JPH10316449A - 低蛍光光学ガラス及び該ガラスを用いた蛍光顕微鏡 - Google Patents

低蛍光光学ガラス及び該ガラスを用いた蛍光顕微鏡

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JPH10316449A
JPH10316449A JP9124531A JP12453197A JPH10316449A JP H10316449 A JPH10316449 A JP H10316449A JP 9124531 A JP9124531 A JP 9124531A JP 12453197 A JP12453197 A JP 12453197A JP H10316449 A JPH10316449 A JP H10316449A
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JP
Japan
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fluorescence
optical glass
low
sample
polishing
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JP9124531A
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Kazuhiro Kido
一博 木戸
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 高屈折率で比較的高分散であり、紫外域での
光線透過性に優れ、紫外線励起による蛍光強度が低い光
学ガラスと、該ガラスを用いた蛍光顕微鏡を提供する。 【解決手段】 数字は重量比(wt%)で示す。 Si O2 0 〜17;B2 3 0 〜30 Ge2 3 29 〜60;P2 5 0 〜11 Al2 3 0 〜5;R1 2O 4 〜12 (R1 =Li、Na、K 、又は2種以上の組み合わせ)R2
O 0 〜10(R2 =Mg、Ca、Sr、Ba、又は2種以
上の組み合わせ) Nb2 5 0 〜10;Ta2 5 16〜50 As2 3 0 〜1;Sb2 3 0〜1 の組成を有し、屈折率(nd)が約1.60〜1.78、アッベ
数(νd)が約30〜48であり、紫外線励起による蛍光強
度が小さいことを特徴とする低蛍光光学ガラス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高屈折率で、比較
的高分散であり、紫外域における光線透過性に優れ、し
かも紫外線励起による蛍光強度が低い低蛍光光学ガラス
と、該低蛍光光学ガラスを光学系に用いた蛍光顕微鏡に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、生物学、医療といった分野におい
て、生物の組織や細胞、細菌等の観察対象(検体)に紫
外線等の励起光を照射し、観察対象の発する蛍光を観察
・測定(検出)する手法が多く用いられている。そし
て、近年は蛍光顕微鏡を用いて、非常に少量の細菌、細
胞等による微弱な蛍光を検出する技術が盛んに研究され
ている。
【0003】ところが、蛍光顕微鏡を用いて観察対象に
励起光を照射すると、蛍光顕微鏡の光学系(対物レンズ
等)に用いられている光学ガラスも僅かながら蛍光を発
し、この蛍光は観察対象が発する微弱な蛍光を観察、測
定(検出)する際にノイズとなって問題がある。そのた
め、蛍光顕微鏡の光学系(特に対物レンズ)に用いられ
る光学ガラスの励起による蛍光強度を低くする要求が高
まっている。高度に収差補正された対物レンズ等の光学
系は、種々の屈折率、分散を持つ光学ガラスにより構成
される。収差補正に有用な低分散光学ガラスとしては、
一般にフッ化物リン酸塩系光学ガラスが用いられ、この
組成系を持つ光学ガラスの紫外線励起による蛍光強度は
小さいことが知られている。
【0004】例えば、特開平3−500162号の「正
の異常部分分散を有するフルオロ燐酸塩光学ガラスとそ
の製造方法」には、正の異常部分分散比Δνe が、+11.
8 と+12.5 の間、屈折率ne が1.53と1.55の間、そして
アッベ数νe が72.8と73.5との間であることを特徴とす
る低蛍光の光学ガラスが示されている。一方、本発明に
関わる光学恒数を有する高分散光学ガラスとしては、S
iO2、PbOを必須成分とする種々のガラスが古くか
ら知られている。また、近年では環境問題の点で考慮さ
れた、PbOを使用しない種々のガラスも開発されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高分散光学ガラスは、紫外線励起による蛍光及び紫外域
における光線透過性については十分な配慮が成されてお
らず、紫外域の励起光による検体からの微弱な蛍光を観
察、測定(検出)する光学系に適しているとは言い難
く、問題がある。本発明は、前述した光学ガラスの諸問
題に鑑みてなされたものであり、高屈折率で、比較的高
分散であり、紫外域における光線透過性に優れ、しかも
紫外線励起による蛍光強度が低い低蛍光光学ガラスと、
該低蛍光光学ガラスを光学系に用いた蛍光顕微鏡を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「重量比(wt%)で、 Si O2 0 〜 17 wt% B2 3 0 〜 30 wt% Ge2 3 29 〜 60 wt% P2 5 0 〜 11 wt% Al2 3 0 〜 5 wt% R1 2O 4 〜 12 wt% (R1 =Li、Na、K 、もしくは、これらのうちの2種以
上の組み合わせ) R2 O 0 〜 10 wt% (R2 =Mg、Ca、Sr、Ba、もしくは、これらのうちの2
種以上の組み合わせ) Nb2 5 0 〜 10 wt% Ta2 5 16 〜 50 wt% As2 3 0 〜 1 wt% Sb2 3 0 〜 1 wt% の組成を有し、屈折率(nd)が約1.60〜1.78、アッベ
数(νd)が約30〜48であり、紫外線励起による蛍光強
度が小さいことを特徴とする低蛍光光学ガラス(請求項
1)」を提供する。
【0007】また、本発明は第二に、「下記の過程を有
する評価方法を用いて求められた前記蛍光強度の等級が
1級であることを特徴とする請求項1記載の低蛍光光学
ガラス。 第1過程:評価対象の光学ガラスから12×12×20mmの部
材を切り出す過程 第2過程:前記部材の12×20mmの4面のうちの3面を研
磨し、その他の部材面をつや消して、評価試料を作製す
る過程 第3過程:前記評価試料の三つの研磨面のうちの互いに
対向する2研磨面を垂直に透過するように、波長365nm
の紫外域の励起光を入射する過程 第4過程:前記評価試料の三つの研磨面のうちの対向し
ない研磨面から、前記入射励起光線に対して直角方向に
放出される蛍光を400 〜700nm の波長範囲における蛍光
スペクトルとして測定し、最高ピーク高さを評価試料の
蛍光強度とする過程 第5過程:日本光学硝子工業会の定める「光学ガラスの
蛍光度の測定方法(JOGIS03・1975)」に標
準試料として採用されているフリントガラスから12×12
×20mmの部材を切り出し、さらに12×20mmの4面のうち
の3面を研磨し、その他の部材面をつや消して、標準試
料を作製する過程 第6過程:前記第3、4過程と同様にして、前記作製し
た標準試料について蛍光強度(最高ピーク高さ)を求め
る過程 第7過程:前記標準試料の蛍光強度(最高ピーク高さ)
を分母とし、前記評価試料の蛍光強度(最高ピーク高
さ)を分子として表される強度比が1.0 を越えるものを
3等級、0.5 〜1.0 のものを2等級、0.5 未満のものを
1等級と評価する過程(請求項2)」を提供する。
【0008】また、本発明は第三に「請求項1または2
記載の低蛍光光学ガラスを光学系に用いた蛍光顕微鏡
(請求項3)」を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明者は、鋭意研究を重ねた結
果、Ge2 3 をガラス形成酸化物とする光学ガラス組
成が所定の組成範囲内において、紫外線励起による所望
の低い蛍光強度を実現できることを見い出した。
【0010】また、本発明にかかるガラス組成の範囲
は、本発明の目的を達成すべく、実験化学的に見い出さ
れたものであり、組成範囲限定の理由は次の通りであ
る。SiO2 はガラス形成酸化物であり、失透に対する
安定性、化学的耐久性を向上させるが、17wt%を越
えると未溶物が生じ易くなり、溶融温度を上昇させる。
2 3 はSiO2 と同様にガラス形成酸化物であり、
溶融性、失透に対する安定性を向上させるが、30wt
%を越えると逆に失透に対する安定性と化学的耐久性を
悪化させる。Ge2 3 はSiO2 と同様にガラス形成
酸化物であり、本発明において必須成分である。29w
t%未満では、失透に対して十分な安定性が得られず、
また60wt%を越えると逆に失透に対する安定性を悪
化させ、分相傾向を増大させる。P2 5 はSiO2
同様にガラス形成酸化物であり、溶融性、失透に対する
安定性を向上させるが、11wt%を越えると化学的耐
久性を悪化させる。Al2 3 は失透に対する安定性、
化学的耐久性を向上させるが、5wt%を越えると逆に
失透に対する安定性を悪化させる。R1 2O(R1 =L
i、Na、Kもしくは、これらのうちの2種以上の組み
合わせ)は溶融性を向上させるために有用であり、本発
明において必須成分である。4wt%未満では十分な効
果が得られず、12wt%を越えると化学的耐久性及び
失透に対する安定性が悪化する。R2 O(R2 =Mg、
Ca、Sr、Baもしくは、これらのうちの2種以上の
組み合わせ)は屈折率の調整、失透に対する安定性向上
に有用であるが、10wt%を越えると逆に失透傾向を
増大させる。Nb2 5 は高屈折率、高分散を得るため
に有用であり、化学的耐久性も向上させるが、10wt
%を越えると失透に対する安定性が低下し、紫外域にお
ける光線透過性も悪化させる。Ta2 5 は高屈折率、
高分散を得るために有用であり、化学的耐久性も向上さ
せ、本発明において必須成分である。16wt%未満で
は十分な効果が得られず、50wt%を越えると溶融性
を悪化させ、失透に対する安定性も低下する。As2
3 、 Sb2 3 は脱泡剤として用いるが、1wt%以下
で十分な効果を得ることができる。また、Sb2 3
1wt%を越えると紫外域における光線透過性を悪化さ
せる。
【0011】かかる組成を有する本発明(請求項1)の
光学ガラスは、高屈折率で、比較的高分散であり、紫外
域における光線透過性に優れ、しかも紫外線励起による
蛍光強度が低いという特徴を有する。本発明にかかる低
蛍光光学ガラスとしては、紫外線励起による蛍光強度が
請求項2記載の評価方法により等級1級と評価されたも
のが特に好ましい。
【0012】本発明にかかる、紫外線励起による蛍光強
度が低い低蛍光光学ガラス(請求項1、2)を光学系に
用いた蛍光顕微鏡は、観察対象が発する微弱な蛍光を観
察、測定(検出)する際のノイズが非常に小さいので、
観察対象からの微弱な蛍光を正確に観察、測定(検出)
することができる(請求項3)。以下、本発明を実施例
により更に詳細に説明するが、本発明はこの例に限定さ
れるものではない。
【0013】
【実施例】本実施例の低蛍光光学ガラスに係る組成例
(数値はwt%)を、光学恒数(nd,νd)及び蛍光
度とともに表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】本発明に係る光学ガラスは、各成分の原料
として、P2 5 は正リン酸(H3PO4)の水溶液または
他成分とのリン酸塩を使用し、他成分については各々相
当する酸化物、炭酸塩、硝酸塩、メタリン酸塩等を使用
した。本実施例の低蛍光光学ガラスを製造するために、
まず各成分原料を所望の割合に秤量し、粉末又は液体で
十分に混合して調合原料と成した。
【0016】そして、この調合原料を例えば1100〜
1350℃に加熱された電気炉中の石英坩堝または白金
坩堝に投入し、溶融清澄後、攪拌均質化して、予め加熱
された鉄製の鋳型に鋳込み、徐冷することにより本実施
例の低蛍光光学ガラスを製造した。蛍光強度の測定に
は、日本光学硝子工業会の定める「光学ガラスのけい光
度の測定方法(JOGIS03-1975 )」に標準試料として使用
されているフリントガラスを基準として用いた。
【0017】本実施例の低蛍光光学ガラス、比較例の光
学ガラス(従来の蛍光顕微鏡の光学系に用いられ、屈折
率、アッベ数が本実施例の光学ガラスに近似しているも
の、組成は不明)及び前記フリントガラスのそれぞれを
12×12×20mmの大きさとし、12×20mmの
うち3面を研磨し、その他の面を粒度#800の砥粒に
よりつや消して、評価試料1〜6、比較試料(2種
類)、及び標準試料を作製した。
【0018】これらの各試料の対向する研磨面方向に励
起光を入射し、励起光に対して直角方向の研磨面から放
出される蛍光を、市販の蛍光分光光度計を用いて測定し
た。具体的には、各試料を365nmの波長で励起し
て、400〜700nmの波長範囲における蛍光スペク
トルを測定し、この波長範囲内で最も高い蛍光ピークの
高さを各試料の蛍光強度(蛍光ピーク高さ)とした。
【0019】そして、評価試料1〜6及び比較試料(2
種類)の各蛍光ピーク高さを標準試料の蛍光ピーク高さ
と相対比較することにより、各試料の等級評価を行い、
標準試料のピーク高さに対する強度比が1.0 を越えるも
のを3等級、強度比が0.5 〜1.0 を2等級、強度比が0.
5 未満のものを1等級とした。表1より、比較試料(2
種類)がどちらも3等級であるのに対して、本実施例の
低蛍光光学ガラスにかかる評価試料1〜6はすべて1等
級であり、本実施例の低蛍光光学ガラスは紫外線励起に
よる蛍光強度が非常に低いことがわかる。
【0020】また、本実施例の低蛍光光学ガラスは、紫
外域における光線透過性に優れ、高屈折率(ndが約1.
60〜1.78)で、比較的高分散(アッベ数νdが約30〜4
8)であった。また、紫外線励起による蛍光強度が非常
に低い本実施例の低蛍光光学ガラスを蛍光顕微鏡の光学
系に用いたところ、観察対象が発する微弱な蛍光を観
察、測定(検出)する際のノイズが非常に小さいので、
観察対象からの微弱な蛍光を正確に観察、測定(検出)
することができた。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明(請求項
1、2)の低蛍光光学ガラスは、屈折率ndが約1.60〜
1.78(高屈折率)、アッベ数νdが約30〜48(比較的高
分散)であり、紫外域における光線透過性に優れ、しか
も紫外線励起による蛍光強度が低い。
【0022】また、本発明の低蛍光光学ガラス(請求項
1、2)を光学系に用いた蛍光顕微鏡は、観察対象が発
する微弱な蛍光を観察、測定(検出)する際のノイズが
非常に小さいので、観察対象からの微弱な蛍光を正確に
観察、測定(検出)することができる(請求項3)。 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比(wt%)で、 Si O2 0 〜 17 wt% B2 3 0 〜 30 wt% Ge2 3 29 〜 60 wt% P2 5 0 〜 11 wt% Al2 3 0 〜 5 wt% R1 2O 4 〜 12 wt% (R1 =Li、Na、K 、もしくは、これらのうちの2種以
    上の組み合わせ) R2 O 0 〜 10 wt% (R2 =Mg、Ca、Sr、Ba、もしくは、これらのうちの2
    種以上の組み合わせ) Nb2 5 0 〜 10 wt% Ta2 5 16 〜 50 wt% As2 3 0 〜 1 wt% Sb2 3 0 〜 1 wt% の組成を有し、屈折率(nd)が約1.60〜1.78、アッベ
    数(νd)が約30〜48であり、紫外線励起による蛍光強
    度が小さいことを特徴とする低蛍光光学ガラス。
  2. 【請求項2】 下記の過程を有する評価方法を用いて求
    められた前記蛍光強度の等級が1級であることを特徴と
    する請求項1記載の低蛍光光学ガラス。 第1過程:評価対象の光学ガラスから12×12×20mmの部
    材を切り出す過程 第2過程:前記部材の12×20mmの4面のうちの3面を研
    磨し、その他の部材面をつや消して、評価試料を作製す
    る過程 第3過程:前記評価試料の三つの研磨面のうちの互いに
    対向する2研磨面を垂直に透過するように、波長365nm
    の紫外域の励起光を入射する過程 第4過程:前記評価試料の三つの研磨面のうちの対向し
    ない研磨面から、前記入射励起光線に対して直角方向に
    放出される蛍光を400 〜700nm の波長範囲における蛍光
    スペクトルとして測定し、最高ピーク高さを評価試料の
    蛍光強度とする過程 第5過程:日本光学硝子工業会の定める「光学ガラスの
    蛍光度の測定方法(JOGIS03・1975)」に標
    準試料として採用されているフリントガラスから12×12
    ×20mmの部材を切り出し、さらに12×20mmの4面のうち
    の3面を研磨し、その他の部材面をつや消して、標準試
    料を作製する過程 第6過程:前記第3、4過程と同様にして、前記作製し
    た標準試料について蛍光強度(最高ピーク高さ)を求め
    る過程 第7過程:前記標準試料の蛍光強度(最高ピーク高さ)
    を分母とし、前記評価試料の蛍光強度(最高ピーク高
    さ)を分子として表される強度比が1.0 を越えるものを
    3等級、0.5 〜1.0 のものを2等級、0.5 未満のものを
    1等級と評価する過程
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の低蛍光光学ガラ
    スを光学系に用いた蛍光顕微鏡。
JP9124531A 1997-05-14 1997-05-14 低蛍光光学ガラス及び該ガラスを用いた蛍光顕微鏡 Pending JPH10316449A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017088483A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子

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JP2017088483A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 株式会社オハラ 光学ガラス、プリフォーム及び光学素子
CN106830676A (zh) * 2015-11-06 2017-06-13 株式会社小原 一种光学玻璃、预制件以及光学元件

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