JPS623042A

JPS623042A - テルライトガラス

Info

Publication number: JPS623042A
Application number: JP60142071A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Nakajima; 敏隆中嶌; Hiroharu Sagara; 相楽　弘治
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-09
Also published as: JPH0211534B2; US4652536A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はテルライトガラスに関し、特に光変調・光偏向
素子などの音響光学素子用の音響光学媒体や、高屈折率
ガラス及び低融点ガラスなどの各種光学ガラスに利用可
能なテルライトガラスに関する。

〔従来の技術〕

従来のテルライトガラスどしては、高屈折高分散光学ガ
ラス及び音饗光学素子用媒体としてそれぞれ次のものが
知られている。

（１）モル％で、Ｔｅ　０２が５０〜６５、誓０３が２
０〜３０１１ｉ２Ｏが１０〜２０からなる基礎ガラスに
、Ｋ２Ｏが２〜１０、ＨＱ　Ｏが　１〜４、Ｂａ　Ｏが
　１〜６．７ｎ　Ｏが　１〜８、Ｃｄ　Ｏが　１〜５、
Ｔｉ　０２　が　１．５〜６、ｐｂ　ｏが０．５〜１０
、Ｌａ２０３が０，５〜・５．８２０３が１〜６、Ｎｂ
２　０５．が１〜Ｇ及びＢｉ２　０３が２〜８の１種又
は２種以上を含有させて　１００％としたテルライトガ
ラス（特公昭４８−９ｏａ３＠公報、以下、「従来例１
」という。〉。

（２）モル％で、Ｔｅ　０２が６０〜７５、Ｚｎ　Ｏが
５〜２０、Ｎａ２０とＬｉ２０の合宿が５〜２０、ｐｂ
　ｏが０〜１５、Ｂａ　Ｏが０〜１６及びＬａ２　０３
が０〜１０なる組成を有するテルライトガラス（特公昭
５２−２８４５４号公報、以下、「従来例２」という。

）。

従来例１のテルライトガラスは失透に対し安定で、化学
゛的耐久性を向上することができ、従来例２のテルライ
トガラスはフィギュア・オブ・・メリットＨｅの値を高
くし、超音波吸収を少なくすることができる点でそれぞ
れ特徴を有する。

テルライトガラスの代表的応用例として、音響光学変調
素子の基本的構成は、テルライトガラスをブロック状に
加二Ｆシた音響光学媒体と、この媒体の上面に接着され
た１−ランスジューサと、このトランスジューサと対向
する媒体の下面に設置された吸音材とからなり、その作
用については、変調信号をトランスジューサに印加して
、超名波信号に変換し、この超音波信号を媒体内に伝搬
する一方、この伝搬する超音波の波面に対してブラック
角θＢでレーザビームを媒体側面から入射した場合、出
射レーデビームとしては直進する０次光の他に、前記波
面の反射点を中心にして０次光の光路から２θ６だけ回
折する１次回折光が出射する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来例１及び２のテルライトガラスを音
響光学素子の音響光学媒体に使用した場合、前述した１
次回折光の出射レーザビームが位置ドリフトを発生して
しまう。この位置ドリフト量は、トランスジューサに印
加する電力が１Ｗであるとき、通常０．１〜０．１５Ｉ
ｌｒａｄであり、その発生原因は、トランスジューサ、
接着層及び媒体の温度上昇によるものと思われる。か）
る温度上シ？は媒体中に屈折率の変化をもたらし、次式
で表わされる光路長の温度変化ｄＳ／ｄＴの大小により
、位置ドリフト指が左右すると考えられる。

ｄＳ／ｄＴ　＝　（ｄｎ／ｄｔ　）　＋　ａ　（ｎ−１
＞ここで、６０７０丁は屈折率ｎの温度変化、αは膨張
率である。

本発明は、上述した位置ドリフトの発生という問題点を
解決するためになされたものであり、第１の目的は、音
響光学素子用媒体において光路長の温度依存性を少なく
したデルライトガラスを提供することであり、第２の目
的は、ガラスとしての溶融製造の安定性と耐久性に優れ
たテルライトガラスを提供することである。特に、光変
調・光偏向のための素子用媒体としては、それぞれの性
能において優れ、具体的には光路長のａ！度変化ｄＳ／
ｄＴを小さくし、かつフィギュア・オブ・メリットＨｅ
の値を高くしたテルライトガラスを提供することである
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を積み
重ねた結果、特に光路長の温度変化ｄＳ／ｄＴを小さく
するのに有効な修ｒｓｗＩ化物として、アルカリ土類金
属酸化物ではＢａ　Ｏと、アルカリ金ａ酸化物テハＫ２
Ｏ　、Ｒｂ２Ｏ及ヒｃｓ２０　（７）成分、特にＲｂ２
０及びＣ３２０の成分を見い出した。

そこで、音響光学的性質の点からフィギュア・オブ・メ
リットＨｅの値が高いテルライトガラスの組成に上記修
飾酸化物を含有させる適当間を見い出して、本発明を完
成するに至った。

本発明によるテルライトガラスは、モル％で、Ｔｅ　０
２が６０〜８５（望ましくは、６０〜８０）　、Ｌｉ２
Ｏが０〜２５（同、０〜１０）　、Ｎａ２Ｏが０〜３５
（同、０〜１０）、Ｋ２Ｏが０〜２５（同、０〜２０）
、Ｒｂ２Ｏが０〜２５（同、０〜２０）　、Ｃｓ２Ｏが
０〜１５（同、０〜１０）　、ＮＯＯが０〜１０（同、
０〜５）、Ｃａ　Ｏが　０〜５（同、　０〜２）、Ｓｒ
Ｏが　０〜５〈同、０〜２）、ＢａＯが　１〜３０（同
、　１〜２０）、加０が０〜３０（同、０〜２０）　、
Ｐｂ　Ｏが０〜３０（同、０〜１５）及びＬａ２Ｏ３と
Ｚｒ　０２と丁１０２とＮｂ２　０５とＴａ２　　ｏ５
と讐０３の合量が０〜５（同、０〜２）であり、かっＫ
２Ｏとｌ１ｂ２　ｏとＣｓ２０の合量又はＫ２Ｏを除い
たＲｂ２０とＣ３２０の合量が１〜２５（同、１〜２０
）であり、加０とｐｂ　ｏの合■が１〜３０（同、１〜
２５）である組成を含有していることを特徴とする。た
だし、ガラス溶融バッチとして上記酸化物に相当する炭
′ｆａ塩、硝ｌｌＩＭＡ１水酸化物及び水和物なども用
いることができる。

次に、本発明のテルライトガラスの組成成分の限定理由
について述べる。

先ず、Ｔｅ　０２は一般にその含有ｍが多い程、超音波
吸収が小さく、屈折率が大きく、フィギュア・オブ・メ
リットＨｅが大きくなって望ましいが、８５モル％を越
えるとガラス化が不安定になり、前述した光路長の温度
変化ｄＳ／ｄＴを大ぎくする傾向が現われ、前述した修
飾酸化物を含有しても、このｄＳ／ｄＴを小さくするこ
とが困難になる。一方、ｒｅ　０２の含有はが６０モル
％を丁まわると、フィギュア・オブ・メリットＨｅが小
さくなる。そこで、Ｔｅ　０２を６０〜８５モル％（望
ましくは６０〜８０モル％）に限定した。

次に、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｑ　、　　Ｋ２Ｏ、Ｒｂ２Ｏ及
びＣ３２０はそれぞれガラス化を安定にし、失透温度を
下げるように作用するものであるが、各含有量が多すぎ
ては上記作用が得られなくなることから、［１２０を０
〜２５モル％（望ましくは、０〜１０モル％）　、Ｎａ
２０を０〜３５モル％（同、０〜１０モル％）、Ｋ２Ｏ
を０〜２５モル％（同、０〜２０モル％）、Ｒｂ２０を
０〜２５モル％（同、０〜２０モル％）及びｃｓ２　ｏ
を０〜１５モル％（同、０〜１０モル％）に限定した。

ここで、Ｋ２０とＲｂ２０とｃｓ２　ｏの合間、特にＲ
ｂ２０とＣｓ２０の合量は、光路長のｍ度変化ｄＳ／ｄ
Ｔを小さくするのに必須成分であり、これ等の合ｍが１
モル％を下まわるとｃｉＳ／ｄＨの減少効果が得られず
、２５モル％を越えるとガラス化が不安定になることか
ら、それ等の合量を１〜２５モル％（望ましくは、０〜
２０モル％）に限定した。

次に、ＨＱＯｌＣａＯｌＳｒ　Ｏ及びＢａ　Ｏは、これ
等を含有すると、屈折率をアルカリ成分捏上げることな
く、ガラス化を安定にし、かつ耐水性をよくするが、主
として耐失透性を考慮して、ＨｇＯを０〜１０モル％（
望ましくは、０〜５モル％）　、Ｃａ　Ｏを０〜５モル
％（同、　０〜２モル％）　、Ｓｒ　Ｏを　０〜５モル
％（同、０〜２モル％）と限定し、Ｂａ　Ｏについては
、上記作用の他に、光路長の温度変化ｄＳ／ｄｒを小さ
くするのに必須成分であり、１モル％を下まわるとｄ　
Ｓ　／　ｄ　Ｔの減少効果が得られないことから、１〜
３０モル％く同、１〜２０モル％）に限定した。

次に、Ｚｎ　Ｏ及びＰｂＯは、何れか少なくとも一方を
含有すると、耐水性と耐失透性を良好にづるが、それぞ
れ多すぎるとガラス化が不安定になることから、Ｚｎ　
Ｏを０〜３０モル％（望ましくは、０〜２０モル％）　
、ｐｂ　ｏを０〜３０モル％（同、０〜１５モル％）と
し、かつＺｎ　ＱとＰｂＯの合量を１〜３０モル％（同
、１〜２５モル％）に限定した。

しａ２　　０３　　、ＺＩ’０２　　、　　Ｔｉ　　０
２　　、Ｎｂ２　　０５　　、Ｉａ２　０５及び−０３
は、それぞれ耐水性を良好にし、硬度を高める効果を奏
するが、それ等の含量が多すぎると、ガラス化が不安定
になると共に難溶になり、更には光路長の温度変化ｄＳ
／ｄＴを大きくする傾向が現われ、前述した修飾酸化物
を含有しても、このｄＳ／ｄＴを小ざくすることが困難
になることを考慮して、それ等の合量を０〜５モル％（
望ましくは、０〜２モル％）に限定した。

〔実施例〕

本発明のテルライトガラスによる実施例１，２゜３．４
及び５と、前述した従来例１及び２のテルライトガラス
による比較例１及び２の成分組成（モル％）及び光路長
の温度変化ｄＳ／ｄＴとフィギュア・オブ・メリット）
４ｅを表に記載する。

これ等のチルライ１−ガラスは、それぞれの組成になる
ように調合した原料（バッチ）を金製ルツボに入れて、
６００〜８００℃で溶融し、撹拌清澄した後、鋳込んで
徐冷して製造される。そして、光路長の温度変化ｄ　Ｓ
　／　ｄ　Ｔについては、これ等のテルライトガラスを
ディスク状（直径１５ｍｍ、厚さ５ｍｍ）に加工・Ｕ１
磨したものを試料として、２０℃から４０°Ｃまで昇温
速度的１℃／ｍｉｎで加熱して、屈折率ｎをスペクトロ
メータ（精密分光計）で測定し、ｄＳ／ｄＴとαを干渉
膨張計を用いて測定して先の式より計口して求め、フィ
ギュア・オブ・メリットＨｅについては、これ等のテル
ライトガラスを〔従来の技術〕の項で記）ホしたように
ブロック状の音響光学媒体に加工し、音響光学変調素子
を製作して、デイキソン・ツーヘン法により求めた。

表の記載から明らかな通り、実施例１〜５ば比較例１〜
２と対比して、フィギニＬア・オブ・メリットＨｅにつ
いてほとんど同等に維持し、かつ光路長の温度変化ｄ　
Ｓ　／　ｄ　Ｔについて１７１０以下、すなわらぞの絶
対値を１以下にしていることが判る。

その他の光学特性については、屈折率が１．９〜２．２
、融点に関する屈伏点が２８０へ・３３０℃であった。

本発明のテルライトガラスの応用例については、上述し
た音響光学変調素子の伯に音響光学偏向素子などの音響
光学素子や、各種光学ガラスとして特徴を活かして利用
することができる。

〔発明の効果〕

以上のとおり、本発明のテルライトガラスは、フィギュ
ア・オブ・メリットＨｅを良好な値に維持して、光路長
の温度変化ｄＳ／ｄＴを小さくすることができ、特に音
響光学素子用の音響光学媒体において実用的価値は多大
である。なお、各種光学ガラスに使用可能であることは
いうまでもない。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モル％で、ＴｅＯ＿２が６０〜８５、Ｌｉ＿２Ｏ
が０〜２５、Ｎａ２Ｏが０〜３５、Ｋ＿２Ｏが０〜２５
、Ｒｂ＿２Ｏが０〜２５、Ｃｓ＿２Ｏが０〜１５、Ｍｇ
Ｏが０〜１０、ＣａＯが０〜５、ＳｒＯが０〜５、Ｂａ
Ｏが１〜３０、ＺｎＯが０〜３０、ＰｂＯが０〜３０及
びＬａ＿２Ｏ＿３とＺｒＯ＿２とＴｉＯ＿２とＮｂ＿２
Ｏ＿５とＴａ＿２Ｏ＿５とＷＯ＿３の合量が０〜５であ
り、かつＫ＿２ＯとＲｂ＿２ＯとＣｓ＿２Ｏの合量が１
〜２５、ＺｎＯとＰｂＯの合量が１〜３０である組成を
有することを特徴とするテルライトガラス。
（２）モル％で、ＴｅＯ＿２が６０〜８０、Ｌｉ＿２Ｏ
が０〜１０、Ｍａ＿２Ｏが０〜１０、Ｋ＿２Ｏが０〜２
０、Ｒｂ＿２Ｏが０〜２０、Ｃｓ＿２Ｏが０〜１０、Ｍ
ｇＯが０〜５、ＣａＯが０〜２、ＳｒＯが０〜２、Ｂａ
Ｏが１〜２０、ＺｎＯが０〜２０、ＰｂＯが０〜１５及
びＬａ＿２Ｏ＿３とＺｒＯ＿２とＴｉＯ＿２とＮｂ＿２
Ｏ＿５とＴａ＿２Ｏ＿５とＷＯ＿３の合量が０〜２であ
り、かつＫ＿２ＯとＲｂ＿２ＯとＣｓ＿２Ｏの合量が１
〜２０、ＺｎＯとＰｂＯの合量が１〜２５である組成を
有することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
のテルライトガラス。
（３）Ｋ＿２Ｏを除いたＲｂ＿２ＯとＣｓ＿２Ｏの合量
が１〜２５モル％であることを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載のテルライトガラス。
（４）ガラス内を伝搬する光路長の温度変化ｄＳ／ｄＴ
（×１０＾−＾６／℃）の絶対値が１以下である特許請
求の範囲第（１）項、第（２）項又は第（３）項記載の
テルライトガラス。