JPH0570150A - 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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- JPH0570150A JPH0570150A JP3262999A JP26299991A JPH0570150A JP H0570150 A JPH0570150 A JP H0570150A JP 3262999 A JP3262999 A JP 3262999A JP 26299991 A JP26299991 A JP 26299991A JP H0570150 A JPH0570150 A JP H0570150A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
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- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ ゾル調製を容易にし、ベースの屈折率及び分
散を任意の値にする等の屈折率分布の制御の自由度を増
す。 ［構成］ 屈折率分布を付与するための金属成分を含ん
だシリカゲルと、Ｓｉ以外の金属成分を少なくとも一種
含んだ微粉末を溶媒に分散させた溶液とによりゾルを調
製する。次に、前記ゾルをゲル化させた後、所望の金属
成分を溶出する酸などの溶液に浸漬して分布付与を行
う。その後、洗浄、乾燥して焼結することにより、最終
的な屈折率分布型光学素子を製造する。
散を任意の値にする等の屈折率分布の制御の自由度を増
す。 ［構成］ 屈折率分布を付与するための金属成分を含ん
だシリカゲルと、Ｓｉ以外の金属成分を少なくとも一種
含んだ微粉末を溶媒に分散させた溶液とによりゾルを調
製する。次に、前記ゾルをゲル化させた後、所望の金属
成分を溶出する酸などの溶液に浸漬して分布付与を行
う。その後、洗浄、乾燥して焼結することにより、最終
的な屈折率分布型光学素子を製造する。
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、径方向に屈折率分布を有する屈
折率分布型光学素子の製造方法として、ゾル・ゲル法が
用いられている。
折率分布型光学素子の製造方法として、ゾル・ゲル法が
用いられている。
【０００３】従来、上記ゾル・ゲル法により、屈折率分
布を付与する方法として、Elec-tronics Letters, Vol.
22(1986),pp.1108 〜1110,"r-GRIN TiO2 -SiO2 GlassRo
ds Prepared by a Sol-Gel Method"や Journal of Non-
Crystalline Solids,Vol.85(1986),pp.244 〜246, "Pre
paration of Gradient-Index Glass Rods bythe Sol-Ge
l Process"に記載された方法が知られている。それは、
少なくとも一種の金属成分を含有するシリカゾルを調製
し、ゲル化させた後に、この湿潤ゲルを、酸などの上記
金属成分を溶解・拡散し得る溶液に浸漬し、屈折率分布
を付与する金属成分を溶出後、乾燥・焼成するという方
法である。
布を付与する方法として、Elec-tronics Letters, Vol.
22(1986),pp.1108 〜1110,"r-GRIN TiO2 -SiO2 GlassRo
ds Prepared by a Sol-Gel Method"や Journal of Non-
Crystalline Solids,Vol.85(1986),pp.244 〜246, "Pre
paration of Gradient-Index Glass Rods bythe Sol-Ge
l Process"に記載された方法が知られている。それは、
少なくとも一種の金属成分を含有するシリカゾルを調製
し、ゲル化させた後に、この湿潤ゲルを、酸などの上記
金属成分を溶解・拡散し得る溶液に浸漬し、屈折率分布
を付与する金属成分を溶出後、乾燥・焼成するという方
法である。
【０００４】また、特開平２−１２０２４９号公報に
は、割れ防止を目的とした、シリカ粉と水の混合液を原
料に用いた溶出法による屈折率分布を有するガラス体の
製造方法が開示されている。
は、割れ防止を目的とした、シリカ粉と水の混合液を原
料に用いた溶出法による屈折率分布を有するガラス体の
製造方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来までの溶出法によ
り、屈折率分布付与を行い、得られたガラス体の径方向
の屈折率分布を測定すると、図７に示すように、ガラス
体中心部で屈折率が高く、かつ周辺部で低い、屈折率差
Δｎとなるものが得られる。この屈折率分布型光学素子
の光学特性のバリエーションを増やすためには、屈折率
分布付与のための溶液への湿潤ゲルの浸漬時間または溶
出液に用いている酸の濃度を変化させて、図８に示すよ
うに金属成分ＭG の分布形状を変えることで制御するこ
とができる。このとき、ベースの屈折率および分散を変
えるためには、更に金属成分ＭF を添加し、図９に示す
ように金属成分に分布を付与すればよい。具体的には、
ゾル調製時に金属成分ＭFを添加し、金属成分ＭG のみ
に分布を付与することが考えられる。
り、屈折率分布付与を行い、得られたガラス体の径方向
の屈折率分布を測定すると、図７に示すように、ガラス
体中心部で屈折率が高く、かつ周辺部で低い、屈折率差
Δｎとなるものが得られる。この屈折率分布型光学素子
の光学特性のバリエーションを増やすためには、屈折率
分布付与のための溶液への湿潤ゲルの浸漬時間または溶
出液に用いている酸の濃度を変化させて、図８に示すよ
うに金属成分ＭG の分布形状を変えることで制御するこ
とができる。このとき、ベースの屈折率および分散を変
えるためには、更に金属成分ＭF を添加し、図９に示す
ように金属成分に分布を付与すればよい。具体的には、
ゾル調製時に金属成分ＭFを添加し、金属成分ＭG のみ
に分布を付与することが考えられる。
【０００６】このときに、金属成分ＭF をアルコキシド
の形で加える場合、一般に、アルコキシドは加水分解速
度が非常に速いために水と反応して沈澱を生じやすく、
均質なゾルを調製することが非常に困難である。さら
に、ゾル調製後、湿潤ゲルの段階で金属成分ＭG に分布
を付与するためには、金属成分ＭF は溶出せず金属成分
ＭG のみを選択的に溶出する溶液を選定しなければなら
ず、溶出液にも大きな制限を受けることになる。
の形で加える場合、一般に、アルコキシドは加水分解速
度が非常に速いために水と反応して沈澱を生じやすく、
均質なゾルを調製することが非常に困難である。さら
に、ゾル調製後、湿潤ゲルの段階で金属成分ＭG に分布
を付与するためには、金属成分ＭF は溶出せず金属成分
ＭG のみを選択的に溶出する溶液を選定しなければなら
ず、溶出液にも大きな制限を受けることになる。
【０００７】一方、金属成分ＭF を金属塩の形で加える
場合、ゾル調製段階では沈澱が生成することはないが、
溶出液については金属アルコキシドの場合と同様に、金
属成分ＭF は溶出せず金属成分ＭG のみを選択的に溶出
する溶液を選定しなければならない。一般に、金属塩は
水等の溶液に対する溶解度は高く、分布付与のための酸
またはアルコール等の溶出液にも容易に溶解するため、
金属成分ＭF を溶出させないことは容易ではない。した
がって、金属アルコキシド、金属塩のどちらを用いて
も、ベースの屈折率、分散を任意の値に変化させた、屈
折率分布型光学素子を作製するのは困難であった。
場合、ゾル調製段階では沈澱が生成することはないが、
溶出液については金属アルコキシドの場合と同様に、金
属成分ＭF は溶出せず金属成分ＭG のみを選択的に溶出
する溶液を選定しなければならない。一般に、金属塩は
水等の溶液に対する溶解度は高く、分布付与のための酸
またはアルコール等の溶出液にも容易に溶解するため、
金属成分ＭF を溶出させないことは容易ではない。した
がって、金属アルコキシド、金属塩のどちらを用いて
も、ベースの屈折率、分散を任意の値に変化させた、屈
折率分布型光学素子を作製するのは困難であった。
【０００８】本発明は、かかる従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、ゾル調製を容易にし、ベースの屈折率およ
び分散を任意の値にする等の屈折率分布の制御の自由度
を増すことができ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、ゾル調製を容易にし、ベースの屈折率およ
び分散を任意の値にする等の屈折率分布の制御の自由度
を増すことができ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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の屈折率分布型光学素子の製造方法は、屈折
率分布を付与するための金属成分を含んだシリカゾル
と、シリコン（Ｓｉ）以外の金属成分を少なくとも一種
類以上含んだ微粉末を溶媒に分散させた溶液よりゾルを
調製し、前記ゾルをゲル化させた後、酸などの溶液に浸
漬して分布付与を行う。その後、洗浄、乾燥して焼結す
ることにより、最終的な屈折率部光学素子を製造するこ
とができる。
に、本発明の屈折率分布型光学素子の製造方法は、屈折
率分布を付与するための金属成分を含んだシリカゾル
と、シリコン（Ｓｉ）以外の金属成分を少なくとも一種
類以上含んだ微粉末を溶媒に分散させた溶液よりゾルを
調製し、前記ゾルをゲル化させた後、酸などの溶液に浸
漬して分布付与を行う。その後、洗浄、乾燥して焼結す
ることにより、最終的な屈折率部光学素子を製造するこ
とができる。
【００１０】
【作用】まず、金属成分ＭG とＳｉの原料として金属ア
ルコキシドを用い、金属成分ＭF の原料に微粉末を用い
てゾルを調製して、図９に示したようにゲル中の金属成
分ＭG に分布を付与し、金属成分ＭF をゲル中に均一に
ドープするシリカゲルを作製する場合について説明す
る。このとき、水との反応性が高く沈澱が生成しやすい
のは加水分解速度が速い金属成分ＭG のアルコキシドの
みである。したがって、沈澱が生成することのない均質
な３種類の金属成分を含むゾルを調製するには、金属成
分ＭG のアルコキシドだけに注目して、沈澱を生成しな
いように系全体の反応を制御すればよい。このことよ
り、Ｓｉのアルコキシドの部分加水分解を行った後に金
属成分ＭG のアルコキシドと反応させて、Ｓｉ−Ｏ−Ｍ
G の結合を形成させたり、反応のために添加する水のｐ
Ｈ等、金属成分ＭG のアルコキシドとＳｉのアルコキシ
ドの反応速度を同程度かまたは近くするような条件下
で、系全体の反応を行わせることが容易となる。このよ
うにして、３種類の金属成分を含むゾルを１種類の金属
成分含有微粉末と２種類の金属アルコキシドを用いて調
製できるので、ゾル調製が容易になり、屈折率分布を付
与するために最適なゲルを調製することができる。
ルコキシドを用い、金属成分ＭF の原料に微粉末を用い
てゾルを調製して、図９に示したようにゲル中の金属成
分ＭG に分布を付与し、金属成分ＭF をゲル中に均一に
ドープするシリカゲルを作製する場合について説明す
る。このとき、水との反応性が高く沈澱が生成しやすい
のは加水分解速度が速い金属成分ＭG のアルコキシドの
みである。したがって、沈澱が生成することのない均質
な３種類の金属成分を含むゾルを調製するには、金属成
分ＭG のアルコキシドだけに注目して、沈澱を生成しな
いように系全体の反応を制御すればよい。このことよ
り、Ｓｉのアルコキシドの部分加水分解を行った後に金
属成分ＭG のアルコキシドと反応させて、Ｓｉ−Ｏ−Ｍ
G の結合を形成させたり、反応のために添加する水のｐ
Ｈ等、金属成分ＭG のアルコキシドとＳｉのアルコキシ
ドの反応速度を同程度かまたは近くするような条件下
で、系全体の反応を行わせることが容易となる。このよ
うにして、３種類の金属成分を含むゾルを１種類の金属
成分含有微粉末と２種類の金属アルコキシドを用いて調
製できるので、ゾル調製が容易になり、屈折率分布を付
与するために最適なゲルを調製することができる。
【００１１】以上のようにして調製したゾルを円筒形容
器に流し込んでゲル化させると、図１０のような金属成
分ＭF ，ＭG に分布を持った湿潤シリカゲルが得られ
る。この後に、金属成分ＭG を溶出する溶液に湿潤ゲル
を適当な時間浸漬すると、図９に示すような分布を持つ
ゲルが得られる。このときに、ゲル中にはＳｉ−Ｏ−Ｍ
G 結合が存在するが、まだガラス化していないために強
固な結合ではなく、希釈した酸等の溶液によりＳｉ−Ｏ
−ＭG 結合が切断されて、金属成分ＭG がゲル中より溶
出され、分布が付与される。一方、金属成分ＭF は微粉
末により供給されているためにＭF −Ｏ結合は強固であ
り、金属成分ＭG を溶出するために用いる希釈された酸
などの溶液では、溶出などは起こらず、金属成分ＭF は
変化することはない。したがって、溶出液は金属成分Ｍ
G を溶出するものを選定すればよく、金属成分ＭF につ
いては考慮する必要がないために、溶出液の選定が容易
になる。
器に流し込んでゲル化させると、図１０のような金属成
分ＭF ，ＭG に分布を持った湿潤シリカゲルが得られ
る。この後に、金属成分ＭG を溶出する溶液に湿潤ゲル
を適当な時間浸漬すると、図９に示すような分布を持つ
ゲルが得られる。このときに、ゲル中にはＳｉ−Ｏ−Ｍ
G 結合が存在するが、まだガラス化していないために強
固な結合ではなく、希釈した酸等の溶液によりＳｉ−Ｏ
−ＭG 結合が切断されて、金属成分ＭG がゲル中より溶
出され、分布が付与される。一方、金属成分ＭF は微粉
末により供給されているためにＭF −Ｏ結合は強固であ
り、金属成分ＭG を溶出するために用いる希釈された酸
などの溶液では、溶出などは起こらず、金属成分ＭF は
変化することはない。したがって、溶出液は金属成分Ｍ
G を溶出するものを選定すればよく、金属成分ＭF につ
いては考慮する必要がないために、溶出液の選定が容易
になる。
【００１２】次に、金属成分ＭG の原料として金属塩
を、Ｓｉの原料として金属アルコキシドを用い、金属成
分ＭF の原料に微粉末を用いてゾルを調製して、図９に
示したようにゲル中の金属成分ＭG に分布を付与し、金
属成分ＭF をゲル中に均一にドープするシリカゲルを作
製する場合について説明する。このとき、金属成分ＭG
は水等によく溶解し、通常は沈澱が生成することなく、
均質なゾル調製が可能であり問題はない。次に、金属成
分ＭG を固定するための溶液にゲルを浸漬して、ゲル細
孔に微結晶を析出させて、図１０に示すように、金属成
分ＭF ，ＭG に分布を持った湿潤シリカゲルが得られ
る。この後に、金属成分ＭG の微結晶を溶出する溶液に
湿潤ゲルを適当な時間浸漬すると、図９に示すような分
布を持つゲルが得られる。この溶液は、金属成分ＭG の
微結晶を溶解すればよいので、一般に水または有機溶媒
を用いることができ、このような溶液では微粉末中の金
属成分ＭF は溶出しない。したがって、溶出液は金属成
分ＭG を溶出するものを選定すればよく、金属成分ＭF
については考慮する必要がないために、溶出液の選定が
容易になる。
を、Ｓｉの原料として金属アルコキシドを用い、金属成
分ＭF の原料に微粉末を用いてゾルを調製して、図９に
示したようにゲル中の金属成分ＭG に分布を付与し、金
属成分ＭF をゲル中に均一にドープするシリカゲルを作
製する場合について説明する。このとき、金属成分ＭG
は水等によく溶解し、通常は沈澱が生成することなく、
均質なゾル調製が可能であり問題はない。次に、金属成
分ＭG を固定するための溶液にゲルを浸漬して、ゲル細
孔に微結晶を析出させて、図１０に示すように、金属成
分ＭF ，ＭG に分布を持った湿潤シリカゲルが得られ
る。この後に、金属成分ＭG の微結晶を溶出する溶液に
湿潤ゲルを適当な時間浸漬すると、図９に示すような分
布を持つゲルが得られる。この溶液は、金属成分ＭG の
微結晶を溶解すればよいので、一般に水または有機溶媒
を用いることができ、このような溶液では微粉末中の金
属成分ＭF は溶出しない。したがって、溶出液は金属成
分ＭG を溶出するものを選定すればよく、金属成分ＭF
については考慮する必要がないために、溶出液の選定が
容易になる。
【００１３】以上のように、ゾルの原料に金属アルコキ
シド、金属塩のどちらを用いても、ゾル調製に用いる金
属成分ＭF を含んだ微粉末の量、金属成分ＭF の組成比
および組成を変えることにより、ベースの屈折率および
分散を制御することができ、最終的に得られる屈折率分
布型光学素子の持つ光学特性のバリエーションを非常に
多くすることが可能になる。また、微粉末中にアルカリ
金属、ホウ素を分有させることにより、焼結温度を下げ
ることが可能となり、より低温で焼結することができる
という効果を得ることができる。
シド、金属塩のどちらを用いても、ゾル調製に用いる金
属成分ＭF を含んだ微粉末の量、金属成分ＭF の組成比
および組成を変えることにより、ベースの屈折率および
分散を制御することができ、最終的に得られる屈折率分
布型光学素子の持つ光学特性のバリエーションを非常に
多くすることが可能になる。また、微粉末中にアルカリ
金属、ホウ素を分有させることにより、焼結温度を下げ
ることが可能となり、より低温で焼結することができる
という効果を得ることができる。
【００１４】なお、以上の例では、金属種はＳｉ，
ＭF ，ＭG の３種類を用いた場合について説明したが、
金属成分ＭF と金属成分ＭG が同じ金属種であっても同
様に適用することができ、多成分系であればどのような
成分であっても応用可能である。
ＭF ，ＭG の３種類を用いた場合について説明したが、
金属成分ＭF と金属成分ＭG が同じ金属種であっても同
様に適用することができ、多成分系であればどのような
成分であっても応用可能である。
【００１５】また、金属成分ＭF は微粉末で供給してい
るが、Ｓｉ以外の金属成分を含んでいれば特に限定され
るものではなく、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 などの単成分で
あっても、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 −Ａｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 −ＺｒＯ2 などに代表されるような多
成分系であっても適用することができ、ＳｉＯ2 とＳｉ
Ｏ2 −ＴｉＯ2 のように、何種類かの微粉末を組み合わ
せて用いてもよい。
るが、Ｓｉ以外の金属成分を含んでいれば特に限定され
るものではなく、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＴｉＯ2 などの単成分で
あっても、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 ，ＳｉＯ2 −Ａｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 −ＺｒＯ2 などに代表されるような多
成分系であっても適用することができ、ＳｉＯ2 とＳｉ
Ｏ2 −ＴｉＯ2 のように、何種類かの微粉末を組み合わ
せて用いてもよい。
【００１６】ゾル調製時のＳｉ源にはＳｉ（ＯＲ）4 と
シリカを含んだ多成分系の微粉末だけでなく、シリカ微
粉末を組み合わせて使用してもよい。このときのＳｉ
（ＯＲ）4 は一種類に限定されるものではなく、異なっ
た種類のものを使用することができる。金属成分を含ん
だ微粉末は、種々の粒径のものを使用することができる
が、特に限定されるものではなく、ゲルの強度、割れ等
から決定される。金属成分を含んだ微粉末を分散させる
分散媒は、ゾル・ゲル法で一般に用いられるものであれ
ば特に限定されるものではなく、Ｈ2 Ｏまたはメタノー
ル、エタノール、プロパノール若しくはブタノール等の
アルコール類またはアセトン、ベンゼン、トルエン等を
用いることができる。
シリカを含んだ多成分系の微粉末だけでなく、シリカ微
粉末を組み合わせて使用してもよい。このときのＳｉ
（ＯＲ）4 は一種類に限定されるものではなく、異なっ
た種類のものを使用することができる。金属成分を含ん
だ微粉末は、種々の粒径のものを使用することができる
が、特に限定されるものではなく、ゲルの強度、割れ等
から決定される。金属成分を含んだ微粉末を分散させる
分散媒は、ゾル・ゲル法で一般に用いられるものであれ
ば特に限定されるものではなく、Ｈ2 Ｏまたはメタノー
ル、エタノール、プロパノール若しくはブタノール等の
アルコール類またはアセトン、ベンゼン、トルエン等を
用いることができる。
【００１７】
【実施例１】平均粒径が５μｍの３０ＴｉＯ2 ・７０Ｓ
ｉＯ2 組成のガラス微粉末を２２．０ｇメタノール３
５．０ｍｌに超音波により分散した溶液と５９．１ｇの
Ｇｅ（ＯＣＨ3 ）4 を混合した。そこに、１２６．２ｍ
ｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、１７２．８ｍｌのメタノー
ル及び１０．２ｍｌの１／１００規定のＨＣｌ水溶液を
加えてあらかじめ部分加水分解した溶液を添加して、更
に混合した。その後、７２．０ｍｌの１／１００規定の
ＮＨ4 ＯＨ、１９８．７ｍｌのイソプロパノール混合溶
液を滴下し、攪拌して加水分解しゾルを調製した。この
ゾルを内径２５ｍｍのガラス容器内でゲル化させて湿潤
ゲルを作製した。
ｉＯ2 組成のガラス微粉末を２２．０ｇメタノール３
５．０ｍｌに超音波により分散した溶液と５９．１ｇの
Ｇｅ（ＯＣＨ3 ）4 を混合した。そこに、１２６．２ｍ
ｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、１７２．８ｍｌのメタノー
ル及び１０．２ｍｌの１／１００規定のＨＣｌ水溶液を
加えてあらかじめ部分加水分解した溶液を添加して、更
に混合した。その後、７２．０ｍｌの１／１００規定の
ＮＨ4 ＯＨ、１９８．７ｍｌのイソプロパノール混合溶
液を滴下し、攪拌して加水分解しゾルを調製した。この
ゾルを内径２５ｍｍのガラス容器内でゲル化させて湿潤
ゲルを作製した。
【００１８】このゲルを５００ｍｌの水に２４時間浸漬
し、径方向にＧｅの分布を付与し、エタノールで洗浄
後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥ゲルを電気炉
で１２００℃まで焼結して、ガラス化したところ、直径
約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
し、径方向にＧｅの分布を付与し、エタノールで洗浄
後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥ゲルを電気炉
で１２００℃まで焼結して、ガラス化したところ、直径
約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
【００１９】このガラスロッドを切断して径方向のＧｅ
とＴｉの分布をＥＰＭＡで測定したところ、信号強度
は、Ｇｅは中心部が高く周辺部が低いパラボリックな形
状を、Ｔｉは平坦な形状を有していた。さらに、径方向
の光学特性を測定したところ、図１に示すような中心部
のｎd ：１．６１０、νd ：４０、周辺部のｎd ：１．
５８０、νd ：４０の特性を有していた。
とＴｉの分布をＥＰＭＡで測定したところ、信号強度
は、Ｇｅは中心部が高く周辺部が低いパラボリックな形
状を、Ｔｉは平坦な形状を有していた。さらに、径方向
の光学特性を測定したところ、図１に示すような中心部
のｎd ：１．６１０、νd ：４０、周辺部のｎd ：１．
５８０、νd ：４０の特性を有していた。
【００２０】
【実施例２】平均粒径が５μｍの３０ＴｉＯ2 ・７０Ｓ
ｉＯ2 組成のガラス微粉末１１．０ｇをメタノール３
５．０ｍｌに超音波により分散した溶液と５９．１ｇの
Ｇｅ（ＯＣＨ3 ）4 を混合した。そこに、１６３．３ｍ
ｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、１７２．８ｍｌのメタノー
ル及び１０．２ｍｌの１／１００規定のＨＣｌ水溶液を
加えてあらかじめ部分加水分解した溶液を添加して、更
に混合した。その後、７２．０ｍｌの１／１００規定Ｎ
Ｈ4 ＯＨ、１９８．７ｍｌのイソプロパノール混合溶液
を滴下し、攪拌して加水分解しゾルを調製した。このゾ
ルを内径２５ｍｍのガラス容器内でゲル化させて湿潤ゲ
ルを作製した。
ｉＯ2 組成のガラス微粉末１１．０ｇをメタノール３
５．０ｍｌに超音波により分散した溶液と５９．１ｇの
Ｇｅ（ＯＣＨ3 ）4 を混合した。そこに、１６３．３ｍ
ｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）4 、１７２．８ｍｌのメタノー
ル及び１０．２ｍｌの１／１００規定のＨＣｌ水溶液を
加えてあらかじめ部分加水分解した溶液を添加して、更
に混合した。その後、７２．０ｍｌの１／１００規定Ｎ
Ｈ4 ＯＨ、１９８．７ｍｌのイソプロパノール混合溶液
を滴下し、攪拌して加水分解しゾルを調製した。このゾ
ルを内径２５ｍｍのガラス容器内でゲル化させて湿潤ゲ
ルを作製した。
【００２１】このゲルを５００ｍｌの水に２４時間浸漬
し、径方向にＧｅの分布を付与し、エタノールで洗浄
後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥ゲルを電気炉
で１１５０℃まで焼結して、ガラス化したところ、直径
約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
し、径方向にＧｅの分布を付与し、エタノールで洗浄
後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥ゲルを電気炉
で１１５０℃まで焼結して、ガラス化したところ、直径
約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
【００２２】このガラスロッドを切断して径方向の光学
特性を測定したところ、図２に示すような中心部の
ｎd ：１．５８３、νd ：４７、周辺部のｎd ：１．５
４３、νd ：４８の特性を有していた。
特性を測定したところ、図２に示すような中心部の
ｎd ：１．５８３、νd ：４７、周辺部のｎd ：１．５
４３、νd ：４８の特性を有していた。
【００２３】［比較例１］２０．０ｇの平均粒径が５μ
ｍのＳｉＯ2 微粉末をメタノール３５．０ｍｌに超音波
により分散した溶液と５９．１ｇのＧｅ（ＯＣＨ3 ）4
を混合した。そこに、１２６．２ｍｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ
5 ）4 、１７２．８ｍｌのメタノール及び１０．２ｍｌ
の１／１００規定のＨＣｌ水溶液を加えてあらかじめ部
分加水分解した溶液を添加して、更に混合した。その
後、７２．０ｍｌの１／１００規定ＮＨ4 ＯＨ水溶液、
１９８．７ｍｌのイソプロパノール混合溶液を滴下し、
攪拌して加水分解しゾルを調製した。このゾルを内径２
５ｍｍのガラス容器内でゲル化させて湿潤ゲルを作製し
た。
ｍのＳｉＯ2 微粉末をメタノール３５．０ｍｌに超音波
により分散した溶液と５９．１ｇのＧｅ（ＯＣＨ3 ）4
を混合した。そこに、１２６．２ｍｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ
5 ）4 、１７２．８ｍｌのメタノール及び１０．２ｍｌ
の１／１００規定のＨＣｌ水溶液を加えてあらかじめ部
分加水分解した溶液を添加して、更に混合した。その
後、７２．０ｍｌの１／１００規定ＮＨ4 ＯＨ水溶液、
１９８．７ｍｌのイソプロパノール混合溶液を滴下し、
攪拌して加水分解しゾルを調製した。このゾルを内径２
５ｍｍのガラス容器内でゲル化させて湿潤ゲルを作製し
た。
【００２４】このゲルを５００ｍｌの水に２４時間浸漬
し、径方向にＧｅの分布を付与し、エタノールで洗浄
後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥ゲルを電気炉
で１２００℃まで焼結して、ガラス化したところ、直径
約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
し、径方向にＧｅの分布を付与し、エタノールで洗浄
後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥ゲルを電気炉
で１２００℃まで焼結して、ガラス化したところ、直径
約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
【００２５】このガラスロッドを切断して径方向の光学
特性を測定したところ、図３に示すような中心部の
ｎd ：１．５５０、νd ：５７、周辺部のｎd ：１．５
００、νd ：６３の特性を有していた。
特性を測定したところ、図３に示すような中心部の
ｎd ：１．５５０、νd ：５７、周辺部のｎd ：１．５
００、νd ：６３の特性を有していた。
【００２６】以上のように、Ｔｉの導入量を種々変化さ
せることによって、ベースの屈折率、分散のみならず、
実施例１から比較例１までの間のような様々な光学特性
を持った屈折率分布型光学素子を製造することができ
た。
せることによって、ベースの屈折率、分散のみならず、
実施例１から比較例１までの間のような様々な光学特性
を持った屈折率分布型光学素子を製造することができ
た。
【００２７】
【実施例３】平均粒径が３０μｍの２０Ｎｂ2 Ｏ5 ・８
０ＳｉＯ2 組成の非晶質微粉末５０．６ｇを１５０．０
ｍｌのエタノールに超音波により分散した溶液と５１．
１ｇのＴｉ（ＯｎＣ4 Ｈ9 ）4 、４２．６ｍｌのＳｉ
（ＯＣＨ3 ）4 、８３．５ｍｌのエタノール及び３６．
０ｍｌの１／１００規定のＨＣｌ水溶液を加えて加水分
解し、ゾルを調製した。このゾルを内径２５ｍｍのガラ
ス容器内でゲル化させて湿潤ゲルを作製した。
０ＳｉＯ2 組成の非晶質微粉末５０．６ｇを１５０．０
ｍｌのエタノールに超音波により分散した溶液と５１．
１ｇのＴｉ（ＯｎＣ4 Ｈ9 ）4 、４２．６ｍｌのＳｉ
（ＯＣＨ3 ）4 、８３．５ｍｌのエタノール及び３６．
０ｍｌの１／１００規定のＨＣｌ水溶液を加えて加水分
解し、ゾルを調製した。このゾルを内径２５ｍｍのガラ
ス容器内でゲル化させて湿潤ゲルを作製した。
【００２８】このゲルを３規定ＨＣｌ水溶液５００ｍｌ
に２４時間浸漬し、径方向にＴｉの分布を付与し、エタ
ノールで洗浄後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥
ゲルを電気炉で１３００℃まで焼結して、ガラス化した
ところ、直径約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
に２４時間浸漬し、径方向にＴｉの分布を付与し、エタ
ノールで洗浄後、１００℃まで乾燥を行った。この乾燥
ゲルを電気炉で１３００℃まで焼結して、ガラス化した
ところ、直径約１０ｍｍのガラスロッドが得られた。
【００２９】このガラスロッドを軸に直角に切断して径
方向の光学特性を測定したところ、図４に示すような、
中心部のｎd ：１．６９４、νd：３１、周辺部の
ｎd ：１．６６２、νd ：３４の特性を有していた。
方向の光学特性を測定したところ、図４に示すような、
中心部のｎd ：１．６９４、νd：３１、周辺部の
ｎd ：１．６６２、νd ：３４の特性を有していた。
【００３０】
【実施例４】平均粒径が１０μｍの２０Ｎａ2 Ｏ・２０
Ｎｂ2 Ｏ5 ・８０ＳｉＯ2 組成の非晶質微粉末５０．６
ｇをブタノール１８０．０ｍｌに超音波により分散した
溶液と４９．１ｇのＺｒ（ＯｎＣ4 Ｈ9 ）4 、４２．６
ｍｌのＳｉ（ＯＣＨ3 ）4 、２６５．４ｍｌのエタノー
ル及び４０．０ｍｌの１／１００規定ＮＨ4 ＯＨを加え
て加水分解し、ゾルを調製し、内径２５ｍｍのガラス容
器内でゲル化させて湿潤ゲルを作製した。
Ｎｂ2 Ｏ5 ・８０ＳｉＯ2 組成の非晶質微粉末５０．６
ｇをブタノール１８０．０ｍｌに超音波により分散した
溶液と４９．１ｇのＺｒ（ＯｎＣ4 Ｈ9 ）4 、４２．６
ｍｌのＳｉ（ＯＣＨ3 ）4 、２６５．４ｍｌのエタノー
ル及び４０．０ｍｌの１／１００規定ＮＨ4 ＯＨを加え
て加水分解し、ゾルを調製し、内径２５ｍｍのガラス容
器内でゲル化させて湿潤ゲルを作製した。
【００３１】このゲルの一部を３規定Ｈ2 ＳＯ4 水溶液
に浸漬した。この後、１００℃で乾燥し、乾燥ゲルを得
た。この乾燥ゲルを電気炉で１１５０℃まで焼結してガ
ラス化したところ、直径１０ｍｍのガラスロッドが得ら
れた。
に浸漬した。この後、１００℃で乾燥し、乾燥ゲルを得
た。この乾燥ゲルを電気炉で１１５０℃まで焼結してガ
ラス化したところ、直径１０ｍｍのガラスロッドが得ら
れた。
【００３２】このガラスロッドを軸に直角に切断して径
方向の光学特性を測定したところ、図５に示すような、
中心部のｎd ：１．６７６、νd：３７、周辺部の
ｎd ：１．６５３、νd ：３８の特性を有していた。ま
た、微粉末中にＮａを含まないときと比較して、１００
℃程度低温で焼結することができた。
方向の光学特性を測定したところ、図５に示すような、
中心部のｎd ：１．６７６、νd：３７、周辺部の
ｎd ：１．６５３、νd ：３８の特性を有していた。ま
た、微粉末中にＮａを含まないときと比較して、１００
℃程度低温で焼結することができた。
【００３３】
【実施例５】ＨＣｌを含む濃度が１ｍｏｌ／ｌのホウ酸
水溶液１５ｍｌと、０．２５ｍｏｌ／ｌの酢酸鉛水溶液
６０ｍｌ、０．５ｍｏｌ／ｌの硝酸鉛水溶液１０ｍｌに
１．１８ｇのＳｉＯ2 微粉末と０．３３５ｇの平均粒径
が０．７μｍのＴｉＯ2 微粉末と平均粒径が３μｍの３
０ＴｉＯ2 ・７０ＳｉＯ2 組成の非晶質微粉末０．９２
５ｇを超音波により分散した溶液に、４．２３ｍｌのＳ
ｉ（ＯＣＨ3 ）4 と４．５９ｍｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 を加えて加水分解してゾルを調製し、内径２０ｍｍの
円筒型ガラス容器内でゲル化させて、湿潤ゲルを作製し
た。
水溶液１５ｍｌと、０．２５ｍｏｌ／ｌの酢酸鉛水溶液
６０ｍｌ、０．５ｍｏｌ／ｌの硝酸鉛水溶液１０ｍｌに
１．１８ｇのＳｉＯ2 微粉末と０．３３５ｇの平均粒径
が０．７μｍのＴｉＯ2 微粉末と平均粒径が３μｍの３
０ＴｉＯ2 ・７０ＳｉＯ2 組成の非晶質微粉末０．９２
５ｇを超音波により分散した溶液に、４．２３ｍｌのＳ
ｉ（ＯＣＨ3 ）4 と４．５９ｍｌのＳｉ（ＯＣ2 Ｈ5 ）
4 を加えて加水分解してゾルを調製し、内径２０ｍｍの
円筒型ガラス容器内でゲル化させて、湿潤ゲルを作製し
た。
【００３４】このゲルの一部を濃度が５ｍｏｌ／ｌの硝
酸カリウム水溶液に浸漬後、アセトンに浸漬して微結晶
を沈澱させて濃度分布を付与した湿潤ゲルを得た。この
ゲルを１００℃で乾燥して６００℃で焼結しガラス化し
たところ、直径７ｍｍのガラスロッドが得られた。
酸カリウム水溶液に浸漬後、アセトンに浸漬して微結晶
を沈澱させて濃度分布を付与した湿潤ゲルを得た。この
ゲルを１００℃で乾燥して６００℃で焼結しガラス化し
たところ、直径７ｍｍのガラスロッドが得られた。
【００３５】このガラスロッドを軸に直角に切断して径
方向の光学特性を測定したところ、図６に示すような、
中心部のｎd ：１．７３６、νd：２９、周辺部の
ｎd ：１．６７２、νd ：３２の特性を有していた。
方向の光学特性を測定したところ、図６に示すような、
中心部のｎd ：１．７３６、νd：２９、周辺部の
ｎd ：１．６７２、νd ：３２の特性を有していた。
【００３６】なお、実施例１〜５では径方向に中心部の
屈折率が高く、かつ周辺部が低い凸形状の屈折率分布を
有する光学素子についてのみ述べたが、中心部の屈折率
が低く、周辺部が高い凹形状の屈折率分布を有するもの
にも、軸方向に屈折率分布を有するものにも応用できる
ことは勿論である。
屈折率が高く、かつ周辺部が低い凸形状の屈折率分布を
有する光学素子についてのみ述べたが、中心部の屈折率
が低く、周辺部が高い凹形状の屈折率分布を有するもの
にも、軸方向に屈折率分布を有するものにも応用できる
ことは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明の製造方法によれ
ば、様々なに光学特性を有した屈折率分布型光学素子を
容易に製造することができる。
ば、様々なに光学特性を有した屈折率分布型光学素子を
容易に製造することができる。
【図１】本発明の実施例１の屈折率分布型光学素子の光
学特性図である。
学特性図である。
【図２】同実施例２の屈折率分布型光学素子の光学特性
図である。
図である。
【図３】比較例１の屈折率分布型光学素子の光学特性図
である。
である。
【図４】同実施例３の屈折率分布型光学素子の光学特性
図である。
図である。
【図５】同実施例４の屈折率分布型光学素子の光学特性
図である。
図である。
【図６】同実施例５の屈折率分布型光学素子の光学特性
図である。
図である。
【図７】屈折率分布曲線の模式図である。
【図８】溶出液への浸漬時間を変化させたときの金属成
分ＭG の含有量分布模式図である。
分ＭG の含有量分布模式図である。
【図９】溶出液に浸漬した後の金属成分の含有量分布の
模式図である。
模式図である。
【図１０】溶出液に浸漬する前の金属成分の含有量分布
の模式図である。
の模式図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年３月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明の製造方法によれ
ば、様々な光学特性を有した屈折率分布型光学素子を容
易に製造することができる。
ば、様々な光学特性を有した屈折率分布型光学素子を容
易に製造することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正内容】
【図９】
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも２種の金属成分を含むシリカ
ゾルを調製し、前記ゾルをゲル化させた後に、所望の金
属成分を溶出する溶液に前記ゲルを浸漬し、洗浄、乾燥
して焼結する屈折率分布型光学素子の製造方法におい
て、シリコン以外の金属成分を少なくとも１種含む微粉
末を溶媒に分散させた溶液を用いて前記ゾルを調製する
ことを特徴とする屈折率分布型光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262999A JPH0570150A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262999A JPH0570150A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570150A true JPH0570150A (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=17383490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262999A Withdrawn JPH0570150A (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 屈折率分布型光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570150A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342740B1 (en) | 1998-11-06 | 2002-01-29 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Armature for a miniature DC motor |
| JP2007022903A (ja) * | 2005-06-14 | 2007-02-01 | Asahi Glass Co Ltd | 予備研磨されたガラス基板表面を仕上げ加工する方法 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3262999A patent/JPH0570150A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342740B1 (en) | 1998-11-06 | 2002-01-29 | Mabuchi Motor Co., Ltd. | Armature for a miniature DC motor |
| JP2007022903A (ja) * | 2005-06-14 | 2007-02-01 | Asahi Glass Co Ltd | 予備研磨されたガラス基板表面を仕上げ加工する方法 |
| JP4506689B2 (ja) * | 2005-06-14 | 2010-07-21 | 旭硝子株式会社 | 予備研磨されたガラス基板表面を仕上げ加工する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |