JP2740601B2 - Copper-containing polarizing glass and method for producing the same - Google Patents

Copper-containing polarizing glass and method for producing the same

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JP2740601B2
JP2740601B2 JP4279337A JP27933792A JP2740601B2 JP 2740601 B2 JP2740601 B2 JP 2740601B2 JP 4279337 A JP4279337 A JP 4279337A JP 27933792 A JP27933792 A JP 27933792A JP 2740601 B2 JP2740601 B2 JP 2740601B2
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C14/00Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C03C14/006Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix the non-glass component being in the form of microcrystallites, e.g. of optically or electrically active material

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザーと光フ
ァイバーを用いた光通信において利用される超小型光ア
イソレーターに用いられる偏光ガラス及びその製造方法
並びに該偏光ガラスを用いた光アイソレーターに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarizing glass used for an ultra-small optical isolator used in optical communication using a semiconductor laser and an optical fiber, a method for manufacturing the same, and an optical isolator using the polarizing glass.

【0002】[0002]

【従来の技術】波長1.31μmあるいは1.55μmの半
導体レーザーを光源とし、石英系光ファイバーを用いた
光通信において、反射による戻り光を遮断し、S/N比
を向上するために光アイソレーターが用いられている。
光アイソレーターはファラデー回転素子、二つの偏光
子、及び磁石から成るが、その小型化のためにはそれぞ
れの素子の小型化が必要である。しかし、偏光子を、そ
の消光比や耐環境性を損なわず小型化するのは容易では
ない。例えば、複屈折結晶や偏光ビームスプリッターで
は、ビーム有効径より薄い厚さとすることができない。
また、従来知られている二色性色素を延伸したポリマー
タイプの偏光板では、薄くはできるものの消光比や耐環
境性が不十分である。
2. Description of the Related Art In an optical communication using a silica-based optical fiber with a semiconductor laser having a wavelength of 1.31 μm or 1.55 μm as a light source, an optical isolator is used to block return light due to reflection and improve the S / N ratio. Used.
The optical isolator is composed of a Faraday rotator, two polarizers, and a magnet. To reduce the size of the optical isolator, it is necessary to reduce the size of each element. However, it is not easy to reduce the size of the polarizer without deteriorating its extinction ratio or environmental resistance. For example, a birefringent crystal or a polarizing beam splitter cannot have a thickness smaller than the effective beam diameter.
In addition, a conventionally known polymer-type polarizing plate obtained by stretching a dichroic dye can be made thin, but the extinction ratio and environmental resistance are insufficient.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これらの条件を満足す
る可能性のある偏光子としては、ガラス中にアスペクト
比の大きな金属微粒子を一方向に配列させた偏光ガラス
が考えられる。そのような偏光ガラスとして、米国特許
3954485 に開示される銅を含有させたガラスが知られて
いる。その明細書によれば、このガラスは、ハロゲン元
素と酸化銅及び/又は酸化カドミウム(実施例では、酸
化銅と酸化カドミウム)を含むアルミノホウ珪酸ガラス
を、500〜900℃に加熱することにより100〜1
000Åのハロゲン化銅−カドミウムを含み、ホウ酸成
分に富む第二相を析出させ、粘度が1×107 〜1×1
9 ポアズの温度域に保ちつつ試料を約50倍程度延伸
することによりアスペクト比が2:1〜5:1になるよ
うに第二相を変形させ、徐冷点以下に冷却することによ
り、作成される。
As a polarizer that can satisfy these conditions, a polarizing glass in which fine metal particles having a large aspect ratio are arranged in one direction in glass can be considered. U.S. Pat.
The glass containing copper disclosed in 3954485 is known. According to the specification, the glass is heated to 500 to 900 ° C. by heating aluminoborosilicate glass containing a halogen element and copper oxide and / or cadmium oxide (in the embodiment, copper oxide and cadmium oxide) to 100 to 900 ° C. 1
A second phase rich in boric acid containing 2,000 ° C. of copper-cadmium halide is precipitated and has a viscosity of 1 × 10 7 to 1 × 1.
By stretching the sample about 50 times while maintaining the temperature range of 09 poise, the second phase is deformed so that the aspect ratio becomes 2: 1 to 5: 1, and cooled to a temperature lower than the annealing point. Created.

【0004】このガラスは、眼鏡用ガラスを目的にして
おり、可視域で透明性を付与するために第二相が100
0Å(100nm)以下と小さく、さらにフォトクロミッ
ク特性を合わせ持つ。さらに、このガラスは、短波長
(0.3〜0.45μm)の光を照射して暗化状態(ガラス
が光により着色した状態)にすると偏光特性を示す。し
かし、このような暗化状態の場合でも、消光比は10:
1(10dB)前後にすぎず、光通信用アイソレターに要
求される消光比(30dB)に比べ小さい。
[0004] This glass is intended for eyeglasses and has a second phase of 100 to impart transparency in the visible region.
It is as small as 0 ° (100 nm) or less and has photochromic characteristics. Further, this glass exhibits polarization characteristics when irradiated with light having a short wavelength (0.3 to 0.45 μm) to be in a darkened state (a state in which the glass is colored by light). However, even in such a darkened state, the extinction ratio is 10:10.
It is only about 1 (10 dB), which is smaller than the extinction ratio (30 dB) required for an optical communication isoletter.

【0005】この理由は米国特許3954485及びこ
れに関する文献(Journal of noncrystalline solid,3
3巻、383−390ページ、1979年)に示されて
いる。即ち、ハロゲン化銅−カドミウムを含むガラスに
おいては熱処理により析出する第二相粒子はホウ酸成分
に富むガラスからなる100〜1000Åの粒子に、フ
ォトクロミック特性の発現に寄与する20〜50Åのハ
ロゲン化銅−カドミウムから成る粒子を含む構造を持っ
ており、ガラスを延伸した場合、100〜1000Åの
第二相粒子は延伸されるが、その中に存在する20〜5
0Åのハロゲン化銅−カドミウムから成る粒子は延伸さ
れないことによる。これはハロゲン化銅−カドミウム粒
子の粒径が小さいために、延伸には大きな力が必要とな
り、延伸されにくいからである。又、偏光特性が弱く発
現するのは、延伸した第二相粒子表面にハロゲン化銅−
カドミウムから成る粒子が異方的に配列しているためで
ある。
The reason for this is described in US Pat. No. 3,954,485 and the related literature (Journal of noncrystalline solid, 3).
3, pp. 383-390, 1979). That is, in the glass containing copper halide-cadmium, the second phase particles precipitated by the heat treatment are converted into particles of 100 to 1000 ° made of glass rich in a boric acid component and 20 to 50 ° of copper halide which contributes to the development of photochromic properties. Having a structure containing particles made of cadmium, when the glass is drawn, the second phase particles of 100 to 1000 ° are drawn, but the 20 to 5 particles present therein are drawn;
Particles consisting of 0 ° copper-cadmium halide are not stretched. This is because the copper halide-cadmium particles have a small particle size, so that a large force is required for drawing, and drawing is difficult. In addition, the reason why the polarization characteristics are weakly expressed is that copper halide-
This is because the particles made of cadmium are arranged anisotropically.

【0006】さらに、光通信に用いられる波長1.3〜1.
55μm の赤外光では、この銅含有ガラスを暗化状態に
することができず、従って、このガラスの消光比は極め
て小さい。従って、米国特許3954485 に示される銅含有
ガラスを、光通信用アイソレター用の偏光子には適用す
ることはできない。
Further, the wavelengths used for optical communication are 1.3 to 1.
With 55 μm infrared light, the copper-containing glass cannot be darkened, and thus the extinction ratio of the glass is very small. Therefore, the copper-containing glass disclosed in US Pat. No. 3,954,485 cannot be applied to a polarizer for an optical communication isoletter.

【0007】本発明の目的は、光通信に用いることので
きる赤外域において高い消光比を有する、金属銅を含む
偏光ガラス及びその製造方法を提供することにある。さ
らに本発明の目的は、小型化が可能な偏光子を用いた光
通信用アイソレーターを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a polarizing glass containing metallic copper and having a high extinction ratio in the infrared region that can be used for optical communication, and a method for manufacturing the same. It is a further object of the present invention to provide an optical communication isolator using a polarizer that can be miniaturized.

【0008】本発明の偏光ガラスは、ガラス基体の少な
くとも表層部に配向分散された形状異方性粒子を含む偏
光ガラスであって、前記ガラス基体がケイ酸塩ガラス、
ホウ酸塩ガラス及びホウケイ酸塩ガラスからなる群から
選ばれるガラスからなり、かつ前記形状異方性粒子が金
属銅粒子であることを特徴とする。
[0008] The polarizing glass of the present invention is a polarizing glass containing shape-anisotropic particles oriented and dispersed in at least a surface layer of a glass substrate, wherein the glass substrate is a silicate glass;
It is made of glass selected from the group consisting of borate glass and borosilicate glass, and the shape anisotropic particles are metallic copper particles.

【0009】さらに本発明は、銅とハロゲンとを含有す
るが、カドミウムを含有せずフオトクロミック特性を示
さないガラスを加熱してガラス中にハロゲン化銅粒子を
析出させる工程、得られたハロゲン化銅粒子含有ガラス
の粘度が1×108 〜1×1011ポアズとなる温度で上
記ハロゲン化銅粒子含有ガラスを延伸する工程、及び延
伸したガラス中のハロゲン化銅粒子の一部又は全部を還
元する工程を含む銅含有偏光ガラスの製造方法に関す
る。
The present invention further provides a step of heating a glass containing copper and halogen but not containing cadmium and exhibiting no photochromic properties to precipitate copper halide particles in the glass; Drawing the copper halide particle-containing glass at a temperature at which the viscosity of the copper particle-containing glass becomes 1 × 10 8 to 1 × 10 11 poise, and reducing some or all of the copper halide particles in the drawn glass The present invention relates to a method for producing a copper-containing polarizing glass including a step of performing

【0010】以下本発明について説明する。Hereinafter, the present invention will be described.

【0011】本発明の偏光ガラスが含有する形状異方性
の金属銅粒子は、アスペクト比が2:1〜15:1の金
属銅粒子であることが好ましい。アスペクト比とは、金
属銅粒子の縦横比を意味し、縦は金属銅粒子の長手方向
の長さであり、横は長手方向に垂直の長さ、即ち幅であ
る。アスペクト比は金属銅粒子の長さ方向と幅方向の吸
収波長を決める因子である。波長1.3〜1.55μm の赤
外域の光に対して優れた偏光特性を示すためには、金属
銅粒子のアスペクト比が2:1〜15:1であることが
適当である。この理由は、金属銅粒子のアスペクト比が
2:1より小さいと可視域で偏光特性を示すようにな
り、アスペクト比が15:1より大きいと中赤外域又は
遠赤外域で優れた偏光特性を示すようになるからであ
る。又、銅粒子が金属銅である場合に初めてガラスは偏
光性を示し、他の銅化合物である場合には偏光特性をほ
とんど示さない。但し、金属銅を含有していれば、他の
銅化合物、例えばハロゲン化銅等が共存しても差しつか
えない。
The shape-anisotropic metal copper particles contained in the polarizing glass of the present invention are preferably metal copper particles having an aspect ratio of 2: 1 to 15: 1. The aspect ratio means the aspect ratio of the metallic copper particles, where the vertical is the length in the longitudinal direction of the metallic copper particles, and the horizontal is the length perpendicular to the longitudinal direction, that is, the width. The aspect ratio is a factor that determines the absorption wavelength in the length direction and the width direction of the metal copper particles. In order to exhibit excellent polarization characteristics with respect to infrared light having a wavelength of 1.3 to 1.55 μm, it is appropriate that the aspect ratio of the metal copper particles is 2: 1 to 15: 1. The reason is that when the aspect ratio of the metallic copper particles is less than 2: 1, polarization characteristics are exhibited in the visible region, and when the aspect ratio is greater than 15: 1, excellent polarization characteristics in the mid-infrared region or far-infrared region are obtained. This is because it becomes as shown. Further, when the copper particles are metallic copper, the glass shows a polarizing property for the first time, and when it is another copper compound, the glass shows almost no polarizing property. However, as long as metallic copper is contained, other copper compounds such as copper halide may coexist.

【0012】本発明の偏光ガラスは、ガラス基体がケイ
酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス及びホウケイ酸塩ガラスか
らなる群から選ばれるガラスからなる。
In the polarizing glass of the present invention, the glass substrate is made of glass selected from the group consisting of silicate glass, borate glass and borosilicate glass.

【0013】以下本発明の偏光ガラスの製造方法につい
て説明する。
The method for producing the polarizing glass of the present invention will be described below.

【0014】本発明では、原料のガラスとして銅とハロ
ゲンを含有するガラスを用いる。そのようなガラスとし
て、次に示す各成分に重量%で換算したときに SiO2
48〜65%、 B2O3 が13〜33%、 Al2O3が6〜1
3%、 AlF3 が0〜5%、アルカリ金属酸化物(Li2O、
Na2O 、 K2O、 Rb2O 、 Cs2O)が7〜17%、アルカリ
金属塩化物(LiCl、 NaCl 、 KCl、 RbCl 、 CsCl)が0
〜5%、アルカリ土類酸化物(MgO 、 CaO、 SrO、 Ba
O) が0〜5%、酸化銅(Cu2O) とハロゲン化銅(CuC
l、 CuBr 等)との合量が0.5〜2.5%、 SnOが0〜0.
6%、 As2O3が0〜5%である組成を有するケイ酸塩ガ
ラス、ホウケイ酸塩ガラスを例示できる。
In the present invention, a glass containing copper and halogen is used as a raw material glass. As such a glass, when converted to the following components by weight%, SiO 2 is 48 to 65%, B 2 O 3 is 13 to 33%, and Al 2 O 3 is 6-1.
3%, AlF 3 0-5%, alkali metal oxide (Li 2 O,
Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O) is 7-17%, alkali metal chlorides (LiCl, NaCl, KCl, RbCl , CsCl) is 0
~ 5%, alkaline earth oxides (MgO, CaO, SrO, Ba
O) is 0-5%, copper oxide (Cu 2 O) and copper halide (CuC
l, CuBr, etc.) in the range of 0.5-2.5% and SnO in the range of 0-0.5%.
6% As 2 O 3 silicate glass having a composition which is 0-5%, the borosilicate glass can be exemplified.

【0015】さらに、次に示す各成分に重量%で換算し
たときに B2O3 が40〜75%、 SiO2 が0〜40%、
Al2O3が4〜20%、アルカリ金属酸化物(Li2O、 Na2
O 、K2O、 Rb2O 、 Cs2O)が1〜15%、アルカリ金属
塩化物(LiCl、 NaCl 、 KCl、 RbCl 、 CsCl)が0〜4
%、アルカリ土類酸化物(MgO 、 CaO、 SrO、 BaO)が
0〜15%、酸化銅(Cu2O) とハロゲン化銅(CuCl、 C
uBr 等)との合量が0.5〜2.5%、 SnOが0〜0.6%で
ある組成を有するホウ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス
を例示することができる。
Further, when converted to the following components by weight%, B 2 O 3 is 40 to 75%, SiO 2 is 0 to 40%,
Al 2 O 3 4-20%, alkali metal oxides (Li 2 O, Na 2
O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O) 1 to 15% alkali metal chloride (LiCl, NaCl, KCl, RbCl , CsCl) is 0-4
%, Alkaline earth oxides (MgO, CaO, SrO, BaO ) 0 to 15%, oxide (Cu 2 O) and copper halide (CuCl, C
borate glass and borosilicate glass having a composition of 0.5 to 2.5% in total content with uBr and the like and SnO of 0 to 0.6%.

【0016】上記組成を有するガラスを作製するために
は、上記酸化物等以外に炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、ハ
ロゲン化物等を原料として適宜用いることができる。但
し、ハロゲンは溶融工程で揮発しやすいので、ガラスバ
ッチに銅の当量より少し過剰にハロゲン化合物を加える
ことが好ましい。上記組成のガラスバッチを溶融した
後、ガラス融液を室温まで冷却して、銅とハロゲンとを
含有するガラスを作製することができる。
In order to produce glass having the above composition, carbonates, nitrates, hydroxides, halides and the like can be appropriately used as raw materials in addition to the above oxides and the like. However, since halogen is easily volatilized in the melting step, it is preferable to add a halogen compound to the glass batch in a slightly excessive amount than the equivalent of copper. After melting the glass batch having the above composition, the glass melt is cooled to room temperature to produce a glass containing copper and halogen.

【0017】このガラスを加熱してガラス中にハロゲン
化銅(例えば、 CuCl 、CuF 、CuBr、CuI 、あるいはC
uF1-X Clx (0<X<1) などの混晶)を析出させる。加
熱温度は、好ましくは、650〜850℃である。65
0℃未満では、ガラス中にハロゲン化銅を析出させるの
に時間がかかり過ぎる傾向があり、850℃を越えると
析出するハロゲン化銅の粒子径が大きくなり易く、加熱
時間により粒子径をコントロールするのが難しくなるか
らである。
The glass is heated to form a copper halide (eg, CuCl, CuF, CuBr, CuI, or C
uF 1-X Cl x (mixed crystal such as 0 <X <1)) is precipitated. The heating temperature is preferably 650 to 850C. 65
If the temperature is lower than 0 ° C., it tends to take too much time to precipitate the copper halide in the glass. If the temperature exceeds 850 ° C., the particle size of the precipitated copper halide tends to increase, and the particle size is controlled by heating time. It becomes difficult.

【0018】ハロゲン化銅粒子の大きさは、大きいほど
後のハロゲン化銅粒子の延伸は容易であるが、大きすぎ
ると得られる偏光ガラスの散乱による損失が大きくな
る。そこで、析出させるハロゲン化銅粒子の粒径は50
〜300nmの範囲とすることが好ましい。そのために
は、上記温度範囲で1〜10時間加熱することが適当で
ある。
The larger the size of the copper halide particles, the easier the subsequent stretching of the copper halide particles. However, if the size is too large, the loss due to scattering of the obtained polarizing glass increases. Therefore, the particle size of the precipitated copper halide particles is 50
It is preferably in the range of 300 nm. For that purpose, it is appropriate to heat in the above temperature range for 1 to 10 hours.

【0019】得られたハロゲン化銅粒子含有ガラスの粘
度が1×108 〜1×1011ポアズとなる温度でこのガ
ラスを延伸することによりガラス中のハロゲン化銅粒子
を延伸する。ガラスの粘度を1×108 〜1×1011
アズにする理由は、粘度が1×108 ポアズより低い温
度にすると、延伸されたハロゲン化銅粒子が元の球形に
戻ってしまうことがあり、粘性が1×1011ポアズより
高い温度にすると延伸の際にガラスが破壊されることが
あるからである。粘度が上記範囲となる温度はガラスの
組成により変化し、各ガラスの組成に応じて適宜決める
ことができる。
The obtained glass containing copper halide particles is drawn at a temperature at which the viscosity of the glass containing copper halide particles is 1 × 10 8 to 1 × 10 11 poise, whereby the copper halide particles in the glass are drawn. The reason for setting the viscosity of the glass to 1 × 10 8 to 1 × 10 11 poise is that if the viscosity is lower than 1 × 10 8 poise, the drawn copper halide particles may return to the original spherical shape. If the viscosity is higher than 1 × 10 11 poise, the glass may be broken during stretching. The temperature at which the viscosity falls within the above range varies depending on the composition of the glass, and can be appropriately determined according to the composition of each glass.

【0020】延伸は、得られたガラス中のハロゲン化銅
粒子のアスペクト比が8:1〜60:1になる程度に行
なう。ハロゲン化銅粒子のアスペクト比を8:1〜6
0:1にすることにより、後に還元して生成する金属銅
粒子のアスペクト比を2:1〜15:1にすることがで
きる。これは、ハロゲン化銅粒子が還元により銅粒子に
変化する際に70%程度の体積収縮をともなうためであ
る。但し、上記範囲のアスペクト比を有するハロゲン化
銅粒子を含有するガラスは、フォトクロミック性を示さ
ず、偏光特性もほとんど示さない。
The stretching is performed so that the aspect ratio of the copper halide particles in the obtained glass is from 8: 1 to 60: 1. The aspect ratio of the copper halide particles is from 8: 1 to 6
By setting the ratio to 0: 1, the aspect ratio of metal copper particles generated by reduction later can be set to 2: 1 to 15: 1. This is because when the copper halide particles are changed into copper particles by reduction, the volume shrinks by about 70%. However, glass containing copper halide particles having an aspect ratio in the above range does not show photochromic properties and hardly shows polarization characteristics.

【0021】ここで、ハロゲン化銅粒子の延伸とは、ハ
ロゲン化銅粒子を含有するガラスの引張り、押出し、圧
延又は、プレスなどを含むものである。ハロゲン化銅粒
子のアスペクト比は延伸を行う条件を変化させることに
よりコントロールすることが可能である。引張りにより
延伸を行う場合、引張る条件を変化させることにより、
得られる試料の形状もコントロールすることができる。
引張る時のガラスの粘度、引張る速度を変化させるこ
と、試料の過熱ゾーンを移動させることにより必要なテ
ーパーを持った試料、あるいは必要な一定の幅を持った
試料を得ることが可能である。
Here, the elongation of the copper halide particles includes, for example, pulling, extruding, rolling, or pressing glass containing the copper halide particles. The aspect ratio of the copper halide particles can be controlled by changing the stretching conditions. When stretching by pulling, by changing the pulling conditions,
The shape of the sample obtained can also be controlled.
It is possible to obtain a sample having a required taper or a sample having a required constant width by changing the viscosity of the glass at the time of pulling, the pulling speed, and moving the overheating zone of the sample.

【0022】尚、延伸力は、ガラスの粘度、延伸する速
さにより変化し、例えば引張りの場合、上記温度範囲で
100kg/cm2 とすることができる。又、延伸した
ガラスは、ハロゲン化銅粒子の再球状化を防止するため
に、速く徐冷点以下の温度に冷却することが好ましい。
The stretching force varies depending on the viscosity of the glass and the stretching speed. For example, in the case of stretching, the stretching force can be 100 kg / cm 2 in the above temperature range. Further, the drawn glass is preferably rapidly cooled to a temperature lower than the annealing point in order to prevent spheroidization of the copper halide particles.

【0023】延伸したガラスは、次いで還元処理するこ
とにより、ガラス中のハロゲン化銅粒子の一部又は全部
を還元する。但し、延伸したガラスは、必要により、還
元処理前に表面を研磨等することにより、所望の形状に
成形しておくことが好ましい。
The drawn glass is then subjected to a reduction treatment to reduce a part or all of the copper halide particles in the glass. However, the stretched glass is preferably formed into a desired shape by polishing the surface before the reduction treatment, if necessary.

【0024】充分な偏光特性を与えるためには、ガラス
の中の延伸されたハロゲン化銅粒子の少なくとも一部を
金属銅に還元する必要がある。その還元は、例えば水素
ガス雰囲気中でガラスを熱処理することにより可能であ
る。しかし、ハロゲン化銅粒子の再球状化を防ぎつつ還
元する必要があること及び、銅は3つの原子価状態
(0、1、2価)を持つために、還元条件特に温度の設
定が重要である。温度が低すぎる場合はハロゲン化銅粒
子の再球状化は起きないが、良い偏光特性を得るために
必要な厚さの還元層を得るのに時間がかかりすぎる。温
度が高すぎる場合には、短時間で必要な厚さの還元層が
得られるが、ガラスの粘度が低くなりすぎハロゲン化銅
粒子の再球状が起きてしまう。但し、再球状化をあらか
じめ予想して、再球状化が起きない温度で還元する場合
よりも大きなアスペクト比にハロゲン化銅粒子を延伸し
ておき、緩やかに再球状化の起こる程度のやや高めの温
度で還元し、短時間で充分な厚さの還元層を得ることも
可能である。
In order to provide sufficient polarization characteristics, it is necessary to reduce at least a portion of the elongated copper halide particles in the glass to metallic copper. The reduction can be performed, for example, by heat-treating the glass in a hydrogen gas atmosphere. However, it is necessary to reduce copper halide particles while preventing them from re-spheroidizing, and since copper has three valence states (0, 1, and 2 valences), it is important to set reduction conditions, particularly temperature. is there. When the temperature is too low, re-spheroidization of the copper halide particles does not occur, but it takes too much time to obtain a reduced layer having a thickness necessary for obtaining good polarization characteristics. If the temperature is too high, a reduced layer of a required thickness can be obtained in a short time, but the viscosity of the glass becomes too low, and the re-spherical shape of the copper halide particles occurs. However, in anticipation of re-spheroidization, copper halide particles are stretched to a larger aspect ratio than in the case of reduction at a temperature at which re-spheroidization does not occur. It is also possible to reduce at a temperature and obtain a sufficiently thick reduction layer in a short time.

【0025】ガラスの組成によっても変化するが、良好
な偏光特性を与えるためには、350〜550℃、好ま
しくは375〜475℃の範囲の温度で30分〜10時
間還元することが好ましい。上記還元処理により、表面
から約1〜120μmまでの範囲のハロゲン化銅粒子が
還元される。その結果、比較的厚みの薄いガラス(厚み
が約240μm以下のガラス)では、ガラス中のほとん
どのハロゲン化銅粒子が還元されて、異方性の金属銅粒
子が分散した偏光ガラスが得られる。又、比較的厚みの
厚いガラスでは、ガラスの表層部中に異方性の金属銅粒
子が分散し、それより内部では未還元の異方性ハロゲン
化銅粒子が分散した三層構造となる。尚、上記還元条件
は、還元用ガスとしては水素ガスを用いた場合である。
しかし、水素ガス以外の還元性のガスを用いることもで
き、その場合の還元条件は適宜決定することができる。
尚、水素ガス以外の還元性のガスとしては、例えば CO-
CO2 ガス等を挙げることができる。
Although it varies depending on the composition of the glass, it is preferable to reduce at a temperature in the range of 350 to 550 ° C., preferably 375 to 475 ° C. for 30 minutes to 10 hours in order to give good polarization characteristics. By the above-described reduction treatment, copper halide particles in a range from the surface to about 1 to 120 μm are reduced. As a result, in glass having a relatively small thickness (glass having a thickness of about 240 μm or less), most of the copper halide particles in the glass are reduced, and a polarizing glass in which anisotropic metallic copper particles are dispersed is obtained. On the other hand, a glass having a relatively large thickness has a three-layer structure in which anisotropic copper metal particles are dispersed in the surface layer of the glass and unreduced anisotropic copper halide particles are dispersed therein. The above-mentioned reduction conditions are for the case where hydrogen gas is used as the reducing gas.
However, a reducing gas other than hydrogen gas can be used, and the reducing conditions in that case can be determined as appropriate.
Reducing gases other than hydrogen gas include, for example, CO-
CO 2 gas and the like can be mentioned.

【0026】偏光特性は、銅粒子のアスペクト比以外
に、ガラス中に占める銅粒子の体積比、粒子の大きさ及
び、還元層の厚さにより変化し、さらに未還元層がある
場合には、未還元層中のハロゲン化銅粒子の大きさ、体
積比、未還元層の厚みによっても変化する。銅粒子の体
積比は、透過型電子顕微鏡にて観測される1個の延伸さ
れた銅粒子の体積と粒子密度(単位体積当たりの数)の
積から求められる。銅粒子の体積比は、吸収係数の大き
さを左右する因子であり、1×10-4以下では小さすぎ
て十分な偏光特性を得るためには還元層を厚くする必要
があり、還元に長時間を要する。逆に、銅粒子の体積比
が1×10-2より大きい場合は、還元層は薄くてもよい
が未還元層中のハロゲン化銅粒子による散乱も増加する
ため、挿入損失が大きくなり好ましくない。ハロゲン化
銅の含有量は、熱処理条件とも関連するが、銅粒子体積
比を左右するので、0.5〜2.5重量%が最適である。
The polarization characteristics vary depending on the volume ratio of the copper particles in the glass, the size of the particles, and the thickness of the reduced layer, in addition to the aspect ratio of the copper particles. It also changes depending on the size and volume ratio of the copper halide particles in the unreduced layer and the thickness of the unreduced layer. The volume ratio of copper particles is determined from the product of the volume of one stretched copper particle and the particle density (number per unit volume) observed by a transmission electron microscope. The volume ratio of the copper particles is a factor that affects the magnitude of the absorption coefficient. If the volume ratio is less than 1 × 10 −4 , the thickness of the reduction layer must be increased to obtain sufficient polarization characteristics. Takes time. Conversely, if the volume ratio of the copper particles is larger than 1 × 10 -2 , the reduced layer may be thin, but the scattering by the copper halide particles in the unreduced layer also increases, so that the insertion loss increases, which is not preferable. . Although the content of the copper halide is related to the heat treatment conditions, it affects the volume ratio of the copper particles. Therefore, the content of 0.5 to 2.5% by weight is optimal.

【0027】本発明の銅含有偏光ガラスはフォトクロミ
ック特性を示さない。さらに、ハロゲン化銅の少なくと
も一部が金属銅に還元されているので、短波長の光を照
射しなくても波長1.3〜1.55ミクロンにて30dB以上
の偏光特性を示す。又、本発明による偏光ガラスは、ブ
ロードな吸収を持ち、光通信で使用される、1.31μ
mと1.55μmの両方の波長域において同時に大きな
消光比を与えることができる。
The copper-containing polarizing glass of the present invention does not show photochromic properties. Further, since at least a part of the copper halide is reduced to metallic copper, it exhibits a polarization characteristic of 30 dB or more at a wavelength of 1.3 to 1.55 microns without irradiation with short wavelength light. Further, the polarizing glass according to the present invention has a broad absorption and is used in optical communication at 1.31 μm.
A large extinction ratio can be simultaneously provided in both the wavelength ranges of m and 1.55 μm.

【0028】本発明は、一方向の直線偏光のみ透過させ
る偏光ガラスに関するものであるので、ここで偏光につ
いて説明する。直線偏光とは、光の電場ベクトルの方向
が一定であるものをいう。図7に示すように、一般に光
は、電場方向がお互いに垂直である1aと1bの2つの
成分から成るものと考えることができる。ここに、ガラ
スの中に異方性形状を有する微小金属粒子4が存在する
と、光はその電場の方向が金属粒子の短軸に平行な成分
(横の光1b)と長軸に平行な成分(縦の光2b)に対
して吸収の差を生じる。そして、この長軸に平行な成分
と短軸に平行な成分の吸収をそれぞれ吸光度として分光
光度計で測定することができる。この短軸に平行な成分
(横の光)と長軸に平行な成分(縦の光)の吸光度に大
差が生じる結果、一方向の直線偏光のみ透過するタイプ
の偏光子が得られる。
Since the present invention relates to a polarizing glass that transmits only linearly polarized light in one direction, the polarized light will be described here. Linearly polarized light refers to light whose electric field vector direction is constant. As shown in FIG. 7, light can be generally considered to be composed of two components 1a and 1b whose electric field directions are perpendicular to each other. Here, when the fine metal particles 4 having an anisotropic shape are present in the glass, the light has a component whose electric field direction is parallel to the short axis of the metal particles (lateral light 1b) and a component parallel to the long axis. (Vertical light 2b) causes a difference in absorption. The absorption of the component parallel to the long axis and the absorption of the component parallel to the short axis can be measured by a spectrophotometer as absorbance. As a result of a large difference in absorbance between the component parallel to the short axis (horizontal light) and the component parallel to the long axis (vertical light), a polarizer of a type that transmits only one-way linearly polarized light is obtained.

【0029】本発明の光アイソレーターは、ファラデー
回転素子及び少なくとも1つの偏光子を構成部品として
含み、好ましくは、ファラデー回転素子、2つの偏光子
及び磁石を構成部品として含み、上記偏光子として本発
明の銅含有偏光ガラスを用いたものである。
The optical isolator of the present invention includes a Faraday rotator and at least one polarizer as components, and preferably includes a Faraday rotator, two polarizers and a magnet as components, and the polarizer according to the present invention. Using a copper-containing polarizing glass.

【0030】[0030]

【実施例】以下本発明を実施例により説明する。The present invention will be described below with reference to examples.

【0031】実施例1 表1に示した(1)の組成のガラスを、原料として SiO
2 、 H3BO3、Al(OH)3、Na2CO3、 NaCl 、 AlF3 、CuC
l、 SnOなどを用いて、3リットルの白金ルツボに入れ
約1450℃で溶解した後、グラファイトの型に流し込
んで成形し室温まで除冷した。このガラスを800℃で
3時間熱処理し、約150nmの CuCl 粒子を析出させ
た。このガラスはフォトクロミック特性を示さなかっ
た。このガラスを5×10×100mmのサイズに切り出
し、粘度が1×109 ポアズ付近になる温度である60
0℃に加熱し、速度100mm/min で引張り、200kg
/cm2の荷重で延伸した。その結果、ハロゲン化銅粒子は
約60×600nm(アスペクト比10:1)の形状に変
化し、それらがほぼ一方向に配列しており、ハロゲン化
銅粒子密度は約2.5×1012/cm3 であることが、透
過電子顕微鏡観察により確認された。ハロゲン化銅粒子
の体積比は、約4.4×10-3であった。
Example 1 A glass having the composition (1) shown in Table 1 was used as a raw material for SiO.
2, H 3 BO 3, Al (OH) 3, Na 2 CO 3, NaCl, AlF 3, CuC
l, SnO and the like were put into a 3 liter platinum crucible and melted at about 1450 ° C, then poured into a graphite mold, molded and cooled to room temperature. This glass was heat-treated at 800 ° C. for 3 hours to precipitate CuCl particles of about 150 nm. This glass did not show photochromic properties. This glass is cut out to a size of 5 × 10 × 100 mm, and the temperature is 60, which is a temperature at which the viscosity becomes about 1 × 10 9 poise.
Heat to 0 ° C and pull at a speed of 100mm / min, 200kg
The film was stretched under a load of / cm 2 . As a result, the copper halide grains change to a shape of about 60 × 600 nm (aspect ratio 10: 1), they are arranged in almost one direction, and the density of the copper halide grains is about 2.5 × 10 12 / cm 3 was confirmed by observation with a transmission electron microscope. The volume ratio of the copper halide particles was about 4.4 × 10 −3 .

【0032】このガラスを約1mm厚に研磨してから、5
00℃にて1時間水素ガス中で還元することにより、表
1に示す偏光特性を示すガラスが得られた。ガラスの還
元層の厚さは約30μmであった。還元によりハロゲン
化銅粒子はアスペクト比2〜3程度の銅粒子(平均的に
は約50×125nm(アスペクト比2.5:1)の銅
粒子)と還元に伴う体積収縮による空洞部分に変化し
た。銅粒子は主にハロゲン化銅粒子の占めていた部分の
両端に析出しており、円柱に近い形状をしていた。銅粒
子の体積比は約1.1×10-3と計算された。
After polishing this glass to a thickness of about 1 mm,
By reducing in a hydrogen gas at 00 ° C. for 1 hour, a glass having the polarization characteristics shown in Table 1 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 30 μm. By the reduction, the copper halide particles were changed into copper particles having an aspect ratio of about 2 to 3 (on average, copper particles having a size of about 50 × 125 nm (aspect ratio 2.5: 1)) and hollow portions due to volume shrinkage accompanying the reduction. . The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to a cylinder. The volume ratio of copper particles was calculated to be about 1.1 × 10 −3 .

【0033】このガラスについて、偏光に対して、粒子
が平行に配向している場合(1a(還元前)、2a(還
元後))と垂直に配向している場合(1b(還元前)、
2b(還元後))の吸光度を測定した。結果を図1及び
図2に示す。図1(還元前)と図2(還元後)に示され
るように還元前後のガラスの透過率に顕著な変化が認め
られたこと、及びESCAによりガラス表面層に金属銅
が確認されたことから、表面層の中のハロゲン化銅粒子
の少なくとも一部が金属銅に還元されたことを確認し
た。尚、この測定結果は反射防止膜を施していない試料
のものである。
With respect to this glass, when the particles are oriented parallel to the polarized light (1a (before reduction), 2a (after reduction)) and vertically (1b (before reduction)),
2b (after reduction)) was measured. The results are shown in FIGS. As shown in FIG. 1 (before reduction) and FIG. 2 (after reduction), a remarkable change was observed in the transmittance of the glass before and after reduction, and metallic copper was confirmed in the glass surface layer by ESCA. It was confirmed that at least a part of the copper halide particles in the surface layer was reduced to metallic copper. The measurement results are for a sample without an antireflection film.

【0034】実施例2 表1の(2)の組成のガラスに対して実施例1と同様に
ガラスを作製した。このガラスを750℃5時間熱処理
して、約250nm径のハロゲン化銅粒子を析出させた
後、5×10×100mmのサイズに切り出し、温度56
0℃(粘性3×108 ポアズ)に加熱しながら速度10
0mm/min で引張り、300kg/cm2の荷重で延伸した。
その結果、100×980nm(アスペクト比10:1)
に変形し、かつほぼ一方向に配向していることが透過電
子顕微鏡で確認された。このガラスの CuCl 粒子密度は
約1×1012/cm3 であり、ハロゲン化銅粒子体積比は
約8.2×10-3と計算された。
Example 2 A glass was prepared in the same manner as in Example 1 with respect to the glass having the composition shown in Table 1 (2). This glass was heat-treated at 750 ° C. for 5 hours to precipitate copper halide particles having a diameter of about 250 nm, and then cut out to a size of 5 × 10 × 100 mm.
Speed 10 while heating to 0 ° C (viscosity 3 × 10 8 poise)
The film was pulled at 0 mm / min and stretched under a load of 300 kg / cm 2 .
As a result, 100 × 980 nm (aspect ratio 10: 1)
And it was confirmed by a transmission electron microscope that it was oriented in almost one direction. The CuCl particle density of this glass was about 1 × 10 12 / cm 3 , and the copper halide particle volume ratio was calculated to be about 8.2 × 10 -3 .

【0035】このガラスを470℃4時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表1に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約40μmで
あった。還元によりハロゲン化銅粒子はアスペクト比2
〜3程度の銅粒子(平均的には約75×190nm(ア
スペクト比2.5:1)の銅粒子)と還元に伴う体積収
縮による空洞部分に変化した。銅粒子は主にハロゲン化
銅粒子の占めていた部分の両端に析出しており、円錐台
に近い形状をしていた。銅粒子の体積比は約2.1×1
-3と計算された。
As a result of reducing the glass in a hydrogen atmosphere at 470 ° C. for 4 hours, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 1 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 40 μm. Copper halide particles have an aspect ratio of 2 due to reduction.
〜3 copper particles (on average, copper particles having a size of about 75 × 190 nm (aspect ratio 2.5: 1)) and changed into hollow portions due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to a truncated cone. The volume ratio of copper particles is about 2.1 × 1
0 -3 and were calculated.

【0036】実施例3 表1に示した(3)の組成のガラスを、原料として SiO
2 、 H3BO3、Al(OH)3、Na2CO3、 AlF3 、CuCl、 SnOな
どを用いて、3リッターの白金ルツボに入れ約1450
℃で溶解した後、グラファイトの型に流し込んで成形し
室温まで除冷してガラスを得た。このガラスを800℃
で3時間熱処理し、約150nmのハロゲン化銅粒子を析
出させた。このガラスはフォトクロミック特性を示さな
かった。このガラスを5×10×100mmのサイズに切
り出し、粘性が109 ポアズ付近になる温度である60
0℃に加熱し、速度100mm/min で引張り、200kg
/cm2 の荷重で延伸した。その結果、ハロゲン化銅粒子
は約40×2000nm(アスペクト比50:1)の形状
に変化し、それらがほぼ一方向に配向しており、ハロゲ
ン化銅粒子密度は約2.5×1012/cm3 であること
が、透過電子顕微鏡観察により確認された。ハロゲン化
銅粒子の体積比は、約4.4×10-3であった。
Example 3 A glass having the composition (3) shown in Table 1 was used as a raw material for SiO.
2 , H 3 BO 3 , Al (OH) 3 , Na 2 CO 3 , AlF 3 , CuCl, SnO, etc., put in a 3 liter platinum crucible, and put about 1450
After melting at ℃, it was poured into a graphite mold, molded, and cooled to room temperature to obtain a glass. 800 ° C
For 3 hours to precipitate copper halide particles of about 150 nm. This glass did not show photochromic properties. This glass is cut into a size of 5 × 10 × 100 mm, and the temperature is 60 at which the viscosity becomes about 10 9 poise.
Heat to 0 ° C and pull at a speed of 100mm / min, 200kg
/ Cm 2 . As a result, the copper halide grains change to a shape of about 40 × 2000 nm (aspect ratio 50: 1), they are oriented in almost one direction, and the density of the copper halide grains is about 2.5 × 10 12 / cm 3 was confirmed by observation with a transmission electron microscope. The volume ratio of the copper halide particles was about 4.4 × 10 −3 .

【0037】このガラスを約0.5mm厚に研磨してか
ら、500℃にて1時間水素ガス中で還元することによ
り、表1に示す偏光特性を示すガラスが得られた。ガラ
スの還元層の厚さは約30μmであった。還元によりCu
Cl粒子はアスペクト比5〜14:1程度の銅粒子(平均
的には約35×350nm(アスペクト比10:1)の
銅粒子)と還元に伴う体積収縮による空洞部分に変化し
た。銅粒子は主にCuCl粒子の占めていた部分の両端に析
出しており、円柱に近い形状をしていた。銅粒子の体積
比は約1.1×10-3と計算された。
This glass was polished to a thickness of about 0.5 mm and then reduced in hydrogen gas at 500 ° C. for 1 hour to obtain a glass having the polarization characteristics shown in Table 1. The thickness of the reduced layer of glass was about 30 μm. Cu by reduction
The Cl particles changed to copper particles having an aspect ratio of about 5 to 14: 1 (on average, copper particles having a size of about 35 × 350 nm (aspect ratio 10: 1)) and hollow portions due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the CuCl particles, and had a shape close to a cylinder. The volume ratio of copper particles was calculated to be about 1.1 × 10 −3 .

【0038】実施例4 表1に示した(4)の組成のガラスに対して実施例3と
同様にガラスを作製した。このガラスを700℃5時間
熱処理して、約170nm径のハロゲン化銅粒子を析出さ
せた後、5×10×100mmのサイズに切り出し、温度
550℃(粘性7×108 ポアズ)に加熱しながら、速
度150mm/min で引張り、200kg/cm2 の荷重で延
伸した。その結果、60×1400nm(アスペクト比2
3:1)に変形し、かつほぼ一方向に配向していること
が透過電子顕微鏡で確認された。このガラスの粒子密度
は約2×1012/cm3 であり、粒子体積比は約5.1×
10-3と計算された。
Example 4 A glass was prepared in the same manner as in Example 3 for the glass having the composition (4) shown in Table 1. This glass was heat-treated at 700 ° C. for 5 hours to precipitate copper halide particles having a diameter of about 170 nm, cut out into a size of 5 × 10 × 100 mm, and heated to a temperature of 550 ° C. (viscosity 7 × 10 8 poise). The film was stretched at a speed of 150 mm / min and stretched under a load of 200 kg / cm 2 . As a result, 60 × 1400 nm (aspect ratio 2)
It was confirmed by a transmission electron microscope that the film was deformed to 3: 1) and oriented substantially in one direction. The particle density of this glass is about 2 × 10 12 / cm 3 and the particle volume ratio is about 5.1 ×
It was calculated to be 10 -3 .

【0039】このガラスを420℃4時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表1に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約20μmで
あった。還元によりハロゲン化銅粒子はアスペクト比2
〜8:1程度の銅粒子(平均的には約50×230nm
(アスペクト比4.5:1)の銅粒子)と還元に伴う体
積収縮による空洞部分に変化した。銅粒子は主にハロゲ
ン化銅粒子の占めていた部分の両端に析出しており、円
柱に近い形状をしていた。銅粒子の体積比は約1.3×
10-3と計算された。
As a result of reducing the glass in a hydrogen atmosphere at 420 ° C. for 4 hours, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 1 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 20 μm. Copper halide particles have an aspect ratio of 2 due to reduction.
88: 1 copper particles (about 50 × 230 nm on average)
(Copper particles with an aspect ratio of 4.5: 1) and a cavity due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to a cylinder. The volume ratio of copper particles is about 1.3 ×
It was calculated to be 10 -3 .

【0040】実施例5 表1に示した(5)の組成のガラスに対して実施例3と
同様にガラスを作製した。このガラスを750℃3時間
熱処理して、約120nm径のハロゲン化銅粒子を析出さ
せた後、4×10×180mmのサイズに切り出し、温度
580℃(粘性2×109 ポアズ)に加熱しながら、速
度150mm/min で引張り、300kg/cm2 の荷重で延
伸した。その結果、約35×1300nm(アスペクト比
37:1)に変形し、かつほぼ一方向に配向しているこ
とが透過電子顕微鏡で確認された。このガラスの粒子密
度は約7×1012/cm3 であり、粒子体積比は約6.3×
10-3と計算された。
Example 5 A glass having the composition (5) shown in Table 1 was produced in the same manner as in Example 3. This glass is heat-treated at 750 ° C. for 3 hours to precipitate copper halide particles having a diameter of about 120 nm, cut out into a size of 4 × 10 × 180 mm, and heated to a temperature of 580 ° C. (viscosity 2 × 10 9 poise). The film was stretched at a speed of 150 mm / min and stretched under a load of 300 kg / cm 2 . As a result, it was confirmed by a transmission electron microscope that the film was deformed to about 35 × 1300 nm (aspect ratio 37: 1) and was oriented in almost one direction. The particle density of this glass is about 7 × 10 12 / cm 3 and the particle volume ratio is about 6.3 ×
It was calculated to be 10 -3 .

【0041】このガラスを450℃3時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表1に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約20μmで
あった。還元によりハロゲン化銅粒子はアスペクト比3
〜10:1程度の銅粒子(平均的には約35×250n
m(アスペクト比7:1)の銅粒子)と還元に伴う体積
収縮による空洞部分に変化した。銅粒子は主にハロゲン
化銅粒子の占めていた部分の両端に析出しており、楕円
体に近い形状をしていた。銅粒子の体積比は約1.6×
10-3と計算された。
As a result of reducing the glass in a hydrogen atmosphere at 450 ° C. for 3 hours, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 1 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 20 μm. The copper halide particles have an aspect ratio of 3 due to reduction.
〜1010: 1 copper particles (about 35 × 250n on average)
m (copper particles having an aspect ratio of 7: 1) and a cavity portion due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to an ellipsoid. The volume ratio of copper particles is about 1.6 ×
It was calculated to be 10 -3 .

【0042】実施例6 表2に示した(6)の組成のガラスに対して実施例3と
同様にガラスを作製した。このガラスを700℃1時間
熱処理して、約70nm径のハロゲン化銅粒子を析出させ
た後、4×10×220mmのサイズに切り出し、温度6
00℃(粘性2×109 ポアズ)に加熱しながら、速度
150mm/min で引張り、400kg/cm2 の荷重で延伸
した。その結果、約20×750nm(アスペクト比3
8:1)に変形し、かつほぼ一方向に配向していること
が透過電子顕微鏡で確認された。このガラスの粒子密度
は約2×1013/cm3 であり、粒子体積比は約3.6×1
-3と計算された。
Example 6 A glass having the composition (6) shown in Table 2 was produced in the same manner as in Example 3. This glass was heat-treated at 700 ° C. for 1 hour to precipitate copper halide particles having a diameter of about 70 nm, and then cut into a size of 4 × 10 × 220 mm.
While heating to 00 ° C. (viscosity 2 × 10 9 poise), the film was pulled at a speed of 150 mm / min and stretched under a load of 400 kg / cm 2 . As a result, about 20 × 750 nm (aspect ratio 3
It was confirmed by a transmission electron microscope that it was deformed to 8: 1) and oriented in almost one direction. The particle density of this glass is about 2 × 10 13 / cm 3 and the particle volume ratio is about 3.6 × 1
0 -3 and were calculated.

【0043】このガラスを400℃3時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表2に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約20μmで
あった。還元によりハロゲン化銅粒子はアスペクト比2
〜10:1程度の銅粒子(平均的には約20×120n
m(アスペクト比6:1)の銅粒子)と還元に伴う体積
収縮による空洞部分に変化した。銅粒子は主にハロゲン
化銅粒子の占めていた部分の両端に析出しており、楕円
体に近い形状をしていた。銅粒子の体積比は約9×10
-4と計算された。
As a result of reducing the glass in a hydrogen atmosphere at 400 ° C. for 3 hours, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 2 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 20 μm. Copper halide particles have an aspect ratio of 2 due to reduction.
Copper particles of about 10: 1 (on average about 20 × 120 n
m (copper particles having an aspect ratio of 6: 1) and a cavity due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to an ellipsoid. The volume ratio of copper particles is about 9 × 10
-4 was calculated.

【0044】実施例7 表2に示した(7)の組成のガラスに対して実施例3と
同様にガラスを作製した。このガラスを740℃1時間
熱処理して、約110nm径のハロゲン化銅粒子を析出さ
せた後、4×10×220mmのサイズに切り出し、温度
610℃(粘性1×109 ポアズ)に加熱しながら、速
度100mm/min で引張り、200kg/cm2 の荷重で延
伸した。その結果、約30×1000nm(アスペクト比
33:1)に変形し、かつほぼ一方向に配向しているこ
とが透過電子顕微鏡で確認された。このガラスの粒子密
度は約6×1012/cm3 であり、粒子体積比は約4.2×
10-3と計算された。
Example 7 A glass having the composition (7) shown in Table 2 was prepared in the same manner as in Example 3. This glass is heat-treated at 740 ° C. for 1 hour to precipitate copper halide particles having a diameter of about 110 nm, cut into a size of 4 × 10 × 220 mm, and heated to a temperature of 610 ° C. (viscosity of 1 × 10 9 poise). The film was stretched at a speed of 100 mm / min and stretched under a load of 200 kg / cm 2 . As a result, it was confirmed by a transmission electron microscope that it was deformed to about 30 × 1000 nm (aspect ratio: 33: 1) and oriented in almost one direction. The particle density of this glass is about 6 × 10 12 / cm 3 and the particle volume ratio is about 4.2 ×
It was calculated to be 10 -3 .

【0045】このガラスを420℃4時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表2に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約30μmで
あった。還元によりハロゲン化銅粒子はアスペクト比2
〜8:1程度の銅粒子(平均的には約30×150nm
(アスペクト比5:1)の銅粒子)と還元に伴う体積収
縮による空洞部分に変化した。銅粒子は主にCuCl粒子の
占めていた部分の両端に析出しており、楕円体に近い形
状をしていた。銅粒子の体積比は約1.1×10-3と計
算された。
This glass was subjected to a reduction treatment in a hydrogen atmosphere at 420 ° C. for 4 hours. As a result, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 2 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 30 μm. Copper halide particles have an aspect ratio of 2 due to reduction.
88: 1 copper particles (about 30 × 150 nm on average)
(Copper particles having an aspect ratio of 5: 1) and a volume change due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly on both ends of the portion occupied by the CuCl particles, and had a shape close to an ellipsoid. The volume ratio of copper particles was calculated to be about 1.1 × 10 −3 .

【0046】このガラスについて、偏光に対して、粒子
が平行に配向している場合(3a(還元前)、4a(還
元後))と垂直に配向している場合(3b(還元前)、
4b(還元後))の吸光度を測定した。結果を図3及び
図4に示す。図3(還元前)と図4(還元後)に示され
るように還元前後のガラスの透過率に顕著な変化が認め
られたこと、及びESCAによりガラス表面層に金属銅
が確認されたことから、表面層の中のハロゲン化銅粒子
の少なくとも一部が金属銅に還元されたことを確認し
た。尚、この測定結果は反射防止膜を施していない試料
について行った。
In this glass, when the particles are oriented parallel to the polarized light (3a (before reduction), 4a (after reduction)) and vertically (3b (before reduction)),
4b (after reduction)) was measured. The results are shown in FIGS. As shown in FIG. 3 (before reduction) and FIG. 4 (after reduction), a remarkable change was observed in the transmittance of the glass before and after the reduction, and metallic copper was confirmed in the glass surface layer by ESCA. It was confirmed that at least a part of the copper halide particles in the surface layer was reduced to metallic copper. Note that the measurement results were obtained for a sample having no antireflection film.

【0047】実施例8 表2の(8)の組成のガラスを、原料として SiO2 、 H
3BO3、Al(OH)3 、Na2CO3、 NaCl 、 CuCl 、SnO などを
用いて、3リットルの白金ルツボに入れ約1400℃で
溶解した後、グラファイトの型に流し込んで成形した。
このガラスを750℃で4時間熱処理して、約150nm
径のハロゲン化銅粒子を析出させた後、5×10×10
0mmのサイズに切り出し、温度620℃(粘性1×10
9 ポアズ)に加熱しながら、速度150mm/min で引張
り、200kg/cm2 の荷重で延伸した。その結果、60
×960nm(アスペクト比16:1)に変形し、かつほ
ぼ一方向に配向していることが透過電子顕微鏡で確認さ
れた。このガラスの粒子密度は約3×1012/cm3 であ
り、粒子体積比は約5.3×10-3と計算された。
Example 8 A glass having the composition of (8) in Table 2 was used as a raw material for SiO 2 and H 2 .
3 BO 3 , Al (OH) 3 , Na 2 CO 3 , NaCl 3 , CuCl 2, SnO, etc., were put into a 3 liter platinum crucible, melted at about 1400 ° C., and poured into a graphite mold to be molded.
The glass is heat-treated at 750 ° C. for 4 hours,
5 × 10 × 10 after the precipitation of copper halide particles
Cut out to a size of 0 mm, temperature 620 ° C (viscosity 1 × 10
While heating to 9 poise, the film was pulled at a speed of 150 mm / min and stretched under a load of 200 kg / cm 2 . As a result, 60
It was confirmed by a transmission electron microscope that it was deformed to × 960 nm (aspect ratio 16: 1) and oriented in almost one direction. The particle density of this glass was about 3 × 10 12 / cm 3 and the particle volume ratio was calculated to be about 5.3 × 10 -3 .

【0048】このガラスを500℃、4時間水素雰囲気
中にて還元処理した結果、表2に示す消光比をもつ偏光
ガラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約50μm
であった。還元によりCuCl粒子はアスペクト比2〜4:
1程度の銅粒子(平均的には約50×150nm(アス
ペクト比3:1)の銅粒子)と還元に伴う体積収縮によ
る空洞部分に変化した。銅粒子は主にハロゲン化銅粒子
の占めていた部分の両端に析出しており、円柱に近い形
状をしていた。銅粒子の体積比は約1.4×10-3と計
算された。
The glass was reduced in a hydrogen atmosphere at 500 ° C. for 4 hours. As a result, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 2 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass is about 50 μm
Met. By reduction, the CuCl particles have an aspect ratio of 2 to 4:
About 1 copper particle (average copper particle of about 50 × 150 nm (aspect ratio 3: 1)) and a cavity portion due to volume shrinkage accompanying reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to a cylinder. The volume ratio of copper particles was calculated to be about 1.4 × 10 −3 .

【0049】実施例9 表2の(9)の組成のガラスに対して実施例8と同様に
ガラスを作製した。このガラスを800℃1時間熱処理
して、約140nm径のハロゲン化銅粒子を析出させた
後、5×10×100mmのサイズに切り出し、温度64
0℃(粘性2×109 ボアズ)に加熱しながら、速度8
0mm/min で引張り、250kg/cm2 の荷重で延伸し
た。その結果、50×1000nm(アスペクト比20:
1)に変形し、かつほぼ一方向に配向していることが透
過電子顕微鏡で確認された。このガラスの粒子密度は約
6×1012/cm3 であり、粒子体積比は約8.6×10-3
と計算された。
Example 9 A glass was prepared in the same manner as in Example 8 for the glass having the composition shown in Table 9 (9). This glass was heat-treated at 800 ° C. for 1 hour to precipitate copper halide particles having a diameter of about 140 nm, and then cut out to a size of 5 × 10 × 100 mm.
While heating to 0 ° C (viscosity 2 × 10 9 boise), the speed 8
The film was pulled at 0 mm / min and stretched under a load of 250 kg / cm 2 . As a result, 50 × 1000 nm (aspect ratio 20:
It was confirmed by a transmission electron microscope that the film was deformed in 1) and oriented substantially in one direction. The particle density of this glass is about 6 × 10 12 / cm 3 and the particle volume ratio is about 8.6 × 10 -3.
It was calculated.

【0050】このガラスを500℃4時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表2に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約50μmで
あった。還元によりハロゲン化銅粒子はアスペクト比2
〜6:1程度の銅粒子(平均的には約42×170nm
(アスペクト比4:1)の銅粒子)と還元に伴う体積収
縮による空洞部分に変化した。銅粒子は主にハロゲン化
銅粒子の占めていた部分の両端に析出しており、円柱に
近い形状をしていた。銅粒子の体積比は約2.2×10
-3と計算された。
As a result of reducing the glass in a hydrogen atmosphere at 500 ° C. for 4 hours, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 2 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 50 μm. Copper halide particles have an aspect ratio of 2 due to reduction.
About 6: 1 copper particles (about 42 × 170 nm on average)
(Aspect ratio of 4: 1 copper particles) and volume reduction due to volume shrinkage due to reduction. The copper particles were deposited mainly at both ends of the portion occupied by the copper halide particles, and had a shape close to a cylinder. The volume ratio of copper particles is about 2.2 × 10
It was calculated as -3 .

【0051】実施例10 表2の(10)の組成のガラスに対して実施例3と同様
にガラスを作製した。このガラスを750℃1時間熱処
理して、約110nm径のハロゲン化銅粒子を析出させ
た。加工により得た約50mm径×50mm長さのガラス
を、温度610℃(粘度8×108 ボアズ)に加熱しな
がら、750kg/cm2 の圧力で5mm径のロッドに押し出
した。その結果、ガラス中のバロゲン化銅粒子は約30
×1000nm(アスペクト比33:1)に変形し、かつ
ほぼ一方向に配向していることが透過電子顕微鏡で確認
された。この電子顕微鏡写真から、このガラスの粒子密
度は約6.2×1012/cm3 であり、粒子体積比は約4.
3×10-3と計算された。
Example 10 Glass was produced in the same manner as in Example 3 for glass having the composition of (10) in Table 2. This glass was heat-treated at 750 ° C. for 1 hour to precipitate copper halide particles having a diameter of about 110 nm. The glass having a diameter of about 50 mm and a length of about 50 mm obtained by processing was extruded into a rod having a diameter of 5 mm at a pressure of 750 kg / cm 2 while being heated at a temperature of 610 ° C. (viscosity of 8 × 10 8 boas). As a result, the copper barogenide particles in the glass are about 30
It was confirmed by a transmission electron microscope that it was deformed to × 1000 nm (aspect ratio 33: 1) and oriented in almost one direction. From this electron micrograph, the particle density of this glass was about 6.2 × 10 12 / cm 3 and the particle volume ratio was about 4.
It was calculated to be 3 × 10 −3 .

【0052】このガラスを450℃3時間水素雰囲気中
にて還元処理した結果、表2に示す消光比をもつ偏光ガ
ラスが得られた。ガラスの還元層の厚さは約20μmで
あった。透過電子顕微鏡で観察したところ、還元により
銅粒子は主にハロゲン化銅粒子の占めていた部分の両端
に析出していることが認められた。銅粒子の寸法は平均
的には約25×180nm(アスペクト比7:1)であ
り、銅粒子の体積比は約1.1×10-3と計算された。
This glass was subjected to a reduction treatment in a hydrogen atmosphere at 450 ° C. for 3 hours. As a result, a polarizing glass having an extinction ratio shown in Table 2 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 20 μm. Observation with a transmission electron microscope revealed that the copper particles were precipitated at both ends of the portion mainly occupied by the copper halide particles due to reduction. The average size of the copper particles was about 25 × 180 nm (aspect ratio 7: 1), and the volume ratio of the copper particles was calculated to be about 1.1 × 10 −3 .

【0053】得られたガラスについて、偏光に対して、
粒子が平行に配向している場合(5a(還元前)、6a
(還元後))と垂直に配向している場合(5b(還元
前)、6b(還元後))の吸光度を測定した。結果を図
5及び図6に示す。図5(還元前)と図6(還元後)に
示されるように還元前後のガラスの透過率に顕著な変化
が認められたこと、及びESCAによりガラス表面層に
金属銅が確認されたことから、表面層の中のハロゲン化
銅粒子の少なくとも一部が金属銅に還元されたことを確
認した。尚、この測定結果は反射防止膜を施していない
試料について行った。
For the obtained glass,
If the particles are oriented parallel (5a (before reduction), 6a
(After reduction)) and in the case of vertical orientation (5b (before reduction), 6b (after reduction)), the absorbance was measured. The results are shown in FIGS. As shown in FIG. 5 (before reduction) and FIG. 6 (after reduction), a remarkable change was observed in the transmittance of the glass before and after the reduction, and metallic copper was confirmed in the glass surface layer by ESCA. It was confirmed that at least a part of the copper halide particles in the surface layer was reduced to metallic copper. Note that the measurement results were obtained for a sample having no antireflection film.

【0054】実施例11 表2の(11)の組成のガラスを、実施例3と同様にし
て溶解し製作した。このガラスを750℃にて2時間熱
処理して、約150nm径のハロゲン化銅粒子を析出さ
せた。加工により得た約50mm径50mm長のガラス
を、温度640℃(粘度3×188 ポアズ) に加熱しな
がら600Kg/cm2 の圧力で径5mmのロッドに押
出した。その結果、ガラス中のハロゲン化銅粒子は約4
5×1100nm(アスペクト比24:1)に伸長され
かつほぼ一方向に配列していることが、透過型電子顕微
鏡にて確認された。この電子顕微鏡写真から、ハロゲン
化銅粒子密度は約2.5×1012/cm2 、ハロゲン化
銅粒子の体積比は約4.4×10-3と計算された。この
ガラスを水素雰囲気中にて470℃で3時間熱処理した
結果、表2に示す偏光特性を持つガラスが得られた。ガ
ラスの還元層の厚さは約20μmであった。透過型電子
顕微鏡にて観察したところ、この熱処理(還元処理)に
より銅粒子が主にハロゲン化銅粒子の占めていた部分の
両端に析出していることが認められた。そのサイズは平
均として約40×220nm(アスペクト比5.5:
1)、その体積比は約1.2×10-3であった。
Example 11 A glass having the composition of (11) in Table 2 was melted and produced in the same manner as in Example 3. This glass was heat-treated at 750 ° C. for 2 hours to precipitate copper halide particles having a diameter of about 150 nm. About 50mm diameter 50mm length of the glass obtained by machining, extruded into rods of diameter 5mm at a pressure of 600 Kg / cm 2 while heating to a temperature 640 ° C. (viscosity 3 × 18 8 poise). As a result, the copper halide particles in the glass are about 4
It was confirmed by a transmission electron microscope that the film was elongated to 5 × 1100 nm (aspect ratio 24: 1) and arranged in almost one direction. From this electron micrograph, the copper halide particle density was calculated to be about 2.5 × 10 12 / cm 2 , and the volume ratio of the copper halide particles was calculated to be about 4.4 × 10 −3 . As a result of heat-treating this glass at 470 ° C. for 3 hours in a hydrogen atmosphere, a glass having polarization characteristics shown in Table 2 was obtained. The thickness of the reduced layer of glass was about 20 μm. Observation with a transmission electron microscope revealed that the heat treatment (reduction treatment) caused the copper particles to precipitate at both ends of the portion mainly occupied by the copper halide particles. Its size is about 40 × 220 nm on average (aspect ratio 5.5:
1), the volume ratio was about 1.2 × 10 −3 .

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】以上の実施例において示した様に還元前の
延伸されたハロゲン化銅粒子の体積が大きい場合は還元
後に生じる銅粒子は円錐台に近い形状になる傾向が、還
元前の延伸されりハロゲン化銅粒子の体積が小さい場合
は還元後に生じる銅粒子は円柱あるいは楕円体に近い形
状になる傾向があった。生じた銅粒子の形状により、偏
光面と粒子の縦軸が平行な場合の吸収の位置が変化する
傾向があり、円錐台に近い形状の場合には楕円体に近い
形状の場合に比べて吸収が長波長に移動する傾向があっ
た。なお、上記実施中の粒子密度はTEM(透過型電子
顕微鏡)像の一定面積中に写っているハロゲン化銅粒子
の数を数え、TEM試料の厚さを300nmと仮定して
もとめた。
As shown in the above examples, when the volume of the stretched copper halide particles before the reduction is large, the copper particles formed after the reduction tend to have a shape close to a truncated cone. When the volume of the copper halide particles is small, the copper particles formed after the reduction tend to have a shape close to a column or an ellipsoid. Depending on the shape of the resulting copper particles, the position of absorption when the polarization plane and the vertical axis of the particles are parallel tends to change, and the shape near the truncated cone tends to absorb more than the shape near the ellipsoid. Tended to move to longer wavelengths. In addition, the particle density during the above-mentioned operation was determined by counting the number of copper halide particles appearing in a certain area of a TEM (transmission electron microscope) image, and assuming that the thickness of the TEM sample was 300 nm.

【0058】又、還元層における銅粒子の体積比は以下
の様に算出した。 A=Vcucl×d×0.25 A : 銅粒子の体積比 Vcucl : 一つの塩化銅粒子が占めていた部分の平均体
積 d : 粒子密度(単位体積当りに存在した塩化銅粒
子の数) Vcuclはこの部分の縦の長さを1、幅をwとし、楕円体
として近似してVcucl=π×w2 ×1/6として求め
た。dはTEM(透過型電子顕微鏡)像の一定面積中に
写っている塩化銅粒の占めていた部分(銅粒子と還元に
より生じた部分よりなる)の数を数え、TEM試料の厚
さを300nmと仮定して求めた。最後に掛けてある係
数0.25は理論的検討また観察の結果、還元により、
一つの塩化銅の占めていた部分の0.25倍の体積の銅
粒子が生じる事によるものである。
The volume ratio of copper particles in the reduction layer was calculated as follows. A = Vcucl × d × 0.25 A: Volume ratio of copper particles Vcucl: Average volume of the portion occupied by one copper chloride particle d: Particle density (number of copper chloride particles present per unit volume) Vcucl The vertical length of this portion was set to 1, the width was set to w, and an ellipsoid was approximated to obtain Vcucl = π × w 2 × 1/6. d is the number of portions (consisting of copper particles and portions generated by reduction) occupied by copper chloride particles in a fixed area of a TEM (transmission electron microscope) image, and the thickness of the TEM sample is set to 300 nm. It was determined assuming that: The coefficient multiplied by 0.25 at the end is the result of theoretical examination and observation.
This is because copper particles having a volume 0.25 times the volume occupied by one copper chloride are generated.

【0059】消光比の定義及び測定方法 粒子の長軸と偏光面が垂直な場合の透過率をT⊥%、粒
子の長軸と偏光面の水平な場合の透過率をT‖%とす
る。消光比は以下の式の様に定義する。 消光比=10×log(T⊥%/T‖%) 透過率の測定は図9に示す装置を用いて行った。図9中
21は光源として用いる半導体レーザー、22はグラン
トムソン型プリズム、23は試料、24は試料ホルダー
であり、25はパワーメーターである。24の試料ホル
ダーは光の通る穴を中心にして回転できるようになって
いる。21より出射された光は22を透過して直線偏光
になる。試料23のない状態でホルダーの穴を通ってき
た光のパワーを測定し、これをW0 とする。次に試料2
3を取り付け、ホルダーを回転させ、光の最大パワーW
MAX 、最小のパワーWMIN を測定する。 T⊥%=(WMAX /W0 )×100 T‖%=(WMIN /W0 )×100
Definition and Measurement Method of Extinction Ratio The transmittance when the major axis of the particle is perpendicular to the polarization plane is defined as T⊥%, and the transmittance when the major axis of the particle is parallel to the polarization plane is defined as T‖%. The extinction ratio is defined as in the following equation. Extinction ratio = 10 × log (T⊥% / T‖%) The transmittance was measured using the apparatus shown in FIG. In FIG. 9, 21 is a semiconductor laser used as a light source, 22 is a Glan-Thompson prism, 23 is a sample, 24 is a sample holder, and 25 is a power meter. The 24 sample holders can be rotated around a hole through which light passes. Light emitted from 21 passes through 22 and becomes linearly polarized light. In the absence of a sample 23 to measure the power of the light passing through the hole in the holder, which is referred to as W 0. Next, sample 2
3 and rotate the holder, the maximum power of light W
Measure MAX , minimum power W MIN . T⊥% = (W MAX / W 0 ) × 100 T‖% = (W MIN / W 0 ) × 100

【0060】実施例12 実施例1と同様に作成し、かつ延伸した CuCl 粒子含有
ガラスを0.1mmの厚さに研磨し、次いで実施例1と
同様に還元処理して本発明の偏光ガラスを得た。この偏
光ガラス11及び12と液層エピタキシー法により作成
された市販の磁性ガーネット膜13(トーキン製)と、
Sm-Co 系磁石14a、14b、を組み合わせて試作し
た、1.31μm用光アイソレーターの実施例を図8に示
す。偏光ガラス11及び12の厚みは0.1mm、磁性ガー
ネット膜13の厚みは約0.4mmであり、それらは粉末ガ
ラスにより熱融着された(接着ガラスの厚さはそれぞれ
約0.05mm)。接着剤でも可能であることは言うまでも
ない。このアイソレーターは、LDの有効ビーム径(1.
2mm)に比べ偏光子間(0.7mm)が短くなっている。波
長1.3μm のLDをこの偏光子に照射したときの消光比
は30dBであった。
Example 12 A glass containing CuCl particles, which was prepared and stretched in the same manner as in Example 1, was polished to a thickness of 0.1 mm, and then reduced in the same manner as in Example 1 to obtain a polarizing glass of the present invention. Obtained. A commercially available magnetic garnet film 13 (manufactured by TOKIN) formed by the polarizing glasses 11 and 12 and a liquid layer epitaxy method;
FIG. 8 shows an example of an optical isolator for 1.31 μm, which was experimentally produced by combining Sm-Co based magnets 14a and 14b. The thicknesses of the polarizing glasses 11 and 12 were 0.1 mm, the thickness of the magnetic garnet film 13 was about 0.4 mm, and they were heat-sealed with powdered glass (the thickness of each of the bonding glasses was about 0.05 mm). Needless to say, an adhesive is also possible. This isolator has an effective beam diameter of LD (1.
2 mm), the distance between the polarizers (0.7 mm) is shorter. The extinction ratio when this polarizer was irradiated with an LD having a wavelength of 1.3 μm was 30 dB.

【0061】実施例13 偏光ガラスを実施例1のものから、実施例7と同様に作
成した厚さ0.1mmの偏光ガラスに代えた他は実施例
12と同様にしてアイソレーターを作成した。波長1.3
μm のLDをこの偏光子に照射したときの消光比は48
dBであった。
Example 13 An isolator was produced in the same manner as in Example 12, except that the polarizing glass was changed from that of Example 1 to a polarizing glass having a thickness of 0.1 mm, which was produced in the same manner as in Example 7. 1.3 wavelength
The extinction ratio when illuminating this polarizer with a μm LD was 48.
dB.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の偏光ガラ
スの製造方法によれば、ハロゲン化銅が析出したガラス
を延伸し、前記延伸されたガラスを還元雰囲気で処理し
ているので、ハロゲン化銅粒子の還元量及びハロゲン化
銅粒子のアスペクト比を容易に制御することができる。
さらに、得られる偏光ガラスは、赤外域において高い消
光比有する。
As described above in detail, according to the method for producing a polarizing glass of the present invention, the glass on which the copper halide is precipitated is stretched, and the stretched glass is treated in a reducing atmosphere. The amount of reduction of the copper halide particles and the aspect ratio of the copper halide particles can be easily controlled.
Furthermore, the resulting polarizing glass has a high extinction ratio in the infrared region.

【0063】また、本発明の偏光ガラスを用いた光アイ
ソレーターは、有効ビーム径に比べ薄くでき、赤外域で
高い消光比を有するので、光通信用のアイソレーターと
して好ましく用いることができる。
The optical isolator using the polarizing glass of the present invention can be thinner than the effective beam diameter and has a high extinction ratio in the infrared region, so that it can be preferably used as an isolator for optical communication.

【0064】さらに、本発明の偏光ガラスを用いた光ア
イソレーターは、薄いのでシングルモードファイバーに
埋め込んで使用することも可能である。
Further, since the optical isolator using the polarizing glass of the present invention is thin, it can be used by being embedded in a single mode fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1のガラス(1mm厚)の還元前(a)の
透過率を示す。
FIG. 1 shows the transmittance of the glass (1 mm thick) of Example 1 before reduction (a).

【図2】実施例1のガラス(1mm厚)の還元後(b)の
透過率を示す。
FIG. 2 shows the transmittance of the glass of Example 1 (1 mm thick) after reduction (b).

【図3】実施例7のガラス(0.5mm厚)の還元前
(a)の透過率を示す。
FIG. 3 shows the transmittance of the glass (0.5 mm thickness) of Example 7 before reduction (a).

【図4】実施例7のガラス(0.5mm厚)の還元後
(b)の透過率を示す。
FIG. 4 shows the transmittance of the glass (0.5 mm thick) of Example 7 after reduction (b).

【図5】実施例13のガラス(0.5mm厚)の還元前
(a)の透過率を示す。
FIG. 5 shows the transmittance of the glass (0.5 mm thick) of Example 13 before reduction (a).

【図6】実施例13のガラス(0.5mm厚)の還元後
(b)の透過率を示す。
FIG. 6 shows the transmittance of the glass (0.5 mm thick) of Example 13 after reduction (b).

【図7】偏光ガラスによる偏光現像の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of polarization development using polarizing glass.

【図8】本発明の偏光ガラス11、12と、市販の磁性
ガーネット膜13(トーキン製)と、 Sn-Co系磁石14
a、14bを組み合わせて試作した、1.31ミクロン用
光アイソレーターの説明図を示す。
FIG. 8 shows polarizing glasses 11 and 12 of the present invention, a commercially available magnetic garnet film 13 (manufactured by Tokin), and a Sn—Co-based magnet 14
FIG. 1 shows an explanatory diagram of a 1.31 micron optical isolator which was experimentally produced by combining a and 14b.

【図9】透過率の測定装置の概略説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view of a transmittance measuring device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02B 5/30 G02B 5/30 (72)発明者 虎渓 久良 東京都新宿区中落合2丁目7番5号 ホ ーヤ株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−325423(JP,A) 特開 昭56−169140(JP,A) 特開 平2−248341(JP,A)──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G02B 5/30 G02B 5/30 (72) Inventor Kokei Kura 2-7-5 Nakaochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Hoya Corporation (56) References JP-A-4-325423 (JP, A) JP-A-56-169140 (JP, A) JP-A-2-248341 (JP, A)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガラス基体の少なくとも表層部に配向分
散された形状異方性粒子を含む偏光ガラスであって、前
記ガラス基体がケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス及びホ
ウケイ酸塩ガラスからなる群から選ばれるガラスからな
り、かつ前記形状異方性粒子が金属銅粒子であることを
特徴とする偏光ガラス。
1. A polarizing glass comprising shape-anisotropic particles oriented and dispersed at least in a surface layer portion of a glass substrate, wherein the glass substrate is composed of silicate glass, borate glass and borosilicate glass. Wherein the shape-anisotropic particles are metallic copper particles.
【請求項2】 金属銅粒子のアスペクト比が2:1〜1
5:1である請求項1記載の偏光ガラス。
2. The metal copper particles having an aspect ratio of 2: 1 to 1
The polarizing glass according to claim 1, wherein the ratio is 5: 1.
【請求項3】 中心波長が1.31μmである波長域の
光及び中心波長が1.55μmである波長域の光の一方
または両方に対する消光比が30dB以上である請求項
1または2記載の偏光ガラス。
3. The polarized light according to claim 1, wherein an extinction ratio to one or both of light in a wavelength region having a central wavelength of 1.31 μm and light in a wavelength region having a central wavelength of 1.55 μm is 30 dB or more. Glass.
【請求項4】 金属銅粒子の縦の長さが50〜1200
nmであり、横幅が12〜150nmである請求項1〜
3のいずれか1項に記載の偏光ガラス。
4. The metal copper particles have a vertical length of 50 to 1200.
and a width of 12 to 150 nm.
4. The polarizing glass according to any one of 3.
【請求項5】 次に示す各成分に重量%で換算したとき
に SiO2 が48〜65%、 B2O3 が13〜33%、 Al2
O3が6〜13%、 AlF3 が0〜5%、アルカリ金属酸化
物が7〜17%、アルカリ金属塩化物が0〜5%、アル
カリ土類酸化物が0〜5%、酸化銅とハロゲン化銅との
含量が0.5〜2.5%、 SnOが0〜0.6%、As2O3が0〜
5%である組成を有する請求項1〜4のいずれか1項に
記載の偏光ガラス。
5. When converted to the following components by weight%, SiO 2 is 48 to 65%, B 2 O 3 is 13 to 33%, and Al 2
O 3 is 6 to 13%, AlF 3 is 0 to 5%, alkali metal oxide is 7 to 17%, alkali metal chloride is 0 to 5%, alkaline earth oxide is 0 to 5%, copper oxide and the content of the copper halide is 0.5 to 2.5%, SnO is 0~0.6%, as 2 O 3 is 0
The polarizing glass according to any one of claims 1 to 4, having a composition of 5%.
【請求項6】 次に示す各成分に重量%で換算したとき
に B2O3 が40〜75%、 SiO2 が0〜40%、 Al2O3
が4〜20%、アルカリ金属酸化物が1〜15%、アル
カリ金属塩化物が0〜4%、アルカリ土類酸化物が0〜
15%、酸化銅とハロゲン化銅との含量が0.5〜2.5
%、 SnOが0〜0.6%である組成を有する請求項1〜4
のいずれか1項に記載の偏光ガラス。
6. When converted to the following components by weight%, B 2 O 3 is 40 to 75%, SiO 2 is 0 to 40%, and Al 2 O 3
4-20%, alkali metal oxides 1-15%, alkali metal chlorides 0-4%, alkaline earth oxides 0-0
15%, the content of copper oxide and copper halide is 0.5 to 2.5
%, SnO having a composition of 0 to 0.6%.
The polarizing glass according to any one of the above.
【請求項7】 銅とハロゲンとを含有する、ケイ酸塩ガ
ラス、ホウ酸塩ガラス及びホウケイ酸塩ガラスからなる
群から選ばれるガラスを加熱してガラス中にハロゲン化
銅粒子を析出させる工程、得られたハロゲン化銅粒子含
有ガラスの粘度が1×108 〜1×1011ポアズとなる
温度で上記ハロゲン化銅粒子含有ガラスを延伸する工
程、及び延伸したガラス中のハロゲン化銅粒子の一部又
は全部を還元する工程を含むことを特徴とする、ガラス
基体の少なくとも表層部に形状異方性金属銅粒子を配向
分散された偏光ガラスの製造方法。
7. A step of heating a glass selected from the group consisting of silicate glass, borate glass and borosilicate glass containing copper and halogen to precipitate copper halide particles in the glass; Stretching the copper halide particle-containing glass at a temperature at which the viscosity of the obtained copper halide particle-containing glass is 1 × 10 8 to 1 × 10 11 poise, and removing one of the copper halide particles in the stretched glass. A method for producing a polarizing glass, comprising a step of reducing part or all of the glass substrate, wherein shape-anisotropic metallic copper particles are oriented and dispersed in at least the surface layer of the glass substrate.
【請求項8】 銅とハロゲンとを含有するガラスが、次
に示す各成分に重量%で換算したときに SiO2 が48〜
65%、 B2O3 が13〜33%、 Al2O3が6〜13%、
AlF3 が0〜5%、アルカリ金属酸化物が7〜17%、
アルカリ金属塩化物が0〜5%、アルカリ土類酸化物が
0〜5%、酸化銅とハロゲン化銅との含量が0.5〜2.5
%、 SnOが0〜0.6%、 As2O3が0〜5%である組成を
有する請求項7に記載の製造方法。
8. The glass containing copper and halogen has a SiO 2 content of 48 to 48 when converted to the following components by weight%.
65% B 2 O 3 is 13 to 33% Al 2 O 3 is 6-13%,
AlF 3 is 0 to 5%, alkali metal oxide is 7 to 17%,
0-5% of alkali metal chloride, 0-5% of alkaline earth oxide, 0.5-2.5% of copper oxide and copper halide
%, The process according to claim 7 having the composition SnO is 0 to 0.6%, As 2 O 3 is 0 to 5%.
【請求項9】 銅とハロゲンとを含有するガラスが、次
に示す各成分に重量%で換算したときに B2O3 が40〜
75%、 SiO2 が0〜40%、 Al2O3が4〜20%、ア
ルカリ金属酸化物が1〜15%、アルカリ金属塩化物が
0〜4%、アルカリ土類酸化物が0〜15%、酸化銅と
ハロゲン化銅との含量が0.5〜2.5%、 SnOが0〜0.6
%である組成を有する請求項7記載の製造方法。
9. The glass containing copper and halogen has a B 2 O 3 of 40 to 40 when converted to the following components by weight%.
75% SiO 2 is 0 to 40% Al 2 O 3 is 4-20%, alkali metal oxides from 1 to 15% alkali metal chloride 0 to 4% alkaline earth oxides 0-15 %, Content of copper oxide and copper halide is 0.5 to 2.5%, SnO is 0 to 0.6%
%.
【請求項10】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の
偏光ガラスを用いた光アイソレーター。
10. An optical isolator using the polarizing glass according to claim 1. Description:
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