JPH0640743A - 高エネルギーレーザーに有用なリン酸塩ガラス - Google Patents
高エネルギーレーザーに有用なリン酸塩ガラスInfo
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- JPH0640743A JPH0640743A JP3356016A JP35601691A JPH0640743A JP H0640743 A JPH0640743 A JP H0640743A JP 3356016 A JP3356016 A JP 3356016A JP 35601691 A JP35601691 A JP 35601691A JP H0640743 A JPH0640743 A JP H0640743A
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- C03C3/00—Glass compositions
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 マルチパス、高エネルギーレーザーシステム
におけるレーザー増幅器として有用な、低又は無シリカ
で低又は無アルカリのリン酸塩ガラスを提供する。 【構成】 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２、Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２
０未満、Ｂ2 Ｏ3 、０乃至２５、ＺｎＯ０乃至３１、Ｌ
ｉ2 Ｏ０乃至５、Ｋ2 Ｏ０乃至５、Ｎａ2 Ｏ０乃至５、
Ｃｓ2 Ｏ０乃至５、Ｒｂ2 Ｏ０乃至５、ＭｇＯ０以上３
０未満、ＣａＯ０乃至２０、ＢａＯ０乃至２０、ＳｒＯ
０乃至２０、Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満、Ａｓ2 Ｏ3 ０以
上１未満、Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満、Ｌｎ2 Ｏ3 上限
６．５、ＰｂＯ０以上５未満、ＳｉＯ2 ０乃至３、（上
記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和であ
り、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、前記ガラスは実質的に斜
線領域内部の点に対応する。）よりなる。
におけるレーザー増幅器として有用な、低又は無シリカ
で低又は無アルカリのリン酸塩ガラスを提供する。 【構成】 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２、Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２
０未満、Ｂ2 Ｏ3 、０乃至２５、ＺｎＯ０乃至３１、Ｌ
ｉ2 Ｏ０乃至５、Ｋ2 Ｏ０乃至５、Ｎａ2 Ｏ０乃至５、
Ｃｓ2 Ｏ０乃至５、Ｒｂ2 Ｏ０乃至５、ＭｇＯ０以上３
０未満、ＣａＯ０乃至２０、ＢａＯ０乃至２０、ＳｒＯ
０乃至２０、Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満、Ａｓ2 Ｏ3 ０以
上１未満、Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満、Ｌｎ2 Ｏ3 上限
６．５、ＰｂＯ０以上５未満、ＳｉＯ2 ０乃至３、（上
記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和であ
り、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、前記ガラスは実質的に斜
線領域内部の点に対応する。）よりなる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、典型的にはネオジミウ
ムをドープした、特に従来技術のそして商業的に入手し
得るリン酸塩レーザーガラスに較べて高エネルギー用途
の誘導放出のために望ましい断面と、高い熱伝導率と低
い熱膨張係数とを有するリン酸レーザーガラスに関す
る。本発明は、特に、マルチパス、高エネルギーレーザ
ーシステムにおけるレーザーの増幅器として有用なリン
酸塩ガラスに関する。
ムをドープした、特に従来技術のそして商業的に入手し
得るリン酸塩レーザーガラスに較べて高エネルギー用途
の誘導放出のために望ましい断面と、高い熱伝導率と低
い熱膨張係数とを有するリン酸レーザーガラスに関す
る。本発明は、特に、マルチパス、高エネルギーレーザ
ーシステムにおけるレーザーの増幅器として有用なリン
酸塩ガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】術語「レーザー」は、放射の誘導放出に
よる光の増幅を意味する。レーザーにおいては、適当な
活性材料（例えばネオジミウムのような活性原子種を適
切にドープしたガラス等であることができる）は、２つ
の反射壁又は少なくとも部分的に反射する壁で形成され
た共鳴空洞内に置かれる。
よる光の増幅を意味する。レーザーにおいては、適当な
活性材料（例えばネオジミウムのような活性原子種を適
切にドープしたガラス等であることができる）は、２つ
の反射壁又は少なくとも部分的に反射する壁で形成され
た共鳴空洞内に置かれる。
【０００３】高い平均出力の用途のためのガラスは、通
常５乃至１０Ｈｚの高い反復率による加熱に耐えること
が要求される。これらのガラスはまた、よりよい効率の
ために高い断面をも必要とする。
常５乃至１０Ｈｚの高い反復率による加熱に耐えること
が要求される。これらのガラスはまた、よりよい効率の
ために高い断面をも必要とする。
【０００４】他方、高エネルギー用途は、非常に高いエ
ネルギー（テラワット又はそれ以上）を得るために、増
幅器内に蓄えられるエネルギー量に注目している。その
ような場合、蓄えられたエネルギーの減少を生ずる因子
は除去しなければならない。これらの因子はＡＳＥ（増
幅された自然的放出）及びＰＯ（パラサイティックな振
動）である。前者は、ディスクサイズが増大すると重大
な問題となる、即ち断面の増大に伴って影響が増大す
る。後者は、それよりは幾何学形状の関数である。こう
して、高エネルギー用途のためには、ＡＳＥを減少する
ために低い断面を有し、その低い断面にも拘わらず高い
効率を維持するために、高い寿命を有しなければならな
い。
ネルギー（テラワット又はそれ以上）を得るために、増
幅器内に蓄えられるエネルギー量に注目している。その
ような場合、蓄えられたエネルギーの減少を生ずる因子
は除去しなければならない。これらの因子はＡＳＥ（増
幅された自然的放出）及びＰＯ（パラサイティックな振
動）である。前者は、ディスクサイズが増大すると重大
な問題となる、即ち断面の増大に伴って影響が増大す
る。後者は、それよりは幾何学形状の関数である。こう
して、高エネルギー用途のためには、ＡＳＥを減少する
ために低い断面を有し、その低い断面にも拘わらず高い
効率を維持するために、高い寿命を有しなければならな
い。
【０００５】大口径のレーザー増幅器の用途のために
は、活性材料が、誘導放出のための低い断面とレーザー
変換に関わる励起状態の蛍光寿命が長いこととによって
特徴づけられることが重要である。ＡＳＥの大きさが重
要となる大口径の増幅器においては、主たる効果は、蛍
光寿命の減少であり、それはポンピングの効率を減少さ
せる。そのような大きいＡＳＥ効果には高い断面が伴
う。従って、高い効率を維持するためにはこの用途のた
めの低断面ガラスを有することが必要である。
は、活性材料が、誘導放出のための低い断面とレーザー
変換に関わる励起状態の蛍光寿命が長いこととによって
特徴づけられることが重要である。ＡＳＥの大きさが重
要となる大口径の増幅器においては、主たる効果は、蛍
光寿命の減少であり、それはポンピングの効率を減少さ
せる。そのような大きいＡＳＥ効果には高い断面が伴
う。従って、高い効率を維持するためにはこの用途のた
めの低断面ガラスを有することが必要である。
【０００６】低いＣＴＥ（熱膨張係数）と高い熱伝導率
等のような、良好な熱的機械的特性は、良好な光学的品
質のレーザーガラスの製造を容易にする。これらの特性
は、ガラスを形成し、焼きなまし、加工するのに及び通
常の取扱のためにも有利である。これらの良好な熱的機
械的特性はまた、式、 ＦＯＭ＝ＳＫ（１−ν）／αＥ （ここにＳは材料の破断強度、Ｋは熱伝導率（９０
℃）、νはポアソン比、Ｅはヤング率及びαは熱膨張係
数である。）で与えられる熱的機械的良度指数ＦＯＭを
有することを意味する。これは、材料が高平均出力活性
材料として使用される場合には、材料の重要な特徴であ
る。ＦＯＭについてのより詳しい議論については、米国
特許第４９２９３８７号を参照のこと。
等のような、良好な熱的機械的特性は、良好な光学的品
質のレーザーガラスの製造を容易にする。これらの特性
は、ガラスを形成し、焼きなまし、加工するのに及び通
常の取扱のためにも有利である。これらの良好な熱的機
械的特性はまた、式、 ＦＯＭ＝ＳＫ（１−ν）／αＥ （ここにＳは材料の破断強度、Ｋは熱伝導率（９０
℃）、νはポアソン比、Ｅはヤング率及びαは熱膨張係
数である。）で与えられる熱的機械的良度指数ＦＯＭを
有することを意味する。これは、材料が高平均出力活性
材料として使用される場合には、材料の重要な特徴であ
る。ＦＯＭについてのより詳しい議論については、米国
特許第４９２９３８７号を参照のこと。
【０００７】固体状態レーザー材料はまた、もし活性材
料が高い光学的品質と高い光学的均一性とをもってそし
て放射を吸収する含有物を一切含まない形で大きなサイ
ズで製造できるならば、高エネルギーレーザーシステム
における利用には一層好都合でもある。
料が高い光学的品質と高い光学的均一性とをもってそし
て放射を吸収する含有物を一切含まない形で大きなサイ
ズで製造できるならば、高エネルギーレーザーシステム
における利用には一層好都合でもある。
【０００８】含有物は、レーザーが高出力レベルで作動
されるときには、材料内の損傷部位を発生させる可能性
があり、最終的には当該活性要素をレーザー材料として
は役立たないものにすることがある。ガラスが例えば失
透安定性等の良好な製造容易性を有することは常に必要
である。
されるときには、材料内の損傷部位を発生させる可能性
があり、最終的には当該活性要素をレーザー材料として
は役立たないものにすることがある。ガラスが例えば失
透安定性等の良好な製造容易性を有することは常に必要
である。
【０００９】リン酸塩レーザーガラスがレーザー効果の
ための低い閾値を有することは既知であり、リン酸塩組
成物が大サイズのレーザーシステムでの使用のための優
れた光学的品質と光学的均一性とを有する材料としてし
ばらく商業的に入手可能となっている。先行技術のリン
酸塩レーザーガラスの品質は、最近、これらの組成物を
従来のガラスと同等の光学的品質の、しかも今やガラス
内のレーザー損傷部位を発生し得る吸光性の含有物を一
切含まないガラスとして製造することが可能な新しい製
造技術の導入によって、拡張された。
ための低い閾値を有することは既知であり、リン酸塩組
成物が大サイズのレーザーシステムでの使用のための優
れた光学的品質と光学的均一性とを有する材料としてし
ばらく商業的に入手可能となっている。先行技術のリン
酸塩レーザーガラスの品質は、最近、これらの組成物を
従来のガラスと同等の光学的品質の、しかも今やガラス
内のレーザー損傷部位を発生し得る吸光性の含有物を一
切含まないガラスとして製造することが可能な新しい製
造技術の導入によって、拡張された。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】それにも拘わらず、例
えば、ドープされたリン酸塩ガラスをレーザー媒体とし
て非常に有用にした現行の技術水準の品質を維持しつ
つ、ＡＳＥを低下させるためリン酸塩レーザーガラスに
おける一層（有意に）低い放出断面値を達成し、それに
よって高エネルギーの大口径のレーザー増幅システムで
の使用のための一層魅力的な新規組成物の使用を可能に
するという、リン酸塩組成物の更なる開発の必要性が残
されている。
えば、ドープされたリン酸塩ガラスをレーザー媒体とし
て非常に有用にした現行の技術水準の品質を維持しつ
つ、ＡＳＥを低下させるためリン酸塩レーザーガラスに
おける一層（有意に）低い放出断面値を達成し、それに
よって高エネルギーの大口径のレーザー増幅システムで
の使用のための一層魅力的な新規組成物の使用を可能に
するという、リン酸塩組成物の更なる開発の必要性が残
されている。
【００１１】先行技術のリン酸塩ガラスは、基本成分と
してのＰ2 Ｏ5 に加えて、例えばＡｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、アルカリ金属酸化物（特にＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌ
ｉ2 Ｏ）、アルカリ土類金属酸化物等の広範囲の種類の
成分を含む。熱伝導率及び熱膨張係数という重要な熱的
特性の最良の組合せを有する先行技術のガラスは、典型
的には必要量のＳｉＯ2 を含むものであった。ＤＥ３４
３５１３３、ＪＰ５１−１０７３１２及びＤＥ３６０９
２４７を参照のこと。これらのガラスは、典型的には、
アルミナ含有量が相対的に低い。
してのＰ2 Ｏ5 に加えて、例えばＡｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、アルカリ金属酸化物（特にＮａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏ、Ｌ
ｉ2 Ｏ）、アルカリ土類金属酸化物等の広範囲の種類の
成分を含む。熱伝導率及び熱膨張係数という重要な熱的
特性の最良の組合せを有する先行技術のガラスは、典型
的には必要量のＳｉＯ2 を含むものであった。ＤＥ３４
３５１３３、ＪＰ５１−１０７３１２及びＤＥ３６０９
２４７を参照のこと。これらのガラスは、典型的には、
アルミナ含有量が相対的に低い。
【００１２】他のリン酸塩レーザーガラスは、ＳｉＯ2
に特別の強調を置いていないか又は全くそれを欠いてい
る。例えば、ＵＳＰ３８４６１４２、４２４８７３２、
４０７５１２０、４２３９６４５、４０２２７０７及び
４４７０９２２、ＪＰ５１−５９９１１、６２−１８４
９５及び６３−２３３０２４、ＤＥ２９２４６８４及び
３３４０９６８等を参照のこと。
に特別の強調を置いていないか又は全くそれを欠いてい
る。例えば、ＵＳＰ３８４６１４２、４２４８７３２、
４０７５１２０、４２３９６４５、４０２２７０７及び
４４７０９２２、ＪＰ５１−５９９１１、６２−１８４
９５及び６３−２３３０２４、ＤＥ２９２４６８４及び
３３４０９６８等を参照のこと。
【００１３】
〔発明の概要〕レーザー、特に高エネルギーレーザーに
おける使用に、取り分け、そのようなシステムにおける
大口径レーザー増幅器としての使用に適し、そして低い
断面、長い寿命及び上記の他の特性の非常に望ましい組
合せを備えたリン酸塩ガラスを達成できることが今や見
出された。
おける使用に、取り分け、そのようなシステムにおける
大口径レーザー増幅器としての使用に適し、そして低い
断面、長い寿命及び上記の他の特性の非常に望ましい組
合せを備えたリン酸塩ガラスを達成できることが今や見
出された。
【００１４】すなわち、一面においては、本発明は、高
い熱伝導率すなわちＫ（９０℃）＞０．８５Ｗ／ｍＫ、
低い熱膨張係数すなわちα（２０乃至３００℃）＜８０
×１０-7／℃、低い放出断面すなわちσ＜２．５×１０
-20 ｃｍ2 、及び高い蛍光寿命即ち３重量％のネオジミ
ウムをドープした場合τ＞３２５μｓｅｃ、を有し、本
質的に（酸化物組成物基準で）、 （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏ＜５であり、ここにＲはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、前記ガラスは実質的に図３の
斜線領域の内部の点に対応する。）よりなる、マルチパ
ス、高エネルギーレーザーシステムにおけるレーザー増
幅器として有用な、低又は無シリカで低又は無アルカリ
のリン酸塩ガラスに関する。
い熱伝導率すなわちＫ（９０℃）＞０．８５Ｗ／ｍＫ、
低い熱膨張係数すなわちα（２０乃至３００℃）＜８０
×１０-7／℃、低い放出断面すなわちσ＜２．５×１０
-20 ｃｍ2 、及び高い蛍光寿命即ち３重量％のネオジミ
ウムをドープした場合τ＞３２５μｓｅｃ、を有し、本
質的に（酸化物組成物基準で）、 （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏ＜５であり、ここにＲはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、前記ガラスは実質的に図３の
斜線領域の内部の点に対応する。）よりなる、マルチパ
ス、高エネルギーレーザーシステムにおけるレーザー増
幅器として有用な、低又は無シリカで低又は無アルカリ
のリン酸塩ガラスに関する。
【００１５】他の１面においては、本発明は、高い熱伝
導率すなわちＫ（９０℃）＞０．８５Ｗ／ｍＫ、低い熱
膨張係数すなわちα（２０乃至３００℃）＜８０×１０
-7／℃、低い放出断面すなわちσ＜２．５×１０-20 ｃ
ｍ2 、及び高い蛍光寿命即ち３重量％のネオジミウムを
ドープした場合τ＞３２５μｓｅｃ、を有し、本質的に
（酸化物組成物ベースで）、 （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏ＜５であり、ここにＲはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、Ａｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯの和
は、ΣＲ2 Ｏ＝０でないならば、２４より小であり、０
であるならば４２より小であり、そして、Ｂ2 Ｏ3 に対
するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０である。）よ
りなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシステムに
おけるレーザー増幅器として有用な、低又は無シリカで
低又は無アルカリのリン酸塩ガラスに関する。
導率すなわちＫ（９０℃）＞０．８５Ｗ／ｍＫ、低い熱
膨張係数すなわちα（２０乃至３００℃）＜８０×１０
-7／℃、低い放出断面すなわちσ＜２．５×１０-20 ｃ
ｍ2 、及び高い蛍光寿命即ち３重量％のネオジミウムを
ドープした場合τ＞３２５μｓｅｃ、を有し、本質的に
（酸化物組成物ベースで）、 （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏ＜５であり、ここにＲはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、Ａｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯの和
は、ΣＲ2 Ｏ＝０でないならば、２４より小であり、０
であるならば４２より小であり、そして、Ｂ2 Ｏ3 に対
するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０である。）よ
りなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシステムに
おけるレーザー増幅器として有用な、低又は無シリカで
低又は無アルカリのリン酸塩ガラスに関する。
【００１６】更なる一面に従えば、本発明は、高い熱伝
導率すなわちＫ（９０℃）＞０．８５Ｗ／ｍＫ、低い熱
膨張係数すなわちα（２０乃至３００℃）＜８０×１０
-7／℃、低い放出断面すなわちσ＜２．５×１０-20 ｃ
ｍ2 、及び高い蛍光寿命即ち３重量％のネオジミウムを
ドープした場合τ＞３２５μｓｅｃ、を有し、本質的に
（酸化物組成物ベースで）、 （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏ＜５であり、ここにＲはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、もしΣＲ2 Ｏ＞０ならば、Ｍ
ｇＯとＺｎＯの和は１０以下であり、そして、Ｂ2 Ｏ3
に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
る。）よりなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシ
ステムにおけるレーザー増幅器として有用な、低又は無
シリカで低又は無アルカリのリン酸塩ガラスに関する。
導率すなわちＫ（９０℃）＞０．８５Ｗ／ｍＫ、低い熱
膨張係数すなわちα（２０乃至３００℃）＜８０×１０
-7／℃、低い放出断面すなわちσ＜２．５×１０-20 ｃ
ｍ2 、及び高い蛍光寿命即ち３重量％のネオジミウムを
ドープした場合τ＞３２５μｓｅｃ、を有し、本質的に
（酸化物組成物ベースで）、 （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏ＜５であり、ここにＲはＬｉ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、もしΣＲ2 Ｏ＞０ならば、Ｍ
ｇＯとＺｎＯの和は１０以下であり、そして、Ｂ2 Ｏ3
に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
る。）よりなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシ
ステムにおけるレーザー増幅器として有用な、低又は無
シリカで低又は無アルカリのリン酸塩ガラスに関する。
【００１７】他の好ましい一面においては、α（２０乃
至３００℃）≦７５×１０-7／℃及び／又は屈折率がｎ
d ＜１．５３０、好ましくはｎd ＜１．５１０である。
至３００℃）≦７５×１０-7／℃及び／又は屈折率がｎ
d ＜１．５３０、好ましくはｎd ＜１．５１０である。
【００１８】有効ライン幅Δλ ｅｆｆは、通常約２
７．０乃至３０．５ｎｍである。狭い放出バンド幅はエ
ネルギー抽出効率を増大するが、広いバンド幅はポンプ
光の非干渉性を、従って標的を駆動する効率を増大する
のに役立つであろう。加えて、広い放出バンド幅は、広
い吸収バンド幅すなわちフラッシュポンプ出力との増大
されたカップリングを意味する。
７．０乃至３０．５ｎｍである。狭い放出バンド幅はエ
ネルギー抽出効率を増大するが、広いバンド幅はポンプ
光の非干渉性を、従って標的を駆動する効率を増大する
のに役立つであろう。加えて、広い放出バンド幅は、広
い吸収バンド幅すなわちフラッシュポンプ出力との増大
されたカップリングを意味する。
【００１９】更なる好ましい面においては、Ａｌ2 Ｏ3
とＭｇＯの含量の和は＞９．１ｍｏｌｅ％であり、Ｍｇ
ＯとＺｎＯの含量の和は０乃至５０．０ｍｏｌｅ％であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＺｎＯの含量の和は１４．
３ｍｏｌｅ％より大且つ４６．２ｍｏｌｅ％未満であ
り、Ｐ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＺｎ
Ｏの含量の和は８８ｍｏｌｅ％以上であり、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの含量の和は１０．５ｍｏ
ｌｅ％より大且つ４６．２ｍｏｌｅ％未満であり、ガラ
スは実質的にアルカリを含まず、ΣＲ2 Ｏは０．０ｍｏ
ｌｅ％であり、Ｒ1 ＯとＲ2 2Ｏ3 の含量和は２８．８ｍ
ｏｌｅ％より大且つ４６．２ｍｏｌｅ％未満であり、こ
こにＲ1 はＢａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｐｂ及びＺｎであ
りＲ2 はＡｌ、Ｂ及びＬｎであり、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ
3 及びＲ1 Ｏの和は３０．４未満でありここにＲ1 はＢ
ａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｐｂ及びＺｎであり、もしＰ2
Ｏ5 が６０以上なら、ΣＲ2 Ｏは０．０であり、Ｂ2 Ｏ
3 に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 とＢ2 Ｏ3 の含量和は９．１ｍｏｌｅ％
より大且つ３０．５ｍｏｌｅ％未満であり、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 及びＺｎＯの含量和は１０．５ｍｏｌ
ｅ％より大且つ４１．２ｍｏｌｅ％未満であり、及び／
又はＡｌ2 Ｏ3 含量は４以上２０ｍｏｌｅ％未満であ
り、Ｂ2 Ｏ3 の含量は５乃至２５ｍｏｌｅ％であり、Ｚ
ｎＯ含量が５乃至３１ｍｏｌｅ％であり、ΣＲ2 2Ｏ3 は
１０乃至４０ｍｏｌｅ％であり、及び／又はＡｌ2 Ｏ3
に対するＰ2 Ｏ5 の比率は３．５乃至７．５である。
とＭｇＯの含量の和は＞９．１ｍｏｌｅ％であり、Ｍｇ
ＯとＺｎＯの含量の和は０乃至５０．０ｍｏｌｅ％であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＺｎＯの含量の和は１４．
３ｍｏｌｅ％より大且つ４６．２ｍｏｌｅ％未満であ
り、Ｐ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＺｎ
Ｏの含量の和は８８ｍｏｌｅ％以上であり、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの含量の和は１０．５ｍｏ
ｌｅ％より大且つ４６．２ｍｏｌｅ％未満であり、ガラ
スは実質的にアルカリを含まず、ΣＲ2 Ｏは０．０ｍｏ
ｌｅ％であり、Ｒ1 ＯとＲ2 2Ｏ3 の含量和は２８．８ｍ
ｏｌｅ％より大且つ４６．２ｍｏｌｅ％未満であり、こ
こにＲ1 はＢａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｐｂ及びＺｎであ
りＲ2 はＡｌ、Ｂ及びＬｎであり、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ
3 及びＲ1 Ｏの和は３０．４未満でありここにＲ1 はＢ
ａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｐｂ及びＺｎであり、もしＰ2
Ｏ5 が６０以上なら、ΣＲ2 Ｏは０．０であり、Ｂ2 Ｏ
3 に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
り、Ａｌ2 Ｏ3 とＢ2 Ｏ3 の含量和は９．１ｍｏｌｅ％
より大且つ３０．５ｍｏｌｅ％未満であり、Ａｌ
2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 及びＺｎＯの含量和は１０．５ｍｏｌ
ｅ％より大且つ４１．２ｍｏｌｅ％未満であり、及び／
又はＡｌ2 Ｏ3 含量は４以上２０ｍｏｌｅ％未満であ
り、Ｂ2 Ｏ3 の含量は５乃至２５ｍｏｌｅ％であり、Ｚ
ｎＯ含量が５乃至３１ｍｏｌｅ％であり、ΣＲ2 2Ｏ3 は
１０乃至４０ｍｏｌｅ％であり、及び／又はＡｌ2 Ｏ3
に対するＰ2 Ｏ5 の比率は３．５乃至７．５である。
【００２０】本発明の他の種々の面、特徴およびそれに
伴う利点は、以下の説明と図面とを合わせて考察すると
き、本発明の一層の理解とともに、一層充分に認識され
るであろう。図面において；図１乃至４は、Ａｌ2 Ｏ3
＋Ｂ2 Ｏ3 に対するＰ2 Ｏ5 の３相図である。図５は、
変化するＭｇＯ量についてＢ2 Ｏ3 含量に対する断面の
機能的依存性を示す（Ｐ2 Ｏ5 及びＡｌ2 Ｏ3 の個々の
量は一定とし、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの和は一定とし
た。）。図６は、Ａｌ：Ｂ比率（ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ比率は
一定とした）に対する断面の機能の依存性を示す。図７
は、変化するＭｇＯ量についてＣａＯ含量に対する断面
の機能の依存性を示す（アルカリ土類金属の総含量は一
定とした。）。
伴う利点は、以下の説明と図面とを合わせて考察すると
き、本発明の一層の理解とともに、一層充分に認識され
るであろう。図面において；図１乃至４は、Ａｌ2 Ｏ3
＋Ｂ2 Ｏ3 に対するＰ2 Ｏ5 の３相図である。図５は、
変化するＭｇＯ量についてＢ2 Ｏ3 含量に対する断面の
機能的依存性を示す（Ｐ2 Ｏ5 及びＡｌ2 Ｏ3 の個々の
量は一定とし、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの和は一定とし
た。）。図６は、Ａｌ：Ｂ比率（ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ比率は
一定とした）に対する断面の機能の依存性を示す。図７
は、変化するＭｇＯ量についてＣａＯ含量に対する断面
の機能の依存性を示す（アルカリ土類金属の総含量は一
定とした。）。
【００２１】図１は、ＥＣＨＩＰ（登録商標）と呼ばれ
るプログラムによって作成した。このソフトウエアは、
実験された空間に基づき一層広い範囲にて、結果の値
（この場合は断面）を推定する。このプログラムは、失
透領域を予言する能力は持たず、それは手で選択しなけ
ればならない。図１は生の出力（アルカリ含量が２ｍｏ
ｌ％）であり、それは断面値を予言する（図１の右の説
明を参照のこと）。解析の分解能を高めるために、断面
値は、例えば、２．５×１０-20 ｃｍ2 とする代わりに
２５０×１０-18 ｃｍ2 と入力した。実際のデータ入力
によって定義された領域は図２に示す。重要な領域は、
この領域内の上側の線を引いた部分であり、そこでは断
面値は２５０×１０-18 ｃｍ2 （図３）より小さい。図
４は、いくつかの境界点での各成分の量を示す。
るプログラムによって作成した。このソフトウエアは、
実験された空間に基づき一層広い範囲にて、結果の値
（この場合は断面）を推定する。このプログラムは、失
透領域を予言する能力は持たず、それは手で選択しなけ
ればならない。図１は生の出力（アルカリ含量が２ｍｏ
ｌ％）であり、それは断面値を予言する（図１の右の説
明を参照のこと）。解析の分解能を高めるために、断面
値は、例えば、２．５×１０-20 ｃｍ2 とする代わりに
２５０×１０-18 ｃｍ2 と入力した。実際のデータ入力
によって定義された領域は図２に示す。重要な領域は、
この領域内の上側の線を引いた部分であり、そこでは断
面値は２５０×１０-18 ｃｍ2 （図３）より小さい。図
４は、いくつかの境界点での各成分の量を示す。
【００２２】本発明における特別の強調は、断面と蛍光
寿命におかれている。ヤング率とポアソン比は、一般
に、本発明の範囲内の組成変化によっては余り強くは影
響されない。本発明の組成物は更に、現行の融解技術に
適合し、そのため、本発明のガラスが優れた光学的且つ
含有物に関わる品質をもって製造されることを保証して
いる。
寿命におかれている。ヤング率とポアソン比は、一般
に、本発明の範囲内の組成変化によっては余り強くは影
響されない。本発明の組成物は更に、現行の融解技術に
適合し、そのため、本発明のガラスが優れた光学的且つ
含有物に関わる品質をもって製造されることを保証して
いる。
【００２３】ＳｉＯ2 と比較して主たるガラス素材とし
てＰ2 Ｏ5 を用いるこれらのガラス組成物はまた、低い
非線型屈折率、高いレーザー利得、及び負の又はゼロに
近い値である屈折率温度依存性を特徴とするレーザーガ
ラスを有利的に提供する。この後者の性質は、このガラ
スの光路長の温度係数の値が全体でゼロに近いことを意
味する。このためこのガラスは実質上無熱であると記述
することができる。
てＰ2 Ｏ5 を用いるこれらのガラス組成物はまた、低い
非線型屈折率、高いレーザー利得、及び負の又はゼロに
近い値である屈折率温度依存性を特徴とするレーザーガ
ラスを有利的に提供する。この後者の性質は、このガラ
スの光路長の温度係数の値が全体でゼロに近いことを意
味する。このためこのガラスは実質上無熱であると記述
することができる。
【００２４】一般に、Ｐ2 Ｏ5 含量は５２乃至７２ｍｏ
ｌｅ％である。Ｐ2 Ｏ5 含量はまた、５３、５４、５
５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６
３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１
等によって規定することも可能である。
ｌｅ％である。Ｐ2 Ｏ5 含量はまた、５３、５４、５
５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６
３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１
等によって規定することも可能である。
【００２５】本発明のガラスの好ましい用途は、高エネ
ルギーレーザーシステムにおけるものである。それらの
システムは、レーザー特性、特に低い断面と高い蛍光寿
命との特有の有利な組合せの観点から、レーザー増幅器
として特に有用である。ここに記載の断面値と蛍光寿命
は、測定法に固有である。すなわち、これらの比率は測
定の方法に固有であり、それゆえ、これらの比率が他の
方法で測定されたときに得られる値とは比較できないで
あろう。
ルギーレーザーシステムにおけるものである。それらの
システムは、レーザー特性、特に低い断面と高い蛍光寿
命との特有の有利な組合せの観点から、レーザー増幅器
として特に有用である。ここに記載の断面値と蛍光寿命
は、測定法に固有である。すなわち、これらの比率は測
定の方法に固有であり、それゆえ、これらの比率が他の
方法で測定されたときに得られる値とは比較できないで
あろう。
【００２６】増幅された自然放出（ＡＳＥ）の大きさが
重要となる大口径の増幅器においては、主たる影響はポ
ンピングの効率を低下させる蛍光寿命の減少である。そ
のような大きなＡＳＥ効果は高い断面を伴い、従って、
高い効率を得るためにはこの用途のために低い断面を有
することが必要である。また、高い断面を有する励起さ
れたイオンは、低い断面を有するものよりも一層速やか
にエネルギーを捨てるであろう。エネルギーの蓄積を高
めるためには、またも、低い断面が有利である。
重要となる大口径の増幅器においては、主たる影響はポ
ンピングの効率を低下させる蛍光寿命の減少である。そ
のような大きなＡＳＥ効果は高い断面を伴い、従って、
高い効率を得るためにはこの用途のために低い断面を有
することが必要である。また、高い断面を有する励起さ
れたイオンは、低い断面を有するものよりも一層速やか
にエネルギーを捨てるであろう。エネルギーの蓄積を高
めるためには、またも、低い断面が有利である。
【００２７】蛍光減衰寿命（τ）は次の方法で測定され
る。すなわち、ガラスサンプルを高速（５μ秒より短）
高出力フラッシュランプによりポンピングする。スペク
トルの可視領域を通って紫外線のみがサンプルに送られ
るようランプのスペクトルは適当なフィルターによって
狭められる。
る。すなわち、ガラスサンプルを高速（５μ秒より短）
高出力フラッシュランプによりポンピングする。スペク
トルの可視領域を通って紫外線のみがサンプルに送られ
るようランプのスペクトルは適当なフィルターによって
狭められる。
【００２８】サンプルの蛍光は、スペクトルの可視領域
を通る紫外線をブロックするフィルターによって保護さ
れたＳ−１応答フォトマルチプライアーチューブにより
集められる。シグナルは次いで増幅され、Ａ／Ｄ変換器
を通され、そしてコンピューターに送られて蛍光減衰曲
線が解析され、第１のｅ−ｆｏｌｄｉｎｇ時間が計算さ
れる。第１のｅ−ｆｏｌｄｉｎｇ時間は、蛍光減衰寿命
を意味する。
を通る紫外線をブロックするフィルターによって保護さ
れたＳ−１応答フォトマルチプライアーチューブにより
集められる。シグナルは次いで増幅され、Ａ／Ｄ変換器
を通され、そしてコンピューターに送られて蛍光減衰曲
線が解析され、第１のｅ−ｆｏｌｄｉｎｇ時間が計算さ
れる。第１のｅ−ｆｏｌｄｉｎｇ時間は、蛍光減衰寿命
を意味する。
【００２９】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【表１５】 表１に掲げたサンプルの蛍光寿命測定は、最初Ｓｃｈｏ
ｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎ
ｃ．（ＳＧＴ）で始められたが、装置の困難のために中
断された。こうして、蛍光寿命測定はＬａｗｒｅｎｃｅ
Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒ
ａｔｏｒｙ（ＬＬＮＬ）によって完遂された。ＬＬＮＬ
はサンプル３１乃至５５及び５７乃至６０の蛍光寿命を
測定した。ＳＧＴは他の全サンプルの蛍光寿命を測定し
た。
ｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎ
ｃ．（ＳＧＴ）で始められたが、装置の困難のために中
断された。こうして、蛍光寿命測定はＬａｗｒｅｎｃｅ
Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａｂｏｒ
ａｔｏｒｙ（ＬＬＮＬ）によって完遂された。ＬＬＮＬ
はサンプル３１乃至５５及び５７乃至６０の蛍光寿命を
測定した。ＳＧＴは他の全サンプルの蛍光寿命を測定し
た。
【００３０】しかし、異なる結果を導く２つの異なった
測定方法が用いられた。異なる結果の主たる理由はサン
プルサイズである。ＬＬＮＬは、サンプル内での人工的
な蛍光捕捉をさけるため、非常に小さい（約３×３×２
ｍｍ）サンプルを用いた。ＳＧＴが用いたサンプルはか
なり大きい（５０×５０×５ｍｍ）。
測定方法が用いられた。異なる結果の主たる理由はサン
プルサイズである。ＬＬＮＬは、サンプル内での人工的
な蛍光捕捉をさけるため、非常に小さい（約３×３×２
ｍｍ）サンプルを用いた。ＳＧＴが用いたサンプルはか
なり大きい（５０×５０×５ｍｍ）。
【００３１】６個のサンプルについて両方の方法で寿命
測定を行うことにより、値同士の相関が得られた。結果
は次の通りである。
測定を行うことにより、値同士の相関が得られた。結果
は次の通りである。
【００３２】平均の乖離は４４である。こうして、表１
に報告したサンプル３１乃至５５及び５７乃至６０の寿
命値は、ＬＬＮＬによる次の値に４４を加えることによ
って得ることができる。
に報告したサンプル３１乃至５５及び５７乃至６０の寿
命値は、ＬＬＮＬによる次の値に４４を加えることによ
って得ることができる。
【００３３】誘導放出断面の計算はＤｅｕｔｃｈｂｅｉ
ｎ技術（ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｍｅｃｈ．，
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９７６，ｐｐ．５５１−５５
４）によって行った。この計算を行うのに必要な個々の
測定には、Ｎｄ3+濃度、蛍光強度、蛍光スペクトル面
積、吸収スペクトル面積及び吸収スペクトルのピーク波
長が含まれる。
ｎ技術（ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｍｅｃｈ．，
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９７６，ｐｐ．５５１−５５
４）によって行った。この計算を行うのに必要な個々の
測定には、Ｎｄ3+濃度、蛍光強度、蛍光スペクトル面
積、吸収スペクトル面積及び吸収スペクトルのピーク波
長が含まれる。
【００３４】Ｎｄイオン濃度は、このシリーズのガラス
のためのＸ線蛍光スペクトル分析（ＸＲＦ）を用いるこ
とによって測定する。サンプルは既知のＮｄ2 Ｏ3 の標
準と重量％にて比較される。従前の方法は、分光光度計
とホストのガラス組成に感受性のある標準校正曲線との
使用を伴った。
のためのＸ線蛍光スペクトル分析（ＸＲＦ）を用いるこ
とによって測定する。サンプルは既知のＮｄ2 Ｏ3 の標
準と重量％にて比較される。従前の方法は、分光光度計
とホストのガラス組成に感受性のある標準校正曲線との
使用を伴った。
【００３５】ＸＲＦ法はガラスの表面状態と光学的均一
性に一層感受性がある。しかしながら、ＸＲＦの利用は
理論的なマトリクス校正を許容し、それは、ガラス組成
が有意に変化しそして各ガラスの校正曲線が容易には得
られないところの組成研究には充分である。ＸＲＦ法
は、ＩＣＰ、即ち誘導結合プラズマ（原子吸光による測
定前の原子の励起の方法）によってＬＬＮＬで得られた
Ｎｄ含量の結果との比較により正当化された。ＬＬＮＬ
は、シグナルを測定するに先立ってガラスを大量のメタ
ホウ酸リチウムと融合することによって、Ｎｄシグナル
のホストガラス依存性を除去した。下記のガラスは両方
法により測定され、それらの一致は満足できる以上のも
のであった。 〔サンプル〕 〔ＳＧＴ（ＸＲＦ）〕 〔ＬＬＮＬ（ＩＣＰ）〕 ４０ ４．１８ ４．１２ ４１ ３．１９ ３．２３ １７ ３．１４ ３．１７ ２５ ２．９５ ２．７７ ５７ ２．０６ ２．０１ ４６ ３．０１ ３．００
性に一層感受性がある。しかしながら、ＸＲＦの利用は
理論的なマトリクス校正を許容し、それは、ガラス組成
が有意に変化しそして各ガラスの校正曲線が容易には得
られないところの組成研究には充分である。ＸＲＦ法
は、ＩＣＰ、即ち誘導結合プラズマ（原子吸光による測
定前の原子の励起の方法）によってＬＬＮＬで得られた
Ｎｄ含量の結果との比較により正当化された。ＬＬＮＬ
は、シグナルを測定するに先立ってガラスを大量のメタ
ホウ酸リチウムと融合することによって、Ｎｄシグナル
のホストガラス依存性を除去した。下記のガラスは両方
法により測定され、それらの一致は満足できる以上のも
のであった。 〔サンプル〕 〔ＳＧＴ（ＸＲＦ）〕 〔ＬＬＮＬ（ＩＣＰ）〕 ４０ ４．１８ ４．１２ ４１ ３．１９ ３．２３ １７ ３．１４ ３．１７ ２５ ２．９５ ２．７７ ５７ ２．０６ ２．０１ ４６ ３．０１ ３．００
【００３６】蛍光強度と蛍光面積は、検出器としてＳ−
１応答フォトマルチプライアーチューブを備えた蛍光光
度計の使用により測定する。この単位は、適正な値を計
算するデータステーションと組み合わされる。吸光面積
は、最大吸収波長を透過度曲線から読み取って、分光光
度計で同様に得られる。
１応答フォトマルチプライアーチューブを備えた蛍光光
度計の使用により測定する。この単位は、適正な値を計
算するデータステーションと組み合わされる。吸光面積
は、最大吸収波長を透過度曲線から読み取って、分光光
度計で同様に得られる。
【００３７】ここに、３２５マイクロ秒より大なる蛍光
寿命は、発光種としてＮｄが存在するときに測定される
寿命に相当する。ガラス中の他のいくつかの発光イオン
の典型的な寿命は次の通りである。 〔発光種〕 〔ホストガラス〕 〔寿命〕 Ｙｂ+3 シリカ ８８０ミリ秒 Ｔｍ+3 シリカ ２００ミリ秒 Ｔｍ+3＋Ｙｂ+3 シリカ １５０乃至１５００ミリ秒 Ｅｒ+3＋Ｙｂ+3 リン酸塩 ６乃至８ミリ秒
寿命は、発光種としてＮｄが存在するときに測定される
寿命に相当する。ガラス中の他のいくつかの発光イオン
の典型的な寿命は次の通りである。 〔発光種〕 〔ホストガラス〕 〔寿命〕 Ｙｂ+3 シリカ ８８０ミリ秒 Ｔｍ+3 シリカ ２００ミリ秒 Ｔｍ+3＋Ｙｂ+3 シリカ １５０乃至１５００ミリ秒 Ｅｒ+3＋Ｙｂ+3 リン酸塩 ６乃至８ミリ秒
【００３８】断面を抑えるためには、ガラス組成はアル
カリ含量が低いものでなければならない。好ましくは、
アルカリ金属は全く加えない。こうして、全アルカリ含
量は５ｍｏｌｅ％より低く、好ましくは０．０ｍｏｌｅ
％である。Ｎａ2 Ｏの含量は、従って、０、１、２、
３、４ｍｏｌｅ％等と記述される。同様に、Ｌｉ2 Ｏ、
Ｋ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ及びＲｂ2 Ｏの個々の含量は、それぞ
れ０、１、２、３ｍｏｌｅ％等と記述される。
カリ含量が低いものでなければならない。好ましくは、
アルカリ金属は全く加えない。こうして、全アルカリ含
量は５ｍｏｌｅ％より低く、好ましくは０．０ｍｏｌｅ
％である。Ｎａ2 Ｏの含量は、従って、０、１、２、
３、４ｍｏｌｅ％等と記述される。同様に、Ｌｉ2 Ｏ、
Ｋ2 Ｏ、Ｃｓ2 Ｏ及びＲｂ2 Ｏの個々の含量は、それぞ
れ０、１、２、３ｍｏｌｅ％等と記述される。
【００３９】図５において、Ｂ2 Ｏ3 がＭｇＯの減少に
より増加する（すなわち、Ｂ2 Ｏ3とＭｇＯの総含量は
一定である）一方で、Ｐ2 Ｏ5 とＡｌ2 Ｏ3 の個々の全
含量は一定である。この方法では、ＭｇＯの減少と合致
するＢ2 Ｏ3 の増大は、ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ3 比を低下さ
せ、その結果は断面の減少である。
より増加する（すなわち、Ｂ2 Ｏ3とＭｇＯの総含量は
一定である）一方で、Ｐ2 Ｏ5 とＡｌ2 Ｏ3 の個々の全
含量は一定である。この方法では、ＭｇＯの減少と合致
するＢ2 Ｏ3 の増大は、ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ3 比を低下さ
せ、その結果は断面の減少である。
【００４０】図６においては、Ａｌ：Ｂ比が変化する一
方、ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ3 比は一定に留められる。グラフ
は、Ａｌが増大しＢが同時に減少するとき、断面が僅か
に減少することを示す。従って、Ａｌはより望ましい種
であろう。しかしながら、Ａｌは約２０ｍｏｌｅ％で結
晶化を開始する傾向があるから、高いＡｌ含量において
は、ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ3 比を更に低下させるためにＢを代
わりに用いることができる。
方、ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ3 比は一定に留められる。グラフ
は、Ａｌが増大しＢが同時に減少するとき、断面が僅か
に減少することを示す。従って、Ａｌはより望ましい種
であろう。しかしながら、Ａｌは約２０ｍｏｌｅ％で結
晶化を開始する傾向があるから、高いＡｌ含量において
は、ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ3 比を更に低下させるためにＢを代
わりに用いることができる。
【００４１】Ａｌ2 Ｏ3 は特に重要な成分である。それ
は得られるガラスにより良い化学的耐性を付与する。約
２０ｍｏｌｅ％及びそれ以上のＡｌ2 Ｏ3 レベルは、結
晶化の望ましくない効果を有する傾向がある。従って、
Ａｌ2 Ｏ3 含量は、通常０以上で２０ｍｏｌｅ％より小
さく、好ましくは４以上２０ｍｏｌｅ％未満である。Ａ
ｌ2 Ｏ3 含量の他の限界は、例えば、１、２、３、５、
６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１
５、１６、１７、１８及び１９ｍｏｌｅ％である。
は得られるガラスにより良い化学的耐性を付与する。約
２０ｍｏｌｅ％及びそれ以上のＡｌ2 Ｏ3 レベルは、結
晶化の望ましくない効果を有する傾向がある。従って、
Ａｌ2 Ｏ3 含量は、通常０以上で２０ｍｏｌｅ％より小
さく、好ましくは４以上２０ｍｏｌｅ％未満である。Ａ
ｌ2 Ｏ3 含量の他の限界は、例えば、１、２、３、５、
６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１
５、１６、１７、１８及び１９ｍｏｌｅ％である。
【００４２】ホウ素は、屈折率にも熱膨張係数にも意味
ある効果を与えない。しかし、高いホウ素含量は、転位
温度（Ｔｇ）を高めるという有害な副作用を示す。この
温度は、ガラスの「融解容易性」の指標として使用する
ことができる。
ある効果を与えない。しかし、高いホウ素含量は、転位
温度（Ｔｇ）を高めるという有害な副作用を示す。この
温度は、ガラスの「融解容易性」の指標として使用する
ことができる。
【００４３】Ｂ2 Ｏ3 含量は通常、０乃至２５ｍｏｌｅ
％、好ましくは５乃至２５ｍｏｌｅ％である。Ｂ2 Ｏ3
含量の他の限界は、例えば、１、２、３、４、６、７、
８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３及び２４ｍ
ｏｌｅである。
％、好ましくは５乃至２５ｍｏｌｅ％である。Ｂ2 Ｏ3
含量の他の限界は、例えば、１、２、３、４、６、７、
８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３及び２４ｍ
ｏｌｅである。
【００４４】Ｚｎは、ガラスの断面を増大することなく
少量のアルカリの代わりに使用することができる。それ
はまた、ホウ素に関連した融解温度の上昇を補償するた
めにも使用することができる。例えば、ＬＣＳ−４４の
ガラス組成に対してＬＣＳ−４０を比較すると（表１を
参照）、ＢからＺｎへの１６ｍｏｌｅ％のシフトが転位
温度の１５０℃の下降をもたらしている。
少量のアルカリの代わりに使用することができる。それ
はまた、ホウ素に関連した融解温度の上昇を補償するた
めにも使用することができる。例えば、ＬＣＳ−４４の
ガラス組成に対してＬＣＳ−４０を比較すると（表１を
参照）、ＢからＺｎへの１６ｍｏｌｅ％のシフトが転位
温度の１５０℃の下降をもたらしている。
【００４５】ＢからＺｎへのシフトは、屈折率又は熱膨
張係数に関しては特段の有害な副作用はもたらさない。
しかしながら、そのシフトは、１０ｍｏｌｅ％を超える
量ではガラスの断面を高める傾向がある。
張係数に関しては特段の有害な副作用はもたらさない。
しかしながら、そのシフトは、１０ｍｏｌｅ％を超える
量ではガラスの断面を高める傾向がある。
【００４６】ＺｎＯの含量は通常０乃至３１ｍｏｌｅ、
好ましくは、５乃至３１ｍｏｌｅ％である。ＺｎＯ含量
の限界はまた、例えば、１、２、３、４、６、７、８、
９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２
５、２６、２７、２８、２９、３０ｍｏｌｅ％等でもあ
り得る。
好ましくは、５乃至３１ｍｏｌｅ％である。ＺｎＯ含量
の限界はまた、例えば、１、２、３、４、６、７、８、
９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２
５、２６、２７、２８、２９、３０ｍｏｌｅ％等でもあ
り得る。
【００４７】ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及び／又はＭｇＯ
は、高平均出力レーザー材料として適当なガラスを製造
するためには本発明ごとに必要なわけではないが、それ
にも拘わらず、高平均出力レーザー材料において望まし
い既述の性質を維持しつつ組成物の性質を改良するため
に、これらの酸化物を加えることが望ましい。例えば、
少量のアルカリ土類金属酸化物の添加は、化学的耐性を
改善し、ガラスに製造中の結晶化に対抗する一層高い安
定性を付与する。これらのアルカリ土類金属の最少含量
及び本発明のガラスの他の選択的な成分の最少含量は、
例えば、１、２、３、４、５ｍｏｌｅ％等である。
は、高平均出力レーザー材料として適当なガラスを製造
するためには本発明ごとに必要なわけではないが、それ
にも拘わらず、高平均出力レーザー材料において望まし
い既述の性質を維持しつつ組成物の性質を改良するため
に、これらの酸化物を加えることが望ましい。例えば、
少量のアルカリ土類金属酸化物の添加は、化学的耐性を
改善し、ガラスに製造中の結晶化に対抗する一層高い安
定性を付与する。これらのアルカリ土類金属の最少含量
及び本発明のガラスの他の選択的な成分の最少含量は、
例えば、１、２、３、４、５ｍｏｌｅ％等である。
【００４８】アルカリ土類金属中では、マグネシウムが
最も好都合である。アルカリ土類金属内で原子番号が増
大するにつれ、断面の面積の増大が起こる（ＬＣＳ−３
７とＬＣＳ−４８とを比較）。また、より重いアルカリ
土類金属は、屈折率を増大させ及び熱膨張係数も増大さ
せる傾向がある。図７はこのことを概念的に示すが、図
においてカルシウムがマグネシウムへシフトする一方、
アルカリ土類金属の総量は一定に留まっている。
最も好都合である。アルカリ土類金属内で原子番号が増
大するにつれ、断面の面積の増大が起こる（ＬＣＳ−３
７とＬＣＳ−４８とを比較）。また、より重いアルカリ
土類金属は、屈折率を増大させ及び熱膨張係数も増大さ
せる傾向がある。図７はこのことを概念的に示すが、図
においてカルシウムがマグネシウムへシフトする一方、
アルカリ土類金属の総量は一定に留まっている。
【００４９】一般的に、ＭｇＯの含量範囲は、１、２、
３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１
３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２
１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２
９、３０ｍｏｌｅ％等と規定することができる。同様
に、ＢａＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの個々の含量は、それぞ
れ１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、
１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９ｍｏ
ｌｅ％等と規定することができる。
３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１
３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２
１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２
９、３０ｍｏｌｅ％等と規定することができる。同様
に、ＢａＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの個々の含量は、それぞ
れ１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、
１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９ｍｏ
ｌｅ％等と規定することができる。
【００５０】ＰｂＯの添加は必須ではなく、その含量は
好ましくは５ｍｏｌｅ％未満である。ＰｂＯの他の限界
は、０、１、２、３、４ｍｏｌｅ％である。
好ましくは５ｍｏｌｅ％未満である。ＰｂＯの他の限界
は、０、１、２、３、４ｍｏｌｅ％である。
【００５１】ＳｉＯ2 の添加は、必須ではないが、熱膨
張に大きく影響することなく、得られるガラスの熱伝導
率を高める。しかしながら、ＳｉＯ2 の添加は、ガラス
を一層結晶化し易くしそして傾向寿命を減少させる。更
に、ガラス融成物中のシリカの存在は、そのような融成
物中へのイオン性プラチナの溶解性を低下させ、得られ
るガラスへ技術水準の溶融器によればプラチナ粒子の導
入を招来することが知られている。これらの粒子（含有
物）はレーザー放射を吸収し、要素中の損傷部位とな
り、材料を高品質光学要素としては役に立たないものに
する可能性がある。従って、本発明が、優れた熱的、機
械的及び光学的特性を、ＳｉＯ2 の含有を必須とするこ
となく達成することは、主要な利点の一である。
張に大きく影響することなく、得られるガラスの熱伝導
率を高める。しかしながら、ＳｉＯ2 の添加は、ガラス
を一層結晶化し易くしそして傾向寿命を減少させる。更
に、ガラス融成物中のシリカの存在は、そのような融成
物中へのイオン性プラチナの溶解性を低下させ、得られ
るガラスへ技術水準の溶融器によればプラチナ粒子の導
入を招来することが知られている。これらの粒子（含有
物）はレーザー放射を吸収し、要素中の損傷部位とな
り、材料を高品質光学要素としては役に立たないものに
する可能性がある。従って、本発明が、優れた熱的、機
械的及び光学的特性を、ＳｉＯ2 の含有を必須とするこ
となく達成することは、主要な利点の一である。
【００５２】好ましい発光種であるＮｄ2 Ｏ3 は、他の
発光活性体やシステムでそうであると同様に、望みの発
光活性を達成するに充分な量ガラスに添加される。Ｎｄ
2 Ｏ3 濃度及び他の発光種濃度のレベルが高すぎると、
蛍光放出のクエンチングが起こり得、レーザー遷移に関
わる励起状態の蛍光寿命が対応して低下する。個々の場
合の適当な上限は通常の方法で決定できる。
発光活性体やシステムでそうであると同様に、望みの発
光活性を達成するに充分な量ガラスに添加される。Ｎｄ
2 Ｏ3 濃度及び他の発光種濃度のレベルが高すぎると、
蛍光放出のクエンチングが起こり得、レーザー遷移に関
わる励起状態の蛍光寿命が対応して低下する。個々の場
合の適当な上限は通常の方法で決定できる。
【００５３】通常のガラス発光種例えば、Ｎｄ，Ｔｍ，
Ｙｂ，Ｄｙ，Ｐｍ，Ｔｂ，Ｅｒ，Ｈｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｅｕ，Ｓｍ等は、いずれも使用することができる。
本発明の別の具体例においては、レーザー組成物は主要
な発光イオンと共に適当な共ドープ体を含むことができ
る。これらには、クロミウムやバナジウムのような遷移
金属又はツリウム及びエルビウム等のランタニドイオン
が含まれる。これらは広くそして強い吸収バンドと、主
要な発光イオン吸収レベルに重なる、結果としての共ド
ープ体の蛍光バンドとを有する。例えば、Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ ｏｆ Ｌａｓｅｒ Ｆｕｓｉｏｎ，第４巻，”Ｔｈ
ｅ Ｆｕｔｕｒｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈ
ｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌａｓ
ｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ．”を参照のこと。この現象は、
ポンプ放射の発光イオンの励起状態集団への一層効率的
な変換をもたらす。
Ｙｂ，Ｄｙ，Ｐｍ，Ｔｂ，Ｅｒ，Ｈｏ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｅｕ，Ｓｍ等は、いずれも使用することができる。
本発明の別の具体例においては、レーザー組成物は主要
な発光イオンと共に適当な共ドープ体を含むことができ
る。これらには、クロミウムやバナジウムのような遷移
金属又はツリウム及びエルビウム等のランタニドイオン
が含まれる。これらは広くそして強い吸収バンドと、主
要な発光イオン吸収レベルに重なる、結果としての共ド
ープ体の蛍光バンドとを有する。例えば、Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ ｏｆ Ｌａｓｅｒ Ｆｕｓｉｏｎ，第４巻，”Ｔｈ
ｅ Ｆｕｔｕｒｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｈ
ｉｇｈ−Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｌａｓ
ｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ．”を参照のこと。この現象は、
ポンプ放射の発光イオンの励起状態集団への一層効率的
な変換をもたらす。
【００５４】これらの活性イオンの総量は、単独で又は
組み合わせて、典型的には０．０１乃至６ｍｏｌｅ％で
ある。しかしながら、上記した様に、適当な場合にはよ
り高い量、例えば、７、８、９、１０、１１、１２、１
３、１４、１５、１７、２５ｍｏｌｅ％等も使用するこ
とができる。Ｅｍｍｅｔｔ ｅｔ ａｌ．，Ｌａｗｒｅ
ｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａ
ｂｏｒａｔｏｒｙ，ＵＣＲＬ−５３３４４，Ｎｏｖｅｍ
ｂｅｒ １９８２を参照のこと。
組み合わせて、典型的には０．０１乃至６ｍｏｌｅ％で
ある。しかしながら、上記した様に、適当な場合にはよ
り高い量、例えば、７、８、９、１０、１１、１２、１
３、１４、１５、１７、２５ｍｏｌｅ％等も使用するこ
とができる。Ｅｍｍｅｔｔ ｅｔ ａｌ．，Ｌａｗｒｅ
ｎｃｅ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌａ
ｂｏｒａｔｏｒｙ，ＵＣＲＬ−５３３４４，Ｎｏｖｅｍ
ｂｅｒ １９８２を参照のこと。
【００５５】Ｌａ2 Ｏ3 の添加は、Ｎｄ2 Ｏ3 又は他の
発光又はエネルギー移動ランタニド種を他のランタニド
酸化物で直接に置換することを可能にし、これはＮｄ2
Ｏ3の場合には殆ど正確な構造的置換である。これは、
得られたガラスの物理的、温度的及び光学的特性に関す
るこの調整からの変化を最小限に止めつつ、製造された
ガラスが広い範囲のネオジミウム又は他の発光種のドー
ピング水準をもって得られることを可能にする。従っ
て、Ｌａ2 Ｏ3 量は典型的には０．０６乃至１ｍｏｌｅ
％であるが、より高い含量、例えば、１０％まで又は２
０％までもがランタニド発光種の代替物として可能であ
る。
発光又はエネルギー移動ランタニド種を他のランタニド
酸化物で直接に置換することを可能にし、これはＮｄ2
Ｏ3の場合には殆ど正確な構造的置換である。これは、
得られたガラスの物理的、温度的及び光学的特性に関す
るこの調整からの変化を最小限に止めつつ、製造された
ガラスが広い範囲のネオジミウム又は他の発光種のドー
ピング水準をもって得られることを可能にする。従っ
て、Ｌａ2 Ｏ3 量は典型的には０．０６乃至１ｍｏｌｅ
％であるが、より高い含量、例えば、１０％まで又は２
０％までもがランタニド発光種の代替物として可能であ
る。
【００５６】発光種を含有しない本発明のガラス組成物
は、Ｐｔを含まずに製造することができしかもケイ酸塩
ガラスに匹敵する優れた熱的機械的特性を有することか
ら、高エネルギーレーザー光学機器の優れた候補であ
る。
は、Ｐｔを含まずに製造することができしかもケイ酸塩
ガラスに匹敵する優れた熱的機械的特性を有することか
ら、高エネルギーレーザー光学機器の優れた候補であ
る。
【００５７】高平均出力特性を損なうことなく製造を補
助するために、Ａｓ2 Ｏ3 及びＳｂ2 Ｏ3 等の通常の精
製用剤の少量、例えば０以上且つ１ｍｏｌｅ％未満、好
ましくは０．１乃至０．３重量％を組成物に添加するこ
とも可能である。活性レーザー材料としての使用の間に
普通のことである強いＵＶ照射にさらされる間にこれら
のガラスのソラリゼーションを抑制するために、ＴｉＯ
2 、ＣｅＯ2 及びＮｄ2 Ｏ5 （並びに他の、例えばＳｉ
Ｏ2 及びＳｂ2 Ｏ3 等）のような通常のアンチソラリゼ
ーション剤等の少量のアンチソラリゼーション有効量、
例えば０以上１ｍｏｌｅ％未満、好ましくは０．１乃至
１．５重量％を加えることも可能である。例えばレン
ズ、鏡等の光学要素の用途での使用のため等の場合に
は、例外的な特性が有利である場合には、レーザー種を
ガラスから全く除去することもまた可能である。
助するために、Ａｓ2 Ｏ3 及びＳｂ2 Ｏ3 等の通常の精
製用剤の少量、例えば０以上且つ１ｍｏｌｅ％未満、好
ましくは０．１乃至０．３重量％を組成物に添加するこ
とも可能である。活性レーザー材料としての使用の間に
普通のことである強いＵＶ照射にさらされる間にこれら
のガラスのソラリゼーションを抑制するために、ＴｉＯ
2 、ＣｅＯ2 及びＮｄ2 Ｏ5 （並びに他の、例えばＳｉ
Ｏ2 及びＳｂ2 Ｏ3 等）のような通常のアンチソラリゼ
ーション剤等の少量のアンチソラリゼーション有効量、
例えば０以上１ｍｏｌｅ％未満、好ましくは０．１乃至
１．５重量％を加えることも可能である。例えばレン
ズ、鏡等の光学要素の用途での使用のため等の場合に
は、例外的な特性が有利である場合には、レーザー種を
ガラスから全く除去することもまた可能である。
【００５８】本発明のガラスの更なる利点は、リン酸塩
レーザーガラスの現行の技術水準の製造方法にそれらが
よく適合することである。これらのガラスの溶融、精
製、均一化及びキャスティングは、ガラス産業によって
使用されている現行の標準的方法を用いて達成すること
ができる。本発明の高い熱応力耐性ガラスは、ガラス産
業において周知の通常の成形技術によって厚板、棒、デ
ィスク及びレーザー分野や他の分野により要求される他
の形状に成形することができる。得られるガラスは望ま
しい断面、励起状態放出のための良好な蛍光寿命、高い
熱伝導率、低い熱膨張、並びに製造されるガラスが１５
乃至２０Ｌの大型サイズの場合においてさえ高い光学的
品質及び光学的均一性を有し、レーザー放射を吸収し又
は散乱する含有物を一切含まない。これらのガラスより
なる光学的要素は、従って、光学ガラスの切断、研磨及
びつや出しのための標準的方法を用いて作り上げること
ができる。
レーザーガラスの現行の技術水準の製造方法にそれらが
よく適合することである。これらのガラスの溶融、精
製、均一化及びキャスティングは、ガラス産業によって
使用されている現行の標準的方法を用いて達成すること
ができる。本発明の高い熱応力耐性ガラスは、ガラス産
業において周知の通常の成形技術によって厚板、棒、デ
ィスク及びレーザー分野や他の分野により要求される他
の形状に成形することができる。得られるガラスは望ま
しい断面、励起状態放出のための良好な蛍光寿命、高い
熱伝導率、低い熱膨張、並びに製造されるガラスが１５
乃至２０Ｌの大型サイズの場合においてさえ高い光学的
品質及び光学的均一性を有し、レーザー放射を吸収し又
は散乱する含有物を一切含まない。これらのガラスより
なる光学的要素は、従って、光学ガラスの切断、研磨及
びつや出しのための標準的方法を用いて作り上げること
ができる。
【００５９】本発明のガラスは、適当量の各成分をバッ
チ内で混合し、次いで石英ガラス坩堝に充填し、選択し
た組成に応じて例えば１１００°乃至１５００℃に誘導
加熱することにより、全く通常のように製造することが
できる。ガラスは次いで、やはり組成及び溶融物の粘性
に応じて、等しい間隔でガスバブリングと攪拌とを行い
つつ、例えば１３００℃を超える温度で典型的には２乃
至４時間精製される。ガラスは典型的には、次いでスチ
ール製金型に鋳込まれ、転移温度プラス約２０℃で約２
時間焼きなましされ、続いて約３０℃／時間で冷却され
る。以下の実施例もこれらの手順に従った。
チ内で混合し、次いで石英ガラス坩堝に充填し、選択し
た組成に応じて例えば１１００°乃至１５００℃に誘導
加熱することにより、全く通常のように製造することが
できる。ガラスは次いで、やはり組成及び溶融物の粘性
に応じて、等しい間隔でガスバブリングと攪拌とを行い
つつ、例えば１３００℃を超える温度で典型的には２乃
至４時間精製される。ガラスは典型的には、次いでスチ
ール製金型に鋳込まれ、転移温度プラス約２０℃で約２
時間焼きなましされ、続いて約３０℃／時間で冷却され
る。以下の実施例もこれらの手順に従った。
【００６０】上記したように、この用途の実施例は石英
坩堝中で溶融する。そのような溶融条件下においては、
周知のように、坩堝から最終ガラス組成中にいくらかの
シリカが加えられるであろう。従って、本開示で示した
全組成は通常のようにバッチに加えられる組成成分（バ
ッチ組成）に関するものであるが、石英ガラス坩堝を使
用する場合には、最終組成はいくらかのシリカを含有す
るであろう。最初のバッチ組成からのこの通常の差異
は、例えば成分の揮発性等に起因する最終ガラス組成と
バッチ組成との間の他の差異に類似のものである。本発
明に関しては、バッチ組成に含まれる量へのシリカの追
加量は、典型的には約３．５、３、２．５、２、１．
５、１、０．５ｍｏｌｅ％等であり、特に３ｍｏｌｅ％
を超えず、取り分け２ｍｏｌｅ％を超えない（いずれも
再正規化基準）。
坩堝中で溶融する。そのような溶融条件下においては、
周知のように、坩堝から最終ガラス組成中にいくらかの
シリカが加えられるであろう。従って、本開示で示した
全組成は通常のようにバッチに加えられる組成成分（バ
ッチ組成）に関するものであるが、石英ガラス坩堝を使
用する場合には、最終組成はいくらかのシリカを含有す
るであろう。最初のバッチ組成からのこの通常の差異
は、例えば成分の揮発性等に起因する最終ガラス組成と
バッチ組成との間の他の差異に類似のものである。本発
明に関しては、バッチ組成に含まれる量へのシリカの追
加量は、典型的には約３．５、３、２．５、２、１．
５、１、０．５ｍｏｌｅ％等であり、特に３ｍｏｌｅ％
を超えず、取り分け２ｍｏｌｅ％を超えない（いずれも
再正規化基準）。
【００６１】本発明の好ましい一面においては、バッチ
組成にはシリカを添加せず、坩堝からのシリカの溶融の
ため最終組成が３ｍｏｌｅ％のシリカ、特に２ｍｏｌｅ
％ｗｏ超えない又は１ｍｏｌｏ％のシリカ（既述の基
準）を含有する。勿論、シリカ不含坩堝を使用する場合
には、この効果は起こらない。坩堝からのシリカの寄与
は溶融温度と溶融時間と共に通常変化する。例えば、約
１３００℃の温度で約２時間の溶融時間の場合、約２重
量％のシリカが水晶坩堝からくるが、正確な量は曝され
るガラス体積、坩堝の表面積、ガラス組成、溶融物の攪
拌度等の、関与する正確な条件により決定される。
組成にはシリカを添加せず、坩堝からのシリカの溶融の
ため最終組成が３ｍｏｌｅ％のシリカ、特に２ｍｏｌｅ
％ｗｏ超えない又は１ｍｏｌｏ％のシリカ（既述の基
準）を含有する。勿論、シリカ不含坩堝を使用する場合
には、この効果は起こらない。坩堝からのシリカの寄与
は溶融温度と溶融時間と共に通常変化する。例えば、約
１３００℃の温度で約２時間の溶融時間の場合、約２重
量％のシリカが水晶坩堝からくるが、正確な量は曝され
るガラス体積、坩堝の表面積、ガラス組成、溶融物の攪
拌度等の、関与する正確な条件により決定される。
【００６２】更に労することなく、当業者は、以上の記
載を用いて、本発明を完全に実施することができると確
信される。以下の好ましい具体的な実施例は、従って、
単に説明的であり開示の残余をいかなる意味においても
限定するものではないと解しなければならない。
載を用いて、本発明を完全に実施することができると確
信される。以下の好ましい具体的な実施例は、従って、
単に説明的であり開示の残余をいかなる意味においても
限定するものではないと解しなければならない。
【００６３】上記の及び以下の実施例において、温度は
いずれも補正することなく摂氏で示し、特に示さない場
合には、部分及び％は重量による。
いずれも補正することなく摂氏で示し、特に示さない場
合には、部分及び％は重量による。
【００６４】すべての引用の用途テキスト、特許及び刊
行物は参照文献としてここに導入する。
行物は参照文献としてここに導入する。
【００６５】
【実施例】実施例の数例は本発明の範囲外にある特性を
達成することに気付かれるであろう。これらの実施例
は、従って、本発明の特性の達成に、既述の一定の因子
の重要性を実証し、最も重要なことには、本発明のため
に規定された性質を有する本発明のために規定された範
囲の一般の組成のうちから組成を選択するのに通常の実
験をいかに利用するかについての価値ある指針を提供す
る。勿論、これらの実施例のいずれを研究する熟練した
労働者によっても、全く通常の考察が、開示された性質
の測定に伴う例えばＫ（９０℃）では±４％、αでは±
１％等の実験的誤差にむけられるであろう。
達成することに気付かれるであろう。これらの実施例
は、従って、本発明の特性の達成に、既述の一定の因子
の重要性を実証し、最も重要なことには、本発明のため
に規定された性質を有する本発明のために規定された範
囲の一般の組成のうちから組成を選択するのに通常の実
験をいかに利用するかについての価値ある指針を提供す
る。勿論、これらの実施例のいずれを研究する熟練した
労働者によっても、全く通常の考察が、開示された性質
の測定に伴う例えばＫ（９０℃）では±４％、αでは±
１％等の実験的誤差にむけられるであろう。
【００６６】表１に掲げた性質については次の単位を使
用している。 非線型屈折率 ： １０-13 ｅｓｕ ＣＴＥ ： １０-7／℃ 寿命 ： マイクロ秒 吸光度 ： ｃｍ-1 転移温度 ： ℃ 放出断面 ： １０-20 ｃｍ2 有効ライン幅 ： ｎｍ
用している。 非線型屈折率 ： １０-13 ｅｓｕ ＣＴＥ ： １０-7／℃ 寿命 ： マイクロ秒 吸光度 ： ｃｍ-1 転移温度 ： ℃ 放出断面 ： １０-20 ｃｍ2 有効ライン幅 ： ｎｍ
【００６７】以上の実施例は、本発明の一般的に又は特
別に記述した反応体及び／又は操作条件を上記の実施例
において用いられたものの代わりに用いることによって
も、同様の成功をもって反復することができる。
別に記述した反応体及び／又は操作条件を上記の実施例
において用いられたものの代わりに用いることによって
も、同様の成功をもって反復することができる。
【００６８】上記の記述より、当業者は容易に本発明の
本質的特徴を確認でき、その精神と範囲とから逸脱する
ことなく、種々の用途及び条件に適合するように本発明
の種々の変更及び修飾を行うことができる。
本質的特徴を確認でき、その精神と範囲とから逸脱する
ことなく、種々の用途及び条件に適合するように本発明
の種々の変更及び修飾を行うことができる。
【図１】 Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｂ2 Ｏ3 に対するＰ2 Ｏ5 の３
相図である。
相図である。
【図２】 Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｂ2 Ｏ3 に対するＰ2 Ｏ5 の３
相図である。
相図である。
【図３】 Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｂ2 Ｏ3 に対するＰ2 Ｏ5 の３
相図である。
相図である。
【図４】 Ａｌ2 Ｏ3 ＋Ｂ2 Ｏ3 に対するＰ2 Ｏ5 の３
相図である。
相図である。
【図５】 変化するＭｇＯ量についてＢ2 Ｏ3 含量に対
する断面の機能的依存性を示す（Ｐ2 Ｏ5 及びＡｌ2 Ｏ
3 の個々の量は一定とし、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの和は一
定とした。）。
する断面の機能的依存性を示す（Ｐ2 Ｏ5 及びＡｌ2 Ｏ
3 の個々の量は一定とし、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの和は一
定とした。）。
【図６】 Ａｌ：Ｂ比率（ＭｇＯ：Ｒ2 Ｏ比率は一定と
した）に対する断面の機能の依存性を示す。
した）に対する断面の機能の依存性を示す。
【図７】 変化するＭｇＯ量についてＣａＯ含量に対す
る断面の機能の依存性を示す（アルカリ土類金属の総含
量は一定とした。）。
る断面の機能の依存性を示す（アルカリ土類金属の総含
量は一定とした。）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０３Ｃ 3/19 Ｈ０１Ｓ 3/17 8934−4Ｍ (72)発明者 ドナ、グエスト・バーナック アメリカ合衆国ペンシルバニア州18641、 デュポン、フローレンスストリート101
Claims (13)
- 【請求項１】Ｋ（９０℃）が０．８５Ｗ／ｍＫより大で
ある高い熱伝導率、α（２０℃乃至３００℃）が８０×
１０-7／℃より小である低い熱膨張係数、σが２．５×
１０-20 ｃｍ2 より小である低い放出断面、及びＮｄ
（又はその等価物）のドーピング量が３重量％のときτ
が３２５マイクロ秒より大である高い蛍光寿命を有し、
酸化物組成物基準にモル％単位で示すとき本質的に、 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２ Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２０未満 Ｂ2 Ｏ3 ０乃至２５ ＺｎＯ ０乃至３１ Ｌｉ2 Ｏ ０乃至５ Ｋ2 Ｏ ０乃至５ Ｎａ2 Ｏ ０乃至５ Ｃｓ2 Ｏ ０乃至５ Ｒｂ2 Ｏ ０乃至５ ＭｇＯ ０以上３０未満 ＣａＯ ０乃至２０ ＢａＯ ０乃至２０ ＳｒＯ ０乃至２０ Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ａｓ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満 Ｌｎ2 Ｏ3 上限６．５ ＰｂＯ ０以上５未満 ＳｉＯ2 ０乃至３ （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、前記ガラスは実質的に
図３の斜線領域内部の点に対応する。）よりなる、マル
チパス、高エネルギーレーザーシステムにおけるレーザ
ー増幅器として有用な、低又は無シリカで低又は無アル
カリのリン酸塩ガラス。 - 【請求項２】Ｋ（９０℃）が０．８５Ｗ／ｍＫより大で
ある高い熱伝導率、α（２０℃乃至３００℃）が８０×
１０-7／℃より小である低い熱膨張係数、σが２．５×
１０-20 ｃｍ2 より小である低い放出断面、及びＮｄの
ドーピング量が３重量％のときτが３２５マイクロ秒よ
り大である高い蛍光寿命を有し、酸化物組成物基準にモ
ル％単位で示すとき本質的に、 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２ Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２０未満 Ｂ2 Ｏ3 ０より大且つ２５以下 ＺｎＯ ０乃至３１ Ｌｉ2 Ｏ ０乃至５ Ｋ2 Ｏ ０乃至５ Ｎａ2 Ｏ ０乃至５ Ｃｓ2 Ｏ ０乃至５ Ｒｂ2 Ｏ ０乃至５ ＭｇＯ ０より大且つ３０未満 ＣａＯ ０乃至２０ ＢａＯ ０乃至２０ ＳｒＯ ０以上２０未満 Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ａｓ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満 Ｌｎ2 Ｏ3 上限６．５ ＰｂＯ ０以上５未満 ＳｉＯ2 ０乃至３ （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、Ａｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯ
の和は、ΣＲ2 Ｏが０でないならば、２４より小であ
り、０であるならば４２より小であり、そして、Ｂ2 Ｏ
3 に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
る。）よりなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシ
ステムにおけるレーザー増幅器として有用な、低又は無
シリカで低又は無アルカリのリン酸塩ガラス。 - 【請求項３】Ｋ（９０℃）が０．８５Ｗ／ｍＫより大で
ある高い熱伝導率、α（２０℃乃至３００℃）が８０×
１０-7／℃より小である低い熱膨張係数、σが２．５×
１０-20 ｃｍ2 より小である低い放出断面、及びＮｄの
ドーピング量が３重量％のときτが３２５マイクロ秒よ
り大である高い蛍光寿命を有し、酸化物組成物基準にモ
ル％単位で示すとき本質的に、 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２ Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２０未満 Ｂ2 Ｏ3 ０より大且つ２５以下 ＺｎＯ ０乃至３１ Ｌｉ2 Ｏ ０乃至５ Ｋ2 Ｏ ０乃至５ Ｎａ2 Ｏ ０乃至５ Ｃｓ2 Ｏ ０乃至５ Ｒｂ2 Ｏ ０乃至５ ＭｇＯ ０より大且つ３０未満 ＣａＯ ０乃至２０ ＢａＯ ０乃至２０ ＳｒＯ ０以上２０未満 Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ａｓ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満 Ｌｎ2 Ｏ3 上限６．５ ＰｂＯ ０以上５未満 ＳｉＯ2 ０乃至３ （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、もしΣＲ2 Ｏが０より
大であるときは、ＭｇＯ及びＺｎＯの総和は１０以下で
あり、そして、Ｂ2 Ｏ3 に対するＭｇＯの比率は０．４
８乃至４．２０である。）よりなる、マルチパス、高エ
ネルギーレーザーシステムにおけるレーザー増幅器とし
て有用な、低又は無シリカで低又は無アルカリのリン酸
塩ガラス。 - 【請求項４】Ｋ（９０℃）が０．８５Ｗ／ｍＫより大で
ある高い熱伝導率、α（２０℃乃至３００℃）が８０×
１０-7／℃より小である低い熱膨張係数、σが２．５×
１０-20 ｃｍ2 より小である低い放出断面、及びＮｄの
ドーピング量が３重量％のときτが３２５マイクロ秒よ
り大である高い蛍光寿命を有し、酸化物組成物基準にモ
ル％単位で示すとき本質的に、 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２ Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２０未満 Ｂ2 Ｏ3 ５乃至２５ ＺｎＯ ０乃至３１ Ｌｉ2 Ｏ ０乃至５ Ｋ2 Ｏ ０乃至５ Ｎａ2 Ｏ ０乃至５ Ｃｓ2 Ｏ ０乃至５ Ｒｂ2 Ｏ ０乃至５ ＭｇＯ ０より大且つ３０未満 ＣａＯ ０乃至２０ ＢａＯ ０乃至２０ ＳｒＯ ０以上２０未満 Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ａｓ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満 Ｌｎ2 Ｏ3 上限６．５ ＰｂＯ ０以上５未満 ＳｉＯ2 ０乃至３ （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、Ａｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯ
の和は、ΣＲ2 Ｏが０でないならば、２４より小であ
り、０であるならば４２より小であり、そして、Ｂ2 Ｏ
3 に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
る。）よりなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシ
ステムにおけるレーザー増幅器として有用な、低又は無
シリカで低又は無アルカリのリン酸塩ガラス。 - 【請求項５】Ｋ（９０℃）が０．８５Ｗ／ｍＫより大で
ある高い熱伝導率、α（２０℃乃至３００℃）が８０×
１０-7／℃より小である低い熱膨張係数、σが２．５×
１０-20 ｃｍ2 より小である低い放出断面、及びＮｄの
ドーピング量が３重量％のときτが３２５マイクロ秒よ
り大である高い蛍光寿命を有し、酸化物組成物基準にモ
ル％単位で示すとき本質的に、 Ｐ2 Ｏ5 ５２乃至７２ Ａｌ2 Ｏ3 ０以上２０未満 Ｂ2 Ｏ3 ５より大且つ２５以下 ＺｎＯ ５乃至３１ Ｌｉ2 Ｏ ０乃至５ Ｋ2 Ｏ ０乃至５ Ｎａ2 Ｏ ０乃至５ Ｃｓ2 Ｏ ０乃至５ Ｒｂ2 Ｏ ０より大且つ５以下 ＭｇＯ ０より大且つ３０未満 ＣａＯ ０乃至２０ ＢａＯ ０乃至２０ ＳｒＯ ０以上２０未満 Ｓｂ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ａｓ2 Ｏ3 ０以上１未満 Ｎｂ2 Ｏ5 ０以上１未満 Ｌｎ2 Ｏ3 上限６．５ ＰｂＯ ０以上５未満 ＳｉＯ2 ０乃至３ （上記において、Ｌｎ2 Ｏ3 はランタニド酸化物の総和
であり、ΣＲ2 Ｏは５より小であり、ここにＲはＬｉ、
Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ及びＲｂであり、Ａｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯ
の和は、ΣＲ2 Ｏが０でないならば、２４より小であ
り、０であるならば４２より小であり、そして、Ｂ2 Ｏ
3 に対するＭｇＯの比率は０．４８乃至４．２０であ
る。）よりなる、マルチパス、高エネルギーレーザーシ
ステムにおけるレーザー増幅器として有用な、低又は無
シリカで低又は無アルカリのリン酸塩ガラス。 - 【請求項６】Ｐ2 Ｏ5 が６０以上且つΣＲ2 Ｏが０であ
るならばＡｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 及びＲ1 Ｏの総和が３
０．４より小であり、ここにＲ1 はＢａ、Ｍｇ、Ｃａ、
Ｓｒ、Ｐｂ及びＺｎであることを特徴とする、請求項２
乃至５のいずれかに記載のガラス。 - 【請求項７】Ａｌ2 Ｏ3 及びＭｇＯの総和が９．１より
小であることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれか
に記載のガラス。 - 【請求項８】ＭｇＯ及びＺｎＯの総和が０．０乃至５０
であることを特徴とする、請求項２乃至５のいずれかに
記載のガラス。 - 【請求項９】Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ及びＺｎＯの総和が１
４．３より大且つ４６．２より小であることを特徴とす
る、請求項２乃至５のいずれかに記載のガラス。 - 【請求項１０】Ｐ2 Ｏ5 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 、Ｍｇ
Ｏ及びＺｎＯの総和が８８以上であることを特徴とす
る、請求項２乃至５のいずれかに記載のガラス。 - 【請求項１１】Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂ2 Ｏ3 及びＭｇＯの総和
が１０．５より大且つ４６．２より小であることを特徴
とする、請求項２乃至５のいずれかに記載のガラス。 - 【請求項１２】ΣＲ2 Ｏが０．０であることを特徴とす
る、請求項２乃至５のいずれかに記載のガラス。 - 【請求項１３】Ａｌ2 Ｏ3 の量が４以上２０未満である
ことを特徴とする、請求項２乃至５のいずれかに記載の
ガラス。
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