JPH04317425A - 屈折率分布型光学素子の製造方法 - Google Patents
屈折率分布型光学素子の製造方法Info
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- JPH04317425A JPH04317425A JP3106633A JP10663391A JPH04317425A JP H04317425 A JPH04317425 A JP H04317425A JP 3106633 A JP3106633 A JP 3106633A JP 10663391 A JP10663391 A JP 10663391A JP H04317425 A JPH04317425 A JP H04317425A
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Landscapes
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、屈折率分布型光学素子
の製造方法に係り、特に光学レンズなどの製造に適用さ
れるゾルゲル法による屈折率分布型光学素子の製造方法
に関する。
の製造方法に係り、特に光学レンズなどの製造に適用さ
れるゾルゲル法による屈折率分布型光学素子の製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、屈折率分布型光学素子の製造方
法として、シリコンアルコキシドＳｉ（ＯＲ）４ （Ｒ
：アルキル基）を出発原料とするゾルゲル法が知られて
いる。ゾルゲル法により屈折率分布型光学素子を得る方
法は、少なくとも１種の金属成分を含有するシリカゾル
を調製し、ゲル化させた後、このウェットゲルを酸など
の上記金属成分を溶解し得る溶液に浸漬し、その後、乾
燥、焼結するものである。
法として、シリコンアルコキシドＳｉ（ＯＲ）４ （Ｒ
：アルキル基）を出発原料とするゾルゲル法が知られて
いる。ゾルゲル法により屈折率分布型光学素子を得る方
法は、少なくとも１種の金属成分を含有するシリカゾル
を調製し、ゲル化させた後、このウェットゲルを酸など
の上記金属成分を溶解し得る溶液に浸漬し、その後、乾
燥、焼結するものである。
【０００３】従来、上記金属成分を金属アルコキシドＭ
（ＯＲ’）ｎ として導入し、酸などによって分布付与
する方法が、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓ
ｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｌｉｄｓ １００（１９８８）ｐ
ｐ．５１１−５１３ ”ｒ−ＧＲＩＮ Ｇｌａｓｓ Ｒ
ｏｄｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ ａ Ｓｏｌ−Ｇｅｌ
Ｍｅｔｈｏｄ” に開示されている。この方法で、ゾル
を調製しゲル化した場合、アルコキシドの加水分解・脱
水縮合反応により、金属成分（Ｍ）はゲル中でシリコン
（Ｓｉ）とＭ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成すると考えられてい
る。 屈折率分布は、金属成分（Ｍ）の濃度分布により生じる
ので、屈折率分布を付与するには、ウェットゲルを酸な
どの溶液に浸漬して金属成分の濃度に分布を持たせれば
よい。
（ＯＲ’）ｎ として導入し、酸などによって分布付与
する方法が、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓ
ｔａｌｌｉｎｅ Ｓｏｌｉｄｓ １００（１９８８）ｐ
ｐ．５１１−５１３ ”ｒ−ＧＲＩＮ Ｇｌａｓｓ Ｒ
ｏｄｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄｂｙ ａ Ｓｏｌ−Ｇｅｌ
Ｍｅｔｈｏｄ” に開示されている。この方法で、ゾル
を調製しゲル化した場合、アルコキシドの加水分解・脱
水縮合反応により、金属成分（Ｍ）はゲル中でシリコン
（Ｓｉ）とＭ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成すると考えられてい
る。 屈折率分布は、金属成分（Ｍ）の濃度分布により生じる
ので、屈折率分布を付与するには、ウェットゲルを酸な
どの溶液に浸漬して金属成分の濃度に分布を持たせれば
よい。
【０００４】また、シリコンと屈折率分布を付与する金
属種以外に第３成分としてガラスを安定化する金属種を
用いて屈折率分布型光学素子を製造する方法が、ＵＳＰ
４７９７３７６ に開示されている。
属種以外に第３成分としてガラスを安定化する金属種を
用いて屈折率分布型光学素子を製造する方法が、ＵＳＰ
４７９７３７６ に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来法に
おいては、次のような問題点を有していた。図１０は、
横軸に光学素子の半径方向の距離を、縦軸に屈折率をと
って、分布付与液への浸漬時間と屈折率の変化との関係
を示したグラフである。初め（ｔｏ ）一様であった屈
折率ｎＭＯ、時間の経過とともに素子の外側から金属成
分が溶出するため、時間の経過とともに、素子の中心部
と外周部との屈折率差Δｎが大きくなり、時刻ｔ２ で
屈折率差Δｎは最大となる。さらに浸漬時間を長くする
と、素子の中心部の金属成分も外に出て行くため、逆に
屈折率差Δｎが小さくなる（ｔ３ ，ｔ４ ）。この方
式では、時刻ｔｏ の屈折率差０から時刻ｔ２の最大屈
折率差の間の任意の屈折率差Δｎを付与することができ
るが、屈折率差Δｎと屈折率ｎＭ の値との両者を同時
に指定することはできなかった。すなわち、シリコン以
外に１種の金属種のみを用いた場合には、屈折率差Δｎ
は、図１０に示したように、金属成分の量、分布付与液
の濃度、分布付与液へのゲル浸漬時間等の屈折率分布付
与条件を変化させることで制御し得るが、所望の屈折率
差Δｎを得ることができても全体の屈折率ｎＭ を任意
の幅でシフトさせることができなかった。
おいては、次のような問題点を有していた。図１０は、
横軸に光学素子の半径方向の距離を、縦軸に屈折率をと
って、分布付与液への浸漬時間と屈折率の変化との関係
を示したグラフである。初め（ｔｏ ）一様であった屈
折率ｎＭＯ、時間の経過とともに素子の外側から金属成
分が溶出するため、時間の経過とともに、素子の中心部
と外周部との屈折率差Δｎが大きくなり、時刻ｔ２ で
屈折率差Δｎは最大となる。さらに浸漬時間を長くする
と、素子の中心部の金属成分も外に出て行くため、逆に
屈折率差Δｎが小さくなる（ｔ３ ，ｔ４ ）。この方
式では、時刻ｔｏ の屈折率差０から時刻ｔ２の最大屈
折率差の間の任意の屈折率差Δｎを付与することができ
るが、屈折率差Δｎと屈折率ｎＭ の値との両者を同時
に指定することはできなかった。すなわち、シリコン以
外に１種の金属種のみを用いた場合には、屈折率差Δｎ
は、図１０に示したように、金属成分の量、分布付与液
の濃度、分布付与液へのゲル浸漬時間等の屈折率分布付
与条件を変化させることで制御し得るが、所望の屈折率
差Δｎを得ることができても全体の屈折率ｎＭ を任意
の幅でシフトさせることができなかった。
【０００６】また、シリコン以外に２種以上の金属を使
用する場合にも、屈折率への寄与の大きな金属種以外の
金属種は、ガラス安定化のために加えており、ガラスの
光学的特性（屈折率、分散）への寄与は小さく、得られ
るガラス体のバリエーションが少なかった。
用する場合にも、屈折率への寄与の大きな金属種以外の
金属種は、ガラス安定化のために加えており、ガラスの
光学的特性（屈折率、分散）への寄与は小さく、得られ
るガラス体のバリエーションが少なかった。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、ベースの屈折率および分散特性を種々変化
させ得る屈折率分布型光学素子の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
れたもので、ベースの屈折率および分散特性を種々変化
させ得る屈折率分布型光学素子の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、シリコンアルコキシドに少なくとも２種
以上の金属種をそれぞれ金属アルコキシドとして加えて
ゾルを調製し、次にそのゾルをゲル化させた後、ゲル中
に含有するシリコン以外の金属成分各々に対する溶解速
度が著しく異なる酸などの溶液にゲルを浸漬して、前記
金属成分に濃度分布を付与し、その後、洗浄、乾燥、焼
結して、最終的に屈折率分布型光学素子を製造すること
とした。
に、本発明は、シリコンアルコキシドに少なくとも２種
以上の金属種をそれぞれ金属アルコキシドとして加えて
ゾルを調製し、次にそのゾルをゲル化させた後、ゲル中
に含有するシリコン以外の金属成分各々に対する溶解速
度が著しく異なる酸などの溶液にゲルを浸漬して、前記
金属成分に濃度分布を付与し、その後、洗浄、乾燥、焼
結して、最終的に屈折率分布型光学素子を製造すること
とした。
【０００９】
【作用】金属成分を含むウエットゲルを酸などの溶出液
に浸漬したときの、ゲル中の金属成分の溶出速度は、金
属種により著しく異なるという特性を種々研究、検討の
結果見いだした。すなわち、Ｎｂ，Ｔａに代表されるよ
うな溶出速度の小さい金属を含むゲルは、酸への浸漬過
程で、浸漬時間を増加しても、Ｎｂ，Ｔａ等の金属は実
質上ほとんど溶出せず、凸状の金属濃度分布がつかず、
他金属と比較するとほとんど均等に分布することが判明
した。
に浸漬したときの、ゲル中の金属成分の溶出速度は、金
属種により著しく異なるという特性を種々研究、検討の
結果見いだした。すなわち、Ｎｂ，Ｔａに代表されるよ
うな溶出速度の小さい金属を含むゲルは、酸への浸漬過
程で、浸漬時間を増加しても、Ｎｂ，Ｔａ等の金属は実
質上ほとんど溶出せず、凸状の金属濃度分布がつかず、
他金属と比較するとほとんど均等に分布することが判明
した。
【００１０】本発明は、上記の特性を利用して、シリカ
以外に少なくとも２種の金属アルコキシドを用い、分布
付与過程で各金属について異なった形状の金属濃度分布
を形成することにより、最終的に、屈折率および分散特
性を種々変化させた屈折率分布型光学素子を得ようとす
るものである。
以外に少なくとも２種の金属アルコキシドを用い、分布
付与過程で各金属について異なった形状の金属濃度分布
を形成することにより、最終的に、屈折率および分散特
性を種々変化させた屈折率分布型光学素子を得ようとす
るものである。
【００１１】シリコンアルコキシドＳｉ（ＯＲ）４ と
、２種以上の金属アルコキシドＭ１ （ＯＲ’）ｎ 、
Ｍ２ （ＯＲ”）ｍ …とを原料として用いゾルを調製
し、ゲル化した場合、アルコキシドの加水分解・脱水縮
合反応により、金属成分（Ｍ１ ，Ｍ２ …）はゲル中
でシリコン（Ｓｉ）とＭ１ −Ｏ−Ｓｉ，Ｍ２ −Ｏ−
Ｓｉの結合を形成すると考えられている。屈折率分布付
与は、上記ゲルを酸などの金属溶出可能な溶液に浸漬す
ることによりこの結合を切断し、金属成分を溶出して金
属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）に濃度分布を付与することで
達成される。金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）の溶出速度（
Ｖ１ ，Ｖ２ …）は、ゲル中の金属の結合状態、溶出
液の種類、濃度等に依存し、酸素を介した金属とシリコ
ンとの結合の切れる速度と、結合が切れた後の金属イオ
ンのゲル溶媒中の拡散速度とにより決定される。従って
、溶出液の種類・濃度が一定であっても、溶出速度は、
金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）により異なる。溶出速度の
違う金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）を用いることで、分布
形状の異なる金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）の濃度分布が
ゲル中に存在することになる。
、２種以上の金属アルコキシドＭ１ （ＯＲ’）ｎ 、
Ｍ２ （ＯＲ”）ｍ …とを原料として用いゾルを調製
し、ゲル化した場合、アルコキシドの加水分解・脱水縮
合反応により、金属成分（Ｍ１ ，Ｍ２ …）はゲル中
でシリコン（Ｓｉ）とＭ１ −Ｏ−Ｓｉ，Ｍ２ −Ｏ−
Ｓｉの結合を形成すると考えられている。屈折率分布付
与は、上記ゲルを酸などの金属溶出可能な溶液に浸漬す
ることによりこの結合を切断し、金属成分を溶出して金
属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）に濃度分布を付与することで
達成される。金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）の溶出速度（
Ｖ１ ，Ｖ２ …）は、ゲル中の金属の結合状態、溶出
液の種類、濃度等に依存し、酸素を介した金属とシリコ
ンとの結合の切れる速度と、結合が切れた後の金属イオ
ンのゲル溶媒中の拡散速度とにより決定される。従って
、溶出液の種類・濃度が一定であっても、溶出速度は、
金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）により異なる。溶出速度の
違う金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）を用いることで、分布
形状の異なる金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ …）の濃度分布が
ゲル中に存在することになる。
【００１２】溶出速度の著しく異なる２種類の金属種（
Ｍ１ ，Ｍ２ ；Ｖ１ ≫Ｖ２ ）を含むゲルに分布付
与処理を行うと、図２に示すように、溶出速度の大きい
金属種（Ｍ１ ）はゲルの中心部と外周部とでは大きな
濃度差をもって凸状に分布するが、溶出速度の小さい他
方の金属種（Ｍ２ ）は、図３に示すように、ゲル中心
部と外周部とで極めて小さい濃度差しか持たず、実質的
に平坦な濃度分布であるとみなし得る。こうして得られ
たガラスは、図４に示すように、金属種（Ｍ１ ）の濃
度分布に起因した屈折率差Δｎと、金属種（Ｍ１ ）の
中心部濃度と金属種（Ｍ２ ）の平坦な濃度分布に起因
したベースの屈折率ｎを有することになる。
Ｍ１ ，Ｍ２ ；Ｖ１ ≫Ｖ２ ）を含むゲルに分布付
与処理を行うと、図２に示すように、溶出速度の大きい
金属種（Ｍ１ ）はゲルの中心部と外周部とでは大きな
濃度差をもって凸状に分布するが、溶出速度の小さい他
方の金属種（Ｍ２ ）は、図３に示すように、ゲル中心
部と外周部とで極めて小さい濃度差しか持たず、実質的
に平坦な濃度分布であるとみなし得る。こうして得られ
たガラスは、図４に示すように、金属種（Ｍ１ ）の濃
度分布に起因した屈折率差Δｎと、金属種（Ｍ１ ）の
中心部濃度と金属種（Ｍ２ ）の平坦な濃度分布に起因
したベースの屈折率ｎを有することになる。
【００１３】ここで、溶出速度の小さい金属種（Ｍ２
）の量を変化させることにより、図１に示すように、金
属種（Ｍ１ ）の濃度分布に起因する凸状の屈折率分布
のベースとなる屈折率を種々変化させることができる。 一方、屈折率差は、従来の技術で述べたように、溶出速
度の大きい金属種（Ｍ１ ）の量の変化、浸漬時間の変
化等により制御し得るので、これらを合わせれば、従来
法では得られない種々のバリエーションをもって屈折率
分布を変化させた屈折率分布型光学素子を得ることがで
きる。
）の量を変化させることにより、図１に示すように、金
属種（Ｍ１ ）の濃度分布に起因する凸状の屈折率分布
のベースとなる屈折率を種々変化させることができる。 一方、屈折率差は、従来の技術で述べたように、溶出速
度の大きい金属種（Ｍ１ ）の量の変化、浸漬時間の変
化等により制御し得るので、これらを合わせれば、従来
法では得られない種々のバリエーションをもって屈折率
分布を変化させた屈折率分布型光学素子を得ることがで
きる。
【００１４】また、金属種（Ｍ１ ，Ｍ２ ）の種類・
量を選択することにより、屈折率のみならず、分散特性
をも種々変化させることが可能となることは言うまでも
ない。
量を選択することにより、屈折率のみならず、分散特性
をも種々変化させることが可能となることは言うまでも
ない。
【００１５】
【実施例１】ＳｉＯ２ 成分とＮｂ２ Ｏ５ 成分とＴ
ｉＯ２ 成分の組成比（モル比）が８０：１０：１０と
なるように、シリコンテトラエトキシドＳｉ（ＯＣ２
Ｈ５ ）４（０．０８モル）のエタノール溶液にシリコ
ンテトラエトキシドと等モルのＨ２ Ｏを含む１Ｎ塩酸
を加えて部分加水分解した。この溶液に、ニオビウムペ
ンタエトキシドＮｂ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ （０．０２
モル）とチタンテトラｎ−ブトキシドＴｉ（Ｏｎ Ｃ４
Ｈ９ ）４ （０．０１モル）のエタノール溶液を加
え、さらに加水分解反応及び縮重合反応のために１Ｎ塩
酸を加えてゾルを調製し、内径１８ｍｍのポリプロピレ
ン製容器に上記ゾルを注入した。上記ゾルを放置し、ウ
ェットゲルを得た。
ｉＯ２ 成分の組成比（モル比）が８０：１０：１０と
なるように、シリコンテトラエトキシドＳｉ（ＯＣ２
Ｈ５ ）４（０．０８モル）のエタノール溶液にシリコ
ンテトラエトキシドと等モルのＨ２ Ｏを含む１Ｎ塩酸
を加えて部分加水分解した。この溶液に、ニオビウムペ
ンタエトキシドＮｂ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５ （０．０２
モル）とチタンテトラｎ−ブトキシドＴｉ（Ｏｎ Ｃ４
Ｈ９ ）４ （０．０１モル）のエタノール溶液を加
え、さらに加水分解反応及び縮重合反応のために１Ｎ塩
酸を加えてゾルを調製し、内径１８ｍｍのポリプロピレ
ン製容器に上記ゾルを注入した。上記ゾルを放置し、ウ
ェットゲルを得た。
【００１６】次に、得られたゲルを容器から取り出し、
３Ｎ硫酸に４時間浸漬し、濃度分布付与を行った。その
後、洗浄、乾燥、焼結することにより、径６．４ｍｍの
ガラス体を得た。
３Ｎ硫酸に４時間浸漬し、濃度分布付与を行った。その
後、洗浄、乾燥、焼結することにより、径６．４ｍｍの
ガラス体を得た。
【００１７】このガラス体の径方向の屈折率を測定した
ところ、図５−ｂに示すような、中心部分の屈折率ｎｄ
ｏ＝１．６７８、屈折率差Δｎ＝０．０５５の放物線分
布を示すことがわかった。
ところ、図５−ｂに示すような、中心部分の屈折率ｎｄ
ｏ＝１．６７８、屈折率差Δｎ＝０．０５５の放物線分
布を示すことがわかった。
【００１８】次に、Ｔｉ０２ の組成比を一定にして、
表１に示す組成比で、上記と同様な方法によりガラス体
を作製し、径方向の屈折率を測定したところ、それぞれ
図５−ａ，ｃ，ｄに示すような分布を有していた。
表１に示す組成比で、上記と同様な方法によりガラス体
を作製し、径方向の屈折率を測定したところ、それぞれ
図５−ａ，ｃ，ｄに示すような分布を有していた。
【００１９】
【表１】
【００２０】また、ガラス体中には均一にＮｂが分布し
ており、このＮｂの均一な分布が屈折率値を全体に上げ
る効果を有し、Ｎｂの比率を変えることでＴｉの凸状の
濃度分布による屈折率分布のベース屈折率を図５に示す
ように上下にシフトさせ得ることがわかった。
ており、このＮｂの均一な分布が屈折率値を全体に上げ
る効果を有し、Ｎｂの比率を変えることでＴｉの凸状の
濃度分布による屈折率分布のベース屈折率を図５に示す
ように上下にシフトさせ得ることがわかった。
【００２１】更に、得られたガラス体の特性をνｄ ＝
ｎｄ 図に書き換えると、それぞれ図６のようになり、
様々な光学特性を持つ屈折率分布型光学素子を得られる
ことがわかった。
ｎｄ 図に書き換えると、それぞれ図６のようになり、
様々な光学特性を持つ屈折率分布型光学素子を得られる
ことがわかった。
【００２２】
【実施例２】ＳｉＯ２ 成分とＴａ２ Ｏ５ 成分とＴ
ｉＯ２ 成分との組成比（モル比）が９０：５：５とな
るように、シリコンテトラメトキシドＳｉ（ＯＣＨ３
）４ （０．９０モル）のエタノール溶液にタンタルペ
ンタエトキシドＴａ（ＯＣ２ Ｈ ５）５ （０．０１
０モル）とチタンテトラｎ−ブトキシドＴｉ（Ｏｎ Ｃ
４ Ｈ９ ）４ （０．００５モル）を加えた溶液に、
塩酸を加えてゾルを調製した。内径１８ｍｍのポリプロ
ピレン製容器に上記ゾルを注入し、放置後、ウェットゲ
ルを得た。
ｉＯ２ 成分との組成比（モル比）が９０：５：５とな
るように、シリコンテトラメトキシドＳｉ（ＯＣＨ３
）４ （０．９０モル）のエタノール溶液にタンタルペ
ンタエトキシドＴａ（ＯＣ２ Ｈ ５）５ （０．０１
０モル）とチタンテトラｎ−ブトキシドＴｉ（Ｏｎ Ｃ
４ Ｈ９ ）４ （０．００５モル）を加えた溶液に、
塩酸を加えてゾルを調製した。内径１８ｍｍのポリプロ
ピレン製容器に上記ゾルを注入し、放置後、ウェットゲ
ルを得た。
【００２３】次に、得られたゲルを容器から取り出し、
３Ｎ硫酸に浸漬し、濃度分布付与を行った。その後、洗
浄、乾燥、焼結することにより、径５．９ｍｍのガラス
体を得た。
３Ｎ硫酸に浸漬し、濃度分布付与を行った。その後、洗
浄、乾燥、焼結することにより、径５．９ｍｍのガラス
体を得た。
【００２４】このガラス体の径方向の屈折率を測定した
ところ、図７−ｅに示すような、中心部分で屈折率ｎｄ
ｏ＝１．５６５、屈折率差Δｎ＝０．０３２の放物線分
布を示すことがわかった。また、ガラス体中には均一に
Ｔａが分布しており、ＳｉＯ２ ：ＴｉＯ２ ＝９５：
５の組成比で作製した場合には、図７−ｆに示す屈折率
分布を有することから、Ｔａの均一な分布が屈折率値を
全体に上げる効果を有し、分布形成速度の小さな金属と
してＴａを使用しても同様な効果、すなわち、Ｔａの比
率を変えることでＴｉの凸状の濃度分布に起因する屈折
率差のベースの屈折率を図７に示すようにシフトさせ得
ることがわかった。
ところ、図７−ｅに示すような、中心部分で屈折率ｎｄ
ｏ＝１．５６５、屈折率差Δｎ＝０．０３２の放物線分
布を示すことがわかった。また、ガラス体中には均一に
Ｔａが分布しており、ＳｉＯ２ ：ＴｉＯ２ ＝９５：
５の組成比で作製した場合には、図７−ｆに示す屈折率
分布を有することから、Ｔａの均一な分布が屈折率値を
全体に上げる効果を有し、分布形成速度の小さな金属と
してＴａを使用しても同様な効果、すなわち、Ｔａの比
率を変えることでＴｉの凸状の濃度分布に起因する屈折
率差のベースの屈折率を図７に示すようにシフトさせ得
ることがわかった。
【００２５】
【実施例３】ＳｉＯ２ 成分とＮｂ２ Ｏ５ 成分とＴ
ｉＯ２ 成分との組成比（モル比）が８０：１０：１０
となるように、シリコンテトラエトキシドＳｉ（ＯＣ２
Ｈ５ ）４ （０．０８モル）のエタノール溶液にニ
オビウムペンタエトキシドＮｂ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５
（０．０２モル）とチタンテトラｎ−ブトキシドＴｉ（
Ｏｎ Ｃ４ Ｈ９ ）４ （０．０１モル）とを加えた
溶液に、塩酸を加えてゾルを調製し、内径３１ｍｍのポ
リプロピレン製容器に上記ゾルを注入し、放置後、ウェ
ットゲルを作製した。
ｉＯ２ 成分との組成比（モル比）が８０：１０：１０
となるように、シリコンテトラエトキシドＳｉ（ＯＣ２
Ｈ５ ）４ （０．０８モル）のエタノール溶液にニ
オビウムペンタエトキシドＮｂ（ＯＣ２ Ｈ５ ）５
（０．０２モル）とチタンテトラｎ−ブトキシドＴｉ（
Ｏｎ Ｃ４ Ｈ９ ）４ （０．０１モル）とを加えた
溶液に、塩酸を加えてゾルを調製し、内径３１ｍｍのポ
リプロピレン製容器に上記ゾルを注入し、放置後、ウェ
ットゲルを作製した。
【００２６】次に、得られたゲルを容器から取り出し、
３Ｎ硫酸に２４時間浸漬し、濃度分布付与を行った。そ
の後、洗浄、乾燥、焼結することにより、径９．３ｍｍ
のガラス体を得た。
３Ｎ硫酸に２４時間浸漬し、濃度分布付与を行った。そ
の後、洗浄、乾燥、焼結することにより、径９．３ｍｍ
のガラス体を得た。
【００２７】このガラス体の径方向の屈折率を測定した
ところ、図８−ｇに示すような、中心部分で屈折率ｎｄ
ｏ＝１．６７１、屈折率差Δｎ＝０．０６２の放物線分
布を示すことがわかった。また、ガラス体中でＮｂは図
９に示すように、中心部と外周部とで小さな濃度差を持
って分布していた。ＳｉＯ２ ：ＴｉＯ２ ＝９０：１
０で作製したゲルに同様にして分布を付与したとき（図
８−ｈ）に比べ、全体に屈折率は高くなっており、Ｎｂ
がわずかに凸状の濃度分布を持つときにも同様な効果、
すなわち、Ｎｂの比率を変えることで、Ｔｉの凸状の濃
度分布に起因する屈折率分布のベース屈折率を図８に示
すようにシフトさせ得ることがわかった。
ところ、図８−ｇに示すような、中心部分で屈折率ｎｄ
ｏ＝１．６７１、屈折率差Δｎ＝０．０６２の放物線分
布を示すことがわかった。また、ガラス体中でＮｂは図
９に示すように、中心部と外周部とで小さな濃度差を持
って分布していた。ＳｉＯ２ ：ＴｉＯ２ ＝９０：１
０で作製したゲルに同様にして分布を付与したとき（図
８−ｈ）に比べ、全体に屈折率は高くなっており、Ｎｂ
がわずかに凸状の濃度分布を持つときにも同様な効果、
すなわち、Ｎｂの比率を変えることで、Ｔｉの凸状の濃
度分布に起因する屈折率分布のベース屈折率を図８に示
すようにシフトさせ得ることがわかった。
【００２８】以上に示した実施例は、径方向に屈折率分
布を有する屈折率分布型光学素子を得る方法であるが、
ゲルの形状や分布付与溶液への浸漬方法を変えることで
、軸方向に屈折率分布を有する屈折率分布型光学素子も
作製し得ることは言うまでもない。
布を有する屈折率分布型光学素子を得る方法であるが、
ゲルの形状や分布付与溶液への浸漬方法を変えることで
、軸方向に屈折率分布を有する屈折率分布型光学素子も
作製し得ることは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明の製造方法によれ
ば、屈折率差の制御のみならず、全体の屈折率と分散特
性を制御することが可能である。すなわち、様々な光学
特性を有する屈折率分布型光学素子の製造が可能である
。
ば、屈折率差の制御のみならず、全体の屈折率と分散特
性を制御することが可能である。すなわち、様々な光学
特性を有する屈折率分布型光学素子の製造が可能である
。
【図１】本発明の概念を説明するためのグラフで、金属
種（Ｍ２）の量を変化させて作製したガラス体中の金属
濃度分布と径方向屈折率分布を表すグラフである。
種（Ｍ２）の量を変化させて作製したガラス体中の金属
濃度分布と径方向屈折率分布を表すグラフである。
【図２】分布付与溶液への浸漬により得たゲル中の金属
濃度分布を表すグラフである。
濃度分布を表すグラフである。
【図３】分布付与溶液への浸漬により得たゲル中の金属
濃度分布を表すグラフである。
濃度分布を表すグラフである。
【図４】溶出速度の著しく異なる２種の金属種を含むゲ
ルに分布付与処理を行って得たガラス体中の金属濃度分
布と径方向屈折率分布を表すグラフである。
ルに分布付与処理を行って得たガラス体中の金属濃度分
布と径方向屈折率分布を表すグラフである。
【図５】実施例１においてＮｂの量を変化させて得たガ
ラス体の屈折率分布を表すグラフである。
ラス体の屈折率分布を表すグラフである。
【図６】実施例１においてＮｂの量を変化させて得たガ
ラス体の屈折率と分散特性を表すグラフである。
ラス体の屈折率と分散特性を表すグラフである。
【図７】実施例２においてＴａの量を変化させて得たガ
ラス体の屈折率分布を表すグラフである。
ラス体の屈折率分布を表すグラフである。
【図８】実施例３においてＮｂの量を変化させて得たガ
ラス体の屈折率分布を表すグラフである。
ラス体の屈折率分布を表すグラフである。
【図９】実施例３において得たガラス体中の金属成分の
濃度分布を表すグラフである。
濃度分布を表すグラフである。
【図１０】従来例において分布付与溶液への浸漬時間と
径方向屈折率分布を表すグラフである。
径方向屈折率分布を表すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 シリコンアルコキシドに２種以上の金
属種をそれぞれ金属アルコキシドとして加えてゾルを調
製する工程と、そのゾルをゲル化させた後、ゲル中に含
有するシリコン以外の金属成分各々に対する溶出速度が
異なる溶出液中にゲルを浸漬する工程と、そのゲルを乾
燥し焼結する工程とを有することを特徴とする屈折率分
布型光学素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記２種以上の金属種において、選択
的に溶出させる金属種以外の金属種として、Ｎｂまたは
Ｔａの少なくともいずれか一種を用いることを特徴とす
る請求項１記載の屈折率分布型光学素子の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106633A JPH04317425A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
| US08/004,631 US5254148A (en) | 1990-06-20 | 1993-01-14 | Method of manufacturing distributed index optical elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3106633A JPH04317425A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317425A true JPH04317425A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14438519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3106633A Pending JPH04317425A (ja) | 1990-06-20 | 1991-04-11 | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317425A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6624240B2 (en) | 2001-12-28 | 2003-09-23 | Sun Chemical Corporation | Low molecular weight polyurethane resins |
| WO2006082625A1 (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Toyo Glass Co., Ltd. | 光ファイバ結合部品及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP3106633A patent/JPH04317425A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6624240B2 (en) | 2001-12-28 | 2003-09-23 | Sun Chemical Corporation | Low molecular weight polyurethane resins |
| WO2006082625A1 (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-10 | Toyo Glass Co., Ltd. | 光ファイバ結合部品及びその製造方法 |
| US7603008B2 (en) | 2005-02-01 | 2009-10-13 | Toyo Glass Co., Ltd. | Optical fiber coupling part and manufacturing method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010116 |