JPS6374923A - 屈折率分布型レンズの製造方法 - Google Patents

屈折率分布型レンズの製造方法

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JPS6374923A
JPS6374923A JP21880486A JP21880486A JPS6374923A JP S6374923 A JPS6374923 A JP S6374923A JP 21880486 A JP21880486 A JP 21880486A JP 21880486 A JP21880486 A JP 21880486A JP S6374923 A JPS6374923 A JP S6374923A
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JP
Japan
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dopant
porous
refractive index
pores
index distribution
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Pending
Application number
JP21880486A
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English (en)
Inventor
Haruo Nagafune
長船 春夫
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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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、屈折率分布型レンズの製造方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は多孔質体中の細孔にドーパントを浸透させた後
、必要ならば熱処理を加えてドーパントの一部を揮発さ
せてドーパント濃度分布を形成し、さらに熱処理を加え
てガラス体とすることを特徴とする。
〔従来の技術〕
屈折率分布型レンズの製造方法として、いわゆる「分子
スタッフィング法」が知られている。これは、多孔質ガ
ラスをドーパントを含む溶液中に浸漬し、その細孔内に
ドーパントを沈漬した(スタッフィング)後・別の溶液
中で外側からドーパントの一部を溶出(アンスタッフィ
ング)してドーパント濃度分布を形成し、これを焼成し
て屈折率分布型レンズとするものである(特開昭5l−
126207)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、上記「分子スタッフィング法」は、分布形成
のためのアンスタノフイング工程終了後、分布を固定化
するためにドーパント化合物の溶解度が0に近いような
溶媒中に浸漬して溶媒交換を行なう必要がある。しかし
この溶媒の交換により細孔内部に液体状で入っていたド
ーパント化合物が結晶として析出するため多孔質全体に
物理的なひずみが生じ、割れを起こしやすい。
また、[分子スタッフィング法」におけるドーパントの
選択度は、イオン交換法よりは広いと言えども、原理的
にドーパント化合物の温度や溶媒のちがいによる溶解度
差を利用した方法だけに、適当なドーパント化合物とし
ての選択度はかなり狭められたものとなる◎ 本発明の目的は前記のような欠点を除去し、多孔質状態
で割れを起こさないような屈折率分布型レンズの製造方
法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、多孔質体中の細孔にドーパントを浸透させた
後・前記ドーパントの一部を揮発させて所定のドーパン
ト濃度分布を形成し、しかる後加熱焼結して透明ガラス
体の屈折率分布型レンズをつくることを特徴とする。
本発明によれば、通常の「分子スタッフィング法」にお
ける分布形成のためのアンスタッフィング工程が、多孔
質体中ドーパントの溶媒間の濃度拡散に基くものではな
く、ドーパントそのものの揮発現象に基くものである。
従ってアンスタッフィング工程や、この後のドーパント
分布固定化工程において溶媒交換によるドーパント結晶
析出に起因する多孔質体の割れなどの問題は本発明によ
れば原理的に起き得ないものである。
また、ドーパントとしては、その金属イオンがガラス体
中でガラスの屈折率を変化させ得るもので、ドーパント
化合物としての揮発性が高いものが望ましいが、酸化さ
れて金属酸化物の状態で揮発性が高いものでも良い。例
えば、ゲルマニウムをドーパントとして考えた場合、ゲ
ルマニウムアルコキシドGo(oR)、は低温でもかな
り蒸気圧の高い化合物であるから200℃以下で分布を
形成することが可能である。また、メタノールのような
低沸点物等と混合することにより、さらに揮発性を高め
てもよい。また酸化ゲルマニウムについても500℃以
上の高温ではかなり揮発性が高くなるため、条件次第で
分布を形成することができる。この時、多孔質体の細孔
がつぶれてしまわない程度の温度で制御することが望ま
しいのは言うまでもない。
このように使用できるドーパント化合物としては、有機
化合物、無機化合物を問わず、多孔質の細孔がつぶれる
までの温度で揮発性を有するものであればよく、ドーパ
ントの選択度はかなり広げられたものとなる。
本発明において、出発物質なる多孔質体は、ガラスの分
相現象を利用した多孔質ガラス、四塩化ケイ素等を原料
とする火炎加水分解法により得られるンリカ多孔質体、
ゾル−ゲル法により得られるシリカゲル、或はその焼成
物などが代表的に使用し得るものと考えられるが、その
他気相法、液相法問わず、連続的細孔を有する多孔質体
であれば何でも適用できる◎ 以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
実施例1゜ IJ、 Vl %でSin、52.5%、B、0,35
.3%、N a 205.70%、K2O6,50%か
らなるガラスロッドを560℃で60分間加熱して分相
させ、5NのHCfiに100℃の温度で10時間処理
して多孔質ガラスロッドを得た(直径3鵡、長さ50鵡
)。
この多孔質ガラスロッドを室温でテトラエトキシゲルマ
ニウムの溶液に2時間浸漬した後、すばやく60℃の恒
温器内にうつし、2日間乾燥した。
しかる後このロッドを電気焼結炉を用いて1100℃で
5時間加熱して細孔をつぶし透明ガラス体を得た〇 図1に、径方向における屈折率分布の様子を示した外周
部を除きほぼ2乗分布形状をしていた。
実施例2゜ 実施例1と同じ多孔質ガラスロッド(直径3鵡、長さ5
OW)を、室温でテトラブトキシゲルマニウムのメタノ
ール溶液(50voi%)に2時間浸漬した後、すばや
く70℃の恒温器内にうつし、50時間保持した後、恒
温器内を100℃にし5時間保持した。このロッドを電
気焼結炉を用いて1100℃で5時間加熱して細孔をつ
ぶし透明ガラス体を得た。
屈折率分布は、中心部が1470と実施例1のものと比
べやや低いものであったが、形状的にはほぼ同様であっ
た。
実施例3゜ まず、ゾル−ゲル法によりシリカ多孔質体を作った。方
法は以下のとおり。
精製した市販のテトラエトキシシリコン6242に0.
01規定の塩酸840dを加え、激しく攪拌して加水分
解した。次にこの溶液に超微粉末シリカ(Aerosi
l  0X−50:deguss社製)180?を攪拌
しながら加え超音波振動を印加した。さらに遠心分離に
よってダマ状物を取り除き、均一度の高いゾルとした。
このゾルに0.1規定のアンモニア水を滴下してpHを
4.50に調整した。
次にこのゾルを内径20w&、長さ100鵬の円筒状ポ
リプロピレン製容器に流し入れた030分後にゲル化し
たことを確認した上で、フタをして密閉状態にし30℃
で一昼夜保持した後、7タにピンホールを開は恒温器内
で60℃に保持した。1週間後に乾t#!が終了し、こ
れを電気炉で800℃で10時間加熱することにより強
固な多孔質ゲル(外径12sai、長さ60−)が得ら
れた〇テトラプロポキシチタンのエタノール溶液(50
vo1%)を50℃に保持し、上記ゲルを3時間浸漬さ
せた後、100℃の恒温器内にすばやくうつし5時間保
持した。
これを電気炉で最高温度1200℃で焼結し透明ガラス
体とした。大きさは外径10鵡、長さ50鵡とこれまで
にない大型の屈折率分布型レンズが作製できた。屈折率
は中心部で1.495とゲルマニウム化合物をドーパン
トにした場合に比べかなり高屈折率であった。分布形状
は実施例1と同様であった。
実施例4゜ 実施例3と同様にしてシリカ多孔質体を作った。
テトラエトキシゲルマニウム溶液に室温で2時間浸漬し
た後、30℃に保持した0、2規定塩酸に10時間浸漬
して、多孔質体内部に酸化ゲルマニウムを均一に析出さ
せた。これを80℃の恒温器内で2日間乾燥させた後、
電気炉を用いて焼結した。
焼結は以下のプログラムに従った。
まず室温から600℃まで60℃/時で昇温し600℃
で15時間保持した後、60℃/時で1200℃まで昇
温し、1200℃で5時間保持して透明ガラス体とした
。屈折率分布は実施例1と同様なものとなった。
〔発明の効果〕
以上、説明したように多孔質体中の細孔にドーパントを
浸透させた後、必要なら熱処理を加えドーパントの一部
を揮発させてドーパント濃度分布を形成し、さらに熱処
理を加えてガラス体とする屈折率分布型レンズの製造方
法により、多孔質状態で割れを起こさないような屈折率
分布型レンズが製造できる。
形状に関しても円筒状レンズに限らず、光分波器用のス
ラブレンズ、各種光導波路、マイクロレンズアレーなど
が作製でき、様々な応用が考れられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の屈折率分布型レンズの中心からの半
径方向における屈折率分布図である。 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多孔質体中の気孔に屈折率調整用ドーパント化合
    物を含む溶液を浸透させた後、前記ドーパント化合物の
    一部を揮発させ所定のドーパント濃度分布を形成し、し
    かる後加熱焼結して透明ガラス体とする屈折率分布型レ
    ンズの製造方法。
JP21880486A 1986-09-17 1986-09-17 屈折率分布型レンズの製造方法 Pending JPS6374923A (ja)

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JP21880486A JPS6374923A (ja) 1986-09-17 1986-09-17 屈折率分布型レンズの製造方法

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JPS6374923A true JPS6374923A (ja) 1988-04-05

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