JPH08133779A

JPH08133779A - 赤外線透過ガラス

Info

Publication number: JPH08133779A
Application number: JP29223894A
Authority: JP
Inventors: Takashi Den; 杰傅
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1996-05-28
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JP3749276B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、熱的に安定で可視域から波長７．
５μｍの赤外域まで高い光線透過性を有する赤外線透過
ガラスを提供することにある。【構成】ｍｏｌ％で、Ｂｉ₂Ｏ₃ ４０〜７５％、Ｚｎ
Ｏ０〜３０％、Ｒ₂Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）０〜
３５％、Ｒ’Ｏ（Ｒ’＝Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）０〜４０
％からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新しい赤外線透過ガラス
に関する。本発明のガラスは可視域から波長７．５μｍ
の赤外域まで高い光線透過性を有するため、可視、近赤
外、赤外域において使用される各種光学機器に用いる
窓、レンズ、プリズム、フィルター、光計測ファイバ
ー、レーザガラスおよび非線形光学材料などに利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】波長７．５μｍの赤外域まで高い光線透
過性を有する赤外透過ガラスとしてフッ化物ガラスとカ
ルコゲン化物ガラスが知られている。しかし、どちらも
製造過程が繁雑で、かつ、熱的に不安定であるという欠
点がある。酸化物ガラスにおいて赤外線透過ガラスとし
てアルミネトガラス、ゲルマネトガラス、テルライトガ
ラスなどが知られているが、いずれも波長５．０μｍ以
上の赤外域での光線透過性が非常に悪い。波長７μｍの
赤外域まで良好な透過率を示すガラスとして米国特許
３，７２３，１４１号に示されているＢｉ₂Ｏ₃−ＰｂＯ
−ＢａＯ−ＺｎＯ系のガラスと特開平５−１３２３３３
に開示されているＧａ₂Ｏ₃−Ｂｉ₂Ｏ₃−Ｒ₂Ｏ（Ｒ：ア
ルカリ金属）系のガラスが知られているが、これらのガ
ラスには環境に有害なＰｂＯと高価なＧａ₂Ｏ₃が大量に
含まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上記の
欠点を除去すると同時に熱的に安定で、波長７．５μｍ
の赤外域まで高い光線透過性を有する赤外線透過ガラス
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、従来の技料
資料に具体的に示されていないＢｉ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｒ₂
Ｏ（Ｒ’Ｏ）（Ｒ＝Ｌｉ、Ｎａ、ＫＲ’＝Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ）各三成分系においてガラス化範囲が存在する
ことを発見し、さらにこれらの発見に基づいて上述の物
質を組み合わせ、ガラスの成分を多成分化にすることに
よって、どの三成分系よりも熱的に安定で、しかも大き
くて均一なガラスが得られることを見いだし、本発明を
なすに至った。

【０００５】すなわち、本発明はｍｏｌ％で、Ｂｉ₂Ｏ₃
４０〜７５％、ＺｎＯ０〜３０％、Ｒ₂Ｏ（Ｒ＝Ｌ
ｉ、Ｎａ、Ｋ）０〜３５％、Ｒ’Ｏ（Ｒ’＝Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ）０〜４０％を含有することを特徴とする赤
外線透過ガラスである。好ましい組成は、Ｂｉ₂Ｏ₃ ４
０〜６０％、ＺｎＯ５〜２０％、Ｒ₂Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ、
Ｎａ、Ｋ）５〜３５％、Ｒ’Ｏ（Ｒ’＝Ｃａ、Ｓｒ、
Ｂａ）５〜３０％であることを特徴とする赤外線透過
ガラスである。これらの好ましい組成から従来のガラス
溶融および成形技術を使用し、５０×５０×１０ｍｍの
サイズの均一なガラスが得られた。

【０００６】尚、Ｒには１０ｍｏｌ％以下のＣｓおよび
Ｒｂを添加することができる。Ｒ’には各々５ｍｏｌ％
以下のＭｇＯ、ＣｄＯおよびＰｂＯを添加することもで
きるが、ＣｄＯ、ＰｂＯは環境に有害なので添加するの
は好ましくない。さらにガラスの安定性および耐久性の
改善等のためにＧｅＯ₂、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｐ₂Ｏ₅、Ｔ
ｌ₂Ｏ、ＴｅＯ₂、ＷＯ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ａｓ₂Ｏ₃、Ｓｂ₂Ｏ
₃等を添加することができるが、赤外透過性が悪化する
ために各々２ｍｏｌ％以下にすべきである。尚、レーザ
ガラスとしてはＴｍ、ＥｒおよびＰｒ等の希土類酸化物
を５ｍｏｌ％以下添加しても差しつかえない。

【０００７】ＲＦ、ＲＣＩまたはＲ’Ｆ₂、Ｒ’ＣＩ₂の
添加は３μｍ付近にあるＯＨによる吸収を小さくするの
に有効であるが、その量が５ｍｏｌ％を超えるとガラス
の安定性が悪くなるので５ｍｏｌ％以下とすべきであ
る。

【０００８】本発明ガラスは波長７．５μｍの赤外域ま
で高い光線透過率を示すと同時に、２．２以上という非
常に高い屈折率を持つため光学レンズや非線形光学材料
としても利用できる。

【０００９】本発明のガラスは通常の方法により容易に
製造できる。すなわち、所定のガラス原料を調合し、よ
く混合した後１０００〜１２００℃の白金坩堝に投入
し、溶融、攪拌後、冷却することによって均一なガラス
が容易に製造できる。

【００１０】

【実施例】次に実施例について説明する。表１に本発明
の実施例についてこれらのガラスの屈折率（Ｎｄ）、可
視吸収端波長、赤外吸収端波長および厚さ１ｍｍガラス
の光線透過率の５０％での波長を示す。表に示すように
本発明のガラスは屈折率が高くて、可視域から波長９μ
ｍの赤外域まで透明で７．５μｍまで５０％以上の透過
率を有することがわかる。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【発明の効果】以上述べたとおり、本発明の赤外線透過
ガラスはＢｉ₂Ｏ₃−ＺｎＯ−Ｒ₂Ｏ−Ｒ’Ｏ系ガラスで
あり、熱的に安定で赤外域に優れた光線透過性を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明のガラスＮｏ．３の赤外透過スペクトルで
ある（厚さ１ｍｍ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｍｏｌ％で、Ｂｉ₂Ｏ₃ ４０〜７５％、
ＺｎＯ０〜３０％、Ｒ₂Ｏ（ただし、Ｒ＝Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ）０〜３５％、Ｒ’Ｏ（ただし、Ｒ’＝Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ）０〜４０％からなることを特徴とする赤
外線透過ガラス。
【請求項２】ｍｏｌ％で、Ｂｉ₂Ｏ₃ ４０〜６０％、
ＺｎＯ５〜２０％、Ｒ₂Ｏ（ただし、Ｒ＝Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ）５〜３５％、Ｒ’Ｏ（ただし、Ｒ’＝Ｃａ、
Ｓｒ、Ｂａ）５〜３０％からなることを特徴とする請
求項１に記載の赤外線透過ガラス。