＢ2Ｏ3の割合は０モル％を上回り、且つＳｉＯ2の割合は０モル％を上回る、
・ 温度Ｔmax≦１３３０℃
を有する、前記ガラスに関する。
１つの態様において、本発明は２．１０を上回る屈折率ｎdを有し、少なくともＴｉＯ2、ＮｂＯ2.5およびＬａＯ1.5を含む光学ガラスであって、以下の特徴：
・ カチオン特性値Ｋ １．８＜Ｋ≦２８、ここでＫ＝（Ｔｉ等価物＋ＳｉＯ2＋（ＢＯ1.5）／２）／（Ｌａ等価物）であり、Ｔｉ等価物、ＳｉＯ2、ＢＯ1.5およびＬａ等価物のモル割合はカチオン％で前記カチオン特性値Ｋに入れられる、
・ ガラス成分ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3の合計 ８．０モル％≦（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）≦２０．０モル％、ここでＢ2Ｏ3の割合は０モル％を上回り、且つＳｉＯ2の割合は０モル％を上回る、
・ 温度Ｔmax≦１３３０℃
を有する、前記ガラスに関する。
本発明は大部分が、ガラス成分のカチオンの互いのモル割合の正確な調整に基づく。従って、ガラス組成をカチオン％での記述によって特徴付けることが合理的である。当然、ガラスはアニオン、殊に酸素も含有する。ただし、本発明によるガラスの特性はアニオンによってはあまり決定されないので、本発明の本質はカチオンの組成のほうにある。
「カチオンパーセント」（略してカチオン％）との用語は、ガラス中のカチオンの全体の含有率に対するカチオンの相対的なモル割合に関する。当然、ガラスはアニオンも含有し、ガラス中のアニオンの全体の含有率に関するその相対的なモル割合はアニオンパーセント（アニオン％）として示される。本発明の範囲において、カチオンはそれぞれ最高の酸化数で述べられ、アニオンとしての酸素との電荷平衡で表される。しかしながらこれは、ガラス中のカチオンが最高の酸化数でのみ存在しなければならないことを意味するのではない。例えばヒ素およびアンチモンの場合、カチオンはガラス中に３価の酸化数および５価の酸化数で併存することがある。よりわかりやすくするために、ガラス組成の説明においては成分の元素名、例えば「ニオブ」も使用される。これは例えば「ニオブのカチオン」の代わりであり、従ってガラス中に元素状のニオブが存在することを意味するのではない。
カチオンに加えて、本発明によるガラスはアニオンも有し、それは好ましくはＯ2-、Ｆ-、Ｂｒ-、Ｃｌ-からなる群から選択される。Ｏ2-のモル割合は、アニオンに関して有利には少なくとも５０％（アニオン％）、さらに好ましくは少なくとも７０％、また好ましくは少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９９％であるべきである。好ましい実施態様において、前記ガラスはアニオンとしてＯ2-のみを含有し、他のアニオンは不含である。
いくつかの組成の特徴は、酸化物のガラス成分のモル割合について述べることによってより良好に説明できる。そのような場合、それぞれのガラス成分、またはガラス成分の合計はモル％で明示的に述べられる。モル％での記述は、カチオン％で記述されるガラス組成から計算できる。
本発明の範囲において、ＳｉＯ2を有する、ＴｉＯ2を多く含むガラス系は、冒頭で記載されたリン酸ニオブ系またはリン酸チタン系のガラスとは異なり、達成可能な内部透過率に関して安定であり、より高い屈折率値、且つそれにもかかわらず比較的低い密度を有することが判明した。屈折率値の増加に伴い、失透傾向が増加する。それにもかかわらず、ｎd＞２．１０を有する本発明によるガラスは、公知のチタン、ニオブおよびランタン含有ガラスと同様の安定な失透を有することが判明した。
本発明による光学ガラスはガラス成分の特定のカチオンの割合（カチオン％）の特別な比を有し、それはカチオン特性値Ｋとして示され、以下のように決定される：
Ｋ＝（Ｔｉ等価物＋ＳｉＯ2＋（ＢＯ1.5）／２）／（Ｌａ等価物）。
Ｋ＝（Ｔｉ等価物＋ＳｉＯ2＋（ＢＯ1.5）／２）／（Ｌａ等価物）。
本発明によるガラスについては１．８＜Ｋ≦２．８が該当する。
この条件は、高い屈折率値および高い内部透過率を達成するために有利な成分について、アモルファスガラスを形成する、つまり結晶相が形成されないことが可能である組成範囲を規定する。そのような高屈折率ガラス系においては、低い液相線温度で安定なガラス範囲を得ることが課題である。本発明による条件を通じて、そのような組成範囲が見出され、二元系または三元系の場合の混和ギャップと同様に説明される。
その際、前記ガラスはさらに温度点Ｔmax≦１３３０℃およびｎd＞２．１０を有する。
カチオン特性値Ｋにおいて、ガラス組成のカチオンは、その結晶イオン半径に相応して（例えばＲ．Ｄ．Ｓｈａｎｎｏｎ； Ｒｅｖｉｓｅｄ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｉｏｎｉｃ Ｒａｄｉｉ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｉｎｔｅｒ Ａｔｏｍｉｃ Ｄｉｓｔａｎｃｅｓ；Ｈａｌｉｄｅｓ ａｎｄ Ｃｈａｌｃｏｇｅｎｉｄｅｓ； Ａｃｔａ ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ． Ｓｅｃｔｉｏｎ Ａ， ３２， ７５１， １９７６に開示）、種々の群に区分される：
チタン等価物（Ｔｉ等価物）は、チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ（ＮｂＯ2.5）、ジルコニウム（ＺｒＯ2）、タングステン（ＷＯ3）、タンタル（ＴａＯ2.5）、アルミニウム（ＡｌＯ1.5）、アンチモン（ＳｂＯ2.5）およびヒ素（ＡｓＯ2.5）のカチオン、つまり１００ｐｍ未満の小さめのイオン半径を有するイオンのモル割合の合計から構成される。
チタン等価物（Ｔｉ等価物）は、チタン（ＴｉＯ2）、ニオブ（ＮｂＯ2.5）、ジルコニウム（ＺｒＯ2）、タングステン（ＷＯ3）、タンタル（ＴａＯ2.5）、アルミニウム（ＡｌＯ1.5）、アンチモン（ＳｂＯ2.5）およびヒ素（ＡｓＯ2.5）のカチオン、つまり１００ｐｍ未満の小さめのイオン半径を有するイオンのモル割合の合計から構成される。
ランタン等価物（Ｌａ等価物）は、ランタン（ＬａＯ1.5）、ガドリニウム（ＧｄＯ1.5）、イットリウム（ＹＯ1.5）およびイッテルビウム（ＹｂＯ1.5）のカチオン、つまり、１００ｐｍを上回る大きめのイオン半径を有するイオンのモル割合の合計から形成される。Ｌａ等価物はカチオン特性値の除数である。
ガラス形成剤であるケイ素（ＳｉＯ2）およびホウ素（ＢＯ1.5）のモルでのカチオン％も前記条件に入っており、それらはチタン等価物のカチオン％の割合に加えられ、チタン等価物と共にカチオン特性値の被除数を構成する。ガラス組成において、物質量を考慮するとＳｉＯ2はＢ2Ｏ3によって置き換えられることができ、その際、屈折率はほぼ同じレベルのままであるので、ＢＯ1.5のカチオン％の半分のみ、つまり（ＢＯ1.5）／２が前記条件に入る。
特定の比における種々の大きさのカチオンの本発明による選択および混合によって、効率的に結晶形成に対抗することができる。
カチオン特性値Ｋは本発明によれば１．８を上回り且つ最大２．８である。カチオン特性値が１．８以下である場合、Ｔmaxが高くなり過ぎるので、プロセス中で必須の高温に起因して耐熱性材料が侵入することおよび複数の価数の酸化物の還元の増加によって、内部透過率が低下する。さらに、Ｋが小さくなると屈折率値は低下する傾向があり、なぜなら、ランタン等価物はチタン等価物よりも屈折率値を強く高めないからである。しかし、カチオン特性値も高すぎてはならない。Ｋが２．８より大きい場合、ガラス中に含有されるランタン等価物が少な過ぎ、そのことは結晶化傾向、ひいてはＴmaxに悪影響を及ぼす。さらに、カチオン特性値Ｋが高過ぎる、ひいてはチタン等価物が多過ぎる場合、前記ガラスは、複数の価数の酸化物、例えばＴｉＯ2およびＮｂＯ2.5の割合が高いことに基づき、還元、ひいては変色する傾向がより強い。カチオン特性値の有利な下限は、少なくとも１．９またはそれより上、または少なくとも２．０であることができる。特に有利な実施例は、２．０を上回るカチオン特性値についての下限、または少なくとも２．１またはそれより上、または少なくとも２．２またはそれより上、または少なくとも２．２５またはそれより上、または少なくとも２．３またはそれより上の下限を有する。本発明のいくつかの有利な変形形態は、最高２．７５またはそれ未満、または最高２．７またはそれ未満、またはいくつかの好ましい変形形態については最高２．６またはそれ未満のカチオン特性値Ｋの上限を有し得る。
さらに、本発明によるガラスの場合、ガラス成分ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3の合計は少なくとも８．０モル％且つ最高２０．０モル％であり、ここでＢ2Ｏ3の割合は０モル％を上回り、且つＳｉＯ2の割合は０モル％を上回る。酸化物に基づくモル％でのガラス成分ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3の割合はそれぞれ、カチオン％で記述された組成から算出され得る。本発明によるガラスは少なくとも８．０モル％、有利には８．０モル％より多く、有利には少なくとも９．０モル％、または少なくとも１０．０モル％の（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）の合計を必要とし、それによって溶融プロセスにおいてガラス状の組成物が形成され得る。しかしながら、その合計については、２０．０モル％の条件を上回るべきではなく、なぜなら、そうでなければガラス中に包含される屈折率を高めるガラス成分の割合が少なくなり過ぎるので、生じる屈折率が低くなり過ぎるからである。ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3の合計についての有利な上限は＜２０．０モル％であることができる。特に有利な実施態様について、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3の合計の上限は最大１９．０モル％、または最大１８．０モル％であることができる。いくつかの有利な変形形態は、最大１７．０モル％、または最大１６．５モル％の合計の上限も有し得る。Ｂ2Ｏ3は有利には少なくとも１．０モル％、または少なくとも１．５モル％、または少なくとも２．０モル％、且つ／または有利には最高１９．０モル％、または最高１７．０モル％、または最高１５．０モル％、または最高１３．０モル％、または最高１２．０モル％であることができる。ＳｉＯ2は有利には少なくとも１．０モル％、または少なくとも２．０モル％、または少なくとも３．０モル％、且つ／または有利には最高１９．０モル％、または最高１８．０モル％、または最高１６．０モル％、または最高１５．０モル％であることができる。
さらに、本発明によるガラスは温度Ｔmax≦１３３０℃を有する。Ｔmaxは組成に依存するガラスの変数であり、出発材料（例えば原料、破片など）から「完全な」溶融物を生成するために、溶融プロセスにおいて少なくとも必要とされる温度を記述する。その際、「完全な」溶融物は、溶融残留物、例えば完全には溶融されていない原料、および結晶が溶融物中にない場合に存在する。冒頭で説明したとおり、耐熱性材料がガラス中に侵入すること、およびより低い酸化数での複数の価数のイオンによるガラスの着色を回避するために、溶融温度および清澄温度はできるだけ低くする必要がある。それによって、高い内部透過率を達成できる。できるだけ高い内部透過率を達成するという要件に基づき、溶融温度および清澄温度を任意に高く選択することはできないため、溶融温度は上限があり、それ故にここで記載される温度点は「Ｔmax」としても示される。従って、Ｔmaxは結晶不含の完全な溶融物がまだ生成され得る最低温度である。この関係に基づき、Ｔmaxはガラスの液相線温度についての良好な尺度である（下記参照）。
本発明の範囲において、ガラス組成物のＴmaxは一連の実験で研究室規模で系統的に特定され、小さなるつぼ内の出発成分から、それぞれ体積２０ｍｌを有する同じガラスを異なる最高温度で溶融し、その際、１０℃の温度ステップが選択される。引き続き、最低温度から始まって最高温度まで、完全な溶融物が既に形成されたかどうか、または残留物および／または結晶がガラス中にまだあるかどうかについて、溶融結果を視覚的に評価する。
組成物についてこのように算出されたＴmax値は、より大きな体積（例えば１リットル）での研究室の溶融物でも再現することができた。さらに、さらなる実験は、温度点Ｔmaxがガラスの液相線温度よりわずかに高いだけであることを示した。扱いが容易な研究室の方法において特定された温度点Ｔmaxが、ここでは正確に特定されていないガラスの液相線温度についての良好な尺度であることが導き出された。
本発明の有利なさらなる構成において、Tmaxは１３３０℃未満、有利には最高１３２０℃、有利には最高１３１０℃、好ましくは最高１３００℃である。いくつかの有利な変形形態は、最高１２９０℃、または最高１２８０℃のＴmaxを有する。
さらに、本発明によるガラスは２．１０を上回る屈折率ｎdを有し、それによってシステム、例えばＡＲ眼鏡の有利な大きいＦｏＶを実現できる。
有利な実施態様において、屈折率ｎdは２．１００を上回り、有利には少なくとも２．１１０、有利には少なくとも２．１１５、有利には少なくとも２．１２０、有利には少なくとも２．１２５、または有利には少なくとも２．１３０、または少なくとも２．１３３である。有利なｎdの上限は２．２０または２．２００または２．１９５または２．１９０または２．１８９であることができる。従って、全体として屈折率は有利には２．１０～２．２０の範囲であることができる。屈折率ｎdは当業者には公知であり、殊に波長約５８７．６ｎｍ（ヘリウムのｄ線の波長）での屈折率を示す。どのように屈折率ｎdを特定できるのかは、当業者に公知である。
好ましくは、屈折率は屈折計を用いて、殊にＶブロック屈折計を用いて特定される。その際、殊に正方形またはほぼ正方形の底面を有する試料（例えば約２０ｍｍ×２０ｍｍ×５ｍｍの寸法を有する）を使用できる。Ｖブロック屈折計を用いて測定する際、試料は通常、既知の屈折率を有するＶ字型のブロックプリズム内に設置される。入射光線の屈折は試料の屈折率とＶブロックプリズムの屈折率との間の差に依存するので、試料の屈折率を特定できる。測定は好ましくは温度２２℃で行われる。
本発明の範囲において、２．１０を上回る屈折率ｎdと、低い温度点Ｔmax、つまり低い液相線温度とを有する光学ガラスを提供することに成功し、そのことによって高い内部透過率を有するガラスを提供することができる。
前記ガラスの有利な実施態様は、波長４６０ｎｍおよび試料厚１０ｍｍで測定して少なくとも７５％、殊に少なくとも７９％、殊に少なくとも８２％、または少なくとも８５％、または少なくとも８７％、または少なくとも８８％、または少なくとも９０％、または少なくとも９２％、または少なくとも９３％、または少なくとも９４％、または少なくとも９５％、または少なくとも９７％の内部透過率を有する。導波路としてのガラスの機能において、例えばＡＲ眼鏡において生成される像の場合、色感は歪曲されない。
内部透過率もしくは内部透過度は、例えばＤＩＮ５０３６－１：１９７８に準拠して、当業者によく知られた方法で測定できる。本明細書において、内部透過率の記載は波長４６０ｎｍおよび試料厚１０ｍｍに関する。「試料厚」の記述は、ガラスがこの厚さを有することを意味するのではなく、内部透過率の記載が関する厚さを記述するに過ぎない。
特段記載されない限り、または当業者にとって明らかでない限り、本願で記載される測定は２０℃且つ気圧１０１．３ｋＰａで実施される。
本発明の有利な実施態様において、ガラスの密度は有利には＜５．３ｇ／ｃｍ3、有利には＜５．２ｇ／ｃｍ3、または＜５．１ｇ／ｃｍ3、または＜５．０ｇ／ｃｍ3である。
本発明の有利な実施態様において、前記ガラスは高い屈折率に比して低い密度を有し、そのことによって例えばＡＲ眼鏡における光学素子の場合に重量を削減することができる。その際、（ｎd）2／密度の比の数値が０．８５を上回り、有利には０．８７を上回り、好ましくは０．８９を上回り、好ましくは０．９０を上回り、且つ／または有利には０．９９未満、有利には０．９８未満、好ましくは０．９７未満である場合に有利であることができる。
本発明の有利な実施態様において、ガラスは１８．５を上回るアッベ数、つまり分散（νd）を有する。好ましくは、分散は１８．９を上回り、さらに好ましくは１９．２を上回り、且つ／またはさらに好ましくは１９．５を上回り、且つ／または有利には３０．０未満、または２５．０未満、または２４．０未満である。νdは公知のとおり、屈折計を用いて屈折率値ｎd（約５８７．６ｎｍで）、ｎF（約４８６ｎｍで）、およびｎC（約６５６ｎｍで）を特定し、νd＝（ｎd－１）／（ｎF－ｎC）を用いて互いに関係付けて計算される。
有利な実施態様において、前記ガラスは６００℃～８００℃のガラス転移温度Ｔｇを示す。有利には、Ｔgは６７０℃を上回り、有利には７００℃を上回り、好ましくは７２０℃を上回ることができる。より高いＴgは結晶化安定性に関して有利であることができ、なぜなら、それによってＴmaxに対する温度差が小さくなり、ガラスが速やかに安定なガラス状態に達するからである。しかし、それにも関わらず前記ガラスは良好に熱成形および加工され得る。
温度範囲２０～３００℃での平均熱膨張係数（ＣＴＥ）も高すぎてはならず、有利には８．０～１２．０ｐｐｍ／Ｋの範囲、殊に８．３～１１．５ｐｐｍ／Ｋ、さらに好ましくは８．５～１１．０ｐｐｍ／Ｋの範囲であるべきである。ＣＴＥはＤＩＮ ＩＳＯ７９９１：１９８７に準拠して特定される。
本発明のガラスは有利にはチタン含有、ニオブ含有およびランタン含有である。ニオブ含有ガラスはＵＶに近い可視スペクトル範囲において悪い内部透過率を示し、且つチタン含分に基づき、界面結晶化の傾向が強いという評判がある。この欠点は、本願に記載されるガラスでは生じないか、または制御可能な程度でしか生じない。
チタン等価物（Ｔｉ等価物）の群を構成するガラス成分を以下に記載する：
ガラス中のチタン（ＴｉＯ2）含有率は少なくとも３２．０カチオン％、有利には少なくとも３４．０カチオン％、または少なくとも３５．０カチオン％であることができる。いくつかの有利な実施態様において、前記含有率はさらには、少なくとも３７．０カチオン％、または少なくとも３８．０カチオン％である。いくつかの有利な変形形態は、少なくとも３９カチオン％のＴｉＯ2も含有し得る。ＴｉＯ2の含有率は任意に最高５２．０カチオン％、最高５０．０カチオン％、最高４９．０カチオン％、または最高４８．０カチオン％、または最高４７．０カチオン％に制限され得る。ＴｉＯ2成分は本発明のガラスにおいてガラス形成の機能を担い、従って不完全なガラス形成剤として示され得る。ＴｉＯ2含有率が高過ぎると、アッベ数が減少し過ぎる。
ガラス中のチタン（ＴｉＯ2）含有率は少なくとも３２．０カチオン％、有利には少なくとも３４．０カチオン％、または少なくとも３５．０カチオン％であることができる。いくつかの有利な実施態様において、前記含有率はさらには、少なくとも３７．０カチオン％、または少なくとも３８．０カチオン％である。いくつかの有利な変形形態は、少なくとも３９カチオン％のＴｉＯ2も含有し得る。ＴｉＯ2の含有率は任意に最高５２．０カチオン％、最高５０．０カチオン％、最高４９．０カチオン％、または最高４８．０カチオン％、または最高４７．０カチオン％に制限され得る。ＴｉＯ2成分は本発明のガラスにおいてガラス形成の機能を担い、従って不完全なガラス形成剤として示され得る。ＴｉＯ2含有率が高過ぎると、アッベ数が減少し過ぎる。
ガラス中のニオブ（ＮｂＯ2.5）の割合は少なくとも３．０カチオン％、有利には少なくとも４．０カチオン％、有利には少なくとも４．５カチオン％、有利には少なくとも５．０カチオン％、または少なくとも６．０カチオン％であることができる。ＮｂＯ2.5の含有率は任意に最高１５．０カチオン％、最高１３．０カチオン％、最高１１．０カチオン％、または最高１０．０カチオン％に制限され得る。いくつかの有利な変形形態は、最高９．０カチオン％も含有し得る。ＴｉＯ2およびＬａＯ1.5以外に、ＮｂＯ2.5が高屈折率に寄与する。しかしながら、高すぎるＮｂＯ2.5含有率はこのガラス系においては不利であり、結晶化の強化をみちびく。
ガラス中のジルコニウム（ＺｒＯ2）の割合は０～１１．０カチオン％であることができる。有利には、ガラス中に少なくとも１．０カチオン％、または少なくとも２．０カチオン％、有利には少なくとも３．０カチオン％、または少なくとも４．０カチオン％のＺｒＯ2が含有され得る。ＺｒＯ2は、前記ガラス系について相応の低いＴmaxを有するガラス範囲が実現されるようにカチオン特性値を調整することに寄与できる。ＺｒＯ2の含有率は任意に最高１１．０カチオン％、最高１０．０カチオン％、最高９．０カチオン％、または最高８．０カチオン％に制限され得る。いくつかの有利な変形形態は、最高７．０カチオン％も含有し得る。ＺｒＯ2は高い屈折率の達成に寄与するが、大量の場合はガラスの結晶化傾向を高めもするので、その含有率は任意に制限される。ＺｒＯ2不含の変化形態が可能である。
タングステン（ＷＯ3）はガラスの任意成分である。ＷＯ3は最大５．０カチオン％、有利には最大３．０カチオン％、好ましくは最大２カチオン％、または最大１．５カチオン％、または最大１カチオン％、または最大０．７カチオン％の含有率でガラス中に含有され得る。この成分が含有される場合、下限は有利には０．１カチオン％、好ましくは０．３カチオン％である。ＷＯ3不含の変化形態が可能であり且つ有利である。
タンタル（ＴａＯ2.5）はガラスの任意成分である。ＴａＯ2.5は最大５．０カチオン％、有利には最大３．０カチオン％、好ましくは最大２．０カチオン％、または最大１．０カチオン％、または最大０．７カチオン％の含有率でガラス中に含有され得る。この成分が含有される場合、下限は有利には０．１カチオン％、好ましくは０．３カチオン％である。ＴａＯ2.5不含の変化形態が可能であり且つ有利である。
アルミニウム（ＡｌＯ1.5）はガラスの任意成分であり、化学的耐久性に寄与できるが、ただしガラスの屈折率を低下させもする。その含有率は、０～５．０カチオン％、または３．０カチオン％まで、または２．０カチオン％まで、または１．０カチオン％までであることができる。ＡｌＯ1.5が含有される場合、それは少なくとも０．１カチオン％、または少なくとも０．５カチオン％の割合で含有され得る。いくつかの実施態様はＡｌＯ1.5不含である。
アンチモン（ＳｂＯ2.5）およびヒ素（ＡｓＯ2.5）は任意成分であり、且つガラス中にそれぞれ互いに独立して最大０．５カチオン％、有利には最大０．３カチオン％、または最大０．１カチオン％、または最大０．０５カチオン％の含有率で含有され得る。これらの成分の少なくとも１つがガラス中に含有される場合、０．００５カチオン％がそれぞれ有利な下限であることができる。ＳｂＯ2.5および／またはＡｓＯ2.5不含の変形形態が可能である。本発明によるガラスの溶融物は低い粘性を有するので、気泡を低減するための典型的な清澄剤の使用はなくてもよい。任意に、真空清澄を用いることができる。ただし、ＳｂＯ2.5および／またはＡｓＯ2.5を混合物に添加して、高い溶融温度および清澄温度の際にガラス溶融物を酸化状態で保持することができ、従って複数の価数のイオン、殊にチタンおよびニオブのイオンがそれぞれのより低い酸化数で存在しないので、生じるガラスの内部透過率が改善される。
ガラス中のチタン等価物（Ｔｉ等価物）の合計の割合、つまりＴｉＯ2＋ＮｂＯ2.5＋ＺｒＯ2＋ＷＯ3＋ＡｌＯ1.5＋ＴａＯ2.5＋ＡｓＯ2.5＋ＳｂＯ2.5の合計が少なくとも４３．０カチオン％、または少なくとも４４．０カチオン％である場合が有利である。特に有利な実施態様において、前記合計は少なくとも４５．０カチオン％、または少なくとも４６．０カチオン％、有利には少なくとも４７．０カチオン％、好ましくは少なくとも４９．０カチオン％、または少なくとも５０．０カチオン％であることができ、且つ／または有利には最高６３．０カチオン％、有利には最高６１．０カチオン％、好ましくは最高５９．０カチオン％、または最高５８．０カチオン％であることができる。多すぎる量のチタン等価物は、結晶化および高いＴmaxをみちびきかねない。少なすぎる量についても相応して該当する。
本発明の有利な実施態様において、チタン等価物の特徴はチタン（ＴｉＯ2）、ニオブ（ＮｂＯ2.5）、ジルコニウム（ＺｒＯ2）、アンチモン（ＳｂＯ2.5）およびヒ素（ＡｓＯ2.5）のカチオンのモル割合の合計から構成され、ここで有利にはチタン等価物（Ｔｉ等価物）の合計の割合について上記で挙げられた上限および／または下限が相応して該当する。この有利な実施態様のガラスが本質的にＷＯ3、ＡｌＯ1.5およびＴａＯ2.5不含であることは自明である。
さらに有利な実施態様において、チタン等価物の特徴はチタン（ＴｉＯ2）、ニオブ（ＮｂＯ2.5）およびジルコニウム（ＺｒＯ2）のカチオンのモル割合の合計から構成され、ここで有利にはチタン等価物（Ｔｉ等価物）の合計の割合について上記で挙げられた上限および／または下限が相応して該当する。この有利な実施態様のガラスが本質的にＷＯ3、ＡｌＯ1.5、ＴａＯ2.5、ＡｓＯ2.5およびＳｂＯ2.5不含であることは自明である。
本発明の有利な実施態様において、以下の条件が満たされる：
ＴｉＯ2の（カチオン％での）含有率＞ＮｂＯ2.5の（カチオン％での）含有率＞ＺｒＯ2の（カチオン％での）含有率。
ＴｉＯ2の（カチオン％での）含有率＞ＮｂＯ2.5の（カチオン％での）含有率＞ＺｒＯ2の（カチオン％での）含有率。
ランタン等価物（Ｌａ等価物）の群を構成するガラス成分を以下に記載する：
ガラス中のランタン（ＬａＯ1.5）含有率は少なくとも１３．０カチオン％、有利には少なくとも１５．０カチオン％、または少なくとも１６．０カチオン％であることができる。いくつかの有利な実施態様において、前記含有率はさらには、少なくとも１７．０カチオン％、または少なくとも１８．０カチオン％である。いくつかの変形形態の場合、前記含有率は少なくとも１９．０カチオン％、または少なくとも２０カチオン％である。ＬａＯ1.5含有率は任意に最高３０．０カチオン％、最高２９．０カチオン％に制限され得る。特に有利な実施態様は、最高２８．０カチオン％、最高２６．０カチオン％、最高２５．０カチオン％、または最高２４．０カチオン％、または最高２３．０カチオン％のＬａＯ1.5含有率を有し得る。ＴｉＯ2およびＮｉＯ2.5以外に、ＬａＯ1.5が高屈折率に寄与する。ＬａＯ1.5の高過ぎる含有率は失透の高まりをもたらし、ひいてはＴmaxの高まりをもたらす。
ガラス中のランタン（ＬａＯ1.5）含有率は少なくとも１３．０カチオン％、有利には少なくとも１５．０カチオン％、または少なくとも１６．０カチオン％であることができる。いくつかの有利な実施態様において、前記含有率はさらには、少なくとも１７．０カチオン％、または少なくとも１８．０カチオン％である。いくつかの変形形態の場合、前記含有率は少なくとも１９．０カチオン％、または少なくとも２０カチオン％である。ＬａＯ1.5含有率は任意に最高３０．０カチオン％、最高２９．０カチオン％に制限され得る。特に有利な実施態様は、最高２８．０カチオン％、最高２６．０カチオン％、最高２５．０カチオン％、または最高２４．０カチオン％、または最高２３．０カチオン％のＬａＯ1.5含有率を有し得る。ＴｉＯ2およびＮｉＯ2.5以外に、ＬａＯ1.5が高屈折率に寄与する。ＬａＯ1.5の高過ぎる含有率は失透の高まりをもたらし、ひいてはＴmaxの高まりをもたらす。
ガラス中のガドリニウム（ＧｄＯ1.5）の割合は０～１０．０カチオン％であることができる。それが含有される場合、その割合は有利には少なくとも１．０カチオン％、有利には少なくとも２．０カチオン％、または少なくとも３．０カチオン％であることができる。ＧｄＯ1.5の含有率は任意に最高１０．０カチオン％、最高９．０カチオン％、最高８．０カチオン％、または最高７．０カチオン％に制限され得る。いくつかの有利な変形形態は、最大６．０カチオン％または最大５．０カチオン％のＧｄＯ1.5も含有し得る。
イットリウム（ＹＯ1.5）はガラスの任意成分であり、最大５．０カチオン％、有利には最大３．０カチオン％、好ましくは最大２．０カチオン％、または最大１．５カチオン％、または最大１．０カチオン％の含有率でガラス中に含有され得る。この成分が含有される場合、下限は有利には０．１カチオン％、好ましくは０．３カチオン％である。ＹＯ1.5不含の変化形態が可能である。
イッテルビウム（ＹｂＯ1.5）はガラスの任意成分であり、最大５．０カチオン％、有利には最大３．０カチオン％、好ましくは最大２カチオン％、または最大１．５カチオン％、または最大１．０カチオン％の含有率でガラス中に含有され得る。この成分が含有される場合、下限は有利には０．１カチオン％、好ましくは０．３カチオン％である。ＹｂＯ1.5不含の変化形態が可能であり且つ有利である。
ガラス中のランタン等価物（Ｌａ等価物）の合計の割合、つまり、ＬａＯ1.5＋ＧｄＯ1.5＋ＹＯ1.5＋ＹｂＯ1.5の合計がガラス中で少なくとも２１．０カチオン％、有利には少なくとも２２．０カチオン％、好ましくは少なくとも２３．０カチオン％、または少なくとも２４．０カチオン％であり、且つ／または有利には最高３５．０カチオン％、有利には最高３３．０カチオン％、有利には最高３１．０カチオン％である場合が有利である。特に有利な実施態様は、最高３０．０カチオン％、有利には最高２９．０カチオン％、好ましくは最高２８．０カチオン％、またはいくつかの変形形態によれば最高２７．０カチオン％のランタン等価物も含有し得る。多すぎる量のランタン等価物は、結晶化および高いＴmaxをみちびきかねない。少なすぎる量についても相応して該当する。
さらに有利な実施態様において、ランタン等価物の特徴はランタン（ＬａＯ1.5）、ガドリニウム（ＧｄＯ1.5）およびイットリウム（ＹＯ1.5）のカチオンのモル割合の合計から構成され、ここで有利にはランタン等価物（Ｌａ等価物）の合計の割合について上記で挙げられた上限および／または下限が相応して該当する。この有利な実施態様のガラスが本質的にＹｂＯ1.5不含であることは自明である。
本発明の有利な実施態様において、以下の条件が満たされる：
ＬａＯ1.5の（カチオン％での）含有率＞ＧｄＯ1.5の（カチオン％での）含有率＞ＹＯ1.5の（カチオン％での）含有率。
ＬａＯ1.5の（カチオン％での）含有率＞ＧｄＯ1.5の（カチオン％での）含有率＞ＹＯ1.5の（カチオン％での）含有率。
本発明の有利な実施態様において、ガラス中のＴｉＯ2およびＬａＯ1.5成分の割合は少なくとも５３．０カチオン％、有利には少なくとも５５．０カチオン％、好ましくは少なくとも５７．０カチオン％、好ましくは少なくとも５９．０カチオン％、および／または有利には最高７０．０カチオン％、有利には最高６９カチオン％、または最高６８カチオン％である。
有利なさらなる構成によれば、ＴｉＯ2、ＬａＯ1.5およびＮｂＯ2.5成分の割合は、少なくとも６０．０カチオン％、有利には少なくとも６３．０カチオン％、有利には少なくとも６５．０カチオン％、有利には少なくとも６７．０カチオン％、および／または有利には最高８０．０カチオン％、有利には最高７７カチオン％、または最高７５カチオン％、有利には最高７３．０カチオン％である。
光学ガラスについて、ガラス中の（Ｔｉ等価物＋Ｌａ等価物）の合計が少なくとも７２．０カチオン％、有利には少なくとも７３．０カチオン％、好ましくは少なくとも７４．０カチオン％であり、且つ／または有利には最高８５．０カチオン％、有利には最高８４．０カチオン％、好ましくは最高８３．０カチオン％である場合が有利であることができる。いくつかの有利な変形形態は、（Ｔｉ等価物＋Ｌａ等価物）の合計について、少なくとも７５．０カチオン％、または少なくとも７６．０カチオン％の下限も有し得る。前記の合計が高いほど、ガラスの屈折率が高くなる。ただし、合計の増加に伴い、低いＴmax、ひいては高い内部透過率を有する結晶化安定性のガラスを提供することが困難にもなる。
ケイ素（ＳｉＯ2）はガラス形成剤である。該成分は化学的耐久性に寄与する。それが非常に多くの量で用いられる場合、本発明による屈折率は達成できない。本発明によれば、前記ガラスはＳｉＯ2を＞０カチオン％の割合で含有する。任意に、前記ガラスは少なくとも１．０カチオン％、少なくとも２．０カチオン％、または少なくとも３．０カチオン％含有する。いくつかの有利な変形形態は、少なくとも４．０カチオン％、または少なくとも５．０カチオン％のＳｉＯ2を含有し得る。ＳｉＯ2含有率は、２０．０カチオン％未満、有利には最大１８．０カチオン％、または最大１６．０カチオン％、または最大１４．０カチオン％、または最大１３．０カチオン％、または最大１２．０カチオン％に制限され得る。
ホウ素（ＢＯ1.5）もガラス形成剤として機能する。本発明によるガラス系において、それは温度点Ｔmaxを低下させるために寄与する。本発明によれば、前記ガラスはＢＯ1.5を＞０カチオン％の割合で含有する。任意に、前記ガラスは少なくとも１．０カチオン％、少なくとも２．０カチオン％、または少なくとも３．０カチオン％含有する。いくつかの有利な変形形態は、少なくとも４．０カチオン％、または少なくとも５．０カチオン％、または少なくとも６．０カチオン％のＢＯ1.5を含有し得る。ＢＯ1.5含有率は２０．０カチオン％未満、有利には最大１９．０カチオン％、または最大１８．０カチオン％に制限され得る。いくつかの有利な変形形態は、ＢＯ1.5を最大１７．０カチオン％、または最大１６．０カチオン％、または最大１４．０カチオン％、または最大１２．０カチオン％、または最大１１．０カチオン％の割合で含有する。
ＳｉＯ2およびＢＯ1.5成分の割合に関して、本発明による条件８．０モル％≦（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）≦２０．０モル％が満たされるようにその割合を選択すべきであることに留意すべきである。この特徴についてのさらに有利な上限および下限は上記でも既に示された。
前記ガラスはバリウム（ＢａＯ）を含有し得る。有利な実施態様において、ＢａＯの含有率は最高６．５カチオン％、有利には最高６．０カチオン％、いくつかの有利な変形形態においては最高５．５カチオン％に制限され、なぜなら、高過ぎる割合は望ましくない結晶化をみちびくからである。ＢａＯがガラス中に含有される場合、この成分は少なくとも０．１カチオン％、少なくとも０．２カチオン％、少なくとも０．５カチオン％、または少なくとも１．０カチオン％であり、殊に少なくとも２．０カチオン％、または少なくとも３．０カチオン％であることができる。ガラス中のＢａＯの存在は、約１０6ｄＰａｓから１０14ｄＰａｓまでの高粘度範囲において粘度をより高く、より急峻にするために有益であることができる。ＢａＯ不含の変化形態が可能である。
亜鉛（ＺｎＯ）、マグネシウム（ＭｇＯ）、カルシウム（ＣａＯ）および／またはストロンチウム（ＳｒＯ）は任意にガラス中で用いられ得る。それらは、アルカリ金属酸化物と同程度に化学的耐久性を低下させることなく、溶融温度を下げ、ガラスを結晶化に対して安定化する。その際、ＺｎＯの含有率は０カチオン％から５．０カチオン％まで、有利には最大４．０カチオン％まで、または最大３．０カチオン％まで、または最大２．０カチオン％まで、または最大１．０カチオン％までであることができる。いくつかの有利な実施態様はＺｎＯ不含である。ＭｇＯの含有率は０カチオン％から２．０カチオン％までであるか、または有利には最大１．０カチオン％までであることができる。有利な実施態様はＭｇＯ不含である。ＣａＯの含有率は０カチオン％から２．０カチオン％までであるか、または有利には最大１．０カチオン％までであることができる。いくつかの有利な実施態様はＣａＯ不含である。ＳｒＯの含有率は０カチオン％から２．０カチオン％までであるか、または有利には最大１．０カチオン％までであることができる。いくつかの有利な実施態様はＳｒＯ不含である。上記成分について、有利な下限はそれぞれ少なくとも０．１カチオン％、または少なくとも０．３カチオン％、または少なくとも０．５カチオン％であることができる。
アルカリ金属酸化物、例えばＬｉＯ0.5、ＮａＯ0.5、ＫＯ0.5、ＲｂＯ0.5、ＣｓＯ0.5は、最大２カチオン％、有利には最大１カチオン％、有利には最大０．５カチオン％の、個々の成分についての割合、有利にはこれらの合計についての割合でガラス中に含有され得る。少なくとも０．１カチオン％、または少なくとも０．２カチオン％（個々の成分について、または有利にはこれらの合計について）の少ない量がガラスの溶融性にとって有利であることができる。しかしながら、これらの成分は屈折率値を低下させるので、その含有率には上限がある。本発明の有利な変形形態はＬｉＯ0.5および／またはＮａＯ0.5および／またはＫＯ0.5および／またはＲｂＯ0.5および／またはＣｓＯ0.5不含であり、有利にはアルカリ金属酸化物不含である。
酸化スズ（ＳｎＯ2）は、本発明によるガラス系においては清澄剤としての作用を示さないか、または非常にわずかしか示さない。しかしながら、それはガラス成分として最大２カチオン％、または最大１カチオン％、または最大０．５カチオン％の割合で含有され得る。好ましくは前記ガラスはＳｎＯ2不含である。
複数の価数のイオンの場合に、より高い酸化数の安定化に寄与するために、硫酸塩（ＳＯ3）が少ない割合でガラス中に含有され得る。それが含有される場合、その割合は少なくとも０．０１カチオン％である。より高い硫酸塩の割合は、ガラス中で気泡形成が強化されるリスク、およびガラス中に白金が入るリスクを高める。従って、硫酸塩の割合は有利には最大０．５カチオン％、有利には最大０．１カチオン％、好ましくは最大０．０５カチオン％であることができる。好ましくは前記ガラスはＳＯ3不含である。
前記ガラスは少量のハフニウム（ＨｆＯ2）、有利には最大０．１カチオン％、または最大０．０５カチオン％を含有し得る。通常、それは積極的に添加されるのではなく、原料を介してＺｒＯ2成分と共にガラス中に入る。非常に純粋なＺｒＯ2原料を使用する場合、前記ガラスは有利にはＨｆＯ2不含である。
前記光学ガラスはフッ素（Ｆ）を含有し得る。有利な変形形態は最大１カチオン％、有利には最大０．５カチオン％、好ましくは最大０．１カチオン％のこの成分を含有し得る。有利な変形形態はＦ不含である。
有利な実施態様において、前記ガラスは以下の成分をカチオン％で有する：
有利な実施態様において、前記ガラスは以下の成分をカチオン％で有する：
有利な実施態様において、前記ガラスは以下の成分をカチオン％で有する：
有利な実施態様において、前記ガラスは少なくとも９５．０カチオン％、殊に少なくとも９８．０カチオン％、または少なくとも９９．０カチオン％が本願内に記載される成分から、殊に上記の表に挙げられた成分からなる。１つの実施態様において、前記ガラスは本質的に完全にこれらの成分からなる。
上記で既に説明したとおり、典型的な清澄剤の添加は必要ではなく、なぜなら、溶融物は溶融のために必要な温度で低い粘性を有するからである。しかし、清澄剤、例えばＡｓＯ2.5、ＳｂＯ2.5、ＳＯ3および／またはＣｌが添加される場合、それらの含有率を明らかに、例えば＜０．１カチオン％に低減することができる。純粋な物理的清澄も可能であり、且つ有利である。任意に、前記ガラスは清澄作用を有する以下の成分の１つ以上を、カチオン％で記載される割合で有し得る：
有利な実施態様において、前記ガラスは本質的にビスマス（ＢｉＯ1.5）および／または鉛（ＰｂＯ）のカチオン不含である。ビスマスの添加によって、ガラスの密度が不相応に高められる。さらに、ビスマスイオンは１０００℃の範囲の比較的低い温度で既に元素状のビスマスに還元され、それはガラスの強い灰色の着色をみちびく。ＰｂＯも低い密度に悪影響を及ぼすので断念される。さらにそれは有毒な成分とみなされる。
ニオブ、チタンおよびランタンの含有率が高いことに基づき、目的とする高い屈折率を有するガラスを得るために、ガラス中で高価な成分、例えばタンタルおよび／またはタングステンおよび／またはイッテルビウムおよび／またはゲルマニウム（ＧｅＯ2）は必要とされないか、もしくは少ない割合でしか必要とされない。リチウムはセラミックの槽およびるつぼ材料に対する腐食性が知られているので、できるだけ用いられないか、または少量でしか用いられない。
任意に、前記ガラスはリン酸塩（ＰＯ2.5）不含であり、なぜなら、それは溶融物を著しく還元するので、溶融物の酸素の需要を著しく高め、そのことがまた、白金の消耗を高め且つガラスの着色をみちびくからである。
任意に前記ガラスは、それぞれのカチオンに関して、マグネシウム、カドミウム、ガリウム、ゲルマニウム、着色成分（例えばコバルト、バナジウム、クロム、モリブデン、銅、ニッケル）、およびそれらの組み合わせから選択される１つ以上の成分を本質的に含まない。鉄、マンガン、セレン、テルルおよび／またはタリウムなどの成分は、場合により少ない割合でガラス中に含有されることがあり、例えば不純物としてガラスに入ることがある。殊に鉄、セレンおよびテルル、またマンガンも、レドックスパートナーとして機能し得る。しかしながら、有利には、これらの成分も、個々にまたは組み合わせて、前記ガラスに意図的には添加されない。
本明細書において、ガラスが、ある成分不含である、または特定の成分を含有しないと述べられる場合、それはこの成分がガラス中に最大でも不純物として存在し得ることを意味する。これは、それらが本質的な量では添加されないことを意味する。本発明によれば、本質的でない量とは、１００ｐｐｍ未満、好ましくは５０ｐｐｍ未満、および最も好ましくは１０ｐｐｍ未満（ｍ／ｍ）の量である。
１つの態様において、本発明は上記のガラスを有するか、またはそれからなるガラス物品に関する。前記ガラス物品は、種々の形態を有し得る。任意に、前記物品は、
・ 光学部品の構造部材のための、殊にＡＲ眼鏡における、ガラス基材、殊に基材の積層体の構成要素としてのガラス基材
・ ウェハ、殊に最大直径５．０ｃｍ～５０．０ｃｍを有するか、または直径０．７ｃｍ～５０ｃｍ、好ましくは３ｃｍ～４５ｃｍ、または５ｃｍ～４０ｃｍを有するウェハ
・ レンズ、殊に球面レンズ、プリズムまたは非球面体、および／または
・ 光導波路、殊にファイバーまたはプレート
の形態を有する。
・ 光学部品の構造部材のための、殊にＡＲ眼鏡における、ガラス基材、殊に基材の積層体の構成要素としてのガラス基材
・ ウェハ、殊に最大直径５．０ｃｍ～５０．０ｃｍを有するか、または直径０．７ｃｍ～５０ｃｍ、好ましくは３ｃｍ～４５ｃｍ、または５ｃｍ～４０ｃｍを有するウェハ
・ レンズ、殊に球面レンズ、プリズムまたは非球面体、および／または
・ 光導波路、殊にファイバーまたはプレート
の形態を有する。
さらなる態様において、本発明は、ＡＲ眼鏡、メタ光学部品、ウェハレベル光学部品、光学ウェハ用途、または典型的な光学部品における、本願内で記載されるガラスまたはガラス物品の使用に関する。代替的または追加的に、本願内で記載されるガラスまたは本願内で記載されるガラス物品を、ウェハ、レンズ、球面レンズまたは光導波路として用いることができる。
本発明によるガラスは市販の原料から溶融され得る。例えば、未公開の独国特許出願第１０２０２０１２０１６８．０号明細書(DE102020120168.0)内に記載されるような装置でガラスを溶融することが可能である。
以下の表１～１４に示される組成物を溶融し、その特性を調査し、ここで表１～１３は本発明による実施例（例１～９９）、および表１４は比較例（比較例Ａ～Ｇ）を示す。いくつかのガラスで内部透過率を特定した。有利な例（例３１）の内部透過率を図１に示す。
組成および特性
図面
図１は表１のガラス例３１の内部透過率を示す。この例は４６０ｎｍで、１０ｍｍの試料厚で８８％を上回る内部透過率を有することがわかる。さらに、透過率曲線はスペクトルの可視領域からそれに引き続くＵＶ領域への有利な急峻な低下を示す。
図１は表１のガラス例３１の内部透過率を示す。この例は４６０ｎｍで、１０ｍｍの試料厚で８８％を上回る内部透過率を有することがわかる。さらに、透過率曲線はスペクトルの可視領域からそれに引き続くＵＶ領域への有利な急峻な低下を示す。
図２は表１～９および１４の実施例および比較例についてのカチオン特性値ＫとＴmaxとの関係を示す。表１～９の本発明によるガラスは２．０を上回り且つ最大２．８の範囲のカチオン特性値と共に、１３３０℃未満のＴmax、つまり比較的低い液相線温度を有することがわかる。さらに、全ての例は２．１０を上回る屈折率ｎdを有する。従って、本発明の範囲において、高屈折率ガラス系において低い液相線温度での安定なガラス範囲が見出された。
図３は前記表の実施例および比較例についてのカチオン特性値ＫとＴmaxとの関係を示す。図２に示された実施例に加えて、表１０～１２の実施例を示す。２．１０を上回る屈折率値で１．８を上回り且つ２．０までの範囲のカチオン特性値を有する例も、ここでは１３３０℃未満のＴmax、つまり比較的低い液相線温度を共に有することができることがわかる。
本発明の範囲において、２．０を上回るカチオン特性値を有するガラスは、より結晶化傾向の強い最大２．０のカチオン特性値を有するガラスよりも低い結晶化傾向を示すことが判明した。強化された結晶化傾向は、製造の際のプロセスウィンドウを小さくするので、そのようなガラスについてはより多くの労力が必要である。プロセスウィンドウ内で、溶融の温度はＴmaxより上である。ただし、粘度が低過ぎず且つガラスが例えば熱間成形に関して取り扱われ得るように前記温度を任意に高く選択することはできない。結晶化傾向の強化のさらなる結果は、例えばより小さなガラスのサイズしか製造可能ではないことであり得る。
Claims (15)
- ２．１０を上回る屈折率ｎdを有し、少なくともＴｉＯ2、ＮｂＯ2.5およびＬａＯ1.5を含む光学ガラスであって、以下の特徴：
・ カチオン特性値Ｋ １．８＜Ｋ≦２８、ここでＫ＝（Ｔｉ等価物＋ＳｉＯ2＋（ＢＯ1.5）／２）／（Ｌａ等価物）であり、Ｔｉ等価物、ＳｉＯ2、ＢＯ1.5およびＬａ等価物のモル割合はカチオン％で前記カチオン特性値Ｋに入れられる、
・ ガラス成分ＳｉＯ2およびＢ2Ｏ3の合計 ８．０モル％≦（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）≦２０．０モル％、ここでＢ2Ｏ3の割合は０モル％を上回り、且つＳｉＯ2の割合は０モル％を上回る、
・ 温度Ｔmax≦１３３０℃
を有する、前記光学ガラス。 - 波長４６０ｎｍおよび試料厚１０ｍｍで測定して少なくとも７５％、殊に少なくとも７９％、または少なくとも８２％、または少なくとも８５％、または少なくとも８７％、または少なくとも８８％、または少なくとも９０％、または少なくとも９２％、または少なくとも９３％、または少なくとも９４％、または少なくとも９５％、または少なくとも９７％の内部透過率τiを有する、請求項１に記載の光学ガラス。
- ５．３ｇ／ｃｍ3未満の密度、および／または０．８５を上回る（ｎd）2／密度の比の数値を有する、請求項１または２に記載の光学ガラス。
- ガラス中のＴｉＯ2およびＬａＯ1.5成分の割合が、少なくとも５３．０カチオン％、有利には少なくとも５５．０カチオン％、有利には少なくとも５７．０カチオン％、好ましくは少なくとも５９．０カチオン％であり、且つ／またはＴｉＯ2、ＬａＯ1.5およびＮｂＯ2.5成分の割合が少なくとも６０．０カチオン％、有利には少なくとも６３．０カチオン％、有利には少なくとも６５．０カチオン％、有利には少なくとも６７．０カチオン％である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 以下の特徴：
・ Ｔｉ等価物の割合 少なくとも４３．０カチオン％および／または最高６３．０カチオン％、
・ Ｌａ等価物の割合 少なくとも２１．０カチオン％および／または最高３５．０カチオン％、
・ （Ｔｉ等価物＋Ｌａ等価物）の合計 少なくとも７２．０カチオン％および／または最高８５．０カチオン％
の少なくとも１つを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の光学ガラス。 - Ｌａ等価物の割合が最高３０．０カチオン％であり、且つ／またはＴｉ等価物の割合が少なくとも４５．０カチオン％である、請求項５に記載の光学ガラス。
- 前記カチオン特性値が少なくとも１．９、有利には少なくとも２．０、または２．０より上、有利には少なくとも２．１、有利には少なくとも２．２、または少なくとも２．２５である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 以下の成分をカチオン％で含む、請求項１から７までのいずれか１項に記載の光学ガラス：
- 以下の成分をカチオン％で含む、請求項１から８までのいずれか１項に記載の光学ガラス：
- 以下の成分をカチオン％で含む、請求項１から９までのいずれか１項に記載の光学ガラス：
- 最大６．５カチオン％のＢａＯ含有率および／または少なくとも３９カチオン％のＴｉＯ2含有率を有する、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の光学ガラス。
- １８．５を上回る、または１８．９を上回る、または１９．２を上回る、または１９．５を上回る、且つ／または３０．０未満、または２５．０未満、または２４．０未満のアッベ数（νd）を有する、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 前記ガラスが、それぞれのカチオンに関して、ビスマス、鉛、ゲルマニウム、リン酸塩、リチウム、マグネシウム、カドミウム、ガリウム、着色成分（例えばコバルト、バナジウム、クロム、モリブデン、銅、ニッケル）、およびそれらの組み合わせから選択される１つ以上の成分を本質的に含まない、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の光学ガラス。
- 請求項１から１３までのいずれか１項に記載の光学ガラスを含むガラス物品であって、
・ 光学部品の構造部材のための、殊にＡＲ眼鏡における、ガラス基材、殊に基材の積層体の構成要素としてのガラス基材、
・ ウェハ、殊に最大直径５．０ｃｍ～５０．０ｃｍを有するか、または直径０．７ｃｍ～５０ｃｍ、好ましくは３ｃｍ～４５ｃｍ、または５ｃｍ～４０ｃｍを有するウェハ、
・ レンズ、殊に球面レンズ、プリズムまたは非球面体、および／または
・ 光導波路、殊にファイバーまたはプレート
の形態での前記ガラス物品。 - ＡＲ眼鏡、ウェハレベル光学部品、メタ光学部品、光学ウェハ用途、または古典的な光学部品における、および／またはウェハ、レンズ、球面レンズまたは光導波路としての、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の光学ガラスまたはガラス物品の使用。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021134139 | 2021-12-21 | ||
| DE102021134139.6 | 2021-12-21 | ||
| DE102022101785 | 2022-01-26 | ||
| DE102022101785.0 | 2022-01-26 | ||
| DE102022113837.2 | 2022-06-01 | ||
| DE102022113837 | 2022-06-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023092517A true JP2023092517A (ja) | 2023-07-03 |
Family
ID=86606642
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022203185A Pending JP2023092516A (ja) | 2021-12-21 | 2022-12-20 | 高屈折率基板 |
| JP2022203188A Pending JP2023092517A (ja) | 2021-12-21 | 2022-12-20 | 高屈折率を有する光学ガラス |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022203185A Pending JP2023092516A (ja) | 2021-12-21 | 2022-12-20 | 高屈折率基板 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20230192527A1 (ja) |
| JP (2) | JP2023092516A (ja) |
| CN (2) | CN116282898A (ja) |
| DE (2) | DE102022133474A1 (ja) |
| TW (2) | TW202330417A (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4466955B2 (ja) | 2005-07-15 | 2010-05-26 | Ｈｏｙａ株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラスゴブおよび光学素子 |
| JP6088938B2 (ja) | 2013-08-23 | 2017-03-01 | Hoya株式会社 | 光学ガラスおよびその利用 |
| JP7512893B2 (ja) | 2018-08-31 | 2024-07-09 | Ａｇｃ株式会社 | 光学ガラスおよび光学部品 |
| JP7194551B6 (ja) | 2018-10-11 | 2024-02-06 | Ｈｏｙａ株式会社 | 光学ガラス、プレス成形用ガラス素材、光学素子ブランクおよび光学素子 |
| CN114341069A (zh) | 2019-10-31 | 2022-04-12 | 日本电气硝子株式会社 | 光学玻璃板 |
| DE102020120168A1 (de) | 2020-07-30 | 2022-02-03 | Schott Ag | Sicherheitsvorrichtung, Glasschmelzanlage und Glasartikel |
-
2022
- 2022-11-28 TW TW111145363A patent/TW202330417A/zh unknown
- 2022-12-15 DE DE102022133474.0A patent/DE102022133474A1/de active Pending
- 2022-12-19 DE DE102022133894.0A patent/DE102022133894A1/de active Pending
- 2022-12-19 TW TW111148642A patent/TW202337852A/zh unknown
- 2022-12-20 JP JP2022203185A patent/JP2023092516A/ja active Pending
- 2022-12-20 CN CN202211643244.2A patent/CN116282898A/zh active Pending
- 2022-12-20 JP JP2022203188A patent/JP2023092517A/ja active Pending
- 2022-12-20 CN CN202211642894.5A patent/CN116282897A/zh active Pending
- 2022-12-21 US US18/086,026 patent/US20230192527A1/en active Pending
- 2022-12-21 US US18/086,157 patent/US20230192528A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202330417A (zh) | 2023-08-01 |
| CN116282897A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116282898A (zh) | 2023-06-23 |
| DE102022133474A1 (de) | 2023-06-22 |
| DE102022133894A1 (de) | 2023-06-22 |
| JP2023092516A (ja) | 2023-07-03 |
| US20230192527A1 (en) | 2023-06-22 |
| TW202337852A (zh) | 2023-10-01 |
| US20230192528A1 (en) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8377835B2 (en) | Optical glass | |
| TW201236993A (en) | Optical glass, preform, and optical element | |
| WO2019131123A1 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
| JP2017039640A (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
| TW201038502A (en) | Optical glass | |
| TW201231427A (en) | Optical glass, preform, and optical element | |
| WO2011052687A1 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
| JP6664826B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 | |
| CN110770183A (zh) | 光学玻璃、预成形体以及光学元件 | |
| CN115259656A (zh) | 光学玻璃、预成型体及光学元件 | |
| TWI771744B (zh) | 光學玻璃及光學元件 | |
| JP7446052B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
| CN116529215A (zh) | 具有高折射率和低密度的硅硼酸盐和硼硅酸盐玻璃 | |
| WO2019031095A1 (ja) | 光学ガラス、光学素子及び光学機器 | |
| JP7401236B2 (ja) | 光学ガラスおよび光学素子 | |
| JP2018002520A (ja) | 光学ガラス、光学素子ブランク、および光学素子 | |
| US20230083714A1 (en) | Optical glass | |
| JP2021178771A (ja) | 低密度光学ガラス | |
| JP6635667B2 (ja) | 光学ガラス、レンズプリフォーム及び光学素子 | |
| JP2023092517A (ja) | 高屈折率を有する光学ガラス | |
| EP4211088A2 (en) | Silicoborate and borosilicate glasses having high refractive index and low density | |
| JP2018002521A (ja) | 光学ガラス、光学素子ブランク、および光学素子 | |
| TW201114719A (en) | Optical glass, optical element and pre-forming objecz obtained through precision press forming | |
| JP6689057B2 (ja) | 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子 | |
| JP6091251B2 (ja) | 光学ガラス及び光学素子 |