JP6861953B2 - Glass material and its manufacturing method - Google Patents

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

磁性材料に対して磁場をかけることで、ファラデー効果を示すことが知られている。ファラデー効果とは、磁場中におかれた材料を通過する直線偏光の偏光面を回転させる効果である。このような効果は光アイソレータや磁界センサなどに利用されている。 It is known that the Faraday effect is exhibited by applying a magnetic field to a magnetic material. The Faraday effect is the effect of rotating a linearly polarized polarization plane that passes through a material placed in a magnetic field. Such effects are used in optical isolators, magnetic field sensors, and the like.

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

θ=VHL θ = VHL

従来、ファラデー効果を示すガラス材として、常磁性を示すSiO−B−Al−Tb系のガラス材(特許文献1参照)、P−B−Tb系のガラス材(特許文献2参照)、あるいはP−TbF−RF(Rはアルカリ土類金属)系のガラス材(特許文献3参照)等が知られている。また反磁性を示すガラス材としてPbO−SiO系のガラス材が知られている(非特許文献1参照)。 Conventionally, as a glass material exhibiting the Faraday effect, a SiO 2- B 2 O 3- Al 2 O 3- Tb 2 O 3 system glass material exhibiting paramagnetism (see Patent Document 1), P 2 O 5- B 2 O 3- Tb 2 O 3 type glass materials (see Patent Document 2), P 2 O 5 -TbF 3- RF 2 (R is an alkaline earth metal) type glass material (see Patent Document 3), and the like are known. ing. Further, a PbO-SiO 2 type glass material is known as a glass material exhibiting diamagnetism (see Non-Patent Document 1).

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

Properties of Glass, Volume 1, (1954), p.545Properties of Glass, Volume 1, (1954), p.545

上記のようなテルビウムを含有する常磁性のガラス材は、温度によって磁化率が変化するため、ファラデー回転角が変動するという問題がある。一方、反磁性のガラス材の磁化率は温度依存性が小さいことが知られている。そのため、反磁性ガラス材からなるファラデー回転ガラスを用いることで、温度変化によるファラデー回転角の変化が少ない磁気光学素子を提供することができる。 The paramagnetic glass material containing terbium as described above has a problem that the Faraday rotation angle fluctuates because the magnetic susceptibility changes depending on the temperature. On the other hand, it is known that the magnetic susceptibility of a diamagnetic glass material has a small temperature dependence. Therefore, by using the Faraday rotating glass made of a diamagnetic glass material, it is possible to provide a magneto-optical element in which the change in the Faraday rotation angle due to a temperature change is small.

しかしながら、従来の反磁性ガラス材は、常磁性ガラス材と比較して、ベルデ定数の絶対値が小さいという問題がある。近年では磁気デバイスの小型化が進んでいることから、小さな部材でも十分な旋光度を示すよう、さらなるファラデー効果の向上が要求されている。 However, the conventional diamagnetic glass material has a problem that the absolute value of Verdet constant is smaller than that of the paramagnetic glass material. In recent years, as magnetic devices have been miniaturized, further improvement of the Faraday effect is required so that even a small member can exhibit a sufficient optical rotation.

以上に鑑み、本発明は、従来よりも大きいファラデー効果を示す、反磁性のガラス材を提供することを目的とする。 In view of the above, it is an object of the present invention to provide a diamagnetic glass material which exhibits a larger Faraday effect than the conventional one.

本発明のガラス材は、質量%で、Ybを73%以上含有することを特徴とする。 本発明のガラス材は、上記の通りYbを多量に含有することに起因してベルデ定数が正に大きくなり、反磁性を示す。その結果、従来の反磁性ガラス材よりも大きいファラデー効果を示す。また、Ybは波長300〜900nmにおいてほとんど光吸収を持たないため、上記の通り多量に含有しても高い透過率を示しやすいという特徴も有する。なお、上記の通り多量にYbを含有するガラス材は、一般にガラス化が困難である。しかしながら、後述の無容器浮遊法によれば、このようにガラス化困難な組成であっても容易にガラス化することが可能となる。 The glass material of the present invention is characterized by containing 73% or more of Yb 2 O 3 in mass%. As described above, the glass material of the present invention contains a large amount of Yb 2 O 3 , so that the Verdet constant becomes positively large and exhibits diamagnetism. As a result, it exhibits a larger Faraday effect than the conventional diamagnetic glass material. Further, since Yb 2 O 3 has almost no light absorption at a wavelength of 300 to 900 nm, it also has a feature that it tends to show high transmittance even if it is contained in a large amount as described above. As described above, it is generally difficult to vitrify a glass material containing a large amount of Yb 2 O 3. However, according to the containerless floating method described later, even a composition that is difficult to vitrify can be easily vitrified.

本発明のガラス材は、さらに、質量%で、B 0〜27%、P 0〜27%、SiO 0〜27%、Al 0〜27%を含有することが好ましい。B、P、SiO、Alはガラス骨格を構成する成分であるため、これらの成分を含有させることにより、比較的容易にガラス化を行うことができる。 Glass material of the present invention further contains, by mass%, B 2 O 3 0~27% , P 2 O 5 0~27%, SiO 2 0~27%, by containing Al 2 O 3 0~27% Is preferable. Since B 2 O 3 , P 2 O 5 , SiO 2 , and Al 2 O 3 are components constituting the glass skeleton, vitrification can be performed relatively easily by containing these components.

本発明のガラス材は、質量%で、B+P+SiO 0〜27%を含有することが好ましい。なお、本明細書において、「○+○+・・・」は該当する各成分の合量を意味する。 The glass material of the present invention preferably contains B 2 O 3 + P 2 O 5 + SiO 20 to 27% by mass. In addition, in this specification, "○ + ○ + ..." means the total amount of each corresponding component.

本発明のガラス材は、磁気光学素子として用いることができる。例えば、本発明のガラス材は、磁気光学素子の一種であるファラデー回転素子として用いることができる。上記の用途に用いることにより、本発明の効果を享受することができる。 The glass material of the present invention can be used as a magneto-optical element. For example, the glass material of the present invention can be used as a Faraday rotating element, which is a kind of magneto-optical element. By using it for the above purposes, the effects of the present invention can be enjoyed.

本発明のガラス材の製造方法は、上記のガラス材を製造するための方法であって、ガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で、ガラス原料塊を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、溶融ガラスを冷却する工程を備えることを特徴とする。 The method for producing a glass material of the present invention is a method for producing the above-mentioned glass material, in which a glass raw material block is suspended and held, and the glass raw material block is heated and melted to obtain molten glass. It is characterized by comprising a step of cooling the molten glass.

一般に、ガラス材は原料を坩堝等の溶融容器内で溶融し、冷却することにより作製される(溶融法)。しかしながら、本発明のガラス材は、基本的にガラス骨格を構成しないYbを上記の通り多量に含有する組成を有しており、ガラス化しにくい材料であるため、溶融法では、溶融容器との接触界面を起点として結晶化が進行してしまうという問題がある。 Generally, a glass material is produced by melting a raw material in a melting container such as a crucible and cooling it (melting method). However, the glass material of the present invention has a composition that basically contains a large amount of Yb 2 O 3 that does not form a glass skeleton as described above, and is a material that is difficult to vitrify. There is a problem that crystallization proceeds from the contact interface with.

ガラス化しにくい組成であっても、溶融容器との界面での接触をなくすことによりガラス化が可能となる。このような方法として、原料を浮遊させた状態で溶融、冷却する無容器浮遊法が知られている。当該方法を用いると、溶融ガラスが溶融容器にほとんど接触することがないため、溶融容器との界面を起点とする結晶化を防止することができ、ガラス化が可能となる。 Even if the composition is difficult to vitrify, it can be vitrified by eliminating the contact at the interface with the melting vessel. As such a method, a containerless floating method in which a raw material is melted and cooled in a suspended state is known. When this method is used, since the molten glass hardly comes into contact with the molten container, crystallization starting from the interface with the molten container can be prevented and vitrification becomes possible.

本発明によれば、従来よりも大きいファラデー効果を示す、反磁性のガラス材を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a diamagnetic glass material that exhibits a larger Faraday effect than before.

本発明のガラス材を製造するための装置の一実施形態を示す模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows one Embodiment of the apparatus for manufacturing the glass material of this invention.

本発明のガラス材は、質量%でYbを73%以上含有することを特徴とする。Ybの含有量が少なすぎると、ベルデ定数の絶対値が小さくなり、十分なファラデー効果が得られにくくなる。Ybの含有量は75%以上、特に77%以上であることが好ましい。一方、Ybの含有量が多すぎると、ガラス化が困難になる傾向があるため、95%以下、94%以下、特に92%以下であることが好ましい。 The glass material of the present invention is characterized by containing 73% or more of Yb 2 O 3 in mass%. If the content of Yb 2 O 3 is too small, the absolute value of Verdet's constant becomes small, and it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. The content of Yb 2 O 3 is preferably 75% or more, particularly preferably 77% or more. On the other hand, if the content of Yb 2 O 3 is too large, vitrification tends to be difficult, so that it is preferably 95% or less, 94% or less, and particularly 92% or less.

本発明のガラス材には、Yb以外にも、以下に示す種々の成分を含有させることができる。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味する。 In addition to Yb 2 O 3 , the glass material of the present invention can contain various components shown below. In the following description of the content of each component, "%" means "mass%" unless otherwise specified.

は主なガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Bはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従ってBの含有量は0〜27%、1〜25%、特に2〜20%であることが好ましい。 B 2 O 3 is a component that becomes the main glass skeleton and expands the vitrification range. However, since B 2 O 3 does not contribute to the improvement of Verdet's constant, if its content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of B 2 O 3 is preferably 0 to 27%, 1 to 25%, and particularly preferably 2 to 20%.

はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Pはベルデ定数に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、Pの含有量は0〜27%、0〜25%、0〜20%、0〜10%、特に0〜10%(ただし0%を含まない)であることが好ましい。 P 2 O 5 is a component that forms a glass skeleton and expands the vitrification range. However, since P 2 O 5 does not contribute to Verdet's constant, if its content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of P 2 O 5 is preferably 0 to 27%, 0 to 25%, 0 to 20%, 0 to 10%, particularly 0 to 10% (however, 0% is not included).

Alは中間酸化物としてガラス骨格を形成し、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Alはベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、Alの含有量は0〜27%、0〜25%、0〜20%、0〜10%、特に0〜10%(ただし0%を含まない)であることが好ましい。 Al 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton as an intermediate oxide and expands the vitrification range. However, since Al 2 O 3 does not contribute to the improvement of Verdet's constant, if the content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 27%, 0 to 25%, 0 to 20%, 0 to 10%, particularly 0 to 10% (however, 0% is not included).

SiOはガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、SiOはベルデ定数に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られにくくなる。従って、SiOの含有量は0〜27%、0〜27%(27%は含まない)、0〜25%、0〜20%、0〜10%、特に0〜10%(ただし0を含まない)であることが好ましい。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton and expands the vitrification range. However, since SiO 2 does not contribute to Verdet's constant, if its content is too large, it becomes difficult to obtain a sufficient Faraday effect. Therefore, the content of SiO 2 is 0-27%, 0-27% (27% is not included), 0-25%, 0-20%, 0-10%, especially 0-10% (but 0 is included). Not).

なお、SiO+Bの含有量は0〜27%、1〜25%、特に2〜20%であることが好ましい。B+Pの含有量は0〜27%、1〜25%、特に2〜20%であることが好ましい。SiO+B+Pの含有量は0〜27%、1〜25%、特に2〜20%であることが好ましい。 The content of SiO 2 + B 2 O 3 is preferably 0 to 27%, 1 to 25%, and particularly preferably 2 to 20%. The content of B 2 O 3 + P 2 O 5 is preferably 0 to 27%, 1 to 25%, and particularly preferably 2 to 20%. The content of SiO 2 + B 2 O 3 + P 2 O 5 is preferably 0 to 27%, 1 to 25%, and particularly preferably 2 to 20%.

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

、Laはガラス化の安定性を高める効果があるが、その含有量が多すぎるとかえってガラス化しにくくなってしまう。よって、これらの成分の含有量は各々0〜10%、特に0〜5%であることが好ましい。 Y 2 O 3 and La 2 O 3 have the effect of increasing the stability of vitrification, but if the content is too large, it becomes difficult to vitrify. Therefore, the content of each of these components is preferably 0 to 10%, particularly preferably 0 to 5%.

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

フッ素はガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると溶融中に揮発して組成変動したり、ガラス化の安定性に影響を及ぼす恐れがある。従って、フッ素の含有量(F換算)は0〜10%、0〜7%、特に0〜5%であることが好ましい。 Fluorine has the effect of increasing the glass forming ability and expanding the vitrification range. However, if the content is too large, it may volatilize during melting to fluctuate the composition or affect the stability of vitrification. Therefore, the fluorine content (in terms of F 2 ) is preferably 0 to 10%, 0 to 7%, and particularly preferably 0 to 5%.

本発明のガラス材は上記の組成を有することにより、良好なベルデ定数及び可視光透過率を有する。具体的には、本発明のガラス材のベルデ定数は、波長400nmにおいて0.25min/Oe・cm以上、0.28min/Oe・cm以上、0.30min/Oe・cm以上、特に0.32min/Oe・cm以上であることが好ましく、波長600nmにおいて0.08min/Oe・cm以上、0.085min/Oe・cm以上、0.090min/Oe・cm以上、0.095min/Oe・cm以上、特に0.100min/Oe・cm以上であることが好ましい。また、本発明のガラス材の可視光透過率は、波長400nmにおいて50%以上、特に60%以上であることが好ましく、波長600nmにおいて60%以上、70%以上、特に80%以上であることが好ましい。 By having the above composition, the glass material of the present invention has a good Verdet constant and visible light transmittance. Specifically, the Verde constant of the glass material of the present invention is 0.25 min / Oe · cm or more, 0.28 min / Oe · cm or more, 0.30 min / Oe · cm or more, particularly 0.32 min / cm at a wavelength of 400 nm. It is preferably Oe · cm or more, and at a wavelength of 600 nm, 0.08 min / Oe · cm or more, 0.085 min / Oe · cm or more, 0.090 min / Oe · cm or more, 0.095 min / Oe · cm or more, in particular. It is preferably 0.100 min / Oe · cm or more. The visible light transmittance of the glass material of the present invention is preferably 50% or more, particularly 60% or more at a wavelength of 400 nm, and 60% or more, 70% or more, particularly 80% or more at a wavelength of 600 nm. preferable.

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

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

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

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

以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

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

Figure 0006861953
Figure 0006861953

各試料は次のようにして作製した。まず表に示すガラス組成になるように調合した原料をプレス成型し、800〜1400℃で12時間焼結することによりガラス原料塊を作製した。 Each sample was prepared as follows. First, the raw materials prepared so as to have the glass composition shown in the table were press-molded and sintered at 800 to 1400 ° C. for 12 hours to prepare a glass raw material mass.

次に、乳鉢中でガラス原料塊を粗粉砕し、0.05〜0.5gの小片とした。得られたガラス原料塊の小片を用いて、図1に準じた装置を用いた無容器浮遊法によってガラス材(直径約1〜15mm)を作製した。なお、熱源としては100W COレーザー発振器を用いた。また、原料塊を浮遊させるためのガスとしてOガスを用い、流量1〜30L/分で供給した。 Next, the glass raw material mass was roughly pulverized in a mortar to obtain 0.05 to 0.5 g of small pieces. Using the obtained small pieces of the glass raw material mass, a glass material (diameter about 1 to 15 mm) was prepared by a container-free floating method using an apparatus according to FIG. A 100 W CO 2 laser oscillator was used as the heat source. Further, O 2 gas was used as a gas for suspending the raw material mass, and the raw material was supplied at a flow rate of 1 to 30 L / min.

得られたガラス材について、ベルデ定数と透過率を以下のようにして測定した。 The Verdet constant and transmittance of the obtained glass material were measured as follows.

ベルデ定数は回転検光子法を用いて測定した。具体的には、得られたガラス材を1mmの厚さとなるよう研磨加工し、15kOeの磁場中で波長400〜1100nmでのファラデー回転角を測定し、ベルデ定数を算出した。なお、波長の掃引速度は6nm/分とした。 Verdet's constant was measured using the rotary photon method. Specifically, the obtained glass material was polished to a thickness of 1 mm, the Faraday rotation angle at a wavelength of 400 to 1100 nm was measured in a magnetic field of 15 kOe, and the Verdet constant was calculated. The wavelength sweep rate was 6 nm / min.

光透過率は分光光度計(島津製作所製UV−3100)を用いて測定した。具体的には、得られたガラス材を1mmの厚さとなるよう研磨加工し、波長300〜1400nmでの透過率を測定することにより得られた光透過率曲線から波長400nm、500nm、600nm、800nmにおける光透過率を読み取った。なお、光透過率は反射も含んだ外部透過率である。 The light transmittance was measured using a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corporation). Specifically, the obtained glass material is polished to a thickness of 1 mm, and the wavelengths of 400 nm, 500 nm, 600 nm, and 800 nm are obtained from the light transmittance curve obtained by measuring the transmittance at a wavelength of 300 to 1400 nm. The light transmittance in was read. The light transmittance is an external transmittance including reflection.

表1から明らかなように実施例1〜5のガラス材のベルデ定数は400nmにおいて0.326〜0.494min/Oe・cm、600nmにおいて0.105〜0.159min/Oe・cmであった。なお、実施例1〜5のガラス材は、ベルデ定数の値が正であるため反磁性であることがわかる。また、光透過率はいずれも波長400nmにおいて60%を超えており、また波長500〜800nmにおいては80%を超えており、良好な可視光透過率を示していた。 As is clear from Table 1, the Verdet constant of the glass materials of Examples 1 to 5 was 0.326 to 0.494 min / Oe · cm at 400 nm and 0.105 to 0.159 min / Oe · cm at 600 nm. It can be seen that the glass materials of Examples 1 to 5 are diamagnetic because the value of Verdet constant is positive. Further, the light transmittances exceeded 60% at a wavelength of 400 nm and exceeded 80% at a wavelength of 500 to 800 nm, showing good visible light transmittance.

一方、比較例1のガラス材のベルデ定数は400nmにおいて0.241min/Oe・cm、600nmにおいて0.079min/Oe・cmと小さかった。 On the other hand, the Verdet constant of the glass material of Comparative Example 1 was as small as 0.241 min / Oe · cm at 400 nm and 0.079 min / Oe · cm at 600 nm.

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

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

Claims (6)

質量%で、Ybを73%以上、B 1〜27%を含有することを特徴とするガラス材。 A glass material containing 73% or more of Yb 2 O 3 and 1-27% of B 2 O 3 by mass%. さらに、質量%で、P 0〜27%、SiO 0〜27%を含有することを特徴とする請求項1に記載のガラス材。 Moreover, in mass%, P 2 O 5 0~27% , the glass material according to claim 1, characterized in that it contains SiO 2 0-27%. 質量%で、B+P+SiO 1〜27%を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のガラス材。 The glass material according to claim 1 or 2, wherein the glass material contains B 2 O 3 + P 2 O 5 + SiO 2 1-27% by mass. 磁気光学素子として用いられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス材。 The glass material according to any one of claims 1 to 3, wherein the glass material is used as a magneto-optical element. ファラデー回転素子として用いられることを特徴とする請求項4に記載のガラス材。 The glass material according to claim 4, wherein the glass material is used as a Faraday rotating element. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス材を製造するための方法であって、ガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で、前記ガラス原料塊を加熱融解させて溶融ガラスを得た後に、前記溶融ガラスを冷却する工程を備えることを特徴とする、ガラス材の製造方法。 The method for producing the glass material according to any one of claims 1 to 5, wherein the glass raw material block is heated and melted in a state where the glass raw material block is suspended and held to obtain molten glass. A method for producing a glass material, which comprises a step of cooling the molten glass after the glass material.
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