JP3383960B2 - 偏光ガラス及びその製造方法 - Google Patents
偏光ガラス及びその製造方法Info
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Description
【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。
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。
【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に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、ビーム有効径に比べ厚さを薄くすることができな
い。又、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。
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に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、ビーム有効径に比べ厚さを薄くすることができな
い。又、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、先に波
長１．０〜１．６μｍの帯域において偏光特性を有する
ガラスとして、アスペクト比が２：１〜１５：１の金属
銅粒子を含有する偏光ガラスを開発し、特許出願した
〔特願平４−２７９３３７号〕。この偏光ガラスは、ガ
ラス中に含まれる異方性のハロゲン化銅粒子を水素還元
することにより製造される。しかし、実際の製造に際し
ては、水素ガスを用いた還元処理よりも、簡易でかつ安
全性の高い方法の提供が望まれていた。
長１．０〜１．６μｍの帯域において偏光特性を有する
ガラスとして、アスペクト比が２：１〜１５：１の金属
銅粒子を含有する偏光ガラスを開発し、特許出願した
〔特願平４−２７９３３７号〕。この偏光ガラスは、ガ
ラス中に含まれる異方性のハロゲン化銅粒子を水素還元
することにより製造される。しかし、実際の製造に際し
ては、水素ガスを用いた還元処理よりも、簡易でかつ安
全性の高い方法の提供が望まれていた。
【０００４】また、上記偏光ガラスは、波長１．０〜
１．６μｍの帯域において高い消光比を示すものであ
る。ところが、光通信のさらなる低損失化に向けて将来
さらに長波長帯で通信が行われる可能性があるという観
点からは、１．６μｍより長波長領域においても高い消
光比を示す偏光ガラスに対するニーズがある。具体的に
は波長１．０〜２．０μｍの広い帯域において高い消光
比を示す偏光ガラスが好ましい。ところが、前記金属銅
粒子を含有する偏光ガラスでは、長波長領域において高
い消光比を示すようにするために金属銅粒子のアスペク
ト比を高めると、波長１．０μｍ付近の消光比が低下す
るという問題もあった。
１．６μｍの帯域において高い消光比を示すものであ
る。ところが、光通信のさらなる低損失化に向けて将来
さらに長波長帯で通信が行われる可能性があるという観
点からは、１．６μｍより長波長領域においても高い消
光比を示す偏光ガラスに対するニーズがある。具体的に
は波長１．０〜２．０μｍの広い帯域において高い消光
比を示す偏光ガラスが好ましい。ところが、前記金属銅
粒子を含有する偏光ガラスでは、長波長領域において高
い消光比を示すようにするために金属銅粒子のアスペク
ト比を高めると、波長１．０μｍ付近の消光比が低下す
るという問題もあった。
【０００５】前記銅含有偏光ガラスの他に、ガラス中に
異方性の銀粒子を分散させた偏光ガラスが知られている
〔特公平２−４０６１９号〕。実施例に示された銀粒子
分散偏光ガラスでは、消光比が最大となる波長８３０ｎ
ｍで３０ｄＢ以上の消光比を得ている。しかし、この波
長より３０〜１７０ｎｍ長波長では消光比が２０ｄＢ
に、さらに１３５〜３５０ｎｍ長波長では消光比が１０
ｄＢに低下している。従って、この銀粒子分散偏光ガラ
スは、波長の広い範囲において高い消光比を示すもので
はない。
異方性の銀粒子を分散させた偏光ガラスが知られている
〔特公平２−４０６１９号〕。実施例に示された銀粒子
分散偏光ガラスでは、消光比が最大となる波長８３０ｎ
ｍで３０ｄＢ以上の消光比を得ている。しかし、この波
長より３０〜１７０ｎｍ長波長では消光比が２０ｄＢ
に、さらに１３５〜３５０ｎｍ長波長では消光比が１０
ｄＢに低下している。従って、この銀粒子分散偏光ガラ
スは、波長の広い範囲において高い消光比を示すもので
はない。
【０００６】そこで、本発明の目的は、簡易でかつ安全
性の高い方法で製造でき、かつ少なくとも波長１．０〜
１．６μｍの帯域において高い消光比を有する偏光ガラ
ス及びその製造方法を提供することにある。
性の高い方法で製造でき、かつ少なくとも波長１．０〜
１．６μｍの帯域において高い消光比を有する偏光ガラ
ス及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】さらに本発明の目的は、波長１．０〜２．
０μｍの広い波長域で高い消光比を与えることができる
偏光ガラス及びその製造方法を提供することにある。
０μｍの広い波長域で高い消光比を与えることができる
偏光ガラス及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】さらに本発明の目的は、広い波長域で高い
消光比を与えることができる偏光ガラスを用いた光アイ
ソレーターを提供することにある。
消光比を与えることができる偏光ガラスを用いた光アイ
ソレーターを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、アスペクト比
が６：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを
含有する粒子を含有することを特徴とする偏光ガラスに
関する。
が６：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを
含有する粒子を含有することを特徴とする偏光ガラスに
関する。
【００１０】さらに本発明は、アスペクト比が２０：１
〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを含有する
粒子を含有することを特徴とする、より広い波長域にお
いて高い消光比を有する偏光ガラスに関する。
〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを含有する
粒子を含有することを特徴とする、より広い波長域にお
いて高い消光比を有する偏光ガラスに関する。
【００１１】また本発明は、アスペクト比が８：１〜３
５０：１であるハロゲン化銅粒子を含有するガラスに銀
イオンをイオン交換することにより、前記のアスペクト
比が６：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀と
を含有する粒子を含有する偏光ガラスを製造する方法に
関する。
５０：１であるハロゲン化銅粒子を含有するガラスに銀
イオンをイオン交換することにより、前記のアスペクト
比が６：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀と
を含有する粒子を含有する偏光ガラスを製造する方法に
関する。
【００１２】さらに本発明は、前記偏光ガラス又は前記
製造方法により製造された偏光ガラスを用いた光アイソ
レーターに関する。
製造方法により製造された偏光ガラスを用いた光アイソ
レーターに関する。
【００１３】本発明者らは、ハロゲン化銅粒子を含有す
るガラスに銀イオンをイオン交換することにより得られ
る、アスペクト比が６：１〜３００：１であるハロゲン
化銅と金属銀とを含有する粒子を含有する偏光ガラス
が、少なくとも波長１．０〜１．６μｍの帯域において
高い消光比を示すことを見出して本発明を完成した。
るガラスに銀イオンをイオン交換することにより得られ
る、アスペクト比が６：１〜３００：１であるハロゲン
化銅と金属銀とを含有する粒子を含有する偏光ガラス
が、少なくとも波長１．０〜１．６μｍの帯域において
高い消光比を示すことを見出して本発明を完成した。
【００１４】さらに本発明者らは、アスペクト比が２
０：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを含
有する粒子を含有する偏光ガラスが、アスペクト比が
１．５：１〜１０：１である金属銅粒子に比べて長波長
側に吸収を示し、波長１．０〜２．０μｍの広い波長域
で高い消光比を与えることができることを見出して本発
明を完成した。
０：１〜３００：１であるハロゲン化銅と金属銀とを含
有する粒子を含有する偏光ガラスが、アスペクト比が
１．５：１〜１０：１である金属銅粒子に比べて長波長
側に吸収を示し、波長１．０〜２．０μｍの広い波長域
で高い消光比を与えることができることを見出して本発
明を完成した。
【００１５】以下、本発明の偏光ガラスについて説明す
る。ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子のアスペク
ト比は６：１〜３００：１の範囲が適当である。偏光ガ
ラスに含まれるハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子
のアスペクト比が６：１より小さいと主に可視域で偏光
特性を示すようになり、近赤外域での消光比が不十分と
なる。又、偏光ガラスに含まれるハロゲン化銅と金属銀
とを含有する粒子のアスペクト比が３００：１よりも大
きいものは、ガラスの延伸により作成することが容易で
ない。アスペクト比が６：１〜３００：１の範囲にある
ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子を含有する偏光
ガラスは、少なくとも波長１．０〜１．６μｍの帯域に
おいて高い消光比を示す
る。ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子のアスペク
ト比は６：１〜３００：１の範囲が適当である。偏光ガ
ラスに含まれるハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子
のアスペクト比が６：１より小さいと主に可視域で偏光
特性を示すようになり、近赤外域での消光比が不十分と
なる。又、偏光ガラスに含まれるハロゲン化銅と金属銀
とを含有する粒子のアスペクト比が３００：１よりも大
きいものは、ガラスの延伸により作成することが容易で
ない。アスペクト比が６：１〜３００：１の範囲にある
ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子を含有する偏光
ガラスは、少なくとも波長１．０〜１．６μｍの帯域に
おいて高い消光比を示す
【００１６】さらに、ハロゲン化銅と金属銀とを含有す
る粒子のアスペクト比が２０：１〜３００：１の範囲に
ある偏光ガラスは、波長１．０〜２．０μｍの広い波長
域で高い消光比を示すのでより好ましい。偏光ガラスに
含まれるハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子のアス
ペクト比が２０：１より小さくなると、１．６μｍを超
える帯域において消光比が徐々に低下する傾向がある。
又、アスペクト比が３００：１よりも大きいものは、前
記のようにガラスの延伸により作成することが容易でな
い。より好ましいアスペクト比は４０：１〜３００：１
の範囲である。
る粒子のアスペクト比が２０：１〜３００：１の範囲に
ある偏光ガラスは、波長１．０〜２．０μｍの広い波長
域で高い消光比を示すのでより好ましい。偏光ガラスに
含まれるハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子のアス
ペクト比が２０：１より小さくなると、１．６μｍを超
える帯域において消光比が徐々に低下する傾向がある。
又、アスペクト比が３００：１よりも大きいものは、前
記のようにガラスの延伸により作成することが容易でな
い。より好ましいアスペクト比は４０：１〜３００：１
の範囲である。
【００１７】尚、アスペクト比とは、粒子の横の長さと
縦の長さの比を意味する。ここで縦とは粒子の長手方向
の長さであり、横とは長手方向に垂直な方向での最大の
長さ、すなわち幅である。
縦の長さの比を意味する。ここで縦とは粒子の長手方向
の長さであり、横とは長手方向に垂直な方向での最大の
長さ、すなわち幅である。
【００１８】本発明の偏光ガラスでは、前記のハロゲン
化銅と金属銀とを含有する粒子がガラス中に存在するこ
とで、比較的広い波長領域で高い消光比を有する。本発
明の偏光ガラスは、前記のハロゲン化銅と金属銀とを含
有する粒子のみを含む態様と、前記のハロゲン化銅と金
属銀とを含有する粒子以外にハロゲン化銅粒子も存在す
る態様とが有り得る。ハロゲン化銅粒子も共存する態様
では、ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子とハロゲ
ン化銅粒子とがガラス中ランダムに存在していても、或
いは、偏光ガラスの表面側にハロゲン化銅と金属銀とを
含有する粒子を含む層があり、該層の内側にハロゲン化
銅粒子含有層が存在する積層構造を有していても良い。
化銅と金属銀とを含有する粒子がガラス中に存在するこ
とで、比較的広い波長領域で高い消光比を有する。本発
明の偏光ガラスは、前記のハロゲン化銅と金属銀とを含
有する粒子のみを含む態様と、前記のハロゲン化銅と金
属銀とを含有する粒子以外にハロゲン化銅粒子も存在す
る態様とが有り得る。ハロゲン化銅粒子も共存する態様
では、ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子とハロゲ
ン化銅粒子とがガラス中ランダムに存在していても、或
いは、偏光ガラスの表面側にハロゲン化銅と金属銀とを
含有する粒子を含む層があり、該層の内側にハロゲン化
銅粒子含有層が存在する積層構造を有していても良い。
【００１９】固体レーザーの主たる発振波長である１．
０６μｍ、通信用光源の波長である１．３１μｍ、１．
５５μｍを含む１．０〜１．６μｍにおいて損失を小さ
くするという観点からは、ハロゲン化銅と金属銀とを含
有する粒子は、前記アスペクト比を有するとともに、粒
子サイズは小さいことが好ましい。例えば、ハロゲン化
銅と金属銀とを含有する粒子の幅を７ｎｍ〜２００ｎｍ
の範囲とし、長さを２００ｎｍ〜１５０００ｎｍの範囲
とすることが適当である。さらに、１．０〜２．０μｍ
において損失を小さくするという観点からは、ハロゲン
化銅と金属銀とを含有する粒子の幅を７ｎｍ〜７５ｎｍ
の範囲とし、長さを３６０ｎｍ〜６６００ｎｍの範囲と
することが適当である。
０６μｍ、通信用光源の波長である１．３１μｍ、１．
５５μｍを含む１．０〜１．６μｍにおいて損失を小さ
くするという観点からは、ハロゲン化銅と金属銀とを含
有する粒子は、前記アスペクト比を有するとともに、粒
子サイズは小さいことが好ましい。例えば、ハロゲン化
銅と金属銀とを含有する粒子の幅を７ｎｍ〜２００ｎｍ
の範囲とし、長さを２００ｎｍ〜１５０００ｎｍの範囲
とすることが適当である。さらに、１．０〜２．０μｍ
において損失を小さくするという観点からは、ハロゲン
化銅と金属銀とを含有する粒子の幅を７ｎｍ〜７５ｎｍ
の範囲とし、長さを３６０ｎｍ〜６６００ｎｍの範囲と
することが適当である。
【００２０】本発明の偏光ガラス中のハロゲン化銅と金
属銀とを含有する粒子の体積比及びこの粒子中のハロゲ
ン化銅と金属銀との比率、さらにはハロゲン化銅と金属
銀とを含有する粒子を含有する層の厚さ等は、偏光ガラ
スに要求される偏光特性に応じて、各粒子のアスペクト
比及び偏光ガラスの構造（層構造）等を考慮して適宜決
定される。但し、近赤外の波長領域において十分な偏光
特性を得るという観点、及び挿入損失が大きくならない
という観点から、ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒
子の体積比は、例えば４×１０-4〜６×１０-2の範囲、
好ましくは１×１０-3〜１×１０-2の範囲とすることが
適当である。また、ハロゲン化銅と金属銀との比率（銀
の体積：ハロゲン化銅の体積）は、近赤外の波長領域に
おいて十分な偏光特性を得るという観点、及び挿入損失
が大きくならないという観点から、１：５〜２０：１の
範囲とすることが適当である。さらに、ハロゲン化銅と
金属銀とを含有する粒子を含有する層の厚さは、１０μ
ｍ〜２００μｍの範囲とすることが適当である。
属銀とを含有する粒子の体積比及びこの粒子中のハロゲ
ン化銅と金属銀との比率、さらにはハロゲン化銅と金属
銀とを含有する粒子を含有する層の厚さ等は、偏光ガラ
スに要求される偏光特性に応じて、各粒子のアスペクト
比及び偏光ガラスの構造（層構造）等を考慮して適宜決
定される。但し、近赤外の波長領域において十分な偏光
特性を得るという観点、及び挿入損失が大きくならない
という観点から、ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒
子の体積比は、例えば４×１０-4〜６×１０-2の範囲、
好ましくは１×１０-3〜１×１０-2の範囲とすることが
適当である。また、ハロゲン化銅と金属銀との比率（銀
の体積：ハロゲン化銅の体積）は、近赤外の波長領域に
おいて十分な偏光特性を得るという観点、及び挿入損失
が大きくならないという観点から、１：５〜２０：１の
範囲とすることが適当である。さらに、ハロゲン化銅と
金属銀とを含有する粒子を含有する層の厚さは、１０μ
ｍ〜２００μｍの範囲とすることが適当である。
【００２１】本発明の偏光ガラスを構成するガラスには
特に制限はない。但し、ハロゲン化銅と金属銀とを含有
する粒子を分散した偏光ガラスを作製し易いという観点
から、例えばケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケ
イ酸塩ガラスを挙げることができる。
特に制限はない。但し、ハロゲン化銅と金属銀とを含有
する粒子を分散した偏光ガラスを作製し易いという観点
から、例えばケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、ホウケ
イ酸塩ガラスを挙げることができる。
【００２２】以下、本発明の偏光ガラスの製造方法につ
いて説明する。本発明の偏光ガラスは、例えば、ハロゲ
ン化銅粒子含有ガラスを延伸し、得られた異方性のハロ
ゲン化銅粒子を含有するガラスに銀イオンをイオン交換
することにより製造することができる。
いて説明する。本発明の偏光ガラスは、例えば、ハロゲ
ン化銅粒子含有ガラスを延伸し、得られた異方性のハロ
ゲン化銅粒子を含有するガラスに銀イオンをイオン交換
することにより製造することができる。
【００２３】本発明で用いられるハロゲン化銅粒子含有
ガラスは、銅とハロゲンとを含有するガラスを原料とし
て用いて調製できる。ガラス原料としては、例えば、次
に示す各成分に重量％で換算したときにＳｉＯ2 が４８
〜６５％、Ｂ2 Ｏ3 が１３〜３３％、Ａｌ2 Ｏ3 が６〜
１３％、ＡｌＦ3 が０〜５％、アルカリ金属酸化物（Ｌ
ｉ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｒｂ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ）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
類金属酸化物（ＭａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）が０
〜５％、酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）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％、Ａｓ2 Ｏ3 が０〜５％である組成を有
するケイ酸塩ガラス及びホウケイ酸塩ガラスを挙げるこ
とができる。
ガラスは、銅とハロゲンとを含有するガラスを原料とし
て用いて調製できる。ガラス原料としては、例えば、次
に示す各成分に重量％で換算したときにＳｉＯ2 が４８
〜６５％、Ｂ2 Ｏ3 が１３〜３３％、Ａｌ2 Ｏ3 が６〜
１３％、ＡｌＦ3 が０〜５％、アルカリ金属酸化物（Ｌ
ｉ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｒｂ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ）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
類金属酸化物（ＭａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）が０
〜５％、酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）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％、Ａｓ2 Ｏ3 が０〜５％である組成を有
するケイ酸塩ガラス及びホウケイ酸塩ガラスを挙げるこ
とができる。
【００２４】さらに、次に示す各成分に重量％で換算し
たときにＢ2 Ｏ3 が４０〜７５％、ＳｉＯ2 が０〜４０
％、Ａｌ2 Ｏ3 が４〜２０％、アルカリ金属酸化物（Ｌ
ｉ2Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｒｂ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ）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
類金属酸化物（ＭａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）が０
〜１５％、酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）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％である組成を有するホウ酸塩ガラス及び
ホウケイ酸塩ガラスを例示することができる。
たときにＢ2 Ｏ3 が４０〜７５％、ＳｉＯ2 が０〜４０
％、Ａｌ2 Ｏ3 が４〜２０％、アルカリ金属酸化物（Ｌ
ｉ2Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｒｂ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ）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
類金属酸化物（ＭａＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）が０
〜１５％、酸化銅（Ｃｕ2 Ｏ）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％である組成を有するホウ酸塩ガラス及び
ホウケイ酸塩ガラスを例示することができる。
【００２５】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。
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。
【００２６】このガラスを加熱してガラス中にハロゲン
化銅（例えばＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、Ｃｕｌ、あ
るいはＣｕＦ1-X ＣｌX 等の混晶）を析出させる。ハロ
ゲン化銅粒子の大きさは、大きいほど後の延伸は容易で
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、特に損
失を少なくしたい時は５０〜１５０ｎｍの範囲とするこ
とが好ましい。上記組成のガラスを６５０〜８５０℃に
て１〜１０時間熱処理することによりハロゲン化銅粒子
の粒径を５０〜３００ｎｍとすることができる。
化銅（例えばＣｕＦ、ＣｕＣｌ、ＣｕＢｒ、Ｃｕｌ、あ
るいはＣｕＦ1-X ＣｌX 等の混晶）を析出させる。ハロ
ゲン化銅粒子の大きさは、大きいほど後の延伸は容易で
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、特に損
失を少なくしたい時は５０〜１５０ｎｍの範囲とするこ
とが好ましい。上記組成のガラスを６５０〜８５０℃に
て１〜１０時間熱処理することによりハロゲン化銅粒子
の粒径を５０〜３００ｎｍとすることができる。
【００２７】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。上記粒径のハロゲン化銅粒子を含むガ
ラスをこの粘度にて応力１００〜８００ｋｇ／ｃｍ2 の
応力下にて延伸することにより、得られたハロゲン化銅
粒子のアスペクト比を８：１〜３５０：１とすることが
できる。延伸により、ハロゲン化銅粒子は楕円体に近い
異方性形状となり、長軸を平行にして一方向に配列す
る。ハロゲン化銅粒子のアスペクト比を８：１〜３５
０：１とすることにより、後にイオン交換して得られる
ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子のアスペクト比
を６：１〜３００：１にすることができる。これは、イ
オン交換によりハロゲン化銅粒子の周囲に銀が析出し
て、粒子の幅が長さに比べて増加することによる。
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。上記粒径のハロゲン化銅粒子を含むガ
ラスをこの粘度にて応力１００〜８００ｋｇ／ｃｍ2 の
応力下にて延伸することにより、得られたハロゲン化銅
粒子のアスペクト比を８：１〜３５０：１とすることが
できる。延伸により、ハロゲン化銅粒子は楕円体に近い
異方性形状となり、長軸を平行にして一方向に配列す
る。ハロゲン化銅粒子のアスペクト比を８：１〜３５
０：１とすることにより、後にイオン交換して得られる
ハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子のアスペクト比
を６：１〜３００：１にすることができる。これは、イ
オン交換によりハロゲン化銅粒子の周囲に銀が析出し
て、粒子の幅が長さに比べて増加することによる。
【００２８】このようにして得られたガラス中のハロゲ
ン化銅粒子をハロゲン化銅と金属銀を含む粒子に変換す
ることにより、本発明の偏光ガラスが得られる。前記の
ように、損失を少なくするために、ハロゲン化銅と金属
銀とを含む粒子は小さい方が良い。そこで、変換前のハ
ロゲン化銅粒子は、幅７〜１５０ｎｍ、長さ２００〜１
５０００ｎｍの範囲とすることにより、幅７ｎｍ〜２０
０ｎｍ、長さ２００ｎｍ〜１５０００ｎｍの範囲のハロ
ゲン化銅と金属銀とを含む粒子を得ることができる。さ
らに、変換前のハロゲン化銅粒子は、幅７〜５５ｎｍ、
長さ３６０〜６６００ｎｍの範囲とすることにより、幅
７ｎｍ〜７５ｎｍ、長さ３６０ｎｍ〜６６００ｎｍの範
囲のハロゲン化銅と金属銀とを含む粒子を得ることがで
きる。
ン化銅粒子をハロゲン化銅と金属銀を含む粒子に変換す
ることにより、本発明の偏光ガラスが得られる。前記の
ように、損失を少なくするために、ハロゲン化銅と金属
銀とを含む粒子は小さい方が良い。そこで、変換前のハ
ロゲン化銅粒子は、幅７〜１５０ｎｍ、長さ２００〜１
５０００ｎｍの範囲とすることにより、幅７ｎｍ〜２０
０ｎｍ、長さ２００ｎｍ〜１５０００ｎｍの範囲のハロ
ゲン化銅と金属銀とを含む粒子を得ることができる。さ
らに、変換前のハロゲン化銅粒子は、幅７〜５５ｎｍ、
長さ３６０〜６６００ｎｍの範囲とすることにより、幅
７ｎｍ〜７５ｎｍ、長さ３６０ｎｍ〜６６００ｎｍの範
囲のハロゲン化銅と金属銀とを含む粒子を得ることがで
きる。
【００２９】ハロゲン化銅粒子をハロゲン化銅と金属銀
を含む粒子に変換する方法としては、ハロゲン化銅粒子
含有ガラスに銀イオンをイオン交換する方法が挙げられ
る。さらにイオン交換方法としては、ハロゲン化銅粒子
含有ガラスを溶融塩に浸漬する方法が挙げられる。さら
に、ハロゲン化銅粒子含有ガラスに銀を蒸着し、この銀
蒸着膜に電圧を印加して銀イオンをハロゲン化銅粒子含
有ガラスにイオン交換する方法も挙げることができる。
尚、前記イオン交換により、ハロゲン化銅粒子含有ガラ
ス中の１価の金属イオン（例えば、アルカリ金属イオ
ン）又は２価の金属イオン（例えば、アルカリ土類金属
イオン）等が銀イオンとイオン交換される。
を含む粒子に変換する方法としては、ハロゲン化銅粒子
含有ガラスに銀イオンをイオン交換する方法が挙げられ
る。さらにイオン交換方法としては、ハロゲン化銅粒子
含有ガラスを溶融塩に浸漬する方法が挙げられる。さら
に、ハロゲン化銅粒子含有ガラスに銀を蒸着し、この銀
蒸着膜に電圧を印加して銀イオンをハロゲン化銅粒子含
有ガラスにイオン交換する方法も挙げることができる。
尚、前記イオン交換により、ハロゲン化銅粒子含有ガラ
ス中の１価の金属イオン（例えば、アルカリ金属イオ
ン）又は２価の金属イオン（例えば、アルカリ土類金属
イオン）等が銀イオンとイオン交換される。
【００３０】前記ハロゲン化銅銅粒子含有ガラスに以下
に示す方法により銀をイオン交換することにより、アス
ペクト比６：１〜３００：１である幅７〜１５０ｎｍ、
長さ２００〜１５０００ｎｍのハロゲン化銅と金属銀と
を含む粒子を生じさせることができる。尚、イオン交換
層は試料表面に局在するのでイオン交換前に試料を必要
な形状に加工しておくことが望ましい。
に示す方法により銀をイオン交換することにより、アス
ペクト比６：１〜３００：１である幅７〜１５０ｎｍ、
長さ２００〜１５０００ｎｍのハロゲン化銅と金属銀と
を含む粒子を生じさせることができる。尚、イオン交換
層は試料表面に局在するのでイオン交換前に試料を必要
な形状に加工しておくことが望ましい。
【００３１】浸漬に用いる塩として銀イオンを含む適当
な混合塩を選ぶことができる。例えば硝酸銀とアルカリ
金属硝酸塩との混合物等が挙げられる。イオン交換を行
うガラスのガラス転移温度、化学的性質等を考慮して硝
酸銀、塩化銀、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の硝
酸塩、塩化塩等の中から適当なものを選択することがで
きる。溶融塩の組成はイオン交換後のガラス中の金属イ
オン濃度に影響を与える。表面層の銀濃度を高くしたい
場合は溶融塩中の銀イオン濃度を高くし、表面層の銀濃
度を低くしたい場合は溶融塩中の銀イオン濃度を低くす
ることにより所望の特性を得ることができる。
な混合塩を選ぶことができる。例えば硝酸銀とアルカリ
金属硝酸塩との混合物等が挙げられる。イオン交換を行
うガラスのガラス転移温度、化学的性質等を考慮して硝
酸銀、塩化銀、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の硝
酸塩、塩化塩等の中から適当なものを選択することがで
きる。溶融塩の組成はイオン交換後のガラス中の金属イ
オン濃度に影響を与える。表面層の銀濃度を高くしたい
場合は溶融塩中の銀イオン濃度を高くし、表面層の銀濃
度を低くしたい場合は溶融塩中の銀イオン濃度を低くす
ることにより所望の特性を得ることができる。
【００３２】溶融塩の温度が高いと短時間で所望の厚さ
のイオン交換層が得られる。しかし、高すぎると異方性
形状を持つハロゲン化銅粒子が球状に戻ってしまう傾向
がある。一方、温度が低い場合は所望のイオン交換層を
得るのに時間がかかる傾向がある。しかし、酸化ナトリ
ウムを含むホウ酸塩、ホウケイ酸塩、ケイ酸塩ガラス中
の銀イオンの拡散速度は比較的速いためイオン交換温度
を低くしてイオン交換層の厚さの制御をし易くすること
も可能である。これらを考慮すると、イオン交換を行う
温度は約２５０℃からイオン交換を行うガラスのガラス
転移点より約３０℃低い温度までの間の温度であること
が適当である。イオン交換の時間は所望のイオン交換層
（ハロゲン化銅銅と金属銀とを含む粒子含有層）の厚
さ、溶融塩の組成、イオン交換温度によって異なる。例
えば、所定の条件下で５分間〜３５時間イオン交換を行
うのが適当である。
のイオン交換層が得られる。しかし、高すぎると異方性
形状を持つハロゲン化銅粒子が球状に戻ってしまう傾向
がある。一方、温度が低い場合は所望のイオン交換層を
得るのに時間がかかる傾向がある。しかし、酸化ナトリ
ウムを含むホウ酸塩、ホウケイ酸塩、ケイ酸塩ガラス中
の銀イオンの拡散速度は比較的速いためイオン交換温度
を低くしてイオン交換層の厚さの制御をし易くすること
も可能である。これらを考慮すると、イオン交換を行う
温度は約２５０℃からイオン交換を行うガラスのガラス
転移点より約３０℃低い温度までの間の温度であること
が適当である。イオン交換の時間は所望のイオン交換層
（ハロゲン化銅銅と金属銀とを含む粒子含有層）の厚
さ、溶融塩の組成、イオン交換温度によって異なる。例
えば、所定の条件下で５分間〜３５時間イオン交換を行
うのが適当である。
【００３３】ハロゲン化銅と金属銀とを含む粒子含有層
の作製は、ハロゲン化銅粒子含有ガラス表面に銀の膜を
スパッタ等により作製し電圧を印加して銀イオンを拡散
させることも可能である。この場合、片面に銀を、残り
の一面にアルミニウム等ガラス中に拡散しにくいイオン
を蒸着する。銀側を正極に、他方を負極につなぎ電圧を
印加する。尚、印加する電圧が大きい方が速くイオンを
拡散できるが両極は短絡し易くなる。電圧印加中試料は
高温に保った方が、短時間で必要な厚さのイオン交換層
が得られるが、高すぎると異方性形状を持つハロゲン化
銅粒子が球状に戻ってしまう傾向がある。電圧印加を行
う温度は約２５０℃から、対象となるハロゲン化銅粒子
含有ガラスのガラス転移点より約３０℃低い温度までの
間の温度であることが適当である。蒸着する金属の組成
を変化させるこによりガラス中のイオン濃度を変化させ
ることが可能である。電圧を印加する時間は、印加電
圧、電圧印加温度等により異なるが、例えば約１０分〜
５０時間の範囲であることが適当である。
の作製は、ハロゲン化銅粒子含有ガラス表面に銀の膜を
スパッタ等により作製し電圧を印加して銀イオンを拡散
させることも可能である。この場合、片面に銀を、残り
の一面にアルミニウム等ガラス中に拡散しにくいイオン
を蒸着する。銀側を正極に、他方を負極につなぎ電圧を
印加する。尚、印加する電圧が大きい方が速くイオンを
拡散できるが両極は短絡し易くなる。電圧印加中試料は
高温に保った方が、短時間で必要な厚さのイオン交換層
が得られるが、高すぎると異方性形状を持つハロゲン化
銅粒子が球状に戻ってしまう傾向がある。電圧印加を行
う温度は約２５０℃から、対象となるハロゲン化銅粒子
含有ガラスのガラス転移点より約３０℃低い温度までの
間の温度であることが適当である。蒸着する金属の組成
を変化させるこによりガラス中のイオン濃度を変化させ
ることが可能である。電圧を印加する時間は、印加電
圧、電圧印加温度等により異なるが、例えば約１０分〜
５０時間の範囲であることが適当である。
【００３４】イオン交換によって銀イオンの拡散する方
向は表面から内部方向へと一方向であり、均一核生成を
伴う現象ではない。そのため、イオン交換条件により銀
イオンの拡散層厚さを制御することは熱処理条件により
塩化銅粒子の粒径を制御することに比べ容易である。
又、イオン交換するガラスの一方の面を適当な保護膜に
て覆った後、浸漬を行い片面のみに銀イオンをイオン交
換することも可能である。さらに、イオン交換するハロ
ゲン化銅粒子含有ガラスの表面の一部を保護膜で被覆し
た後、浸漬を行い、面内の一部にだけ銀イオンを交換さ
せ面内での偏光特性に分布を持たせることも可能であ
る。これらの点から、本発明の偏光ガラスの方法は材料
設計の自由度の高い方法と言える。
向は表面から内部方向へと一方向であり、均一核生成を
伴う現象ではない。そのため、イオン交換条件により銀
イオンの拡散層厚さを制御することは熱処理条件により
塩化銅粒子の粒径を制御することに比べ容易である。
又、イオン交換するガラスの一方の面を適当な保護膜に
て覆った後、浸漬を行い片面のみに銀イオンをイオン交
換することも可能である。さらに、イオン交換するハロ
ゲン化銅粒子含有ガラスの表面の一部を保護膜で被覆し
た後、浸漬を行い、面内の一部にだけ銀イオンを交換さ
せ面内での偏光特性に分布を持たせることも可能であ
る。これらの点から、本発明の偏光ガラスの方法は材料
設計の自由度の高い方法と言える。
【００３５】従って、本発明の方法を用いてハロゲン化
銅粒子含有ガラスの表面に導波路を作製することもでき
る。延伸された粒子の長さ方向に垂直な方向に光を導波
させると出射光は直線偏光となる。本発明の製造方法で
作製された偏光子は、１２０μｍ程度のイオン拡散層の
厚さで３０ｄＢ以上の消光比を示すため、導波路型偏光
子として使用した場合でも１２０μｍ程度の動作長で３
０ｄＢ以上の偏光特性を示す。素子の導波路化は光集積
回路化に必要不可欠な技術であり、又、動作長が短いた
め本発明に示す導波路型偏光子は回路の小型化に有利な
ものである。
銅粒子含有ガラスの表面に導波路を作製することもでき
る。延伸された粒子の長さ方向に垂直な方向に光を導波
させると出射光は直線偏光となる。本発明の製造方法で
作製された偏光子は、１２０μｍ程度のイオン拡散層の
厚さで３０ｄＢ以上の消光比を示すため、導波路型偏光
子として使用した場合でも１２０μｍ程度の動作長で３
０ｄＢ以上の偏光特性を示す。素子の導波路化は光集積
回路化に必要不可欠な技術であり、又、動作長が短いた
め本発明に示す導波路型偏光子は回路の小型化に有利な
ものである。
【００３６】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つの偏光素子を構成部品とし
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
発明の偏光ガラスを用いたものである。
回転素子及び少なくとも１つの偏光素子を構成部品とし
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
発明の偏光ガラスを用いたものである。
【００３７】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。
実施例１
表１に示した組成のガラスを、原料としてＳｉＯ2 、Ｈ
3 ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、
ＮａＣｌ、ＭｇＯ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リ
ットルの白金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、
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７２０℃で３時間熱処理し、約１１０
ｎｍ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４×１０
×２２０ｍｍのサイズに切り出し、粘度が２×１０9 ポ
アズ付近になる温度である５８０℃に加熱し、速度１５
０ｍｍ／ｍｉｎで引張り、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で
延伸した。その結果、塩化銅粒子は約４５×５００ｎｍ
（アスペクト比１１：１）の形状に変化し、それらがほ
ぼ一方向に配列しており、塩化銅粒子密度は、約１×１
０13／ｃｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により
確認された。塩化銅粒子の体積比は、約５．３×１０-3
であった。
3 ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、
ＮａＣｌ、ＭｇＯ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リ
ットルの白金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、
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７２０℃で３時間熱処理し、約１１０
ｎｍ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４×１０
×２２０ｍｍのサイズに切り出し、粘度が２×１０9 ポ
アズ付近になる温度である５８０℃に加熱し、速度１５
０ｍｍ／ｍｉｎで引張り、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で
延伸した。その結果、塩化銅粒子は約４５×５００ｎｍ
（アスペクト比１１：１）の形状に変化し、それらがほ
ぼ一方向に配列しており、塩化銅粒子密度は、約１×１
０13／ｃｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により
確認された。塩化銅粒子の体積比は、約５．３×１０-3
であった。
【００３８】このようにして得られたガラスを、４２５
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に１８時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には５０×５００ｎｍ（アスペクト比
１０：１）塩化銅及び銀からなる粒子（体積比６．５×
１０-3）を含む層が１４０μｍの厚さで生じていた。イ
オン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図１に示
し、イオン交換後の本発明の偏光ガラスの吸収スペクト
ルを図２に示す。図１と比較すると、図２に示す本発明
の偏光ガラスは、１．２μｍ付近まで偏光と平行に粒子
が配向する場合の透過率がほぼ０％であり、０．８〜
１．３μｍの領域において高い消光比を示すことが分か
る。
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に１８時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には５０×５００ｎｍ（アスペクト比
１０：１）塩化銅及び銀からなる粒子（体積比６．５×
１０-3）を含む層が１４０μｍの厚さで生じていた。イ
オン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図１に示
し、イオン交換後の本発明の偏光ガラスの吸収スペクト
ルを図２に示す。図１と比較すると、図２に示す本発明
の偏光ガラスは、１．２μｍ付近まで偏光と平行に粒子
が配向する場合の透過率がほぼ０％であり、０．８〜
１．３μｍの領域において高い消光比を示すことが分か
る。
【００３９】実施例２
表１に示す組成のガラスを、原料としてＳｉＯ2 、Ｈ3
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、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７６５℃で５時間熱処理し、約２１５ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
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６１０℃に加熱し、速度５０ｍｍ／ｍｉｎ
で引張り、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。その
結果、塩化銅粒子は約６１×２６３０ｎｍ（アスペクト
比４３：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に配
列しており、塩化銅粒子密度は、約９．４×１０11／ｃ
ｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認され
た。塩化銅粒子の体積比は、約４．８×１０-3であっ
た。このガラスを約１．０ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、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７６５℃で５時間熱処理し、約２１５ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
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６１０℃に加熱し、速度５０ｍｍ／ｍｉｎ
で引張り、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。その
結果、塩化銅粒子は約６１×２６３０ｎｍ（アスペクト
比４３：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に配
列しており、塩化銅粒子密度は、約９．４×１０11／ｃ
ｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認され
た。塩化銅粒子の体積比は、約４．８×１０-3であっ
た。このガラスを約１．０ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
【００４０】このようにして得られたガラスを、４２５
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に１８時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には７０×２６３０ｎｍ（アスペクト
比３８：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比６．
３×１０-3）を含む層が１５０μｍの厚さで生じてい
た。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図３
に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトルを
図４に示す。図３と比較すると、図４に示す本発明の偏
光ガラスは、２．５μｍまで偏光と平行に粒子が配向す
る場合の透過率がほぼ０％であり、０．８〜２．５μｍ
の領域において高い消光比を示すことが分かる。
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に１８時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には７０×２６３０ｎｍ（アスペクト
比３８：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比６．
３×１０-3）を含む層が１５０μｍの厚さで生じてい
た。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図３
に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトルを
図４に示す。図３と比較すると、図４に示す本発明の偏
光ガラスは、２．５μｍまで偏光と平行に粒子が配向す
る場合の透過率がほぼ０％であり、０．８〜２．５μｍ
の領域において高い消光比を示すことが分かる。
【００４１】実施例３
表１に示す組成のガラスを、原料としてＳｉＯ2 、Ｈ3
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ） 3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、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７５０℃で８時間熱処理し、約２０５ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
のサイズに切り出し、粘度が４×１０9 ポアズ付近にな
る温度である５９０℃に加熱し、速度１０ｍｍ／ｍｉｎ
で引張り、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。その
結果、塩化銅粒子は約７４×１５６０ｎｍ（アスペクト
比２１：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に配
列しており、塩化銅粒子密度は、約１．０×１０12／ｃ
ｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認され
た。塩化銅粒子の体積比は、約４．５×１０-3であっ
た。このガラスを約１．０ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ） 3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、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７５０℃で８時間熱処理し、約２０５ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
のサイズに切り出し、粘度が４×１０9 ポアズ付近にな
る温度である５９０℃に加熱し、速度１０ｍｍ／ｍｉｎ
で引張り、１５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。その
結果、塩化銅粒子は約７４×１５６０ｎｍ（アスペクト
比２１：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に配
列しており、塩化銅粒子密度は、約１．０×１０12／ｃ
ｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認され
た。塩化銅粒子の体積比は、約４．５×１０-3であっ
た。このガラスを約１．０ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
【００４２】このようにして得られたガラスを、４１５
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に２３時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には８５×１５６０ｎｍ（アスペクト
比１８：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比５．
９×１０-3）を含む層が１４０μｍの厚さで生じてい
た。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図５
に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトルを
図６に示す。図５と比較すると、図６に示す本発明の偏
光ガラスは、２．３μｍ付近まで偏光と平行に粒子が配
向する場合の透過率がほぼ０％であり、０．９〜２．３
μｍの領域において高い消光比を示すことが分かる。
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に２３時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には８５×１５６０ｎｍ（アスペクト
比１８：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比５．
９×１０-3）を含む層が１４０μｍの厚さで生じてい
た。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図５
に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトルを
図６に示す。図５と比較すると、図６に示す本発明の偏
光ガラスは、２．３μｍ付近まで偏光と平行に粒子が配
向する場合の透過率がほぼ０％であり、０．９〜２．３
μｍの領域において高い消光比を示すことが分かる。
【００４３】実施例４
表１に示す組成のガラスを、原料としてＳｉＯ2 、Ｈ3
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４６０℃で溶融した後、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７１０℃で２時間熱処理し、約１２０ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
のサイズに切り出し、粘度が７×１０8 ポアズ付近にな
る温度である５５０℃に加熱し、速度２００ｍｍ／ｍｉ
ｎで引張り、２５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。そ
の結果、塩化銅粒子は約２８×２１００ｎｍ（アスペク
ト比７５：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に
配列しており、塩化銅粒子密度は、約６．０×１０12／
ｃｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認さ
れた。塩化銅粒子の体積比は、約５．２×１０-3であっ
た。このガラスを約０．５ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４６０℃で溶融した後、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７１０℃で２時間熱処理し、約１２０ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
のサイズに切り出し、粘度が７×１０8 ポアズ付近にな
る温度である５５０℃に加熱し、速度２００ｍｍ／ｍｉ
ｎで引張り、２５０ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。そ
の結果、塩化銅粒子は約２８×２１００ｎｍ（アスペク
ト比７５：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に
配列しており、塩化銅粒子密度は、約６．０×１０12／
ｃｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認さ
れた。塩化銅粒子の体積比は、約５．２×１０-3であっ
た。このガラスを約０．５ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
【００４４】このようにして得られたガラスを、４２０
℃の７ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９３ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に２０時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には平均３６×２１００ｎｍ（アスペ
クト比６０：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比
８．１×１０-3）を含む層が１６０μｍの厚さで生じて
いた。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図
７に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトル
を図８に示す。図７と比較すると、図８に示す本発明の
偏光ガラスは、２．５μｍまで偏光と平行に粒子が配向
する場合の透過率がほぼ０％であり、０．９〜２．５μ
ｍの領域において高い消光比を示すことが分かる。
℃の７ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９３ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に２０時間浸漬しイオン交換を行った。そ
の結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られ
た。試料表面付近には平均３６×２１００ｎｍ（アスペ
クト比６０：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比
８．１×１０-3）を含む層が１６０μｍの厚さで生じて
いた。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図
７に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトル
を図８に示す。図７と比較すると、図８に示す本発明の
偏光ガラスは、２．５μｍまで偏光と平行に粒子が配向
する場合の透過率がほぼ０％であり、０．９〜２．５μ
ｍの領域において高い消光比を示すことが分かる。
【００４５】実施例５
表１に示す組成のガラスを、原料としてＳｉＯ2 、Ｈ3
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、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７４０℃で１時間熱処理し、約１１０ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
のサイズに切り出し、粘度が５×１０8 ポアズ付近にな
る温度である６２５℃に加熱し、速度２００ｍｍ／ｍｉ
ｎで引張り、２００ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。そ
の結果、塩化銅粒子は約２５×２１５０ｎｍ（アスペク
ト比８６：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に
配列しており、塩化銅粒子密度は、約６．０×１０12／
ｃｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認さ
れた。塩化銅粒子の体積比は、約４．２×１０-3であっ
た。このガラスを約０．５ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
ＢＯ3 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、ＡｌＦ3 、Ｎ
ａＣｌ、ＣｕＣｌ、ＳｎＯ等を用いて、３リットルの白
金ルツボに入れ約１４５０℃で溶融した後、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７４０℃で１時間熱処理し、約１１０ｎｍのＣｕＣ
ｌ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４×１０×２３０ｍｍ
のサイズに切り出し、粘度が５×１０8 ポアズ付近にな
る温度である６２５℃に加熱し、速度２００ｍｍ／ｍｉ
ｎで引張り、２００ｋｇ／ｃｍ2 の荷重で延伸した。そ
の結果、塩化銅粒子は約２５×２１５０ｎｍ（アスペク
ト比８６：１）の形状に変化し、それらがほぼ一方向に
配列しており、塩化銅粒子密度は、約６．０×１０12／
ｃｍ3 であることが、透過電子顕微鏡観察により確認さ
れた。塩化銅粒子の体積比は、約４．２×１０-3であっ
た。このガラスを約０．５ｍｍの厚さに研磨したものの
特性を表２に示す。
【００４６】このようにして得られたガラスを、４２５
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に８時間浸漬しイオン交換を行った。その
結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られた。
試料表面付近には平均３０×２１５０ｎｍ（アスペクト
比７２：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比６．
０×１０-3）を含む層が約９５μｍの厚さで生じてい
た。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図９
に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトルを
図１０に示す。図９と比較すると、図１０に示す本発明
の偏光ガラスは、２．５μｍまで偏光と平行に粒子が配
向する場合の透過率がほぼ０％であり、０．９〜２．５
μｍの領域において高い消光比を示すことが分かる。
℃の５ｗｔ％ＡｇＮＯ3 −９５ｗｔ％ＣｓＮＯ3 の組成
を持つ溶融塩に８時間浸漬しイオン交換を行った。その
結果、表２に示す特性を持った偏光ガラスが得られた。
試料表面付近には平均３０×２１５０ｎｍ（アスペクト
比７２：１）の塩化銅及び銀からなる粒子（体積比６．
０×１０-3）を含む層が約９５μｍの厚さで生じてい
た。イオン交換前の偏光ガラスの吸収スペクトルを図９
に示し、イオン交換後の偏光ガラスの吸収スペクトルを
図１０に示す。図９と比較すると、図１０に示す本発明
の偏光ガラスは、２．５μｍまで偏光と平行に粒子が配
向する場合の透過率がほぼ０％であり、０．９〜２．５
μｍの領域において高い消光比を示すことが分かる。
【００４７】実施例６
実施例５で得られた本発明の偏光ガラスについて、延伸
粒子に対して垂直方向に１．５５μｍの光をイオン交換
層（ハロゲン化銅と金属銀とを含む粒子含有層）に入射
したところイオン交換層を光導波していることが確認さ
れた。０．１ｍｍの導波長に対して出射光は２５ｄＢの
直線偏光になっていた。
粒子に対して垂直方向に１．５５μｍの光をイオン交換
層（ハロゲン化銅と金属銀とを含む粒子含有層）に入射
したところイオン交換層を光導波していることが確認さ
れた。０．１ｍｍの導波長に対して出射光は２５ｄＢの
直線偏光になっていた。
【００４８】実施例７
ハロゲン化銅含有ガラスの厚みを０．２ｍｍとした以外
は実施例５と同様にして本発明の偏光ガラス作成し、こ
の偏光ガラスを用いて光アイソレーターを作成した。図
１１に示すように、偏光ガラス１１及び１２と液層エピ
タキシー法により作製された市販の磁性ガーネット膜１
３（トーキン製）と、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石１４ａ、１４
ｂ、を組み合わせて１．３１μｍ用光アイソレーターを
試作した。偏光ガラス１１及び１２の厚みは０．１ｍ
ｍ、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
（０．９ｍｍ）が短くなっている。波長１．３μm のＬ
Ｄをこの偏光子に照射したときの消光比（アイソレーシ
ョン比）は３９ｄＢであった。
は実施例５と同様にして本発明の偏光ガラス作成し、こ
の偏光ガラスを用いて光アイソレーターを作成した。図
１１に示すように、偏光ガラス１１及び１２と液層エピ
タキシー法により作製された市販の磁性ガーネット膜１
３（トーキン製）と、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石１４ａ、１４
ｂ、を組み合わせて１．３１μｍ用光アイソレーターを
試作した。偏光ガラス１１及び１２の厚みは０．１ｍ
ｍ、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
（０．９ｍｍ）が短くなっている。波長１．３μm のＬ
Ｄをこの偏光子に照射したときの消光比（アイソレーシ
ョン比）は３９ｄＢであった。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イオン交換法を用いて簡易でかつ安全に少なくとも波長
１．０〜１．６μｍの帯域において高い消光比を有す
る。さらに、本発明によれば、アスペクト比をコントー
ロルすることにより、波長１．０〜２．０μｍの広い波
長域で高い消光比を与えることができる偏光ガラスを提
供することができる。また、本発明では、広い波長域で
高い消光比を与えることができる偏光ガラスを用いた光
アイソレーターを提供することができる。
イオン交換法を用いて簡易でかつ安全に少なくとも波長
１．０〜１．６μｍの帯域において高い消光比を有す
る。さらに、本発明によれば、アスペクト比をコントー
ロルすることにより、波長１．０〜２．０μｍの広い波
長域で高い消光比を与えることができる偏光ガラスを提
供することができる。また、本発明では、広い波長域で
高い消光比を与えることができる偏光ガラスを用いた光
アイソレーターを提供することができる。
【図１】実施例１のイオン交換前の偏光ガラスの吸収ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図２】実施例１のイオン交換後の偏光ガラス（本発
明）の吸収スペクトルを示す。
明）の吸収スペクトルを示す。
【図３】実施例２のイオン交換前の偏光ガラスの吸収ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図４】実施例２のイオン交換後の偏光ガラス（本発
明）の吸収スペクトルを示す。
明）の吸収スペクトルを示す。
【図５】実施例３のイオン交換前の偏光ガラスの吸収ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図６】実施例３のイオン交換後の偏光ガラス（本発
明）の吸収スペクトルを示す。
明）の吸収スペクトルを示す。
【図７】実施例４のイオン交換前の偏光ガラスの吸収ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図８】実施例４のイオン交換後の偏光ガラス（本発
明）の吸収スペクトルを示す。
明）の吸収スペクトルを示す。
【図９】実施例５のイオン交換前の偏光ガラスの吸収ス
ペクトルを示す。
ペクトルを示す。
【図１０】実施例５のイオン交換後の偏光ガラス（本発
明）の吸収スペクトルを示す。
明）の吸収スペクトルを示す。
【図１１】実施例７で作成した光アイソレーターの説明
図である。
図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−48143（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−208844（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−40619（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C03C 1/00 - 14/00
Claims (5)
- 【請求項１】 アスペクト比が６：１〜３００：１であ
るハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子を含有するこ
とを特徴とする偏光ガラス。 - 【請求項２】 アスペクト比が２０：１〜３００：１で
あるハロゲン化銅と金属銀とを含有する粒子を含有する
ことを特徴とする偏光ガラス。 - 【請求項３】 アスペクト比が８：１〜３５０：１であ
るハロゲン化銅粒子を含有するガラスに銀イオンをイオ
ン交換することを特徴とする、請求項１記載の偏光ガラ
スの製造方法。 - 【請求項４】 銅とハロゲンとを含有するガラスを加熱
してガラス中にハロゲン化銅粒子を析出させ、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
ラスを延伸することにより、アスペクト比が８：１〜３
５０：１であるハロゲン化銅粒子を含有するガラスを得
る、請求項３記載の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載の偏光ガラス又は請
求項３又は４記載の製造方法により製造された偏光ガラ
スを用いた光アイソレーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26299493A JP3383960B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 偏光ガラス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26299493A JP3383960B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 偏光ガラス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0797235A JPH0797235A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3383960B2 true JP3383960B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=17383428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26299493A Expired - Fee Related JP3383960B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 偏光ガラス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3383960B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5033705B2 (ja) * | 2008-04-25 | 2012-09-26 | 信越化学工業株式会社 | 光アイソレータ用積層体の製造方法 |
| JP4642921B2 (ja) | 2008-07-31 | 2011-03-02 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 偏光素子 |
| WO2010044472A1 (ja) | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Ｈｏｙａ Ｃａｎｄｅｏ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ株式会社 | 偏光ガラスおよび光アイソレーター |
| US10209419B2 (en) | 2013-09-17 | 2019-02-19 | Corning Incorporated | Broadband polarizer made using ion exchangeable fusion drawn glass sheets |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP26299493A patent/JP3383960B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0797235A (ja) | 1995-04-11 |
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