JPH06191882A - 透明ガラス - Google Patents
透明ガラスInfo
- Publication number
- JPH06191882A JPH06191882A JP5255229A JP25522993A JPH06191882A JP H06191882 A JPH06191882 A JP H06191882A JP 5255229 A JP5255229 A JP 5255229A JP 25522993 A JP25522993 A JP 25522993A JP H06191882 A JPH06191882 A JP H06191882A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- halide
- total
- bromide
- glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 14
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L cadmium dichloride Chemical compound Cl[Cd]Cl YKYOUMDCQGMQQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract 5
- 229910001632 barium fluoride Inorganic materials 0.000 claims abstract 5
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract 4
- LVEULQCPJDDSLD-UHFFFAOYSA-L cadmium fluoride Chemical compound F[Cd]F LVEULQCPJDDSLD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract 2
- -1 thallium halide Chemical class 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GBECUEIQVRDUKB-UHFFFAOYSA-M thallium monochloride Chemical compound [Tl]Cl GBECUEIQVRDUKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 241001385733 Aesculus indica Species 0.000 claims 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 229910004573 CdF 2 Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 239000005283 halide glass Substances 0.000 description 10
- 229910016036 BaF 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N n-propyl chloride Chemical compound CCCCl SNMVRZFUUCLYTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 101710150336 Protein Rex Proteins 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 2
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- CRFJFTKIQKOVBE-UHFFFAOYSA-N FCl.[Cd] Chemical compound FCl.[Cd] CRFJFTKIQKOVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017768 LaF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000005274 electronic transitions Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005383 fluoride glass Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001509 metal bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N uranium Chemical compound [U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U][U] DNYWZCXLKNTFFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- C03C3/325—Fluoride glasses
-
- 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
-
- 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
- C03C4/0071—Compositions for glass with special properties for laserable glass
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/17—Solid materials amorphous, e.g. glass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S501/00—Compositions: ceramic
- Y10S501/90—Optical glass, e.g. silent on refractive index and/or ABBE number
- Y10S501/904—Infrared transmitting or absorbing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射線スペクトルの赤外線領域で透過性を呈
示する透明ガラスを提供すること。 【構成】 このガラスは、実質的にCdF2および/または
CdCl2 42-55%、NaFおよび/またはNaCl 30-40%、BaF2
および/またはBaCl2 0-15%およびKFおよび/またはKC
l 0-7%よりなるBaF2および/またはBaCl2+KFおよび/
またはKClの合計2-20%、LiX 0-10%、BeX2 0-10%、Mg
X2 0-10%、MnX2 0-10%、PbX2 0-12%、CoX2 0-10%、
TlX 0-7%、およびZnX2 0-10%よりなるグル−プから選
択された表示された配分での少なくとも1つの安定化金
属ハロゲン化物の合計1-12%、およびReX3 0.005-0.5%
よりなる。ただし、Xはフッ化物、塩化物、および臭化
物よりなるグル−プから選択された少なくとも1つのハ
ロゲン化物であり、Reは希土類金属のランタニド系から
選択された少なくとも1つの希土類金属である。また、
Cd、Ba、Na、およびKよりなるグル−プから選択された
少なくとも1つの金属の合計10%までが臭化物として混
入され得る。
示する透明ガラスを提供すること。 【構成】 このガラスは、実質的にCdF2および/または
CdCl2 42-55%、NaFおよび/またはNaCl 30-40%、BaF2
および/またはBaCl2 0-15%およびKFおよび/またはKC
l 0-7%よりなるBaF2および/またはBaCl2+KFおよび/
またはKClの合計2-20%、LiX 0-10%、BeX2 0-10%、Mg
X2 0-10%、MnX2 0-10%、PbX2 0-12%、CoX2 0-10%、
TlX 0-7%、およびZnX2 0-10%よりなるグル−プから選
択された表示された配分での少なくとも1つの安定化金
属ハロゲン化物の合計1-12%、およびReX3 0.005-0.5%
よりなる。ただし、Xはフッ化物、塩化物、および臭化
物よりなるグル−プから選択された少なくとも1つのハ
ロゲン化物であり、Reは希土類金属のランタニド系から
選択された少なくとも1つの希土類金属である。また、
Cd、Ba、Na、およびKよりなるグル−プから選択された
少なくとも1つの金属の合計10%までが臭化物として混
入され得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電磁放射線スペクトラム
の赤外線領域まで優れた透過特性を呈示する安定化さ
れ、希土類金属をド−プされたカドミウム・ハロゲン化
物ガラスの作成に関する。
の赤外線領域まで優れた透過特性を呈示する安定化さ
れ、希土類金属をド−プされたカドミウム・ハロゲン化
物ガラスの作成に関する。
【0002】
【従来の技術】放射線スペクトルの赤外線部分で透過す
るガラスが超低損失光ファイバの潜在的候補として関心
をもたれている。最近では、これらの同じ材料が、希土
類金属をド−プされると、効率的なレ−ザ、増幅器、ア
ップコンバ−タを作成するのに特に適したものとなる特
性を呈示し得ることが知られている。
るガラスが超低損失光ファイバの潜在的候補として関心
をもたれている。最近では、これらの同じ材料が、希土
類金属をド−プされると、効率的なレ−ザ、増幅器、ア
ップコンバ−タを作成するのに特に適したものとなる特
性を呈示し得ることが知られている。
【0003】赤外線領域まで放射線を透過する能力を与
える物質の特定の特性は、多数の希土類金属を上述した
3つの用途のための材料にするのと同じ特性である。そ
の唯一の特性は典型的には材料マトリクスの最も強い化
学的結合と関連した低い基本振動周波数(fundamental
vibrational frequency)(フォノン・エネルギ−(phono
n energy))よりなる。例えば、イオン金属が多ければ
多いほど、イオン金属が多い場合のフッ化物材料におけ
るフッ素結合は共有結合金属が多い場合の酸化物材料に
おける酸素結合より弱いので、これによりフッ化物材料
が優れた赤外線透過性を呈示することになる。さらに、
ある種の材料では、成分イオンが重くかつ/または低い
原子価を有する場合には、結合が弱く、したがって赤外
線透過性が改善される。したがって、特定の種類のハロ
ゲン化物ガラスの中では、カドミウムをベ−スとしてガ
ラスがBeF2またはZrF4をベ−スとした公知のガラスより
赤外線に対する透過域が広い。
える物質の特定の特性は、多数の希土類金属を上述した
3つの用途のための材料にするのと同じ特性である。そ
の唯一の特性は典型的には材料マトリクスの最も強い化
学的結合と関連した低い基本振動周波数(fundamental
vibrational frequency)(フォノン・エネルギ−(phono
n energy))よりなる。例えば、イオン金属が多ければ
多いほど、イオン金属が多い場合のフッ化物材料におけ
るフッ素結合は共有結合金属が多い場合の酸化物材料に
おける酸素結合より弱いので、これによりフッ化物材料
が優れた赤外線透過性を呈示することになる。さらに、
ある種の材料では、成分イオンが重くかつ/または低い
原子価を有する場合には、結合が弱く、したがって赤外
線透過性が改善される。したがって、特定の種類のハロ
ゲン化物ガラスの中では、カドミウムをベ−スとしてガ
ラスがBeF2またはZrF4をベ−スとした公知のガラスより
赤外線に対する透過域が広い。
【0004】希土類金属をド−プした材料の放射線放出
は希土類金属イオンで局部化された原子状の4fレベル間
の電子的遷移に基づいている。特定のレベルから、放射
放出が非放射放出に匹敵する。支配的な非放射プロセス
は1つ以上のフォノンの放出であることが多い。この非
放射プロセスの確率は遷移のエネルギ−ギャップを橋絡
するのに必要とされるフォノンの数に対して指数的に低
下する。したがって、低フォノン・エネルギ−を材料は
上記のギャップを橋絡するためにより多くのフォノンを
必要とし、かつ競走性の少ない非放射プロセスおよびよ
り高い放射効率を有し、これによって希土類金属レベル
間の蛍光に依存するプロセスを改善するであろう。
は希土類金属イオンで局部化された原子状の4fレベル間
の電子的遷移に基づいている。特定のレベルから、放射
放出が非放射放出に匹敵する。支配的な非放射プロセス
は1つ以上のフォノンの放出であることが多い。この非
放射プロセスの確率は遷移のエネルギ−ギャップを橋絡
するのに必要とされるフォノンの数に対して指数的に低
下する。したがって、低フォノン・エネルギ−を材料は
上記のギャップを橋絡するためにより多くのフォノンを
必要とし、かつ競走性の少ない非放射プロセスおよびよ
り高い放射効率を有し、これによって希土類金属レベル
間の蛍光に依存するプロセスを改善するであろう。
【0005】レ−ザ、増幅器、およびアップコンバ−タ
の3つの基本装置が希土類金属をド−プした材料で作成
され得る。レ−ザはレ−ザ遷移のために高い放射効率を
要求する。増幅器効率も同様に放射効率と直接結びつい
ている。事実、主材料のフォノン・エネルギ−の2倍以
上分離された遷移だけがレ−ザを作用または増幅作用を
行なうようになされ得る。アップコンバ−タ装置では、
長い波長から、例えば赤外線から短い波長に、例えば可
視光に変換される。このようなプロセスは長い波長の光
を照射するためおよび短い波長の光源として使用でき
る。最も単純なアップコンバ−ジョン・プロセスはツ−
ステップ・プロセス(two-step process)であり、そのう
ちの第1のステップは長い波長のフォトンを吸収するこ
と、およびそれに続いて電子を中間のレベルに上げるこ
と(promotion)を含む。この中間レベルから電子が第2
のフォトンの吸収(いわゆる励起状態吸収)または他の
励起された希土類金属イオンとのエネルギ−の交換(い
わゆるエネルギ−移動アップコンバ−ジョン)を通じて
より高いレベルにさらに上げられる。明らかに、最後の
状態からの発光の効率は上位の状態からの遷移の放射効
率と積極的に相互に関係づけられる。さらに、効率は、
中間状態における電子の寿命とも積極的に関係づけられ
る。その寿命が長ければ長いほど(電子が接地状態に向
って崩壊する前に)、励起状態での吸収エネルギ−移動
アップコンバ−ジョンのために利用できる所定の電子の
寿命は長くなり、したがって、このようなプロモ−ショ
ン(promotion)の確率が大きくなる。したがって、フォ
トン・エネルギ−の低い物質では非放射プロセスの確率
が低下するから、励起状態の寿命はより長くなり、それ
によってマルチステップ・アップコンバ−ジョンをさら
に効率的にする。
の3つの基本装置が希土類金属をド−プした材料で作成
され得る。レ−ザはレ−ザ遷移のために高い放射効率を
要求する。増幅器効率も同様に放射効率と直接結びつい
ている。事実、主材料のフォノン・エネルギ−の2倍以
上分離された遷移だけがレ−ザを作用または増幅作用を
行なうようになされ得る。アップコンバ−タ装置では、
長い波長から、例えば赤外線から短い波長に、例えば可
視光に変換される。このようなプロセスは長い波長の光
を照射するためおよび短い波長の光源として使用でき
る。最も単純なアップコンバ−ジョン・プロセスはツ−
ステップ・プロセス(two-step process)であり、そのう
ちの第1のステップは長い波長のフォトンを吸収するこ
と、およびそれに続いて電子を中間のレベルに上げるこ
と(promotion)を含む。この中間レベルから電子が第2
のフォトンの吸収(いわゆる励起状態吸収)または他の
励起された希土類金属イオンとのエネルギ−の交換(い
わゆるエネルギ−移動アップコンバ−ジョン)を通じて
より高いレベルにさらに上げられる。明らかに、最後の
状態からの発光の効率は上位の状態からの遷移の放射効
率と積極的に相互に関係づけられる。さらに、効率は、
中間状態における電子の寿命とも積極的に関係づけられ
る。その寿命が長ければ長いほど(電子が接地状態に向
って崩壊する前に)、励起状態での吸収エネルギ−移動
アップコンバ−ジョンのために利用できる所定の電子の
寿命は長くなり、したがって、このようなプロモ−ショ
ン(promotion)の確率が大きくなる。したがって、フォ
トン・エネルギ−の低い物質では非放射プロセスの確率
が低下するから、励起状態の寿命はより長くなり、それ
によってマルチステップ・アップコンバ−ジョンをさら
に効率的にする。
【0006】カドミウム・ハロゲン化物を含んだガラス
は非常に低いフォトン・エネルギ−を有するある種(one
class)のガラスよりなる。これらのガラスに存在する
陽イオンは一価および/または二価である。さらに、最
も安定したカドミウム・ハロゲン化物ガラスは軽い陰イ
オン(フッ化物)とそれより重い陰イオン(塩化物)の
混合を含んでいる。その結果として、これらのガラスは
ジルコン、ハフニウム、ウラン、インジウム、および/
またはアルミニウムを基礎とした他のハレゲン化物ガラ
スよりも赤外線領域でのより広い透過性を有する。
は非常に低いフォトン・エネルギ−を有するある種(one
class)のガラスよりなる。これらのガラスに存在する
陽イオンは一価および/または二価である。さらに、最
も安定したカドミウム・ハロゲン化物ガラスは軽い陰イ
オン(フッ化物)とそれより重い陰イオン(塩化物)の
混合を含んでいる。その結果として、これらのガラスは
ジルコン、ハフニウム、ウラン、インジウム、および/
またはアルミニウムを基礎とした他のハレゲン化物ガラ
スよりも赤外線領域でのより広い透過性を有する。
【0007】しかし、重金属フッ化物とは異なって、カ
ドミウムハロゲン化物ガラスは希土類金属のような三価
の陽イオンの添加によって安定度が低下する。例えば、
プラセオジム・ハロゲン化物を0.1モル%程度のように
少量だけ添加しても、安定しておりかつ透明な塩化カド
ミウムを含んだガラスを不透明な一部失透した物質に変
換するのに十分である。この現象はJhaおよびParkerに
よって"Preparation ofInfrared Transmitting CdF2 Ba
sed Mixed Halide Glasses", Physics and Chemistry o
f Glasses, 32, No.1, February 1991, pages 1-12で観
察された。それの第7頁で著者は下記のように述べてい
る。
ドミウムハロゲン化物ガラスは希土類金属のような三価
の陽イオンの添加によって安定度が低下する。例えば、
プラセオジム・ハロゲン化物を0.1モル%程度のように
少量だけ添加しても、安定しておりかつ透明な塩化カド
ミウムを含んだガラスを不透明な一部失透した物質に変
換するのに十分である。この現象はJhaおよびParkerに
よって"Preparation ofInfrared Transmitting CdF2 Ba
sed Mixed Halide Glasses", Physics and Chemistry o
f Glasses, 32, No.1, February 1991, pages 1-12で観
察された。それの第7頁で著者は下記のように述べてい
る。
【0008】我々の結果は三価のフッ化物は重金属フッ
化物ガラスの場合のように混合ハロゲン化物ガラス内に
混入することはできないことを示している。LaF3および
YF3は結晶化を生ずるが、AlF2は赤外線のカットオフ・
エッジを犠牲にして限定された程度だけ溶解し(次のセ
クションを参照されたい)、この場合でさえも、わずか
に2モル%でも結晶化を伴わずには添加することができ
なかった。同様に、これらのガラスにはBiCl3を混入す
るができなかったが、このことはこれらの三価ハロゲン
化物の溶解性を支配しているのはそれらの化学的性質ま
たは寸法であることを示唆しているように思われる。
化物ガラスの場合のように混合ハロゲン化物ガラス内に
混入することはできないことを示している。LaF3および
YF3は結晶化を生ずるが、AlF2は赤外線のカットオフ・
エッジを犠牲にして限定された程度だけ溶解し(次のセ
クションを参照されたい)、この場合でさえも、わずか
に2モル%でも結晶化を伴わずには添加することができ
なかった。同様に、これらのガラスにはBiCl3を混入す
るができなかったが、このことはこれらの三価ハロゲン
化物の溶解性を支配しているのはそれらの化学的性質ま
たは寸法であることを示唆しているように思われる。
【0009】上記JhaおよびParkerの文献のほかに、下
記の文献が興味のあるものである。
記の文献が興味のあるものである。
【0010】PROGRESS IN CADMIUM HALIDE GLASSES, Ma
terials Science Forum, Volume 5,pp. 135-144 (1985)
でJ.L.Mouric et al.は下記の4つの系のガラス CdCl2 - CdF2 - NaCl または NaF CdF2 - NaCl - BaCl2 または BaF2 BaCl2 - NaF - CdCl2 または CdF2 BaF2 - NaF - CdCl2 または CdF2 を作成した実験室での成果について記述している。これ
らのガラスに希土類金属をド−プすることについては全
く論述されていないので、著者は本発明の前提をなすガ
ラスの安定性の問題については認識していなかったよう
である。
terials Science Forum, Volume 5,pp. 135-144 (1985)
でJ.L.Mouric et al.は下記の4つの系のガラス CdCl2 - CdF2 - NaCl または NaF CdF2 - NaCl - BaCl2 または BaF2 BaCl2 - NaF - CdCl2 または CdF2 BaF2 - NaF - CdCl2 または CdF2 を作成した実験室での成果について記述している。これ
らのガラスに希土類金属をド−プすることについては全
く論述されていないので、著者は本発明の前提をなすガ
ラスの安定性の問題については認識していなかったよう
である。
【0011】ALKALI CADMIUM HALIDE GALSSES, Fourth
International Symposium on Halide Glasses, January
26-29, 1987, pages 470-476においてM.Matecki et a
l.は下記の三元系 CdCl2 - CdF2 - KF CdCl2 - CdF2 - KCl CdCl2 - CdF2 - KBr CdCl2 - CdF2 - KI CdCl2 - NaF - KF CdCl2 - NaF - KCl CdCl2 - NaF - KBr CdCl2 - NaF - KI 内におけるガラス作成組成についての彼等の研究を報告
している。しかし、これらのガラスに希土類金属をド−
プすることについては全く述べられていない。
International Symposium on Halide Glasses, January
26-29, 1987, pages 470-476においてM.Matecki et a
l.は下記の三元系 CdCl2 - CdF2 - KF CdCl2 - CdF2 - KCl CdCl2 - CdF2 - KBr CdCl2 - CdF2 - KI CdCl2 - NaF - KF CdCl2 - NaF - KCl CdCl2 - NaF - KBr CdCl2 - NaF - KI 内におけるガラス作成組成についての彼等の研究を報告
している。しかし、これらのガラスに希土類金属をド−
プすることについては全く述べられていない。
【0012】COMPOSITION ADJUSTMENTS IN CADMIUM FLU
OROCHLORIDE GLASSES, Journal ofNon-Crystalline Sol
ids, 140, pages 82-86 (1992)においてM. Matecki et
al.はNaおよびBaを含有したカドミウム・フルオロクロ
ライド・ガラスにSrF2、InF3またはKFを添加することの
有用性を評価する実験室での研究成果を開示している。
しかし、カドミウム・ハロゲン化物を含有したガラスに
希土類金属をド−プすることについては全く言及されて
いない。
OROCHLORIDE GLASSES, Journal ofNon-Crystalline Sol
ids, 140, pages 82-86 (1992)においてM. Matecki et
al.はNaおよびBaを含有したカドミウム・フルオロクロ
ライド・ガラスにSrF2、InF3またはKFを添加することの
有用性を評価する実験室での研究成果を開示している。
しかし、カドミウム・ハロゲン化物を含有したガラスに
希土類金属をド−プすることについては全く言及されて
いない。
【0013】米国特許第4647545(Lucas et al.)
も非常に一般的でかつ広義において、カドミウム・ハロ
ゲン化物、マンガン・ハロゲン化物および亜鉛ハロゲン
化物のグル−プにおける少なくとも1つの組成を含んだ
ガラスを作成することを開示している。その特許の発明
者はそれらの成分に希土類金属を混入する可能性を含め
て非常に広義に可能なガラス作成組成領域について言及
しているが、その組成に希土類金属が含まれる場合にガ
ラスの安定化の問題が無くなることについての明確な認
識はなく、ましてやその問題に対する解決策を与えるこ
とについての認識はなされていない。すなわち、本発明
の核心は、ベ−スとしてのカドミウム・ハロゲン化物を
含んだ組成に混入された場合に、希土類金属がガラスの
失透を生じないようにガラスを安定化させる金属塩化
物、臭化物およびフッ化物を見出したことにある。上記
Lucas et al.はこの問題については全く述べておらず、
また本発明の範囲内の組成を有する実施例も開示してい
ない。
も非常に一般的でかつ広義において、カドミウム・ハロ
ゲン化物、マンガン・ハロゲン化物および亜鉛ハロゲン
化物のグル−プにおける少なくとも1つの組成を含んだ
ガラスを作成することを開示している。その特許の発明
者はそれらの成分に希土類金属を混入する可能性を含め
て非常に広義に可能なガラス作成組成領域について言及
しているが、その組成に希土類金属が含まれる場合にガ
ラスの安定化の問題が無くなることについての明確な認
識はなく、ましてやその問題に対する解決策を与えるこ
とについての認識はなされていない。すなわち、本発明
の核心は、ベ−スとしてのカドミウム・ハロゲン化物を
含んだ組成に混入された場合に、希土類金属がガラスの
失透を生じないようにガラスを安定化させる金属塩化
物、臭化物およびフッ化物を見出したことにある。上記
Lucas et al.はこの問題については全く述べておらず、
また本発明の範囲内の組成を有する実施例も開示してい
ない。
【0014】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、三価の希土類金属陽イオンを含んだ安定していて透
明なカドミウム・ハロゲン化物ガラスであって、放射線
スペクトルの赤外線領域でも優れた透過性を呈示するガ
ラスを作成する手段を見出し、それによって効率的なレ
−ザ、増幅器、およびアップコンバ−タを製造するため
にこれらのガラスを活用することを推奨することであ
る。
は、三価の希土類金属陽イオンを含んだ安定していて透
明なカドミウム・ハロゲン化物ガラスであって、放射線
スペクトルの赤外線領域でも優れた透過性を呈示するガ
ラスを作成する手段を見出し、それによって効率的なレ
−ザ、増幅器、およびアップコンバ−タを製造するため
にこれらのガラスを活用することを推奨することであ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、三価の希
土類金属をド−プされたカドミウム・ハロゲン化物が結
晶化するおよび/または不透明化する傾向を抑制するた
めに、Li+、Be+2、Mg+2、Mn+2、Co+2、およびZn+2のよ
うな比較的軽い一価および二価の陽イオンのハロゲン化
物、慣例的にはフッ化物、塩化物および/または臭化物
を少量添加することによって実現され得ることを本発明
者は認めた。したがって、上述のように、カドミウム・
ハロゲン化物を含んだガラスにわずかに0.1モルパ−セ
ントのPrCl3を混入することによって、大規模な失透が
生じ、結晶は仮にCdCl2として識別された。3モルパ−セ
ントのLiFを含ませることによって透明で均質なガラス
が得られた。実験室での研究結果では、希土類金属をド
−プされたCdXを含んだガラスは安定化ハロゲン化物を
約1〜5モルパ−セント含むことによって放射線スペク
トルの可視光領域と赤外線領域の両方において優れた透
明度を呈示するように安定化され得ることが明らかとな
った。それより多量の、例えば10モルパ−セントまでの
安定化ハロゲン化物を含んでもよいが、実質的な利益は
みられない。この研究結果によって、効果はそれに限定
されないが、Li+、Be+2、Mg+2、Mn+2、Co+2、およびZn
+2の陽イオンが優れた作用を示すので好ましいことが理
解されるにいたった。
土類金属をド−プされたカドミウム・ハロゲン化物が結
晶化するおよび/または不透明化する傾向を抑制するた
めに、Li+、Be+2、Mg+2、Mn+2、Co+2、およびZn+2のよ
うな比較的軽い一価および二価の陽イオンのハロゲン化
物、慣例的にはフッ化物、塩化物および/または臭化物
を少量添加することによって実現され得ることを本発明
者は認めた。したがって、上述のように、カドミウム・
ハロゲン化物を含んだガラスにわずかに0.1モルパ−セ
ントのPrCl3を混入することによって、大規模な失透が
生じ、結晶は仮にCdCl2として識別された。3モルパ−セ
ントのLiFを含ませることによって透明で均質なガラス
が得られた。実験室での研究結果では、希土類金属をド
−プされたCdXを含んだガラスは安定化ハロゲン化物を
約1〜5モルパ−セント含むことによって放射線スペク
トルの可視光領域と赤外線領域の両方において優れた透
明度を呈示するように安定化され得ることが明らかとな
った。それより多量の、例えば10モルパ−セントまでの
安定化ハロゲン化物を含んでもよいが、実質的な利益は
みられない。この研究結果によって、効果はそれに限定
されないが、Li+、Be+2、Mg+2、Mn+2、Co+2、およびZn
+2の陽イオンが優れた作用を示すので好ましいことが理
解されるにいたった。
【0016】12モルパ−セントまでの、好ましくは10モ
ルパ−セントまでの量の鉛ハロゲン化物、および7%ま
での、好ましくは5モルパ−セントまでの量のタリウム
・ハロゲン化物が希土類金属をド−プされたCdXを含ん
だガラスに対して、上記ほどは顕著ではないが、同様の
安定化効果を与えることがわかった。ベ−スガラス組成
に鉛および/またはタリウム・ハロゲン化物を添加する
ことによって、そのガラスの屈折率を高くするという他
の利点を得ることができる。例えば、鉛ハロゲン化物を
約10モルパ−セント混入したカドミウム・ハロゲン化物
を含んだガラス組成は1.668までの屈折率を呈示するこ
とができる。それに対して、同じベ−ス組成で鉛を含ま
ないガラスは約1.613の屈折率を呈示するであろう。リ
チウム・ハロゲン化物を含ませることによってガラスの
屈折率を低下させることができる。これらの状況は、光
導波通路構造の透明なガラスコア部分として本発明によ
るガラスを使用することを強く推奨する。
ルパ−セントまでの量の鉛ハロゲン化物、および7%ま
での、好ましくは5モルパ−セントまでの量のタリウム
・ハロゲン化物が希土類金属をド−プされたCdXを含ん
だガラスに対して、上記ほどは顕著ではないが、同様の
安定化効果を与えることがわかった。ベ−スガラス組成
に鉛および/またはタリウム・ハロゲン化物を添加する
ことによって、そのガラスの屈折率を高くするという他
の利点を得ることができる。例えば、鉛ハロゲン化物を
約10モルパ−セント混入したカドミウム・ハロゲン化物
を含んだガラス組成は1.668までの屈折率を呈示するこ
とができる。それに対して、同じベ−ス組成で鉛を含ま
ないガラスは約1.613の屈折率を呈示するであろう。リ
チウム・ハロゲン化物を含ませることによってガラスの
屈折率を低下させることができる。これらの状況は、光
導波通路構造の透明なガラスコア部分として本発明によ
るガラスを使用することを強く推奨する。
【0017】したがって、技術的に公知のように、光導
波通路は透明なガラスコア部分と、このコア部分を包囲
しておりかつコアガラスより低い屈折率を呈示する透明
で適合しうるガラスクラッド層よりなる。ここで「適合
しうる」という用語はコアガラスとクラッドガラスの間
の境界面で有害な反応が実質的に生じないことを意味す
る。したがって、本発明の希土類をド−プされたガラス
はコアガラスと、それより屈折率を呈示しクラッドガラ
スを構成するそれに適合し得るガラスよりなるものであ
り得る。高い屈折率を確保するために、その組成に鉛ハ
ロゲン化物および/またはタリウム・ハロゲン化物が含
まれるであろう。一般に、コアガラスはPbX2を1-10%お
よび/またはTlXを1-5%、合計で10%までを含むであろ
う。例えば、プラセオジムをド−プされ、鉛および/ま
たはタリウムを含んでおり、高い屈折率を呈示するガラ
スが、ド−プされておらず、鉛およびタリウムを含まな
いガラスをクラッドとして用いた導波路構造のコア組成
として特に望ましいであろう。
波通路は透明なガラスコア部分と、このコア部分を包囲
しておりかつコアガラスより低い屈折率を呈示する透明
で適合しうるガラスクラッド層よりなる。ここで「適合
しうる」という用語はコアガラスとクラッドガラスの間
の境界面で有害な反応が実質的に生じないことを意味す
る。したがって、本発明の希土類をド−プされたガラス
はコアガラスと、それより屈折率を呈示しクラッドガラ
スを構成するそれに適合し得るガラスよりなるものであ
り得る。高い屈折率を確保するために、その組成に鉛ハ
ロゲン化物および/またはタリウム・ハロゲン化物が含
まれるであろう。一般に、コアガラスはPbX2を1-10%お
よび/またはTlXを1-5%、合計で10%までを含むであろ
う。例えば、プラセオジムをド−プされ、鉛および/ま
たはタリウムを含んでおり、高い屈折率を呈示するガラ
スが、ド−プされておらず、鉛およびタリウムを含まな
いガラスをクラッドとして用いた導波路構造のコア組成
として特に望ましいであろう。
【0018】モルパ−セントで表わされた下記のベ−ス
・ガラス組成が、12モルパ−セントまでの、好ましくは
1-5モルパ−セントの安定化ハロゲン化物で安定化され
かつ希土類金属のランタニド系(ReX3)から選択された少
なくとも1つの希土類金属ハロゲン化物をド−プされた
場合に、レ−ザ、増幅器およびアップコンバ−タとして
使用するのに強く推奨できる特性を示すことが認められ
た。
・ガラス組成が、12モルパ−セントまでの、好ましくは
1-5モルパ−セントの安定化ハロゲン化物で安定化され
かつ希土類金属のランタニド系(ReX3)から選択された少
なくとも1つの希土類金属ハロゲン化物をド−プされた
場合に、レ−ザ、増幅器およびアップコンバ−タとして
使用するのに強く推奨できる特性を示すことが認められ
た。
【0019】このベ−ス・ガラス組成は、モルパ−セン
トで表わされて、CdF2および/またはCdCl2 42-55%
と、NaFおよび/またはNaCl 30-40%と、BaF2および/
またはBaCl2 0-15%およびKFおよび/またはKCl 0-7%
よりなるBaF2および/またはBaCl2+KFおよび/またはKC
lの合計2-20%より本質的になり、この場合、Cd、Ba、N
aおよびKよりなるグル−プから選択された少なくとも1
つの金属の合計約10モルパ−セントまでが臭化物として
混入され得る。好ましい組成には、BaF2および/または
BaCl2およびKFおよび/またはKClのそれぞれの少なくと
も2%が存在するであろう。0.5モルパ−セントを超える
希土類金属ハロゲン化物ド−パントのレベルを使用可能
であるが、それによって得られる実質的な利益はない。
希土類金属のランタニド系はLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、
Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおYほびLuを含む。
トで表わされて、CdF2および/またはCdCl2 42-55%
と、NaFおよび/またはNaCl 30-40%と、BaF2および/
またはBaCl2 0-15%およびKFおよび/またはKCl 0-7%
よりなるBaF2および/またはBaCl2+KFおよび/またはKC
lの合計2-20%より本質的になり、この場合、Cd、Ba、N
aおよびKよりなるグル−プから選択された少なくとも1
つの金属の合計約10モルパ−セントまでが臭化物として
混入され得る。好ましい組成には、BaF2および/または
BaCl2およびKFおよび/またはKClのそれぞれの少なくと
も2%が存在するであろう。0.5モルパ−セントを超える
希土類金属ハロゲン化物ド−パントのレベルを使用可能
であるが、それによって得られる実質的な利益はない。
希土類金属のランタニド系はLa、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、
Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおYほびLuを含む。
【0020】ベ−ス・ガラスの配分を修正するため、最
も一般的にはそれの屈折率を調節するために、AlX3、Ga
X3およびInX3(ただしXはフッ化物、塩化物および臭化
物のグル−プから選択される)のような不可欠ではない
が有用な金属ハロゲン化物の合計2.5モルパ−セントま
でが含まれうることが認められた。個々の添加物は、1.
5%までのAlX3、1.5%までのGaX3、および2%までのInX
3よりなるであろう。好ましいガラスでは、AlX3の濃度
は1%を超えず、GaX3の濃度は1%を超えず、InX3の濃度
は1%を超えず、そしてこれらすべての添加物の合計は2
%を超えない。
も一般的にはそれの屈折率を調節するために、AlX3、Ga
X3およびInX3(ただしXはフッ化物、塩化物および臭化
物のグル−プから選択される)のような不可欠ではない
が有用な金属ハロゲン化物の合計2.5モルパ−セントま
でが含まれうることが認められた。個々の添加物は、1.
5%までのAlX3、1.5%までのGaX3、および2%までのInX
3よりなるであろう。好ましいガラスでは、AlX3の濃度
は1%を超えず、GaX3の濃度は1%を超えず、InX3の濃度
は1%を超えず、そしてこれらすべての添加物の合計は2
%を超えない。
【0021】
【実施例】下記の表Iは本発明によるガラスを例示する
モルパ−セントで表わされた1つのグル−プのガラス組
成を記録している。これらのガラスはバッチ成分を合成
し、均質な溶融物を実現しやすいようにするためにそれ
らの成分をよく混合し、そしてそのバッチ混合物をガラ
ス質炭素るつぼ内にチャ−ジすることによって作成され
た。それらのるつぼは窒素雰囲気で乾燥したグロ−ブボ
ックス内に導入された。それらのるつぼは800℃に加熱
され、そして30分の期間の後で、温度が700℃まで低下
され、るつぼは得られるガラスの水分含有量を最少にす
るために、その温度に15分間、維持された。その溶融物
は直径4mm、長さ50mmの円筒状ロッドを形成するために
スチ−ルモ−ルド内に注入され、そのロッドは約125℃
で動作しているアニ−ラに直ちに移された。
モルパ−セントで表わされた1つのグル−プのガラス組
成を記録している。これらのガラスはバッチ成分を合成
し、均質な溶融物を実現しやすいようにするためにそれ
らの成分をよく混合し、そしてそのバッチ混合物をガラ
ス質炭素るつぼ内にチャ−ジすることによって作成され
た。それらのるつぼは窒素雰囲気で乾燥したグロ−ブボ
ックス内に導入された。それらのるつぼは800℃に加熱
され、そして30分の期間の後で、温度が700℃まで低下
され、るつぼは得られるガラスの水分含有量を最少にす
るために、その温度に15分間、維持された。その溶融物
は直径4mm、長さ50mmの円筒状ロッドを形成するために
スチ−ルモ−ルド内に注入され、そのロッドは約125℃
で動作しているアニ−ラに直ちに移された。
【0022】 表1 1 2 3 4 5 6 7 CdF2 16.5 16.5 17.0 17.0 17.0 17.0 16.0 CdCl2 30.1 30.1 33.0 33.0 33.0 33.0 33.5 BaF2 5.8 5.8 10.0 10.0 10.0 10.0 2.5 NaF 32.0 32.0 34.0 34.0 34.0 34.0 29.0 KF 2.9 2.9 3.0 3.0 3.0 3.0 6.0 LiF -- -- 3.0 -- -- -- -- MnCl2 2.9 -- -- -- -- -- -- ZnCl2 -- 2.9 -- 3.0 3.0 3.0 3.0 PbF2 3.9 3.9 -- -- -- -- 7.0 PbCl2 3.9 3.9 -- -- -- -- -- PbBr2 1.9 1.9 -- -- -- -- 3.0 PrCl3 0.05 0.05 0.05 0.05 0.1 0.15 0.05 8 9 10 11 12 13 14 CdF2 45.5 17.0 17.0 17.0 50.0 17.0 45.5 CdCl2 4.3 33.0 28.0 33.0 -- 33.0 4.5 BaF2 7.0 12.0 13.0 10.0 -- 10.0 -- BaCl2 -- -- -- -- 10.0 -- 10.0 NaF 33.8 34.0 34.0 34.0 -- 34.0 -- NaCl -- -- -- -- 34.0 -- 34.0 KF 2.4 3.0 3.0 3.0 -- 3.0 -- KCl -- -- -- -- 3.0 -- 3.0 BeF2 -- 0.5 5.0 -- -- -- -- MgF2 -- 0.5 -- -- -- -- -- ZnCl2 3.0 -- -- -- 3.0 3.0 3.0 CoCl2 -- -- -- 3.0 -- -- -- PrCl3 0.05 0.1 0.1 0.1 0.05 -- -- NdF3 -- -- -- -- -- 0.05 -- ErF3 -- -- -- -- -- -- 0.10 TlCl 4.0 -- -- -- -- -- -- 15 16 17 18 19 20 CdF2 45.5 45.5 48.5 48.5 48.5 17.0 CdCl2 4.5 4.5 1.5 1.5 1.5 33.0 BaCl2 9.6 8.5 11.0 11.0 13.0 -- NaF -- -- -- -- -- 34.0 NaCl 34.0 34.0 34.0 34.0 35.0 -- KF -- -- -- -- -- 3.0 KCl 3.0 3.0 -- -- -- -- ZnCl2 3.0 3.0 2.0 2.0 2.0 -- LiF -- -- -- -- -- 3.0 TlCl -- -- 3.0 -- -- -- PbCl2 -- -- -- 3.0 -- 10.0 PrCl3 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.10 InF3 0.4 1.5 -- -- -- --
【0023】希土類金属ド−パントに対するホストとし
ての適合性について本発明のガラスを光学的に評価する
ことが可能であることが判明した。例示すると、プラセ
オジムをド−プされた本発明のガラス(このガラスは1.
3μmで動作する単一モ−ド光ファイバ増幅器として使用
するために特に関心のあるものである)の場合には、そ
のガラスは1.3μm蛍光の減衰を測定することによって特
徴づけられる。これらの測定の結果は下記の表IIにマイ
クロ秒で記録されている。表IIは、本発明のガラスが約
300μsecの長さの蛍光寿命を有し、したがって現在のベ
ンチマ−ク、すなわち約110μsecの寿命を呈示するZBLA
Nガラスの寿命に対して大きな改善を呈することを示し
ている。
ての適合性について本発明のガラスを光学的に評価する
ことが可能であることが判明した。例示すると、プラセ
オジムをド−プされた本発明のガラス(このガラスは1.
3μmで動作する単一モ−ド光ファイバ増幅器として使用
するために特に関心のあるものである)の場合には、そ
のガラスは1.3μm蛍光の減衰を測定することによって特
徴づけられる。これらの測定の結果は下記の表IIにマイ
クロ秒で記録されている。表IIは、本発明のガラスが約
300μsecの長さの蛍光寿命を有し、したがって現在のベ
ンチマ−ク、すなわち約110μsecの寿命を呈示するZBLA
Nガラスの寿命に対して大きな改善を呈することを示し
ている。
【0024】 表2 1 2 3 4 5 6 8 --- --- --- --- --- --- --- μsec 246 276 200 268 240 212 230 10 15 16 17 18 19 --- --- --- --- --- --- μsec 262 270 262 264 272 290
【0025】実施例14に示されているエルビウムをド
−プしたガラスの場合には、800nm光でポンピングされ
た場合に約523nm、542nm、および約551nmでピ−クを生
ずる緑色光の強い放出を呈示した。このことはこのガラ
スがアップコンバ−ジョン源としての潜在的な利用可能
性を有していることを示している。
−プしたガラスの場合には、800nm光でポンピングされ
た場合に約523nm、542nm、および約551nmでピ−クを生
ずる緑色光の強い放出を呈示した。このことはこのガラ
スがアップコンバ−ジョン源としての潜在的な利用可能
性を有していることを示している。
【0026】さらに好ましい本発明の組成は本質的に、
モルパ−セントで、CdF2および/またはCdCl2 44-52
%、BaF2および/またはBaCl2 4-11%、NaFおよび/ま
たはNaCl30-35%、およびKFおよび/またはKCl 2-6%よ
りなり、この場合、Cd、Ba、NaおよびKのグル−プから
選択された少なくとも1つの金属が合計で7%が、LiX、
BaX2、MgX2、CoX2およびZnX2(ただしXフッ化物、塩化
物および臭化物よりなるグル−プから選択された少なく
とも1つのハロゲン化物である)よりなるグル−プから
選択された少なくとも1つの安定化金属ホロゲン化物の
合計で1-5%、必要に応じてPbF2、PbCl2、およびPbBr2
のグル−プから選択された鉛ハロゲン化物、必要に応じ
てTlF、TlClおよびTlBr 5%まで、およびReX3 0.025-0.
25%(ただしReは希土類金属のランタニド系から選択さ
れた少なくとも1つの希土類金属であり、Xはフッ化
物、塩化物および臭化物よりなるグル−プから選択され
たハロゲン化物である)と一緒に臭素化物として混入さ
れ得る。合計で1.5%より多くない不可欠でない金属ハ
ロゲン化物が含まれるであろう。実施例2が最も好まし
い組成である。
モルパ−セントで、CdF2および/またはCdCl2 44-52
%、BaF2および/またはBaCl2 4-11%、NaFおよび/ま
たはNaCl30-35%、およびKFおよび/またはKCl 2-6%よ
りなり、この場合、Cd、Ba、NaおよびKのグル−プから
選択された少なくとも1つの金属が合計で7%が、LiX、
BaX2、MgX2、CoX2およびZnX2(ただしXフッ化物、塩化
物および臭化物よりなるグル−プから選択された少なく
とも1つのハロゲン化物である)よりなるグル−プから
選択された少なくとも1つの安定化金属ホロゲン化物の
合計で1-5%、必要に応じてPbF2、PbCl2、およびPbBr2
のグル−プから選択された鉛ハロゲン化物、必要に応じ
てTlF、TlClおよびTlBr 5%まで、およびReX3 0.025-0.
25%(ただしReは希土類金属のランタニド系から選択さ
れた少なくとも1つの希土類金属であり、Xはフッ化
物、塩化物および臭化物よりなるグル−プから選択され
たハロゲン化物である)と一緒に臭素化物として混入さ
れ得る。合計で1.5%より多くない不可欠でない金属ハ
ロゲン化物が含まれるであろう。実施例2が最も好まし
い組成である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク アンソニ アナンジアタ アメリカ合衆国ニューヨーク州14845、ホ ースヘッズ、ホリデー ドライブ 116 (72)発明者 ロジャー フランク バーソロミュウ アメリカ合衆国ニューヨーク州14870、ペ インテッド ポスト、オーバーブルック ロード 8 (72)発明者 マーク アンドリュウ ニューハウス アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、コ ーニング、ワトーガ アベニュウ 225 (72)発明者 マーク ローレンス パウリ アメリカ合衆国ニューヨーク州14821、キ ャンベル、ルート 125 5541 (72)発明者 アンドレア ルイーズ サッド アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、コ ーニング、エリソン ロード 14
Claims (5)
- 【請求項1】 電磁波スペクトルの赤外線領域まで優れ
た透過性を呈示する透明ガラスであって、モルパ−セン
トで表わされて、実質的にCdF2および/またはCdCl2 42
-55%、NaFおよび/またはNaCl 30-40%、BaF2および/
またはBaCl20-15%およびKFおよび/またはKCl 0-7%よ
りなるBaF2および/またはBaCl2+KFおよび/またはKCl
の合計2-20%、LiX 0-10%、BeX2 0-10%、MgX2 0-10
%、MnX 2 0-10%、PbX2 0-12%、CoX2 0-10%、TlX 0-7
%、およびZnX2 0-10%よりなるグル−プから選択され
た表示された配分での少なくとも1つの安定化金属ハロ
ゲン化物の合計1-12%、およびReX3 0.005-0.5%よりな
り、Xはフッ化物、塩化物、および臭化物よりなるグル
−プから選択された少なくとも1つのハロゲン化物であ
り、Reは希土類金属のランタニド系から選択された少な
くとも1つの希土類金属であり、Cd、Ba、Na、およびK
よりなるグル−プから選択された少なくとも1つの金属
の合計10%までが臭化物として混入され得る透明ガラ
ス。 - 【請求項2】 BaF2および/またはBaCl2およびKFおよ
び/またはKClをそれぞれ少なくとも2%含んだ請求項1
の透明ガラス。 - 【請求項3】 AlX3 0-1.5%、GaX3 0-1.5%、およびIn
X3 0-2%よりなるグル−プから選択された表示された配
分での少なくとも1つの金属ハロゲン化物を合計で2.5
%まで含んでおり、Xはフッ化物、塩化物および臭化物
よりなるグル−プから選択された少なくとも1つのハロ
ゲン化物である請求項1の透明ガラス。 - 【請求項4】 本質的にCdF2および/またはCdCl2 44-5
2%、BaF2および/またはBaCl2 4-11%、NaFおよび/ま
たはNaCl 30-35%、KFおよび/またはKCl 2-6%、LiX、
BeX2、MgX2、MnX2、CoX2、およびZnX2よりなるグル−プ
から選択された少なくとも1つの安定化金属ハロゲン化
物の合計1-5%、ただしXはフッ化物、塩化物および臭化
物よりなるグル−プから選択された少なくとも1つのハ
ロゲン化物であり、PbF2、PbCl2、およびPbBr2よりなる
グル−プから選択された鉛ハロゲン化物の合計10%ま
で、TlF、TlCl、およびTlBrよりなるグル−プから選択
されたタリウム・ハロゲン化物の合計5%までよりな
り、Ca、Ba、NaおうよびKよりなるグル−プから選択さ
れた少なくとも1つの金属の合計で7%までが臭化物と
して混入され得る請求項1の透明ガラス。 - 【請求項5】 AlX3 0-1%、GaX3 0-1%、およびInX3 0
-1.5%よりなるグル−プから選択された表示された配分
での少なくとも1つの金属ハロゲン化物を合計で2%ま
で含んでおり、Xはフッ化物、塩化物および臭化物より
なるグル−プから選択された請求項4の透明ガラス。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/947,446 US5240885A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | Rare earth-doped, stabilized cadmium halide glasses |
US947446 | 1992-09-21 | ||
US08/086,048 US5346865A (en) | 1992-09-21 | 1993-07-06 | Rare earth-doped, stabilized cadmium halide glasses |
US86048 | 1993-07-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06191882A true JPH06191882A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=26774312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5255229A Pending JPH06191882A (ja) | 1992-09-21 | 1993-09-20 | 透明ガラス |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5346865A (ja) |
EP (1) | EP0589198B1 (ja) |
JP (1) | JPH06191882A (ja) |
KR (1) | KR940006947A (ja) |
CN (1) | CN1087884A (ja) |
AU (1) | AU659339B2 (ja) |
CA (1) | CA2105906A1 (ja) |
DE (1) | DE69301515T2 (ja) |
HK (1) | HK104096A (ja) |
TW (1) | TW226009B (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5772915A (en) * | 1994-03-25 | 1998-06-30 | British Telecommunications Public Limited Company | Glass compositions |
GB2290150B (en) * | 1994-04-22 | 1998-08-26 | Univ Southampton | Doped optical waveguide amplifier |
GB2302442B (en) * | 1995-06-02 | 1999-09-22 | Central Glass Co Ltd | Upconversion laser material |
WO1997007068A1 (en) * | 1995-08-15 | 1997-02-27 | British Technology Group Ltd. | Infrared transmitting optical fibre materials |
US6194334B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-02-27 | Corning Incorporated | Tellurite glasses and optical components |
US6652972B1 (en) | 1999-11-01 | 2003-11-25 | Schott Glass Technologies Inc. | Low temperature joining of phosphate glass |
EP1296904A1 (en) | 2000-06-20 | 2003-04-02 | Schott Glass Technologies, Inc. | Glass ceramic composites |
US6882782B2 (en) * | 2000-11-01 | 2005-04-19 | Schott Glas | Photonic devices for optical and optoelectronic information processing |
CN115650590B (zh) * | 2022-09-26 | 2023-09-01 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 含yf3晶相的氟化物微晶玻璃及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2521546A1 (fr) * | 1982-02-18 | 1983-08-19 | Centre Nat Rech Scient | Nouveaux verres halogenes, leur preparation et leur application |
US5240885A (en) * | 1992-09-21 | 1993-08-31 | Corning Incorporated | Rare earth-doped, stabilized cadmium halide glasses |
-
1993
- 1993-07-06 US US08/086,048 patent/US5346865A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-11 TW TW082106518A patent/TW226009B/zh active
- 1993-08-12 DE DE69301515T patent/DE69301515T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-12 EP EP93112903A patent/EP0589198B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-10 CA CA002105906A patent/CA2105906A1/en not_active Abandoned
- 1993-09-13 AU AU46288/93A patent/AU659339B2/en not_active Ceased
- 1993-09-18 KR KR1019930018977A patent/KR940006947A/ko active IP Right Grant
- 1993-09-20 JP JP5255229A patent/JPH06191882A/ja active Pending
- 1993-09-21 CN CN93117821A patent/CN1087884A/zh active Pending
-
1996
- 1996-06-13 HK HK104096A patent/HK104096A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU4628893A (en) | 1994-03-31 |
EP0589198B1 (en) | 1996-02-07 |
KR940006947A (ko) | 1994-04-26 |
AU659339B2 (en) | 1995-05-11 |
HK104096A (en) | 1996-06-21 |
DE69301515T2 (de) | 1996-09-19 |
TW226009B (ja) | 1994-07-01 |
US5346865A (en) | 1994-09-13 |
DE69301515D1 (de) | 1996-03-21 |
CA2105906A1 (en) | 1994-03-22 |
CN1087884A (zh) | 1994-06-15 |
EP0589198A1 (en) | 1994-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5955388A (en) | Transparent oxyflouride glass-ceramic composition and process of making | |
US5240885A (en) | Rare earth-doped, stabilized cadmium halide glasses | |
JP5024900B2 (ja) | ビスマス含有フルオロリン酸ガラスおよびその作製方法 | |
EP0733600B1 (en) | Optical fiber for optical amplifier | |
US6410467B1 (en) | Antimony oxide glass with optical activity | |
US6503860B1 (en) | Antimony oxide glass with optical activity | |
US6413891B1 (en) | Glass material suitable for a waveguide of an optical amplifier | |
Reisfeld | Fluorescence and nonradiative relaxations of rare earths in amorphous media and on high surface area supports: a review | |
JPH06191882A (ja) | 透明ガラス | |
US6444599B1 (en) | Rare earth element-halide environments in oxyhalide glasses | |
CN1391536A (zh) | 氟亚碲酸盐放大器玻璃 | |
CN1559946A (zh) | 卤氧碲酸盐上转换发光玻璃 | |
JP3412728B2 (ja) | カルコゲナイドガラス | |
Videau et al. | Fluoride glasses | |
JPH05270858A (ja) | 赤色発光ガラス | |
JPS6341858B2 (ja) | ||
JPH05319858A (ja) | 0.8μm発光するTmイオンドープしたフッ化物レーザーガラス | |
JPH05319859A (ja) | Tmイオンドープした波長可変フッ化物レーザーガラス | |
JPH06219774A (ja) | Euドープレーザーガラス | |
Dousti | Tunable and white light generation in lanthanide doped novel fluorophosphate glasses | |
JPH0648768A (ja) | 0.8μm発光フッ化物レーザーガラス | |
JPH0648770A (ja) | 2μm発光Er−Tm−Hoドープレーザーガラス | |
JPH08217489A (ja) | 波長変換ガラス材 | |
JPH0859286A (ja) | 青色発光ガラス材 |