JPH0585769A - 赤外線透過用材料 - Google Patents
赤外線透過用材料Info
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Classifications
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/321—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te
-
- 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
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/10—Compositions for glass with special properties for infrared transmitting glass
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組成に毒性成分Ａｓを含まず、可視域の光が
透過可能でかつ長波長域までの赤外線透過性を有する赤
外線透過用材料を提供する。 【構成】 Ｇｅが１０〜３０ａｔ％、Ｓｂが５〜３０ａ
ｔ％及びＳが５５〜８０ａｔ％からなり、その組成の合
計が１００ａｔ％のＧｅ−Ｓｂ−Ｓ系カルコゲナイドガ
ラスである赤外線透過材料。 【効果】 組成に毒性成分Ａｓを含まない安全なガラス
で、耐湿性が高く、ガイド光を使用できる赤外線透過窓
材として使用できる。
透過可能でかつ長波長域までの赤外線透過性を有する赤
外線透過用材料を提供する。 【構成】 Ｇｅが１０〜３０ａｔ％、Ｓｂが５〜３０ａ
ｔ％及びＳが５５〜８０ａｔ％からなり、その組成の合
計が１００ａｔ％のＧｅ−Ｓｂ−Ｓ系カルコゲナイドガ
ラスである赤外線透過材料。 【効果】 組成に毒性成分Ａｓを含まない安全なガラス
で、耐湿性が高く、ガイド光を使用できる赤外線透過窓
材として使用できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、組成に毒性成分を含ま
ない材料で、しかも長波長域まで良好な赤外線透過性を
示し、特に産業上、窓材として可視光も透過可能な赤外
透過性材料に関するものである。
ない材料で、しかも長波長域まで良好な赤外線透過性を
示し、特に産業上、窓材として可視光も透過可能な赤外
透過性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、可視光を透過する材料は、酸化物
系ガラス（石英系ガラス等）から作成されていた。しか
し、この種のガラスでは、ガラス本来の格子振動に起因
する赤外吸収によって波長４μｍ以上では透過性が急激
に悪くなる。従って、波長４μｍ以上の光を応用する分
野で、赤外線透過材料として利用することは不可能であ
る。
系ガラス（石英系ガラス等）から作成されていた。しか
し、この種のガラスでは、ガラス本来の格子振動に起因
する赤外吸収によって波長４μｍ以上では透過性が急激
に悪くなる。従って、波長４μｍ以上の光を応用する分
野で、赤外線透過材料として利用することは不可能であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】可視光を透過し、しか
も長波長域まで赤外光を透過できる材料としては、多結
晶及びカルコゲナイドガラスが知られている。結晶の例
としては、ＫＣｌ、ＫＢｒ及びＴｌＢｒ−ＴｌＩ（略称
ＫＲＳ−５）が、また、カルコゲナイドガラスの例とし
ては、Ａｓ−Ｓ系ガラス、Ｇｅ−Ｓ系及びＧｅ−Ｐ−Ｓ
系ガラスが考えられているが、これらのガラスでは以下
に述べるような欠点があるので、可視光を透過し、しか
も長波長域の赤外光を透過可能な安定な材料として実現
することができなかった。
も長波長域まで赤外光を透過できる材料としては、多結
晶及びカルコゲナイドガラスが知られている。結晶の例
としては、ＫＣｌ、ＫＢｒ及びＴｌＢｒ−ＴｌＩ（略称
ＫＲＳ−５）が、また、カルコゲナイドガラスの例とし
ては、Ａｓ−Ｓ系ガラス、Ｇｅ−Ｓ系及びＧｅ−Ｐ−Ｓ
系ガラスが考えられているが、これらのガラスでは以下
に述べるような欠点があるので、可視光を透過し、しか
も長波長域の赤外光を透過可能な安定な材料として実現
することができなかった。
【０００４】結晶系材料のＫＣｌやＫＢｒは耐環境性が
悪く、湿気によって透過性が著しく悪くなる。また、Ｋ
ＲＳ−５は、毒性の高いＴｌを含んでいる点で問題があ
る。一方、カルコゲナイドガラスのＡｓ−Ｓ系ガラスは
毒性成分であるＡｓを含んでいる点で問題がある。ま
た、Ｇｅ−Ｓ系ガラスは耐湿性が悪く、湿気によりガラ
ス表面が結晶化しやすく窓材として好ましくない。Ｇｅ
−Ｐ−Ｓ系ガラスはガラス化領域が狭く、ガラスの安定
性に乏しい。従って、本発明の目的は、組成に毒性成分
であるＡｓ等を含まず、ガラス化領域が広く安定で、耐
湿性が高く、しかも可視域の光が透過可能でかつ長波長
域の赤外線を透過できる性能を有する赤外線透過用材料
を提供する点にある。
悪く、湿気によって透過性が著しく悪くなる。また、Ｋ
ＲＳ−５は、毒性の高いＴｌを含んでいる点で問題があ
る。一方、カルコゲナイドガラスのＡｓ−Ｓ系ガラスは
毒性成分であるＡｓを含んでいる点で問題がある。ま
た、Ｇｅ−Ｓ系ガラスは耐湿性が悪く、湿気によりガラ
ス表面が結晶化しやすく窓材として好ましくない。Ｇｅ
−Ｐ−Ｓ系ガラスはガラス化領域が狭く、ガラスの安定
性に乏しい。従って、本発明の目的は、組成に毒性成分
であるＡｓ等を含まず、ガラス化領域が広く安定で、耐
湿性が高く、しかも可視域の光が透過可能でかつ長波長
域の赤外線を透過できる性能を有する赤外線透過用材料
を提供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はＧｅが１０〜３０ａｔ％（原子パーセント
以下同じ）、Ｓｂが５〜３０ａｔ％及びＳが５５〜８０
ａｔ％からなり、これらの成分の合計が１００ａｔ％で
あることを特徴とするカルコゲナイドガラスを使用する
ことにより達成される。Ｇｅが１０ａｔ％以下または３
０ａｔ％以上の組成領域ではガラス化しない。また、Ｓ
ｂが５ａｔ％以下では耐湿性が悪くなる。Ｓｂが３０ａ
ｔ％以上では均一なガラスにならない。Ｓが５５ａｔ％
以下ではガラス化せず、８０ａｔ％以上でもガラス化し
ない。
め、本発明はＧｅが１０〜３０ａｔ％（原子パーセント
以下同じ）、Ｓｂが５〜３０ａｔ％及びＳが５５〜８０
ａｔ％からなり、これらの成分の合計が１００ａｔ％で
あることを特徴とするカルコゲナイドガラスを使用する
ことにより達成される。Ｇｅが１０ａｔ％以下または３
０ａｔ％以上の組成領域ではガラス化しない。また、Ｓ
ｂが５ａｔ％以下では耐湿性が悪くなる。Ｓｂが３０ａ
ｔ％以上では均一なガラスにならない。Ｓが５５ａｔ％
以下ではガラス化せず、８０ａｔ％以上でもガラス化し
ない。
【０００６】カルコゲナイドガラス材料の赤外線透過限
界は、主にガラス母体の格子振動に依存する。格子振動
の波長はガラスを構成する元素の原子量が大きくなると
長波長側に移動する。本発明によって提供されるカルコ
ゲナイドガラス材料の組成は原子量の大きな元素Ｓｂ原
子量（121.75) を含むことにより、ガラス材料の格子振
動を長波長側に移動させることができる。また、このＳ
ｂ元素はガラス網目構造形成元素として働くことから、
ガラスが安定化し、耐湿性を向上させることが可能とな
る。特に、耐湿性が高く、安定で可視光透過性を有し、
しかも長波長域まで赤外線透過性を示す目的を達成する
ためには、Ｇｅが２０±５ａｔ％、Ｓｂが１０±５ａｔ
％及びＳが７０±５ａｔ％である組成で、その組成の合
計が１００ａｔ％である必要がある。この範囲以外のガ
ラス化領域、すなわちＧｅが１５ａｔ％以下ではガラス
の安定性が低くなる。また、Ｇｅが２５ａｔ％以上では
可視光を透過しないガラスになる。Ｓｂが５ａｔ％以下
では耐湿性が悪くなり、１５ａｔ％以上では可視光を透
過しないガラスになる。また、Ｓが６５ａｔ％以下では
可視光の透過性を示さないガラスとなり、７５ａｔ％以
上では安定性の低いガラスとなる。従って、可視光を透
過し、しかも長波長域まで赤外線透過性を有し、Ａｓ等
の毒性成分を含まない安定なガラス組成は、Ｇｅ20Ｓｂ
10Ｓ70組成を中心とした図１の実線で囲んだ領域Ｇｅ20
±5 Ｓｂ10±5 Ｓ70±5 の組成域に限定される。
界は、主にガラス母体の格子振動に依存する。格子振動
の波長はガラスを構成する元素の原子量が大きくなると
長波長側に移動する。本発明によって提供されるカルコ
ゲナイドガラス材料の組成は原子量の大きな元素Ｓｂ原
子量（121.75) を含むことにより、ガラス材料の格子振
動を長波長側に移動させることができる。また、このＳ
ｂ元素はガラス網目構造形成元素として働くことから、
ガラスが安定化し、耐湿性を向上させることが可能とな
る。特に、耐湿性が高く、安定で可視光透過性を有し、
しかも長波長域まで赤外線透過性を示す目的を達成する
ためには、Ｇｅが２０±５ａｔ％、Ｓｂが１０±５ａｔ
％及びＳが７０±５ａｔ％である組成で、その組成の合
計が１００ａｔ％である必要がある。この範囲以外のガ
ラス化領域、すなわちＧｅが１５ａｔ％以下ではガラス
の安定性が低くなる。また、Ｇｅが２５ａｔ％以上では
可視光を透過しないガラスになる。Ｓｂが５ａｔ％以下
では耐湿性が悪くなり、１５ａｔ％以上では可視光を透
過しないガラスになる。また、Ｓが６５ａｔ％以下では
可視光の透過性を示さないガラスとなり、７５ａｔ％以
上では安定性の低いガラスとなる。従って、可視光を透
過し、しかも長波長域まで赤外線透過性を有し、Ａｓ等
の毒性成分を含まない安定なガラス組成は、Ｇｅ20Ｓｂ
10Ｓ70組成を中心とした図１の実線で囲んだ領域Ｇｅ20
±5 Ｓｂ10±5 Ｓ70±5 の組成域に限定される。
【０００７】
【作用】本発明の赤外線透過材料を構成するガラス組成
は、毒性成分Ａｓを含まず、耐湿性に優れ、可視光が透
過可能でかつ長波長域の赤外線を透過する安定な材料を
作製することが可能となる。
は、毒性成分Ａｓを含まず、耐湿性に優れ、可視光が透
過可能でかつ長波長域の赤外線を透過する安定な材料を
作製することが可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。所定の組
成比に成るように純度99.9999 ％のＧｅ、純度99.9999
％のＳｂ及び真空排気下で蒸留精製した純度99.9999 ％
のＳ原料を混合し、加熱しながら排気処理した無水石英
ガラスアンプル（内径１０ｍｍφ、肉厚２ｍｍ、長さ２
００ｍｍ）中に、アルゴンガス雰囲気下で充填した後、
真空度１０-5TORRで真空封入した。この原料の入った無
水石英ガラスアンプルを８００℃で４８時間、揺らん炉
中で溶融反応させた後、炉から取り出し室温急冷しガラ
スロッドを得た。このガラスを評価するため走査温度１
０℃／分で示差走査熱分析を行い、ガラス転移点の有無
でガラス化領域を決定した。図１の点線でガラス化領域
を示す。この図１の点線で囲まれたガラス化領域を外れ
ると結晶化する。このガラス化領域の内、特に実線で囲
まれたガラス化領域は、可視光が透過可能なガラスを作
製できる領域である。ガラス組成Ｇｅ20Ｓｂ10Ｓ70を例
として、ガラスロッドから切り出した円板の両端面を平
面研磨し、赤外透過性を測定した結果を図２に例示す
る。可視域側の０．６μｍから長波長側まで良好な光透
過性を示している。また、湿度９８％、温度５５℃の環
境に２４時間放置しても何等透過性には影響がなかっ
た。この実施例から、安定なガラス化領域から組成を選
択すれば、可視光を透過可能でかつ長波長域までの赤外
線を透過可能な窓材料を作製することが可能である。
成比に成るように純度99.9999 ％のＧｅ、純度99.9999
％のＳｂ及び真空排気下で蒸留精製した純度99.9999 ％
のＳ原料を混合し、加熱しながら排気処理した無水石英
ガラスアンプル（内径１０ｍｍφ、肉厚２ｍｍ、長さ２
００ｍｍ）中に、アルゴンガス雰囲気下で充填した後、
真空度１０-5TORRで真空封入した。この原料の入った無
水石英ガラスアンプルを８００℃で４８時間、揺らん炉
中で溶融反応させた後、炉から取り出し室温急冷しガラ
スロッドを得た。このガラスを評価するため走査温度１
０℃／分で示差走査熱分析を行い、ガラス転移点の有無
でガラス化領域を決定した。図１の点線でガラス化領域
を示す。この図１の点線で囲まれたガラス化領域を外れ
ると結晶化する。このガラス化領域の内、特に実線で囲
まれたガラス化領域は、可視光が透過可能なガラスを作
製できる領域である。ガラス組成Ｇｅ20Ｓｂ10Ｓ70を例
として、ガラスロッドから切り出した円板の両端面を平
面研磨し、赤外透過性を測定した結果を図２に例示す
る。可視域側の０．６μｍから長波長側まで良好な光透
過性を示している。また、湿度９８％、温度５５℃の環
境に２４時間放置しても何等透過性には影響がなかっ
た。この実施例から、安定なガラス化領域から組成を選
択すれば、可視光を透過可能でかつ長波長域までの赤外
線を透過可能な窓材料を作製することが可能である。
【０００９】
【発明の効果】以上で述べたように、本発明の赤外線透
過用材料は、毒性成分Ａｓを含まず、安定で耐湿性が良
く、しかも可視光を透過可能なガラスである。この可視
光が透過することは、ガイド光を用いる赤外線透過用窓
材料としても利用できる利点を有している。
過用材料は、毒性成分Ａｓを含まず、安定で耐湿性が良
く、しかも可視光を透過可能なガラスである。この可視
光が透過することは、ガイド光を用いる赤外線透過用窓
材料としても利用できる利点を有している。
【第１図】Ｇｅ−Ｓｂ−Ｓ系カルコゲナイドガラスのガ
ラス化領域および可視光を透過可能なガラス化領域を示
す図である。
ラス化領域および可視光を透過可能なガラス化領域を示
す図である。
【第２図】Ｇｅ20Ｓｂ10Ｓ70組成のガラスの光透過性
（試料厚５ｍｍ）を示す図である。
（試料厚５ｍｍ）を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｇｅが１０〜３０ａｔ％、Ｓｂが５〜３
０ａｔ％及びＳが５５〜８０ａｔ％からなる組成をも
ち、その組成の合計が１００ａｔ％であるガラスよりな
ることを特徴とする赤外線透過用材料。 - 【請求項２】 Ｇｅが２０±５ａｔ％、Ｓｂが１０±５
ａｔ％及びＳが７０±５ａｔ％である組成で、その組成
の合計が１００ａｔ％であるガラスであることを特徴と
する請求項第１項記載の赤外線透過用材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271860A JPH0585769A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 赤外線透過用材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271860A JPH0585769A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 赤外線透過用材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0585769A true JPH0585769A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17505902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271860A Pending JPH0585769A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 赤外線透過用材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0585769A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07291655A (ja) * | 1994-04-11 | 1995-11-07 | Corning Inc | 透明ガラス |
| JP2002076516A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-15 | Lucent Technol Inc | カルコゲナイド誘電体コーティングを有するメサ構造半導体光エミッタ |
| WO2009084619A1 (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Isuzu Glass Co., Ltd. | モールド成型用赤外線透過ガラス |
| WO2015104958A1 (ja) | 2014-01-09 | 2015-07-16 | 日本電気硝子株式会社 | 赤外線透過ガラス |
| JP2015521148A (ja) * | 2012-04-20 | 2015-07-27 | ショット コーポレーションＳｃｈｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 近赤外スペクトル、中赤外スペクトル及び遠赤外スペクトルにおいて透過するレンズの色光学収差及び熱光学収差を補正するガラス |
| WO2017086227A1 (ja) | 2015-11-20 | 2017-05-26 | 旭硝子株式会社 | 光学ガラス |
| WO2020153435A1 (ja) | 2019-01-25 | 2020-07-30 | 株式会社五鈴精工硝子 | 可視光から遠赤外光の波長領域の光線を透過するガラス材料 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3271860A patent/JPH0585769A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07291655A (ja) * | 1994-04-11 | 1995-11-07 | Corning Inc | 透明ガラス |
| JP2002076516A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-03-15 | Lucent Technol Inc | カルコゲナイド誘電体コーティングを有するメサ構造半導体光エミッタ |
| WO2009084619A1 (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Isuzu Glass Co., Ltd. | モールド成型用赤外線透過ガラス |
| US8603928B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-12-10 | Isuzu Glass Co., Ltd. | Infrared transmitting glass for mold forming |
| JP2015521148A (ja) * | 2012-04-20 | 2015-07-27 | ショット コーポレーションＳｃｈｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 近赤外スペクトル、中赤外スペクトル及び遠赤外スペクトルにおいて透過するレンズの色光学収差及び熱光学収差を補正するガラス |
| US10294143B2 (en) | 2012-04-20 | 2019-05-21 | Schott Corporation | Glasses for the correction of chromatic and thermal optical aberations for lenses transmitting in the near, mid, and far-infrared spectrums |
| JP2015129072A (ja) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | 日本電気硝子株式会社 | 赤外線透過ガラス |
| WO2015104958A1 (ja) | 2014-01-09 | 2015-07-16 | 日本電気硝子株式会社 | 赤外線透過ガラス |
| US10065881B2 (en) | 2014-01-09 | 2018-09-04 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Infrared transmitting glass |
| WO2017086227A1 (ja) | 2015-11-20 | 2017-05-26 | 旭硝子株式会社 | 光学ガラス |
| JPWO2017086227A1 (ja) * | 2015-11-20 | 2018-09-06 | Ａｇｃ株式会社 | 光学ガラス |
| US10294144B2 (en) | 2015-11-20 | 2019-05-21 | AGC Inc. | Optical glass |
| EP3378844A4 (en) * | 2015-11-20 | 2019-08-07 | AGC Inc. | OPTICAL GLASS |
| WO2020153435A1 (ja) | 2019-01-25 | 2020-07-30 | 株式会社五鈴精工硝子 | 可視光から遠赤外光の波長領域の光線を透過するガラス材料 |
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