JPS63233024A

JPS63233024A - 燐酸塩系レ−ザ−ガラス

Info

Publication number: JPS63233024A
Application number: JP6829487A
Authority: JP
Inventors: Kunio Takeuchi; 竹内　邦雄; Akimi Kitayama; 北山　皓己; Takashi Matsuura; 孝松浦
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1988-09-28
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0639337B2

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）本発明は燐酸塩系レーザーガラスに関し、特に熱膨張係
数が小さく、かつ熱伝導率が大きいことを特長とする燐
酸塩系レーザーガラスに関するものである。

（従来の技術）レーザー光の発振は、Ｎｄ２Ｏ３を含有するガラスを外
部よりキセノンランプ等によ兜原射し、その光をガラス
中のＮｄ”４オンに吸収させ特定の波長の光を放出させ
ることにより起る。従来よりこのような用途のガラスと
して特公昭５３−４２３３４号公報に記載されたような
燐酸塩系ガラスが良い結果を出すことが知られており、
桂々の燐酸塩系ガラスが製造され、使用されている。

（発明が解決しようとする間開点）しかし、従来の燐酸塩系レーザーガラスはいずれも熱膨
張係数が８０〜１３０　（Ｘ　１０−７／°Ｃ）と大き
く、また熱伝導率も低いため、スラブ型レーザー等にて
励起の為のランプの出力を大きくしていくと割れが発生
してしまうという欠点がある。

従って本発明の目的は、十分なレーザー光の螢光寿命、
化学的耐久性、溶融成形性等のレーザーガラスとして要
求される特性を維持しつつ、熱膨張係数が小さく、かつ
熱伝導率が大きい燐酸塩系レーザーガラスを提供するこ
とにある。

（間圧点を解決するための手段）本発明者らは、この間圧を解決するために研究を重ねた
結果、モル百分率で、Ｐ２Ｏ５６０〜８０Ａ１２０３　　　　　　　　　　１１〜２４Ｎｂ２０５
　　　　　　　　　　０．２〜２Ｍｇ０十ＣａＯ＋Ｓｒ
Ｏ＋Ｂａ０　　４〜２０からなる基礎ガラス１００モル
％に対しＮｄ２Ｏ３を０．１〜５モル％加えてなる燐酸
塩系レーザーガラスが本発明の目的を達成し得ることを
見い出し本発明を完成させるに到った。

上の成分組成を見ると明らかなように本発明の燐酸塩系
レーザーガラスは、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、Ｃ８
２０等のアルカリ成分（Ｒ２０〉を含まず、さらに従来
の燐酸塩系ガラスにおけるよりも多量のＡＪ！２０３を
含むことを組成的特徴の１つとするものであり、これに
よりレーザーガラスの熱膨張係数が小さくなり、熱伝導
率が大きくなって、腐縁り返し発振を行なったときに発
生する熱によってガラスが割れることがない。

また本発明の燐酸塩系レーザーガラスは、Ｓ　ｉ　０２
を含まないことを組成的特徴とするものでもあるが、こ
れは上述の如く本発明の燐酸塩系レーザーガラスにおい
ては、アルカリ成分を用いていないので、化学的耐久性
付与成分である５ｉ０２を用いなくても化学的耐久性が
十分維持されるからである。まなＳ　ｉ　０２は溶融成
形性を改善するための成分でもあるが、本発明の燐酸塩
系レーザーガラスにおいては、Ｓ　ｉ　０２を含まなく
ても、溶融成形性は、多量に含まれるＡ１２２０３によ
って十分に維持される。

以下、各成分の限定理由について説明する。

Ｐ２Ｏ５は６０モル％未満では、熱膨張係数を下げ、熱
伝導率を上げる効果のあるＡｊ！２０３が多量に溶は込
まず、本発明の目的を達成することができず、また８０
モル％を超えると、ガラスが不安定な領域に入ってしま
うため、６０〜８０モル％に限定される。特に好ましい
Ｐ２Ｏ５の範囲は６２〜７８モル％である。

Ａ！２０３は１１モル％未満では熱膨張係数を下げ、熱
伝導率を上げる効果が小さく、また２４モル％を超える
とガラスが不安定になってしまうので、１１〜２４モル
％に限定される。特に好ましいＡｌ１０３の範囲は１３
〜２１モル％である。

Ｎｂ２Ｏ５はガラスのソーラリゼーション防止に有用な
成分であるが、２モル％を超えると非線形屈折率が大き
くなるので、ソーラリゼーション防止目的のためには０
．２〜２モル％で十分であり、特に好ましい範囲は０．
３〜１．５モル％である。なおこの目的のために、Ｃｅ
Ｏ２、ＭｏＯ２、ＷＯ３、ＴｉＯ２等を用いても良いが
、ガラスに紫外部の吸収を与えるため本発明においては
Ｎｂ２Ｏ５を使用する。

ＲＯ酸成分してはｌａ族醋酸化物あるＭｇＯ１Ｃａｂ、
５ｒＯ５ＢａＯが有効であり、これらの合量が４モル％
未満ではガラスが不安定となり（失透しやす＜）、２０
モル％を超えると熱膨張係数が大きくなってしまうので
、４〜２０モル％に限定される。これらの合量の特に好
ましい範囲は５〜２０モル％であり、また個々のＲＯ酸
成分ついて見ると、ＭｇＯが０〜２０モル％、ＣａＯが
０〜１２モル％、ＳｒＯが０〜６モル％、ＢａＯが０〜
８モル％であるのが好ましい。

本発明の燐酸塩系レーザーガラスは、６０〜８０モル％
のＰ２０５．１１〜２４モル％のＡｊ！２０３、ｏ、２
〜２モル％のＮｂ２Ｏ５及び４〜２０モル％のＲＯ酸成
分含有する基礎ガラス１００モル％に対しＮｄ２Ｏ３を
０．１〜５モル％加えてなるものである。このＮｄ２０
３はレーザーガラスにとって発振のために不可欠の成分
であり、０．１〜５モル％に限定した理由は、０．１モ
ル％未満であると、レーザー光を発振しないかもしくは
発振しても微弱であり、５モル％を超えると利得係数が
低下するからである。なおロッドタイプレーザーガラス
の場合は０．１〜２モル％、スラブタイプのレーザーガ
ラスの場合は２〜５モル％が好ましい。

（実施例）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。

一一−日の゛　１塩、レ一　−−スの一町゛告後掲の表
−１に示された組成となるように各原料成分を秤量し、
充分に混合したのち、白金またはセラミック製ルツボを
用いて１２００〜１４００℃で溶解及び清澄（未溶解物
の消失、脱泡）を行い、１１００〜１２５０℃で充分均
質化撹拌を行ったのち、予め予熱され型中に鋳込成形し
、その後精密徐冷によって残留歪を除去し、歪のないレ
ーザーガラスを得た。さらに所定の形状に精密加工及び
研磨を行いレーザーガラス製品を得た。

物性試量得られた６扛の本発明の燐酸塩系レーザーガラスについ
てその熱膨張係数、熱伝導率及び螢光寿命を測定した。

なお比軟のための従来例として従来の代表的な燐酸塩系
レーザーガラス（組成は表−１に記載しである）につい
ても同様にその熱膨張係数、熱伝導率及び螢光寿命を測
定した。これらの測定結果をまとめて表−１に示した。

上表より明らかなように、本実施例の燐酸塩系レーザー
ガラスは従来例のものよりも熱膨張係数が著しく低く、
かつ熱伝導率が著しく高いので、耐熱的強度（割れにく
さ〉は従来のものの約２．５倍となる。中でも実施例２
の燐酸塩系レーザーガラスは熱膨張係数が６０　（ＸＩ
Ｏ−７／’Ｃ＞、熱伝導率が０．８３　（ｋｃａｌ／ｍ
、ｈｒ、℃＞であり、特に優れている。また本実施例の
燐酸塩系レーザーガラスは従来例の燐酸塩系レーザーガ
ラスと遜色のない螢光寿命を有する。

なお本実施例の燐酸塩系レーザーガラスの化学的耐久性
、溶融成形性については特に試験データを示さないが十
分に満足すべきものであった。

（発明の効果〉アルカリ成分及びＳ　ｉ　０２を含まず、多量のＡｆ１
２０３を含む本発明の燐酸塩系レーザーガラスの技術的
効果を列挙すると以下の通りである。

（ｉ）　　従来品に比べ″％Ｈｒ６張係数が著しく小さ
くなり、熱伝導率が著しく大きくなったので、高操り返
し発振を行なったときに発生する熱によってガラスが割
れることがない。

（ｉ；）レーザー発振のために十分な螢光寿命を有し、
化学的耐久性、溶融成形性も満足すべきものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モル百分率で、Ｐ＿２Ｏ＿５　６０〜８０Ａｌ＿２Ｏ＿３　１１〜２４Ｎｂ＿２Ｏ＿５　０．２〜２ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ　４〜２０からなる基
礎ガラス１００モル％に対しＮｄ＿２Ｏ＿３を０．１〜
５モル％加えてなる燐酸塩系レーザーガラス。
（２）モル百分率で、Ｐ＿２Ｏ＿５　６２〜７８Ａｌ＿２Ｏ＿３　１３〜２１Ｎｂ＿２Ｏ＿５　０．３〜１．５ＭｇＯ　０〜２０ＣａＯ　０〜１２ＳｒＯ　０〜６ＢａＯ　０〜８ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ　５〜２０からなる基
礎ガラス１００モル％に対しＮｄ＿２Ｏ＿３を０．１〜
５モル％加えてなる特許請求の範囲第１項記載の燐酸塩
系レーザーガラス。