JPH0729800B2 - 光学ガラス体の製造方法 - Google Patents
光学ガラス体の製造方法Info
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- JPH0729800B2 JPH0729800B2 JP62020677A JP2067787A JPH0729800B2 JP H0729800 B2 JPH0729800 B2 JP H0729800B2 JP 62020677 A JP62020677 A JP 62020677A JP 2067787 A JP2067787 A JP 2067787A JP H0729800 B2 JPH0729800 B2 JP H0729800B2
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- Japan
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- glass body
- ion
- glass
- ions
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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
- C03C21/00—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
- C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の光学機器やオプ
トエレクトロニクス等で用いられる光学ガラス体の製造
方法に関する。
トエレクトロニクス等で用いられる光学ガラス体の製造
方法に関する。
カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の光学機器やオプトエレクト
ロニクスの分野において、レンズ、光学系の設計の面か
ら多種多様な光学特性（屈折率、色分散等）を持った光
学ガラスが必要とされ、現在数百種類もの光学ガラス
が、その組成に見合った原料を溶解、冷却固化すること
により製造されている。しかし、溶解法による製造で
は、目的とする種々の光学特性を持つているにも拘ら
ず、熱的安定性が悪いため失透し易いために製造が極め
て困難な組成のガラスも多い。
ロニクスの分野において、レンズ、光学系の設計の面か
ら多種多様な光学特性（屈折率、色分散等）を持った光
学ガラスが必要とされ、現在数百種類もの光学ガラス
が、その組成に見合った原料を溶解、冷却固化すること
により製造されている。しかし、溶解法による製造で
は、目的とする種々の光学特性を持つているにも拘ら
ず、熱的安定性が悪いため失透し易いために製造が極め
て困難な組成のガラスも多い。
発明者は特開昭61-222943号公報記載の発明の第一の工
程によって、上記の熱的安定性が悪い組成のガラスをイ
オン交換を用いて製造する方法を開示した。即ち、Na+
やK+等の低屈折率を生じるイオン〔Ｉ〕を多く含むガラ
ス体をAg+、Tl+、Li+等の高屈折率を生じるイオン〔I
I〕を含む物質と接触させ、上記ガラス体を構成するイ
オン〔Ｉ〕（Na+、K+）と高屈折率を生ずるイオン〔I
I〕（Ag+、Tl+、Li+）とのイオン交換を充分に行ない、
高屈折率を生じるイオンの濃度をガラス体の中心部から
外方に亘って均一に高くすることにより、ガラス体の屈
折率を一様に高くするものである。
程によって、上記の熱的安定性が悪い組成のガラスをイ
オン交換を用いて製造する方法を開示した。即ち、Na+
やK+等の低屈折率を生じるイオン〔Ｉ〕を多く含むガラ
ス体をAg+、Tl+、Li+等の高屈折率を生じるイオン〔I
I〕を含む物質と接触させ、上記ガラス体を構成するイ
オン〔Ｉ〕（Na+、K+）と高屈折率を生ずるイオン〔I
I〕（Ag+、Tl+、Li+）とのイオン交換を充分に行ない、
高屈折率を生じるイオンの濃度をガラス体の中心部から
外方に亘って均一に高くすることにより、ガラス体の屈
折率を一様に高くするものである。
しかしながら、上記の従来の方法ではガラス体中のイオ
ン〔Ｉ〕とガラス体外のイオン〔II〕との平衡関係か
ら、ガラス体中でのイオン〔Ｉ〕及びイオン〔II〕の濃
度は限定されてしまうために、イオン〔Ｉ〕を含む一種
類のガラスに対して一種類の屈折率を有する光学ガラス
体しか作製できない欠点があった。
ン〔Ｉ〕とガラス体外のイオン〔II〕との平衡関係か
ら、ガラス体中でのイオン〔Ｉ〕及びイオン〔II〕の濃
度は限定されてしまうために、イオン〔Ｉ〕を含む一種
類のガラスに対して一種類の屈折率を有する光学ガラス
体しか作製できない欠点があった。
また、多種多用な光学設計の必要性から現在でも屈折率
が1.46から1.98、アッベ数（色分散）υｄが20から91ま
での多くの光学ガラスが市場に出ており、用途に応じた
良好な光学特性を持つ光学ガラスをイオン交換を用いて
製造するためには、従来の方法ではそれぞれ異なる組成
（濃度）のイオン〔Ｉ〕を含むガラス体を溶解法によっ
て作製する必要があった。
が1.46から1.98、アッベ数（色分散）υｄが20から91ま
での多くの光学ガラスが市場に出ており、用途に応じた
良好な光学特性を持つ光学ガラスをイオン交換を用いて
製造するためには、従来の方法ではそれぞれ異なる組成
（濃度）のイオン〔Ｉ〕を含むガラス体を溶解法によっ
て作製する必要があった。
従って本発明の目的は、同一のガラス体から任意の異な
る屈折率と良好な光学特性を有し、しかも均一なイオン
濃度分布を有する各種光学ガラス体を製造する方法を提
供することである。
る屈折率と良好な光学特性を有し、しかも均一なイオン
濃度分布を有する各種光学ガラス体を製造する方法を提
供することである。
上述の目的は、ガラス体を該ガラス体を構成するイオン
〔Ｉ〕よりも高屈折率を生じ、しかもガラス中にイオン
拡散が可能なイオン〔II〕を含む溶融塩中に、ガラス体
中のイオン〔II〕の濃度がガラス体の中心部から外方に
亘って飽和し（言い換えると平衡状態に達し）均一な濃
度分布になる以前の任意の段階まで浸漬して、ガラス体
中のイオン〔Ｉ〕の一部をイオン〔II〕とイオン交換す
ることにより、ガラス体の中心部から外方に向かって、
イオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布が均一で
ないガラス体を形成する第一の工程と、第一の工程にお
いて得られたガラス体を、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕及
び〔II〕のそれぞれの濃度分布をガラス体の中心部から
外方に亘って実質的に均一にするに充分な程度に加熱す
る第二の工程とを含むことを特徴とする本発明の光学ガ
ラス体の製造方法によって達成され、本発明によれば同
一のガラス体から、任意の異なる屈折率を有する光学ガ
ラス体を製造することが可能になった。
〔Ｉ〕よりも高屈折率を生じ、しかもガラス中にイオン
拡散が可能なイオン〔II〕を含む溶融塩中に、ガラス体
中のイオン〔II〕の濃度がガラス体の中心部から外方に
亘って飽和し（言い換えると平衡状態に達し）均一な濃
度分布になる以前の任意の段階まで浸漬して、ガラス体
中のイオン〔Ｉ〕の一部をイオン〔II〕とイオン交換す
ることにより、ガラス体の中心部から外方に向かって、
イオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布が均一で
ないガラス体を形成する第一の工程と、第一の工程にお
いて得られたガラス体を、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕及
び〔II〕のそれぞれの濃度分布をガラス体の中心部から
外方に亘って実質的に均一にするに充分な程度に加熱す
る第二の工程とを含むことを特徴とする本発明の光学ガ
ラス体の製造方法によって達成され、本発明によれば同
一のガラス体から、任意の異なる屈折率を有する光学ガ
ラス体を製造することが可能になった。
本発明の好ましい実施の態様を列挙すると以下の通りで
ある。
ある。
（ｉ）高屈折率を生じるイオン〔II〕をガラス体に導入
する第一の工程におけるイオン交換をガラス体に電解を
印加しながら行なう。
する第一の工程におけるイオン交換をガラス体に電解を
印加しながら行なう。
（ii）第一の工程において、高屈折率を生じるイオン
〔II〕としてAg+、Tl+、Cs+またはLi+を用いる。
〔II〕としてAg+、Tl+、Cs+またはLi+を用いる。
（iii）ガラス体としてリン酸塩ガラスを、また第一の
工程で高屈折率を生じるイオン〔II〕としてAg+を用い
る。
工程で高屈折率を生じるイオン〔II〕としてAg+を用い
る。
ここで（ii）、（iii）について、さらに詳しく述べる
と、イオン〔II〕としては屈折率の高いガラス体を製造
するにはCs+、Tl+、Ag+やLi+を用いることができ、これ
らのイオンとイオン交換を行なうべきイオン〔Ｉ〕とし
てはNa+やK+等を用いることができる。ここでイオン〔I
I〕としてAg+を用いる場合には、ケイ酸塩ガラスやホウ
酸塩ガラスでは含有し得るAg+の量はかなり制限を受け
るが、リン酸塩ガラスではこれらのガラスに比べて多量
のAg+を含有させることができる。
と、イオン〔II〕としては屈折率の高いガラス体を製造
するにはCs+、Tl+、Ag+やLi+を用いることができ、これ
らのイオンとイオン交換を行なうべきイオン〔Ｉ〕とし
てはNa+やK+等を用いることができる。ここでイオン〔I
I〕としてAg+を用いる場合には、ケイ酸塩ガラスやホウ
酸塩ガラスでは含有し得るAg+の量はかなり制限を受け
るが、リン酸塩ガラスではこれらのガラスに比べて多量
のAg+を含有させることができる。
以下図面に基づいて本発明を詳述する。
第１図は第３図に示されたような形状を有する半径r0の
ロッド状ガラスを出発ガラス体として用いて本発明の方
法を実施した場合における各工程後のガラス体中のイオ
ン濃度分布の変化を示したものである。
ロッド状ガラスを出発ガラス体として用いて本発明の方
法を実施した場合における各工程後のガラス体中のイオ
ン濃度分布の変化を示したものである。
初めにNa+やK+などのイオン（イオン〔Ｉ〕）を多く含
有するロッド状ガラス体を溶解法により製造し、これを
本発明において出発ガラス体として用いる。この出発ガ
ラス体中のイオン〔Ｉ〕の濃度は同図（Ａ）の点線1aで
示すように中心部０から半径r0に亘って均一である（濃
度Ｃ）。
有するロッド状ガラス体を溶解法により製造し、これを
本発明において出発ガラス体として用いる。この出発ガ
ラス体中のイオン〔Ｉ〕の濃度は同図（Ａ）の点線1aで
示すように中心部０から半径r0に亘って均一である（濃
度Ｃ）。
この出発ガラス体をAg+、Tl+、Li+などの高屈折率を生
じるイオン（イオン〔II〕）の硝酸塩や硫酸塩等の溶融
塩中に所定温度（Ｔ）で所定時間（ｔ）浸漬して、ガラ
ス体中のイオン〔Ｉ〕の一部と溶融塩中のイオン〔II〕
とのイオン交換を行なう（第一の工程）。この工程にお
いてイオン交換は、溶融塩からガラス体中に拡散移入す
るイオン〔II〕のガラス体中の濃度がガラス体の中心部
０から半径r0に亘って飽和し均一な濃度分布になる以前
の任意の段階で停止することが本発明において必須条件
であり、この工程により、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕の
濃度は第１図（Ｂ）の点線1bで示すように中心部０から
半径r0の方向に向かって放物線状に減少するとともに、
イオン〔II〕の濃度は実線2bで示すように中心部０から
半径r0の方向に向かって放物線状に増加し、ガラス体の
中心部０から半径r0の方向に向かってイオン〔Ｉ〕及び
〔II〕のそれぞれの濃度分布が均一でないガラス体が得
られる。
じるイオン（イオン〔II〕）の硝酸塩や硫酸塩等の溶融
塩中に所定温度（Ｔ）で所定時間（ｔ）浸漬して、ガラ
ス体中のイオン〔Ｉ〕の一部と溶融塩中のイオン〔II〕
とのイオン交換を行なう（第一の工程）。この工程にお
いてイオン交換は、溶融塩からガラス体中に拡散移入す
るイオン〔II〕のガラス体中の濃度がガラス体の中心部
０から半径r0に亘って飽和し均一な濃度分布になる以前
の任意の段階で停止することが本発明において必須条件
であり、この工程により、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕の
濃度は第１図（Ｂ）の点線1bで示すように中心部０から
半径r0の方向に向かって放物線状に減少するとともに、
イオン〔II〕の濃度は実線2bで示すように中心部０から
半径r0の方向に向かって放物線状に増加し、ガラス体の
中心部０から半径r0の方向に向かってイオン〔Ｉ〕及び
〔II〕のそれぞれの濃度分布が均一でないガラス体が得
られる。
次いでこのガラス体を溶融塩から取り出し、ガラス体中
のイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布をガラ
ス体の中心部０から半径r0に亘って実質的に均一にする
に充分な程度に加熱する（第二の工程）。この工程によ
り、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕とイオン〔II〕とは相互
拡散して、イオン〔Ｉ〕及びイオン〔II〕の濃度分布は
第１図（Ｃ）の点線1c及び実線2cでそれぞれ示すように
中心線０から半径r0に亘って実質的に均一となる。
のイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布をガラ
ス体の中心部０から半径r0に亘って実質的に均一にする
に充分な程度に加熱する（第二の工程）。この工程によ
り、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕とイオン〔II〕とは相互
拡散して、イオン〔Ｉ〕及びイオン〔II〕の濃度分布は
第１図（Ｃ）の点線1c及び実線2cでそれぞれ示すように
中心線０から半径r0に亘って実質的に均一となる。
次に光学ガラス体の屈折率の制御について説明する。上
記の場合よりも屈折率の小さなレンズを作製する場合に
は、第一の工程において、ガラス体を溶融塩に浸漬する
時間を上記時間ｔよりも短くするか、温度を上記温度Ｔ
よりも低くする。こうすることにより、溶融塩からガラ
ス体中へ拡散移入するイオン〔II〕の量は少なくなり、
屈折率の低い光学ガラス体が得られる。
記の場合よりも屈折率の小さなレンズを作製する場合に
は、第一の工程において、ガラス体を溶融塩に浸漬する
時間を上記時間ｔよりも短くするか、温度を上記温度Ｔ
よりも低くする。こうすることにより、溶融塩からガラ
ス体中へ拡散移入するイオン〔II〕の量は少なくなり、
屈折率の低い光学ガラス体が得られる。
逆に屈折率の高い光学ガラス体を作製する場合、第一の
工程においてガラス体を溶融塩に浸漬する時間を上記時
間ｔよりも長くするか、温度を上記温度Ｔよりも高くす
る。こうすることにより、溶融塩からガラス体中へ拡散
移入するイオン〔II〕の量は多くなり、屈折率の高い光
学ガラス体が得られる。
工程においてガラス体を溶融塩に浸漬する時間を上記時
間ｔよりも長くするか、温度を上記温度Ｔよりも高くす
る。こうすることにより、溶融塩からガラス体中へ拡散
移入するイオン〔II〕の量は多くなり、屈折率の高い光
学ガラス体が得られる。
このように同一のガラス体から、任意の異なる屈折率を
有する光学ガラス体が得られることは本発明の最大の利
点である。
有する光学ガラス体が得られることは本発明の最大の利
点である。
以上、出発ガラス体として第３図に示したような形状の
ガラスロッドを用いた場合について説明してきたが、本
発明では出発ガラス体の形状を他の形状のガラス体にも
適用できる。たとえば、第４図に示したような形状の厚
み２・d0の板状ガラス体を用いたり、第５図に示したよ
うな形状の半径r0の球状のガラス体を用いることにより
球レンズを作製することが可能である。また凸レンズ、
凹レンズ、メニスカスレンズ等の各種レンズ形状に加工
したガラス体に適用することも可能である。
ガラスロッドを用いた場合について説明してきたが、本
発明では出発ガラス体の形状を他の形状のガラス体にも
適用できる。たとえば、第４図に示したような形状の厚
み２・d0の板状ガラス体を用いたり、第５図に示したよ
うな形状の半径r0の球状のガラス体を用いることにより
球レンズを作製することが可能である。また凸レンズ、
凹レンズ、メニスカスレンズ等の各種レンズ形状に加工
したガラス体に適用することも可能である。
また本発明では、第一の工程を、電界を印加しながら溶
融塩中のイオン〔II〕をガラス体へ拡散移入させる、い
わゆる電界イオン移入法で実施することも可能である。
この電界イオン移入法は、例えば第２図（Ａ）に示した
ような装置を用いて行なわれる。この図において、溶融
塩容器10には溶融塩７が満たされており、その中に電極
（プラス側）９が浸漬されており、一方、その四方に壁
が設けられていて内側容器を構成している皿状ガラス試
料６には溶融塩７が満たされており、その中に電極（マ
イナス側）８が浸漬されている。この装置を用いて、溶
融塩７の温度を所定温度に保って電極8,9間に所定の電
界を印加すると、イオン〔II〕のガラス体中への拡散移
入速度が数倍程度早くなるので、処理時間を短縮するこ
とができる。なお、電界イオン移入法により第１の工程
を実施することにより得られた、第４図に図示の如く、
形状の厚み２・d0の板状ガラス体中のイオン〔Ｉ〕及び
〔II〕の濃度分布は、第２図（Ｂ）の点線1d及び実線2d
にそれぞれ示すように、中心部０から厚みd0の方向に向
かって非対称になるが、第二の工程で加熱することによ
り、容易にイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分
布を均一にすることができる。
融塩中のイオン〔II〕をガラス体へ拡散移入させる、い
わゆる電界イオン移入法で実施することも可能である。
この電界イオン移入法は、例えば第２図（Ａ）に示した
ような装置を用いて行なわれる。この図において、溶融
塩容器10には溶融塩７が満たされており、その中に電極
（プラス側）９が浸漬されており、一方、その四方に壁
が設けられていて内側容器を構成している皿状ガラス試
料６には溶融塩７が満たされており、その中に電極（マ
イナス側）８が浸漬されている。この装置を用いて、溶
融塩７の温度を所定温度に保って電極8,9間に所定の電
界を印加すると、イオン〔II〕のガラス体中への拡散移
入速度が数倍程度早くなるので、処理時間を短縮するこ
とができる。なお、電界イオン移入法により第１の工程
を実施することにより得られた、第４図に図示の如く、
形状の厚み２・d0の板状ガラス体中のイオン〔Ｉ〕及び
〔II〕の濃度分布は、第２図（Ｂ）の点線1d及び実線2d
にそれぞれ示すように、中心部０から厚みd0の方向に向
かって非対称になるが、第二の工程で加熱することによ
り、容易にイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分
布を均一にすることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１） モル％でNa2O40％、P2O532％を含有するリン酸塩ガラス
（屈折率nd＝1.680、アッベ数υｄ＝32.0）を厚さ2mm、
縦横それぞれ25mmの板状に加工した板状ガラス体を出発
ガラス体として用いた。この板状ガラス体中のNa2Oの中
心部０からd0方向に向かっての濃度分布は第６図（Ａ）
の直線4aで示される如く、40mol％で均一であった。
（屈折率nd＝1.680、アッベ数υｄ＝32.0）を厚さ2mm、
縦横それぞれ25mmの板状に加工した板状ガラス体を出発
ガラス体として用いた。この板状ガラス体中のNa2Oの中
心部０からd0方向に向かっての濃度分布は第６図（Ａ）
の直線4aで示される如く、40mol％で均一であった。
この板状ガラス体を重量基準で40％のAgNO3と60％のKNO
3とからなる、410℃に保持した溶融塩中に８時間浸漬し
て板状ガラス体中のNa+と溶融塩中のAg+のイオン交換を
行った（第一の工程）。第一の工程により、Na2Oの濃度
は、第６図（Ｂ）の曲線4bに示すように中心部０から厚
みd0の方向に向かって放物線状に減少し、逆にAg2Oの濃
度は、同図の曲線5bに示すように中心部０から厚みd0の
方向に向かって放物線状に増加した。
3とからなる、410℃に保持した溶融塩中に８時間浸漬し
て板状ガラス体中のNa+と溶融塩中のAg+のイオン交換を
行った（第一の工程）。第一の工程により、Na2Oの濃度
は、第６図（Ｂ）の曲線4bに示すように中心部０から厚
みd0の方向に向かって放物線状に減少し、逆にAg2Oの濃
度は、同図の曲線5bに示すように中心部０から厚みd0の
方向に向かって放物線状に増加した。
次に板状ガラス体を溶融塩から取り出し、空気中で410
℃で170時間加熱した（第二の工程）。第二の工程によ
り、Na2O及びAg2Oの濃度は、第６図（Ｃ）の直線4c及び
5cにそれぞれ示すように、中心部０から厚みd0に亘っ
て、一様に均一な光学ガラス体が得られた。この光学ガ
ラス体の屈折率は、nd＝1.749、アッベ数υｄ＝29.8で
あった。
℃で170時間加熱した（第二の工程）。第二の工程によ
り、Na2O及びAg2Oの濃度は、第６図（Ｃ）の直線4c及び
5cにそれぞれ示すように、中心部０から厚みd0に亘っ
て、一様に均一な光学ガラス体が得られた。この光学ガ
ラス体の屈折率は、nd＝1.749、アッベ数υｄ＝29.8で
あった。
同様に、同一の板状ガラス体、溶融塩を用いて、溶解塩
を用いて第一の工程の浸漬時間のみを変えて（第一の工
程の浸漬温度及び第二の工程の熱処理温度、熱処理時間
は同じ。）得られた光学ガラス体のAg2O及びNa2Oの（平
均）濃度をEPMA（電子線マイクロアナライザ）を用いて
測定したところ、第７図に示す如く、第一の工程での浸
漬時間が増すにつれ、Ag2Oの平均濃度は曲線11のように
増加し、Na2Oの平均濃度は曲線12のように減少すること
が解った。こうして第一の工程の浸漬時間を変化させる
こと（つまり、各イオンの濃度分布が飽和し均一な濃度
分布になる以前の任意の段階まで浸漬すること）によっ
て種々の屈折率を有し、良好な光学特性の光学ガラス体
を得られることが解った。
を用いて第一の工程の浸漬時間のみを変えて（第一の工
程の浸漬温度及び第二の工程の熱処理温度、熱処理時間
は同じ。）得られた光学ガラス体のAg2O及びNa2Oの（平
均）濃度をEPMA（電子線マイクロアナライザ）を用いて
測定したところ、第７図に示す如く、第一の工程での浸
漬時間が増すにつれ、Ag2Oの平均濃度は曲線11のように
増加し、Na2Oの平均濃度は曲線12のように減少すること
が解った。こうして第一の工程の浸漬時間を変化させる
こと（つまり、各イオンの濃度分布が飽和し均一な濃度
分布になる以前の任意の段階まで浸漬すること）によっ
て種々の屈折率を有し、良好な光学特性の光学ガラス体
を得られることが解った。
（実施例２） 実施例１と同一ガラス組成、同一形状の板状ガラス体
を、実施例１と同一の溶融塩中で、410℃で150時間浸漬
し（第一の工程）、第二の工程の加熱処理を同温度410
℃にて20時間行なったところ、屈折率nd＝1.880、アッ
ベ数υｄ＝25.3の均一な光学ガラス体が得られた。
を、実施例１と同一の溶融塩中で、410℃で150時間浸漬
し（第一の工程）、第二の工程の加熱処理を同温度410
℃にて20時間行なったところ、屈折率nd＝1.880、アッ
ベ数υｄ＝25.3の均一な光学ガラス体が得られた。
（実施例３） 第２図（Ａ）に示した装置を用いて、第一の工程を電界
イオン移入法によって実施した。即ち、BK7と称する光
学ガラス（重量基準でSiO268.9％、B2O310.1％、Na2O8.
8％、K2O8.4％、BaO2.8％、As2O31.0％：屈折率nd＝1.5
2）の皿状物（肉圧1mm）を出発ガラス体として用い、溶
融塩としては、mol％でTlSO430％、ZnSO440％、K2SO430
％からなる溶融塩を用いて、電界の強さ7V/mmの電界を
印加しながら530℃で20時間かけて第一の工程のイオン
交換を行なった。
イオン移入法によって実施した。即ち、BK7と称する光
学ガラス（重量基準でSiO268.9％、B2O310.1％、Na2O8.
8％、K2O8.4％、BaO2.8％、As2O31.0％：屈折率nd＝1.5
2）の皿状物（肉圧1mm）を出発ガラス体として用い、溶
融塩としては、mol％でTlSO430％、ZnSO440％、K2SO430
％からなる溶融塩を用いて、電界の強さ7V/mmの電界を
印加しながら530℃で20時間かけて第一の工程のイオン
交換を行なった。
次いで空気中、530℃で120時間加熱して第二の工程を行
なうことにより、屈折率nd＝1.64の光学ガラス体を得
た。
なうことにより、屈折率nd＝1.64の光学ガラス体を得
た。
以上の通り、本発明の光学ガラス体の製造方法はガラス
体を構成するイオン〔Ｉ〕の一部を、高屈折率を生ずる
イオン〔II〕とイオン交換する第一の工程と、ガラス体
中のイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布を均
一にする第二の工程とからなるものであり、第一の工程
のイオン交換処理条件を制御することにより、高屈折率
を生ずるイオンを含む多種のガラス体を溶解法により作
製することなく、同一ガラス体から、任意の異なる屈折
率を有する多種の光学ガラス体を容易かつ安定して作製
することができるので、その工業的意義は極めて大であ
る。
体を構成するイオン〔Ｉ〕の一部を、高屈折率を生ずる
イオン〔II〕とイオン交換する第一の工程と、ガラス体
中のイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布を均
一にする第二の工程とからなるものであり、第一の工程
のイオン交換処理条件を制御することにより、高屈折率
を生ずるイオンを含む多種のガラス体を溶解法により作
製することなく、同一ガラス体から、任意の異なる屈折
率を有する多種の光学ガラス体を容易かつ安定して作製
することができるので、その工業的意義は極めて大であ
る。
第１図は、本発明の方法を実施した場合における各工程
後のガラス体中のイオン濃度分布説明図、 第２図は、第一の工程を電界イオン移入法で実施する場
合に用いられる装置の断面図及びガラス体中のイオン濃
度分布説明図、 第３図は、ロッド状ガラス体の斜視図、 第４図は、板状ガラス体の斜視図、 第５図は、球レンズの斜視図、 第６図は、実施例１における各工程後のガラス体中のイ
オン濃度分布説明図、 第７図は、実施例１における、第一の工程のイオン交換
時間とガラス体中のイオン濃度の関係を示す説明図であ
る。 1a〜ｄ……イオン〔Ｉ〕の濃度分布線 2b〜ｄ……イオン〔II〕の濃度分布線 4a〜ｃ……Na2Oの濃度分布線 5b,c……Ag2Oの濃度分布線 ６……ガラス試料 ７……溶融塩 ８……電極（マイナス側） ９……電極（プラス側） 10……溶融塩容器 11……Ag2Oの濃度変化曲線 12……Na2Oの濃度変化曲線
後のガラス体中のイオン濃度分布説明図、 第２図は、第一の工程を電界イオン移入法で実施する場
合に用いられる装置の断面図及びガラス体中のイオン濃
度分布説明図、 第３図は、ロッド状ガラス体の斜視図、 第４図は、板状ガラス体の斜視図、 第５図は、球レンズの斜視図、 第６図は、実施例１における各工程後のガラス体中のイ
オン濃度分布説明図、 第７図は、実施例１における、第一の工程のイオン交換
時間とガラス体中のイオン濃度の関係を示す説明図であ
る。 1a〜ｄ……イオン〔Ｉ〕の濃度分布線 2b〜ｄ……イオン〔II〕の濃度分布線 4a〜ｃ……Na2Oの濃度分布線 5b,c……Ag2Oの濃度分布線 ６……ガラス試料 ７……溶融塩 ８……電極（マイナス側） ９……電極（プラス側） 10……溶融塩容器 11……Ag2Oの濃度変化曲線 12……Na2Oの濃度変化曲線
Claims (1)
- 【請求項１】ガラス体を、該ガラス体を構成するイオン
〔Ｉ〕よりも高屈折率を生じ、しかもガラス中にイオン
拡散が可能なイオン〔II〕を含む溶融塩中に、ガラス体
中のイオン〔II〕の濃度がガラス体の中心部から外方に
亘って飽和し均一な濃度分布になる以前の任意の段階ま
で浸漬して、ガラス体中のイオン〔Ｉ〕の一部をイオン
〔II〕とイオン交換することにより、ガラス体の中心部
から外方に向かって、イオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞ
れの濃度分布が均一でないガラス体を形成する第一の工
程と、第一の工程において得られたガラス体を、ガラス
体中のイオン〔Ｉ〕及び〔II〕のそれぞれの濃度分布を
ガラス体の中心部から外方に亘って実質的に均一にする
に充分な程度に加熱する第二の工程とを含むことを特徴
とする光学ガラス体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020677A JPH0729800B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 光学ガラス体の製造方法 |
| US07/148,570 US4851024A (en) | 1987-01-31 | 1988-01-26 | Process for producing optical glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020677A JPH0729800B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 光学ガラス体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63190733A JPS63190733A (ja) | 1988-08-08 |
| JPH0729800B2 true JPH0729800B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=12033816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020677A Expired - Lifetime JPH0729800B2 (ja) | 1987-01-31 | 1987-01-31 | 光学ガラス体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851024A (ja) |
| JP (1) | JPH0729800B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| US5607492A (en) * | 1994-11-04 | 1997-03-04 | Institut National D'optique | Method for forming a nonfull aperture luneberg lens with a graded index core and a homogenous cladding |
| US5825803A (en) * | 1995-12-14 | 1998-10-20 | Institut National D'optique | Multiple emitter laser diode assembly with graded-index fiber microlens |
| JP4223967B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2009-02-12 | Ｈｏｙａ株式会社 | ガラス光学素子の製造方法 |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5038342B2 (ja) * | 1971-12-01 | 1975-12-09 | ||
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| US4455160A (en) * | 1982-12-20 | 1984-06-19 | Corning Glass Works | Transparent glass-ceramics especially suitable for use as stove windows |
-
1987
- 1987-01-31 JP JP62020677A patent/JPH0729800B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-01-26 US US07/148,570 patent/US4851024A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63190733A (ja) | 1988-08-08 |
| US4851024A (en) | 1989-07-25 |
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