DE602004005793T2

DE602004005793T2 - Optisches Glas mit niedriger fotoelastischer Konstante

Info

Publication number: DE602004005793T2
Application number: DE602004005793T
Authority: DE
Inventors: Ishioka Sagamihara-shi Junko
Original assignee: Ohara Inc
Current assignee: Ohara Inc
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: TWI248426B; CN1303024C; EP1516862B1; DE602004005793D1; CN1597583A; EP1516862A1; TW200517351A; US7088903B2; ATE359240T1; US20050058424A1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Glas mit einer niedrigen photoelastischen Konstante (β), welches für Teile für ein polarisierendes optisches System und Lichtpolarisationssteuerungselemente geeignet ist und auch physikalische Eigenschaften, wie einen Brechungsindex und eine Abbe-Zahl, aufweist, die für optische Zwecke geeignet sind.
Hintergrund der Erfindung
Ein optisches System, das polarisiertes Licht verwendet, d.h. ein polarisierendes optisches System, wird seit kurzem auf verschiedenen Gebieten verwendet, einschließlich eines Flüssigkristall-Display-Projektors. Z.B. werden räumliche Lichtmodulatoren, die polarisiertes Licht räumlich modulieren, und polarisierende Strahlenteiler, die S-polarisiertes Licht von P-polarisiertem Licht trennen, für einen Flüssigkristall-Display-Projektor verwendet. Bei einem solchen polarisierenden optischen System besteht ein zunehmender Bedarf an einer exakteren Steuerung der Polarisationseigenschaften.
Unter den optischen Teilen für polarisierende optische Systeme müssen Teile, wie Prismen und Substrate von lichtpolarisierenden Elementen, die für einen polarisierenden Strahlenteiler oder einen räumlichen Lichtmodulator verwendet werden, der das stabile Beibehalten der Polarisationseigenschaften erfordert, optische Isotropie aufweisen, da, wenn ein Material mit optischer Anisotropie für diese Teile verwendet wird, der Phasenunterschied (optischer Gangunterschied) zwischen dem gebräuchlichen Strahl und dem außerordentlichen Strahl in Bezug auf das Licht, das durch das optische Element durchgelassen wurde, groß wird und daher die Polarisationseigenschaften in einem solchen Fall nicht beibehalten werden können.
Selbst wenn ein optisches Glas gemäß dem Stand der Technik, das ausreichend getempert wurde und spannungsfrei gemacht wurde und optische Isotropie aufweist, als optisches Teil des polarisierenden optischen Systems verwendet wird, für das die Beibehaltung von Polarisationseigenschaften notwendig ist, weist ein solches Teil eine als Doppelbrechung bezeichnete optische Anisotropie auf, die durch einen photoelastischen Effekt verursacht wird, wenn mechanische Spannung oder thermische Spannung an ein solches Teil angelegt wird, wenn ein solches Teil eine große photoelastische Konstante hat, und als Ergebnis können keine erwünschten Polarisationseigenschaften erhalten werden. Die mechanische Spannung wird z.B. erzeugt, indem man ein Material, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der von dem des optischen Glases verschieden ist, mit einem optischen Glas verbindet. Die thermische Spannung wird z.B. durch Wärme erzeugt, die durch eine periphere Gerätschaft gebildet wird, oder durch Wärme, die durch das optische Glas aufgrund der Absorption von Energie von durchgehendem Licht gebildet wird. Die Größe der Doppelbrechung, die das optische Glas nach dem Anlegen einer solchen Spannung aufweist, kann durch die Differenz des optischen Gangunterschieds ausgedrückt werden. Die folgende Formel (1) wird aufgestellt, wenn der optische Gangunterschied durch σ (nm), die Dicke des optischen Glases durch d (cm) und die Spannung durch F (Pa) ausgedrückt werden, die angibt, dass die Doppelbrechung mit dem optischen Gangunterschied zunimmt. σ = β·d·F (1)
Die Proportionalitätskonstante β in der obigen Formel (1) wird als photoelastische Konstante bezeichnet, deren Wert gemäß dem Glastyp verschieden ist. Wenn – wie durch die obige Formel (1) gezeigt wird – die gleiche Spannung (F) an zwei Gläser angelegt wird, die die gleiche Dicke (d) haben, hat ein Glas mit einem geringeren absoluten Wert der photoelastischen Konstante (β) einen geringeren optischen Gangunterschied (σ), d.h. eine geringere Doppelbrechung.
Der Beitrag der photoelastischen Konstante für Teile für ein polarisierendes optisches System wird z.B. in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 7-306314 , Nr. Hei 8-234179 und Nr. Hei 9-127461 beschrieben. Im Hinblick auf eine spezifischere numerische Analyse offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-171770 , dass Teile, die der folgenden Formel genügen, in dem polarisierenden optischen System erwünscht sind. Die rechte Seite dieser Formel gibt die Menge der Doppelbrechung an, die durch thermische Spannung verursacht wird. 5.00 × 102 ≧ K·α·E·∫(1 – T)d λ/ρ/Cp (2)wobei K die photoelastische Konstante (nm/mm·mm²/N) darstellt, α den linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten (10^–6/K) darstellt. E den Elastizitätsmodul (10³N/mm²) darstellt, λ die Wellenlänge des verwendeten Lichts darstellt, T die innere Durchlässigkeit des Teils bei der Wellenlänge λ darstellt, ρ die Dichte des Teils (g/cm³) darstellt und Cp die spezifische Wärmekapazität (J/g·K) darstellt.
In der Formel (2) stellt der Integrationsbereich die Hauptabsorptionswellenlängen dar, d.h. 420 (nm) bis 500 (nm). Aus der Formel (2) ist ersichtlich, dass die durch thermische Spannung erzeugte Doppelbrechung reduziert werden kann, wenn der absolute Wert der photoelastischen Konstante sich Null annähert.
Die photoelastische Konstante hat eine Wellenlängenabhängigkeit und ist daher niemals über den gesamten sichtbaren Bereich (400 nm–700 nm) konstant. Wenn daher die Wellenlängenabhängigkeit groß ist, ist die Polarisationseigenschaft nicht über den gesamten sichtbaren Bereich gleichmäßig, selbst wenn die photoelastische Konstante bei einer Wellenlänge von 546 nm, die ein repräsentativer Wert im sichtbaren Bereich ist, niedrig ist. Z.B. hat ein optisches Glas mit hoher PbO-Konzentration, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-133528 offenbart wird, eine Wellenlängenabhängigkeit, gemäß der die photoelastische Konstante zu einer kürzeren Wellenlänge hin abnimmt, und die Größe der Änderung der photoelastischen Konstante Δβ im Wellenlängebereich von 400 nm–700 nm wird zu etwa 0,8 × 10^–5 nm/cm/Pa. Wenn ein solches optisches Glas z.B. als polarisierender Strahlenteiler für einen Flüssigkristall-Display-Projektor verwendet wird, ist die photoelastische Konstante β 0,0 × 10^–5 nm/cm/Pa bei grünem (G) Licht (Wellenlänge in der Nähe von 550 nm), der absolute Wert von β wird aber 0,4 × 10^–5 nm/cm/Pa bei blauem (B) Licht (Wellenlänge in der Nähe von 430 nm) und rotem (R) Licht (Wellenlänge in der Nähe von 640 nm). Da es insbesondere einen großen Brechungsindex in B-Licht aufweist, wird in B-Licht der optische Gangunterschied aufgrund der Doppelbrechung groß.
Neben dem oben beschriebenen Problem der Doppelbrechung muss ein optisches Glas, das für eine Anwendung verwendet wird, in der sich die Temperatur optischer Teile in Abhängigkeit von der Umgebung, in der sie verwendet werden, stark ändert (z.B. Wärmebildung durch ein Prisma und Linsen und periphere elektrische Schaltkreise und Teile, die eingestrahltem Licht hoher Intensität ausgesetzt sind) eine hohe innere Durchlässigkeit haben, um eine Temperaturerhöhung in optischen Teilen aufgrund der Absorption von eingestrahltem Licht hoher Intensität zu verhindern.
Als optische Gläser mit einer niedrigen photoelastischen Konstante, die als Teile für ein polarisierendes optisches System brauchbar sind, sind die Folgenden bekannt: B₂O₃-Al₂O₃-PbO-Glaser, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-48631 offenbart wird, Phosphat-Glaser, die BaO und/oder PbO umfassen, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-335135 offenbart wird, Phosphat-Gläser, die kein PbO umfassen, wie in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 11-199269 , Nr. 2000-34132 , Nr. 2002-128540 und Nr. 2002-338294 offenbart wird, und Fluorphosphat-Gläser, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-48633 offenbart wird.
Wie in der Literatur offenbart ist, wie Journal of The Society of Glass Technology (1957) 353T-362T "The Effekt of the Polarization of the Constituent Ions an the Photoelastistic Birefringence of the Glass" von Megumi Tashiro, ist es wohlbekannt, dass PbO unter den Glasinhaltsstoffen einen großen Effekt auf die Reduktion der photoelastischen Konstante hat. Es gibt verschiedene Gläser, die diesen Effekt verwenden, um zu verursachen, dass die Gläser eine niedrige photoelastische Konstante aufweisen, um aber ein Glas zu erhalten, dass eine extrem niedrige photoelastische Konstante hat, müssen diese Gläser eine große Menge einer Pb-Verbindung umfassen, z.B. als PbO und PbF₂, was eine große Belastung für die Umgebung darstellt. Dies verursacht wahrscheinlich schädliche Auswirkungen auf die Umgebung, und daher ist es nicht erwünscht, solche Gläser in der Praxis zu verwenden.
Im Journal of the American Ceramic Society Bd. 68 (1985) S. 389–S. 39 "Photoelastic Effects in Phosphate Glasses" von Matsushita et al. wird offenbart, dass bei Phosphat-Glasern, insbesondere P₂O₅-BaO-Gläsern eine relative geringe photoelastische Konstante aufweisen. Um die photoelastische Konstante jedoch durch das Verfahren der Verwendung des Reduktionseffekts der photoelastischen Konstante allein durch die BaO-Komponente auf weniger als 0,3 × 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1 zu reduzieren, muss wegen der Beschränkung des Verglasungsbereichs der P₂O₅-BaO-Gläser ein spezielles Herstellungsverfahren wie das Superabschreck-Verfahren verwendet werden. Dieses Verfahren hat eine geringe Produktivität, und darüber hinaus ist es schwierig, das Glas zu einem erwünschten optischen Teil durch dieses Verfahren zu formen.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2002-338294 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von P₂O₅-BaO-Gläsern, die eine große Menge an BaO umfassen, und Beispiele mit einer niedrigen photoelastischen Konstante von 0,15 × 10^–12 (1/Pa) werden in dieser Veröffentlichung beschrieben. Um diese Gläser zu erhalten, muss jedoch ein Verfahren des Blasens mehrerer Typen von Gasen, wie feuchte Luft und Chlorgas, in das geschmolzene Glas verwendet werden, und dieses Verfahren hat eine geringe Produktivität.
Die japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 11-199269 und Nr. 2000-34132 offenbaren, dass in Phosphat-Gläsern, die frei von Pb-Verbindungen sind, nicht nur BaO, sondern auch La₂O₃ wirksam ist, um die photoelastische Konstante zu reduzieren. Aus Beispielen dieser Veröffentlichungen ist ersichtlich, dass es schwierig ist, Gläser mit einer sehr niedrigen photoelastischen Konstante, insbesondere Gläser mit einer photoelastischen Konstante von 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 oder darunter im sichtbaren Bereich durch den Effekt von BaO und La₂O₃ herzustellen.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 2003-110394 offenbart, dass es möglich ist, Phosphat-Gläser mit einer photoelastischen Konstante von 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 oder weniger herzustellen. Es besteht jedoch das Problem, dass, wenn Phosphat-Gläser verwendet werden, die eine große Menge an PbO und BaO enthalten, Platinionen oder Ionen der Platingruppe, wie Palladium und Rhodium, während des unerlässlichen Herstellungsverfahrens des Glasschmelzens in dem Platintiegel aus einem Platintiegel austreten, mit dem Ergebnis, dass das Glas durch die Platinionen oder die Ionen der Platingruppe gefärbt ist. Gemäß dem Journal of the American Ceramic Society Bd. 39 (1956), S. 173–180 "The Colors of Platinum, Palladium, and Rhodium in simple Glasses" von G.E. Rindone et al., ist es offensichtlich, dass die Absorption von Platinionen in Phosphat-Gläsern eindeutig in der Nähe von 400 bis 500 nm erfolgt. Das Vorliegen solcher absorbierender Ionen verursacht, dass Licht, das absorbiert wird, wenn Licht einer Wellenlänge von 400 bis 500 nm durch ein optisches Teil geht, in Wärme umgewandelt wird, wobei sich die Bildung von Wärme ergibt, die die thermische Spannung in dem optischen Teil erhöht. Wenn ein solches Glas für ein optisches Teil, wie Linsen oder Prismen verwendet wird, in denen Licht des gesamten sichtbaren Bereichs durchgelassen wird, wird blaues Licht von 400–500 nm selektiv absorbiert, mit dem Ergebnis, dass Licht, das durch das optische Teil durchgelassen wurde, eine gelbliche Farbe aufweist. Da ein Glas, das einen geringeren Grad einer unnötigen Lichtabsorption hat, bessere Eigenschaften verwirklichen kann, obwohl der Anforderungsgrad an eine solche Bedingung in Abhängigkeit von dem Zweck des Glases variiert, ist ein Glas mit einer hohen inneren Durchlässigkeit erwünscht. Mit anderen Worten: bei der Herstellung von Phosphat-Gläsern, die eine große Menge an PbO und BaO enthalten, muss sehr sorgfältig verfahren werden, um das Austreten von Ionen der Platingruppe zu verhindern.
Wie für kommerziell verfügbare Fluorphosphat-Gläser (z.B. S-FPL51, S-FPL52 und S-FPL53, hergestellt von Ohara Corporation) in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-48633 , US Patent 5,969,861 , DE 19631171 A1 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-60267 offenbart ist, ist die Bindung in Fluorphosphat-Gläsern im Allgemeinen nicht kovalent wie in Si-O, sondern meistens eine ionische Bindung, und somit ist eine Änderung der Elektronenstruktur des Glases aufgrund einer Spannung relativ gering, mit dem Ergebnis, dass diese Gläser eine relativ niedrige photoelastische Konstante haben. Zudem ist in Fluorphosphat-Gläsern das Schmelzen des Glases bei einer relativ niedrigen Temperatur möglich, und somit erfolgt dort ein geringes oder kein Austreten von Ionen der Platingruppe aus der aus Platin bestehenden Schmelzgerätschaft wie einem Tiegel und einer Glasrührvorrichtung, das bei Fluorphosphat-Gläsern erfolgt, die große Mengen an PbO und BaO enthalten. Als Ergebnis besteht kein Problem der selektiven Absorption durch Ionen der Platingruppe im sichtbaren Bereich (insbesondere bei 400–500 nm).
Neben diesen Fluorphosphat-Gläsern sind in der Technik Fluorphosphat-Gläser bekannt, die einen Brechungsindex (nd) in der Nähe von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in der Nähe von 40–65 haben, obwohl eine photoelastische Konstante nicht erwähnt wird, wie in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Sho 50-50416 , Nr. Sho 57-123842 , Sho 59-18133 und Nr. Hei 2-124740 offenbart wird, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie eine große anormale Dispersionscharakteristik haben, und Fluorphosphat-Gläser, wie in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 6-157068 und Nr. Hei 10-53434 offenbart wird, die eine ausgezeichnete Entglasungsbeständigkeit und eine gute Schmelzeigenschaft haben.
Fluorphosphat-Gläser haben im Allgemeinen einen Brechungsindex (nd) von kleiner als 1,6 oder eine Abbe-Zahl (νd) von 65 oder mehr, wie in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 2-124740 , Nr. Hei 6-157068 und Hei 9-48633 gezeigt ist. Um den Brechungsindex (nd) zu erhöhen, ist in Fluorphosphat-Gläsern, die in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Sho 50-50416 , Nr. Sho 57-123842 , Nr. Sho 59-18133 und Nr. Hei 11-60267 offenbart sind, die Gesamtmenge an Fluorid-Materialien auf weniger als 45 % beschränkt, und resultierende Beispiele mit einem Brechungsindex von mehr als 1,6 werden beschrieben. In diesem Fall erhöht die Beschränkung des Einführens von Fluoriden in das Glas jedoch die kovalente Bindung in dem Glas, wodurch sich die Schwierigkeit ergibt, ein Glas zu verwirklichen, das eine niedrige photoelastische Konstante hat. Da das Glas der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 10-53434 zudem Al₂O₃ in einer großen Menge von 21,23–26,35 Gew.-% enthält und auch MgF₂ als wesentlichen Inhaltsstoff enthält, wird erwartet, dass dieses Glas eine hohe photoelastische Konstante hat.
Als Fluorphosphat-Gläser für unterschiedliche Zwecke, werden Fluorphosphat-Gläser für Filter, die CeO₂ oder CuO als wesentliche Inhaltsstoffe enthalten, die Inhaltsstoffe sind, welche Licht einer spezifischen Wellenlänge absorbieren, in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 1-219038 , Nr. Hei 3-83835 , Nr. Hei 3-83834 und Nr. Hei 4-214043 offenbart. Bei den japanischen Offenlegungsschriften Nr. Hei 1-219038 , Nr. Hei 3-83835 und Nr. Hei 3-83834 enthalten die meisten Beispiele für diese Gläser P₂O₅ in einer großen Menge von 20 % oder mehr, und somit besteht eine große Wahrscheinlichkeit, dass eine erwünschte photoelastische Konstante nicht durch diese Gläser verwirklicht werden kann. In den Beispielen für diese Gläser, die P₂O₅ in einer Menge von weniger als 20 % enthalten, enthalten sie MgF₂, das die photoelastische Konstante in einem relativ hohen Grad erhöht (Beispiel Nr. 1 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 1-219038 ), oder enthalten B₂O₃, das die photoelastische Konstante in einem hohen Grad erhöht (Beispiele Nr. 2, 4 und 10 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-83835 und Beispiel Nr. 2 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-83834 ). Beispiele der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 4-214043 enthalten eine große Menge an MgF₂ und können somit eine erwünschte photoelastische Konstante nicht verwirklichen, darüber hinaus haben diese Gläser oft einen niedrigen Brechungsindex.
Daher besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein optisches Glas bereitzustellen, das für Teile für ein polarisierendes optisches System und Lichtpolarisationssteuerungselemente geeignet ist und eine niedrige photoelastische Konstante und auch Eigenschaften aufweist, wie einen Brechungsindex (nd) und eine Abbe-Zahl (νd), die für Zwecke von optischen Gläsern brauchbar sind.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein wie oben beschriebenes optisches Glas bereitzustellen, das frei von Pb-Verbindungen ist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Untersuchungen und Experimente, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, um die oben beschriebenen Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, haben den Befund ergeben, der zur vorliegenden Erfindung geführt hat, dass durch Verwirklichung einer Zusammensetzung, umfassend spezifische Mengen an Ba, F und Nb unter den Bestandteil-bildenden Inhaltsstoffen eines optischen Glases, ein optisches Glas mit erwünschten Eigenschaften in einer relativ stabilen Weise hergestellt werden kann.
Im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zum Lösen der oben beschriebenen Aufgaben wird ein optisches Glas bereitgestellt, das einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 hat und das als Atome, die das optische Glas bilden, die Folgenden umfasst:

P 5–10 Mol-%

Al 1–3 Mol-%

Ba 8–13 Mol-%

Gd 1–5 Mol-%

Nb 0,1–3 Mol-%

F 15–35 Mol-%

O 40–52 Mol-%.

In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, das einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 hat und das als Atome, die das optische Glas bilden, die Folgenden umfasst:

P
P	5–10 Mol-%
Al	1–3 Mol-%
Ba	8–13 Mol-%
Gd	1–5 Mol-%
Nb	0,1–3 Mol-%
F	15–35 Mol-%
O	40–52 Mol-% und
Y	0–2 Mol-% und/oder
La	0–2 Mol-% und/oder
Yb	0–1 Mol-% und/oder
Ta	0–1 Mol-% und/oder
Lu	0–1 Mol-% und/oder
Ti	0–1,5 Mol-% und/oder
Zr	0–1,5 Mol-% und/oder
W	0–1,5 Mol-% und/oder
Bi	0–1,5 Mol-% und/oder
Mg	0–2 Mol-% und/oder
Ca	0–3 Mol-% und/oder
Sr	0–5 Mol-% und/oder
Zn	0–2 Mol-% und/oder
Li	0–2 Mol-% und/oder
Na	0–2 Mol-% und/oder
K	0–2 Mol-% und/oder
Cs	0–1 Mol-% und/oder
Tl	0–3 Mol-% und/oder
Si	0–2 Mol-% und/oder
B	0–2 Mol-% und/oder
Sb	0–1 Mol-%.

Im dritten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, das einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 hat und das in Massen-% Folgendes umfasst:

Metaphosphatverbindungen 18,0–30,0%

wobei Al(PO₃)₃ 10,0–20,0%

Ba(PO₃)₂ 3,0–15,0%

Fluoride 43,0–65,0%,

wobei BaF₂ 41,0–55,0%

Gd₂O₃ 8,0–25,0% und

Nb₂O₅ 0,5–7,0%.

Im vierten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, das einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 hat und das in Massen-% Folgendes umfasst:

Metaphosphatverbindungen	18,0–30,0%
wobei Al(PO₃)₃	10,0–20,0%
Ba(PO₃)₂	3,0–15,0% und
Sr(PO₃)₂	0,0–10,0% und/oder
Ca(PO₃)₂	0,0–10,0% und/oder
Zn(PO₃)₂	0,0–5,0% und/oder
La(PO₃)₃	0,0–5,0%
Fluoride	43,0–65,0%,
wobei BaF₂	41,0–55,0% und
SrF₂	0,0–10,0% und/oder
CaF₂	0,0–10,0% und/oder
MgF₂	0,0–2,0% und/oder
AlF₃	0,0–2,0% und/oder
GdF₃	0,0–15,0% und/oder
YF₃	0,0–7,0% und/oder
LaF₃	0,0–7,0% und/oder
KHF₂	0,0–3,0%
Gd₂O₃	8,0–25,0%
Nb₂O₅	0,5–7,0%
Y₂O₃	0,0–10,0% und/oder
La₂O₃	0,0–10,0% und/oder

Yb₂O₃	0,0–5,0% und/oder
Ta₂O₅	0,0–5,0% und/oder
Lu₂O₃	0,0–5,0% und/oder
TiO₂	0,0–7,0% und/oder
ZrO₂	0,0–5,0% und/oder
WO₃	0,0–7,0% und/oder
Bi₂O₃	0,0–5,0% und/oder
BaO	0,0–8,0% und/oder
CaO	0,0–5,0% und/oder
SrO	0,0–10% und/oder
ZnO	0,0–5,0% und/oder
Li₂O	0,0–1,0% und/oder
Na₂O	0,0–3,0% und/oder
K₂O	0,0–3,0% und/oder
Cs₂O	0,0–5,0% und/oder
Tl₂O	0,0–15,0% und/oder
SiO₂	0,0–3,0% und/oder
B₂O₃	0,0–3,0% und/oder
Sb₂O₃	0,0–3,0%.

Im fünften Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, das einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 und eine Zusammensetzung hat, die Folgendes umfasst, berechnet auf Oxidbasis und ausgedrückt in Massen-%:

P₂O₅	12 bis weniger als 22%
Al₂O₃	1–5%
BaO	40–55%
Gd₂O₃	8–25%
Nb₂O₃	0,5–8% und
Y₂O₃	0–10% und/oder

La₂O₃	0–10% und/oder
Yb₂O₃	0–5% und/oder
Ta₂O₅	0–5% und/oder
Lu₂O₃	0–5% und/oder
TiO₂	0–7% und/oder
ZrO₂	0–5% und/oder
WO₃	0–7% und/oder
Bi₂O₃	0–5% und/oder
MgO	0–1% und/oder
CaO	0–5% und/oder
SrO	0–10% und/oder
ZnO	0–5% und/oder
Li₂O	0–1% und/oder
Na₂O	0–3% und/oder
K₂O	0–3% und/oder
Cs₂O	0–5% und/oder
Tl₂O	0–15% und/oder
SiO₂	0–3% und/oder
B₂O₃	0–3% und/oder
Sb₂O₃	0–3%;

sowie ein oder mehrere Fluoride eines oder mehrerer Metallelemente, die in den obigen Metalloxiden enthalten sind, wobei die Gesamtmenge an F, die in dem oder den Fluoriden enthalten ist, 8 bis 20 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung beträgt, berechnet auf Oxidbasis.

Im sechsten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, wie es im ersten bis fünften Aspekt der Erfindung definiert ist, wobei die Differenz zwischen der photoelastischen Konstante bei 644 nm und der photoelastischen Konstante bei 436 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 liegt.
Im siebten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, wie es im ersten bis sechsten Aspekt der Erfindung definiert ist, wobei die photoelastische Konstante bei 546 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 in einem Bereich des Brechungsindex (nd) von 1,60 bis 1,62 liegt und die photoelastische Konstante bei 546 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,5 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 in einem Bereich des Brechungsindex (nd) von 1,62 bis 1,68 liegt.
Im achten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, wie es im ersten bis siebten Aspekt der Erfindung definiert ist, das einen Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,60 bis 1,65 und einer Abbe-Zahl (νd) im Bereich von 50 bis weniger als 65 hat, wobei die photoelastische Konstante bei 546 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 liegt.
Im neunten Aspekt der Erfindung wird ein optisches Glas bereitgestellt, wie es im ersten bis achten Aspekt der Erfindung definiert ist, das frei von einer Pb-Verbindung ist.
Im zehnten Aspekt der Erfindung wird polarisierender Strahlenteiler für einen Flüssigkristall-Display-Projektor unter Verwendung eines optischen Glases bereitgestellt, wie es im ersten bis neunten Aspekt definiert ist.
Gemäß der Erfindung kann ein optisches Glas, das für Teile für ein polarisierendes optisches System und Lichtpolarisationssteuerungselemente geeignet ist und das einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 und eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 und eine photoelastische Konstante bei einer Wellenlänge von 546 nm in einem Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,5 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 hat, und in dem die Wellenlängenabhängigkeit der photoelastischen Konstanten extrem gering ist, ohne Verwendung einer Pb-Verbindung erhalten werden, und daher können optische Teile mit ausgezeichneten Eigenschaften, die in der Vergangenheit nicht hergestellt wurden, bereitgestellt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der beigefügten Zeichnung ist 1 eine graphische Darstellung, in der photoelastische Konstanten der entsprechenden Beispiele der Erfindung aufgetragen sind.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Optische Gläser des ersten Aspekts und zweiten Aspekts der Erfindung können einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68 verwirklichen, was zur Herstellung einer polarisierenden Folie in einer optischen Konstruktion besonders nützlich ist, die mit den Fluorphosphat-Gläsern des Standes der Technik schwierig zu realisieren ist. Darüber hinaus können diese optischen Gläser, die eine niedrige photoelastische Konstante haben, die Herstellung von optischen Elementen, wie eines polarisierenden Strahlenteilers, mit reduzierter Doppelbrechung aufgrund thermischer und mechanischer Spannungen verwirklichen. Weiterhin dehnen die dergestalt realisierten optischen Konstanten des Brechungsindex und der Abbe-Zahl den Freiheitsgrad in der optischen Gestaltung aus, wodurch eine flexible Anpassung der optischen Gläser an verschiedenartige Produktionsnotwendigkeiten ermöglicht wird.
P ist ein glasbildender Inhaltsstoff. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 5 Mol-% ist, wird es schwierig, ein stabiles Glas herzustellen. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 10 Mol-% übersteigt, kann keine wünschenswerte photoelastische Konstante erreicht werden. Daher sollte die Menge dieses Inhaltsstoffs 5 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 5,5 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 6 Mol-% oder mehr und 10 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 9,8 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 9,5 Mol-% oder weniger betragen.
In diesen Gläsern kann P in Form von LiPO₃, NaPO₃, KPO₃, Al(PO₃)₃₎, Ba(PO₃)₂, Sr(PO₃)₂, Ca(PO₃)₂₎, Mg(PO₃)₂, Zn(PO₃)₂, La(PO₃)₂, P₂O₅, H₃PO₄, NH₄H₂PO₄, (NH₄)₂HPO₄, Li₃PO₄, KPO₄, Na₃PO₄·12H₂O, Na₂HPO₄·12H₂O, Mg₃(PO₄)₂·8H₂O, CaHPO₄·2H₂O, Ba₃(PO₄)₂, Zn₃(PO₄)₂·4H₂O, AlPO₄, BPO₄, KH₂PO₄, K₂HPO₄, KPF₆, Zn₂PO₇ oder BaHPO₄ zugegeben werden. Es wird bevorzugt, Al(PO₃)₃, Ba(PO₃)₂, Sr(PO₃)₂, Ca(PO₃)₂, La(PO₃)₂, P₂O₅, H₃PO₄, NH₄H₂PO₄ oder (NH₄)₂HPO₄ zu verwenden.
Al ist zur Verhinderung einer Entglasung des Glases wirksam und ermöglicht somit die Herstellung eines stabilen Glases und verbessert auch die mechanische Festigkeit und die chemische Beständigkeit, und daher sollte wenigstens 1 Mol-% dieses Inhaltsstoffs zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 3 Mol-% übersteigt, wird es schwierig, eine wünschenswerte photoelastische Konstante und wünschenswerte optische Konstanten zu verwirklichen. Daher sollte die Menge dieses Inhaltsstoffs 1 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 1,3 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 1,5 Mol-% oder mehr und 3 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 2,9 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 2,8 Mol-% oder weniger betragen.
In diesen Gläsern kann Al in Form von Al(PO₃)₃, AlPO₄, Al₂O₃, Al(OH)₃, AlF₃ oder Na₃AlF₆ zugegeben werden. Es wird bevorzugt, Al(PO₃)₃, AlPO₄, AlF₃ oder Na₃AlF₆ zu verwenden.
Unter den Glas ausmachenden Inhaltsstoffen ist Ba zur Reduktion der photoelastischen Konstanten bemerkenswert wirksam und sollte in einer Menge von wenigstens 8 Mol-% enthalten sein. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs jedoch 13 Mol-% übersteigt, wird es schwierig, ein stabiles Glas zu erhalten. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte 8 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 8,3 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 8,5 Mol-% oder mehr und 13 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 12,8 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 12,5 Mol-% oder weniger betragen. In diesen Gläsern wird Ba in Form von Ba(PO₃)₂, Ba₃(PO₄)₂, BaHPO₄, Ba(NO₃)₂, BaCO₃, BaF₂ oder BaSiF₆ zugegeben. Vorzugsweise werden Ba(PO₃)₂, Ba(NO₃)₂, BaCO₃ oder BaF₂ verwendet.
Gd ist ein wesentlicher Inhaltsstoff, um die Bildung eines stabilen Glases zu erleichtern und einen hohen Brechungsindex zu verwirklichen. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 1 Mol-% ist, wird das Glas häufig deutlich instabil, während, wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 5 Mol-% übersteigt, wird ein Schmelzen des Glases bei hoher Temperatur notwendig, wodurch sich eine Verdampfung von Inhaltsstoffen, insbesondere von Fluor-Inhaltsstoff ergibt. Um eine sehr niedrige photoelastische Konstante zu verwirklichen, sollte daher die Menge dieses Inhaltsstoffs 1 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 1,2 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 1,3 Mol-% oder mehr und 5 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 4,5 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 4 Mol-% oder weniger betragen.
In diesen Gläsern kann Gd in Form einer beliebigen Gd-Verbindung zugegeben werden. Vorzugsweise werden Gd₂O₃ oder GdF₃ verwendet.
Nb ist ein wesentlicher Inhaltsstoff in diesen optischen Gläsern der vorliegenden Erfindung, da er wirksam ist, um einen hohen Brechungsindex zu verwirklichen und die chemische Beständigkeit des Glases durch Zugabe einer geringen Menge dieses Inhaltsstoffs zu verbessern, und es kann in einer Menge von nicht mehr als 3 Mol-% zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 0,1 Mol-% ist, können diese Wirkungen nicht erhalten werden und erwünschte optische Konstanten können nicht realisiert werden, während die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer Menge von mehr als 3 Mol-% nicht erwünscht ist, da dies die photoelastische Konstante erhöht. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte 0,1 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 0,2 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 0,3 Mol-% oder mehr und 3 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 2,8 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 2,5 Mol-% oder weniger betragen.
Nb kann in Form einer beliebigen Nb-Verbindung zugegeben werden. Vorzugsweise wird Nb₂O₅ verwendet.
F ist ein unerlässlicher glasbildender Inhaltsstoff in einem Fluorphosphat-Glas und ein wesentlicher Inhaltsstoff in diesen Gläsern, da es sehr wirksam ist, um die Schmelzeigenschaft des Glases zu verbessern und die photoelastische Konstante zu reduzieren. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 15 Mol-% ist, wird es schwierig, ein stabiles Glas mit einer erwünschten photoelastischen Konstante zu erhalten. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 35 Mol-% übersteigt, wird es schwierig, eine erwünschte photoelastische Konstante zu verwirklichen. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte 15 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 17 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 19 Mol-% oder mehr und 35 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 34 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 33 Mol-% oder weniger betragen.
F kann in Form von BaF₂, SrF₂, CaF₂, MgF₂, AlF₃, GdF₃, YF₃, LaF₃, KHF₂, BaSiF₆, LiF, NaF, KF, ZnF₂, KPF₆, ZrF₄, K₂SiF₆, Na₃AlF₆ oder Na₂SiF₆ zugegeben werden. Es wird bevorzugt, BaF₂, SrF₂, CaF₂, MgF₂, AlF₃, GdF₃, YF₃, LaF₃ oder KHF₂ zu verwenden.
O ist ein unerlässlicher glasbildender Inhaltsstoff in einem Fluorphosphat-Glas und ein wesentlicher Inhaltsstoff, um erwünschte optische Konstanten zu verwirklichen. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 40 Mol-% ist, wird es schwierig, ein stabiles Glas mit einer erwünschten photoelastischen Konstante zu erhalten. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 52 Mol-% übersteigt, wird es schwierig, erwünschte optische Konstanten zu verwirklichen. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte 40 Mol-% oder mehr, vorzugsweise 41 Mol-% oder mehr, am meisten bevorzugt 42 Mol-% oder mehr und 52 Mol-% oder weniger, vorzugsweise 51 Mol-% oder weniger und am meisten bevorzugt 50 Mol-% oder weniger betragen.
Y, La, Yb, Ta, Lu, Ti, Zr, W und Bi können gegebenenfalls zugegeben werden, da diese Inhaltsstoffe den Brechungsindex und die Abbe-Zahl einstellen können. Insbesondere sind die Y- und La-Inhaltsstoffe zur Realisierung eines hohen Brechungsindex wirksam, ohne dass die photoelastische Konstante ansteigt, und können in einer Menge von jeweils bis zu 2 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 1,9 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 1,8 Mol-% zugegeben werden. Die Zugabe einer größeren Menge dieser Inhaltsstoffe verschlechtert jedoch die Entglasungsbeständigkeit des Glases. Yb, Ta und Lu sind zur Realisierung eines hohen Brechungsindex wirksam, die Zugabe einer übermäßigen Menge dieser Inhaltsstoffe macht das Glas jedoch instabil. Diese Inhaltsstoffe können daher in einer jeweiligen Menge von bis zu 1,0 Mol-%, vorzugsweise von 0,9 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 0,8 Mol-% zugegeben werden. Zr ist zum Einstellen des Brechungsindex und zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Glases wirksam. Da die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer größeren Menge als 1,5 Mol-% das Schmelzen bei hoher Temperatur erforderlich macht, kann dieser Inhaltsstoff in einer Menge von bis zu 1,5 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 1,45 Mol-%, am meisten bevorzugt von bis zu 1,4 Mol-% zugegeben werden. Ti, W und Bi sind zur Realisierung eines hohen Brechungsindex und Anpassen der Abbe-Zahl wirksam, die Zugabe einer übermäßigen Menge dieser Inhaltsstoffe färbt jedoch das Glas und daher können diese Inhaltsstoffe jeweils in einer Menge von bis zu 1,5 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 1,45 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 1,4 Mol-% zugegeben werden.
Y, La, Yb, Ta, Lu, Ti, Zr, W und Bi können in Form einer beliebigen erwünschten Verbindung zugegeben werden. Vorzugsweise werden diese Inhaltsstoffe in Form eines Oxids oder Fluorids zugegeben.
Mg, Ca, Sr und Zn sind zur Stabilisierung des Glases (Verbesserung der Entglasungsbeständigkeit) wirksam, indem eine geeignete Menge dieser Inhaltsstoffe zugegeben wird, und daher können sie zugegeben werden, falls es notwendig ist. Die Zugabe einer übermäßigen Menge dieser Inhaltsstoffe macht es jedoch schwierig, die erwünschte photoelastische Konstante und den erwünschten Brechungsindex zu realisieren. Ca kann in einer Menge von bis zu 3 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 2,95 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 2,9 Mol-% zugegeben werden. Sr kann in einer Menge von bis zu 5 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 4,5 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 4 Mol-% zugegeben werden. Zn kann in einer Menge von bis zu 2 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 1,95 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 1,9 Mol-% zugegeben werden. Da Mg die photoelastische Konstante signifikant erhöht, kann es in einer Menge von bis zu 2 Mol-% und vorzugsweise von bis zu 1 Mol-% zugegeben werden. Am meisten bevorzugt sollte dieser Inhaltsstoff überhaupt nicht zugegeben werden.
Mg, Ca, Sr und Zn können in Form einer beliebigen erwünschten Verbindung zugegeben werde, vorzugsweise werden diese Inhaltsstoffe aber in Form eines Oxids, Fluorids, Carbonats und/oder Nitrats zugegeben.
Li, Na, K und Cs sind zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft und Entschäumungseigenschaft des Glases wirksam. Li, Na und K können gegebenenfalls in einer jeweiligen Menge von bis zu 2,0 Mol-%, vorzugsweise von 1,95 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 1,9 Mol-% zugegeben werden. Cs kann gegebenenfalls in einer Menge von bis zu 1 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 0,95 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 0,9 Mol-% zugegeben werden. Eine übermäßige Zugabe dieser Inhaltsstoffe ist nicht wünschenswert, da dies das Glas instabil macht und eine Entglasung erzeugt.
Li, Na, K und Cs können in Form einer beliebigen erwünschten Verbindung zugegeben werden, es wird aber bevorzugt, diese Inhaltsstoffe in Form eines Oxids, Fluorids, Carbonats und/oder Nitrats zuzugeben.
Tl ist zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft und zur Reduktion der photoelastischen Konstante wirksam, während es den Brechungsindex und die Abbe-Zahl einstellt, und es kann als wahlfreier Inhaltsstoff zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 3 Mol-% übersteigt, wird das Glas deutlich gefärbt, und daher kann dieser Inhaltsstoff in einer Menge von bis zu 3 Mol-%, vorzugsweise von bis zu 2,7 Mol-% und am meisten bevorzugt von bis zu 2,5 Mol-% zugegeben werden. Tl kann in Form jeder erwünschten Verbindung zugegeben werden, es wird aber bevorzugt, diesen Inhaltsstoff in Form eines Oxids zuzugeben.
Si und B sind zur Einstellung des Brechungsindex und zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit wirksam, diese Inhaltsstoffe erhöhen jedoch die photoelastische Konstante deutlich. Diese Inhaltsstoffe können daher gegebenenfalls in einer Menge von bis zu 2 Mol-%, und vorzugsweise von bis zu 1 Mol-% zugegeben werden. Am meisten bevorzugt sollten diese Inhaltsstoffe überhaupt nicht zugegeben werden. Si und B können in Form jeder erwünschten Verbindung zugegeben werden, es wird aber bevorzugt, diese Inhaltsstoffe in Form eines Oxids und/oder eines erwünschten Komplexsalzes zuzugeben.
Zum Läutern und Homogenisieren der optischen Gläser der vorliegenden Erfindung kann Sb, das ein bekanntes Entschäumungsmittel ist, gegebenenfalls zugegeben werden. Zusätzlich zu diesen Effekten kann dieser Inhaltsstoff den Brechungsindex und die photoelastische Konstante einstellen, und dieser Inhaltsstoff kann in einer Menge von bis zu 1 Mol-% zugegeben werden. Die Zugabe einer größeren Menge dieses Inhaltsstoffs ist unerwünscht, weil sie eine übermäßige Blasenbildung während des Schmelzens des Glases verstärkt. Sb kann in Form jeder erwünschten Verbindung zugegeben werden, es wird aber bevorzugt, diesen Inhaltsstoff in Form eines Oxids zuzugeben.
Es erfolgt nun ein Beschreibung des optischen Glases des dritten Aspekts der Erfindung.
Al(PO₃)₃ ist eine besonders bevorzugter Inhaltsstoff dieses Glases, da es als glasbildender Inhaltsstoff fungiert. Zur Herstellung eines stabilen Glases ist die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer Menge von 10 Massen-% oder mehr notwendig. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs jedoch 20 Massen-% übersteigt, wird es schwierig, die erwünschte photoelastische Konstante und die erwünschten optischen Konstanten zu verwirklichen. Die Menge diese Inhaltsstoffs zur gesamten Menge des Glases sollte daher 10 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 11 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 12 Massen-% oder mehr und 20 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 18 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 17 Massen-% oder weniger betragen.
Ba(PO₃)₂ ist ein besonders bevorzugter Inhaltsstoff dieses Glases, da es als glasbildender Inhaltsstoff wirkt und auch zur Reduktion der photoelastischen Konstante und zum Erhöhen des Brechungsindex wirksam ist. Zur Realisierung erwünschter Eigenschaften ist die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer Menge von wenigstens 3 Mol-% notwendig. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs jedoch 15 Massen-% übersteigt, kann die erwünschte photoelastische Konstante nicht erhalten werden, da P₂O₅ eine Funktion zum Erhöhen der photoelastischen Konstanten hat. Die Menge dieses Inhaltsstoffs zur gesamten Glasmenge sollte daher 3 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 5 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 6 Massen-% oder mehr und 15 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 14 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 13 Massen-% oder weniger betragen.
Wenn die Gesamtmenge an Metaphosphat-Verbindungen geringer als 18 Massen-% ist, wird es schwierig, ein stabiles Glas zu erhalten, während, wenn sie 30 Massen-% übersteigt, es schwierig wird, erwünschte Eigenschaften zu verwirklichen, insbesondere eine niedrige photoelastische Konstante. Die Menge dieses Inhaltsstoffs zur gesamten Glasmasse sollte daher 18 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 19 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 20 Massen-% oder mehr und 30 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 29 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 28 Massen-% oder weniger betragen.
BaF₂ ist zur Reduktion der photoelastischen Konstante und zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft des Glases wirksam und ist daher ein wichtiger Inhaltsstoff dieses Glases. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 41 Massen-% ist, kann kein Glas mit einer niedrigen photoelastischen Konstanten verwirklicht werden, während, wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 55 Massen-% übersteigt, das Glas deutlich instabil wird und zudem ein erwünschter Brechungsindex (nd) von 1,60 bis 1,68 nicht verwirklicht werden kann. Die Menge dieses Inhaltsstoffs zu gesamten Glasmasse sollte daher 41 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 41,5 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 41,8 Massen-% oder mehr und 55 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 50 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 49 Massen-% oder weniger betragen.
Wenn die Gesamtmenge an Fluoriden geringer als 43 Massen-% ist, nimmt die kovalente Bindung in dem Glas zu, wodurch sich eine Erhöhung der photoelastischen Konstanten ergibt, während, wenn sie 65 Massen-% übersteigt, ein erwünschter Brechungsindex nicht verwirklicht werden kann und darüber hinaus häufig Nachteile wie Schlieren auftreten. Zur Realisierung einer sehr niedrigen photoelastischen Konstanten sollte die Menge dieses Inhaltsstoffs zur gesamten Glasmasse 43 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 43,5 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 43,8 Massen-% oder mehr und 65 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 64 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 63 Massen-% oder weniger betragen.
Gd₂O₃ ist ein wesentlicher Inhaltsstoff, um die Bildung eines stabilen Glases zu erleichtern und einen hohen Brechungsindex zu verwirklichen. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 8 Massen-% ist, wird das Glas deutlich instabil und zudem kann ein erwünschter Brechungsindex nicht verwirklicht werden, während, wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 25 Massen-% übersteigt, ein Schmelzen des Glases bei einer hohen Temperatur notwendig wird, wodurch sich eine Zunahme der Verdampfung von Inhaltsstoffen, insbesondere von Fluor-Inhaltsstoff, während des Schmelzens ergibt. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte daher zur gesamten Glasmasse 8 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 9 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 9,5 Massen-% oder mehr und 25 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 19 Massen-% oder weniger betragen.
Nb₂O₅ ist ein wesentlicher Inhaltsstoff dieses Glases, da es einen hohen Brechungsindex realisieren kann und die chemische Beständigkeit verbessern kann, indem man diesen Inhaltsstoff in einer geringen Menge zugibt, und es kann in einer Menge von bis zu 7,0 Massen-% zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 0,5 Massen-% ist, können diese Effekte nicht verwirklicht werden und die erwünschten optischen Konstanten nicht verwirklicht werden, während, wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 7,0 Massen-% übersteigt, die photoelastische Konstante zunimmt. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte daher zur gesamten Glasmasse 0,5 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 0,8 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 1,0 Massen-% oder mehr und 7,0 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 6,5 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 6,0 Massen-% oder weniger betragen.
Es erfolgt nun eine Beschreibung des optischen Glases des vierten Aspekts der Erfindung. Gründe zur Einschränkung der Zusammensetzung des Glases des vierten Aspekts werden nachstehend beschrieben. Bezüglich der Inhaltsstoffe, die mit den oben beschriebenen Inhaltsstoffen überlappen, gelten die gleichen Gründe der Einschränkung der Menge der Inhaltsstoffe.
Sr(PO₃)₂, Ca(PO₃)₂, Zn(PO₃)₂ und La(PO₃)₃ haben die Funktion von glasbildenden Inhaltsstoffen und können zugegeben werden, falls es notwendig ist. Da Sr(PO₃)₂ zusätzlich zur oben beschriebenen Funktion zur Reduktion der photoelastischen Konstante wirksam ist, kann es in einer Menge von bis zu 10 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 9 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 8 Massen-% zugegeben werden. Ca(PO₃)₂ ist zur Verbesserung des Stabilität des Glases wirksam und kann daher in einer Menge von bis zu 10 Massen-%, vorzugsweise von 9 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 8 Massen-% zugegeben werden. Zn(PO₃)₂ ist zur Erhöhung der photoelastischen Konstante wirksam und kann daher in einer Menge von bis zu 5 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 4 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 3 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe von La(PO₃)₃ in einer Menge von mehr als 5 Massen-% verschlechtert die Entglasungsbeständigkeit des Glases, und daher kann dieser Inhaltsstoff in einer Menge von bis zu 5 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 4 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 3,5 Massen-% zugegeben werden. Die Gesamtmenge an Metaphosphat-Verbindungen ist mit derjenigen des optischen Glases des dritten Aspekts identisch.
Da SrF₂ und CaF₂ wie BaF₂ zur Reduktion der photoelastischen Konstante wirksam sind, können sie jeweils in einer Menge von bis zu 10 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 9 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 8,5 Massen-% zugegeben werden. Wenn die Menge dieser Inhaltsstoffe jeweils 10 Massen-% übersteigt, kann kein erwünschter Brechungsindex verwirklicht werden. MgF₂ und AlF₃ sind zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft und der mechanischen Festigkeit des Glases wirksam, die Zugabe einer übermäßigen Menge dieser Inhaltsstoffe erhöht jedoch signifikant die photoelastische Konstante, und daher können diese Inhaltsstoffe jeweils in einer Menge von bis zu 2 Massen-% und vorzugsweise bis zu 1 Massen-% zugegeben werden. Am meisten bevorzugt sollten diese Inhaltsstoffe überhaupt nicht zugegeben werden.
GdF₃ und LaF₃ sind zum Erhöhen des Brechungsindex wirksam, während sie die photoelastische Konstante beibehalten. GdF₃ kann in einer Menge von bis zu 15 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 14 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zum 13,5 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer Menge von mehr als 15 Massen-% macht das Glas deutlich instabil. LaF₃ kann in einer Menge von bis zu 7 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 6 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 5 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer größeren Menge macht das Glas deutlich instabil.
YF₃ ist zur Stabilisierung des Glases und zum Einstellen des Brechungsindex wirksam und kann daher in einer Menge von bis zu 7 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 6 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 5,5 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer größeren Menge erhöht die photoelastische Konstante.
KHF₂ ist zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft und der Entschäumungseigenschaft des Glases wirksam und kann daher in einer Menge von bis zu 3 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 2,5 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 2 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer größeren Menge reduziert den Brechungsindex deutlich, mit dem Ergebnis, dass eine erwünschter Brechungsindex nicht verwirklicht werden kann. Bezüglich der Gesamtmenge an Fluoriden, gilt die obige Beschreibung unter Bezugnahme auf das optische Glas des dritten Aspekts.
Die Metalloxide Y₂O₃, La₂O₃, Yb₂O₃, Ta₂O₅, Lu₂O₃, TiO₂, ZrO₂, WO₃ und Bi₂O₃ können den Brechungsindex und die Abbe-Zahl einstellen und können daher als wahlfreie Inhaltsstoffe zugegeben werden. Insbesondere Y₂O₃ und La₂O₃ können einen hohen Brechungsindex verwirklichen ohne die photoelastische Konstante zu erhöhen, und daher können sie jeweils in einer Menge von bis zu 10,0 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 8 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 7 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieser Inhaltsstoffe in einer größeren Menge verschlechtert die Entglasungsbeständigkeit des Glases. Y₂O₃, Ta₂O₅, Lu₂O₃ und Bi₂O₃ sind zur Realisierung eines hohen Brechungsindex wirksam, die Zugabe dieser Inhaltsstoffe in einer größeren Menge macht aber das Glas instabil, und daher können sie jeweils in einer Menge von bis zu 5 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 4 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 3 Massen-% zugegeben werden. ZrO₂ ist zum Einstellen des Brechungsindex und der mechanischen Festigkeit des Glases wirksam, die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer Menge von mehr als 5,0 Massen-% erfordert aber ein Schmelzen bei einer hohen Temperatur, und daher kann es in einer Menge von bis zu 5 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 4,5 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 4 Massen-% zugegeben werden. TiO₂ und WO₃ sind zur Realisierung eines hohen Brechungsindex und zum Einstellen der Abbe-Zahl wirksam, die Zugabe dieser Inhaltsstoffe in einer größeren Menge färbt jedoch das Glas, und daher können sie jeweils in einer Menge von bis zu 7 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 6 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 5 Massen-% zugegeben werden.
BaO ist zur Reduktion der photoelastischen Konstante und zum Einstellen des Brechungsindex und der Abbe-Zahl hoch wirksam und kann daher gegebenenfalls zusätzlich zu BaF₂ in einer Menge von bis zu 8 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 7,5 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 7 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer Menge von mehr als 8 Massen-% ist unerwünscht, da dies das Glas deutlich instabil macht.
CaO, SrO und ZnO sind zur Stabilisierung des Glases, d.h. zur Verbesserung der Entglasungsbeständigkeit, wirksam, indem diese Inhaltsstoffe in einer geringen Menge zugegeben werden, und sie können als wahlfreie Inhaltsstoffe zugegeben werden. Die Zugabe dieser Inhaltsstoffe in einer größeren Menge erschwert es jedoch, eine erwünschte photoelastische Konstante und einen erwünschten Brechungsindex zu verwirklichen. CaO und ZnO können daher in einer Menge von bis zu 5,0 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 4,5 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 4,0 Massen-% zugegeben werden. SrO kann in einer Menge von bis zu 10 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 9 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 8 Massen-% zugegeben werden.
Li₂O, Na₂O, K₂O und Cs₂O sind zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft und Entschäumungseigenschaft des Glases wirksam. Li₂O kann daher in einer Menge von bis zu 1,0 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 0,8 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 0,5 Massen-% zugegeben werden. Na₂O und K₂O können jeweils in einer Menge von bis zu 3,0 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 2,5 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 2,0 Massen-% zugegeben werden. Cs₂O kann in einer Menge von bis zu 5 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 4 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 3 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieser Inhaltsstoffe in einer größeren Menge ist unerwünscht, da dies das Glas instabil macht und eine Entglasung erzeugt.
Tl₂O ist zur Verbesserung der Schmelzeigenschaft, zur Reduktion der photoelastischen Konstante und zum Einstellen des Brechungsindex und der Abbe-Zahl wirksam und kann gegebenenfalls zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 15 Massen-% übersteigt, wird das Glas deutlich gefärbt, und daher kann er in einer Menge von bis zu 15 Massen-%, vorzugsweise von bis zu 14 Massen-% und am meisten bevorzugt von bis zu 13 Massen-% zugegeben werden.
SiO₂ und B₂O₃ sind zum Einstellen des Brechungsindex und zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des Glases wirksam, sie erhöhen jedoch die photoelastische Konstante deutlich und können daher in einer Menge von bis zu 3 Massen-% und vorzugsweise von bis zu 2 Massen-% zugegeben werden. Am meisten bevorzugt sollten diese Inhaltsstoffs überhaupt nicht zugegeben werden.
Zum Läutern und Homogenisieren des optischen Glases der Erfindung kann Sb₂O₃, das ein bekanntes Läuterungsmittel ist, als wahlfreier Inhaltsstoff zugegeben werden. Zusätzlich zu diesem Effekt kann dieser Inhaltsstoff den Brechungsindex und die photoelastische Konstante einstellen und kann daher in einer Menge von bis zu 3,0 Massen-% zugegeben werden. Die Zugabe dieses Inhaltsstoffs in einer größeren Menge ist unerwünscht, da dies die übermäßige Blasenbildung während des Schmelzens des Glases verstärkt.
Die optischen Gläser des vierten Aspekts und fünften Aspekts haben beinahe äquivalente Bereiche der Glaszusammensetzung. Ba₂(PO₃)₂ wird z.B während des Schmelzens des Glases bei einer hohen Temperatur in BaO und P₂O₅ zersetzt. Die optischen Gläser des vierten Aspekts werden auf der Basis von Komplexsalzen und Fluoriden beschrieben, während die optischen Gläser des fünften Aspekts auf der Basis von Oxiden beschrieben werden, die durch eine Verglasungsreaktion gebildet werden.
In der Beschreibung der optischen Gläser des fünften Aspekts bedeutet "Zusammensetzung, die auf Oxid-Basis berechnet wird" eine Zusammensetzung, die, unter der Annahme, dass Komplexsalze und Fluoride usw., die als glasausmachende Inhaltsstoffe verwendet werden, alle während des Schmelzens des Glases zersetzt und in Oxide überführt werden, die Mengen der jeweiligen in dem Glas enthaltenen Inhaltsstoffe angibt, wobei das Gesamtgewicht der erzeugten Oxide als 100 Massen-% angegeben wird.
Die Gründe für die Beschränkung der entsprechenden Inhaltsstoffe des optischen Glases des fünften Aspekts sind wie folgt: bezüglich der Inhaltsstoffe, die mit den Inhaltsstoffen des ersten, zweiten, dritten und vierten Aspekts überlappen, gilt die obige Beschreibung.
P₂O₅ ist ein glasbildendes Oxid und ein wesentlicher Inhaltsstoff des optischen Glases dieses Aspekts. Zur Bildung eines stabilen Glases muss dieser Inhaltsstoff in einer Menge von 12 Massen-% oder mehr zugegeben werden, wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs aber 22 Massen-% oder höher ist, kann keine erwünschte photoelastische Konstante verwirklicht werden. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte daher 12 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 13 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 14 Massen-% oder mehr und weniger als 22 Massen-%, vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 19 Massen-% oder weniger betragen.
Al₂O₃ ist wirksam, um die Bildung eines stabilen Glases zu erleichtern und die mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit des Glases zu verbessern, und daher sollte dieser Inhaltsstoff in einer Menge von 1 Massen-% oder mehr zugegeben werden. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs jedoch 5 Massen-% übersteigt, kann keine erwünschte photoelastische Konstante verwirklicht werden. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte daher 1 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 1,5 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 2 Massen-% oder mehr und 5 Massen-% oder weniger, vorzugsweise 4,5 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 4 Massen-% oder weniger betragen.
BaO ist zur Reduktion der photoelastischen Konstante und zum Einstellen des Brechungsindex und der Abbe-Zahl wirksam und ist daher ein wesentlicher Inhaltsstoff dieses Glases. Wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs geringer als 40 Massen-% ist, können eine erwünschte photoelastische Konstante und erwünschte optische Konstanten (d.h. Brechungsindex und Abbe-Zahl) nicht verwirklicht werden, während, wenn die Menge dieses Inhaltsstoffs 55 Massen-% übersteigt, die Instabilität wie eine Entglasung, die bei der Herstellung des Glases nicht erwünscht ist, signifikant wird. Die Menge dieses Inhaltsstoffs sollte daher 40 Massen-% oder mehr, vorzugsweise 41 Massen-% oder mehr, am meisten bevorzugt 42 Massen-% oder mehr und weniger als 55 Massen-%, vorzugsweise 54 Massen-% oder weniger und am meisten bevorzugt 53 Massen-% oder weniger betragen.
Die Wirkungen von F (Fluor) in diesem Glas sind mit den vorhergehend beschriebenen identisch. Wenn die Gesamtmenge an Fluor, die in einem Fluorid oder Fluoriden eines in den Oxiden enthaltenden Metallelements oder von Metallelementen enthalten ist, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung, berechnet auf Oxidbasis, geringer als 8 Gewichtsteile ist, kann kein stabiles Glas erhalten werden, während, wenn die Gesamtmenge an F 20 Gewichtsteile übersteigt, kein erwünschter Brechungsindex realisiert werden kann. Die Gesamtmenge an F sollte daher 8 Gewichtsteile oder mehr, vorzugsweise 9 Gewichtsteile oder mehr, am meisten bevorzugt 10 Gewichtsteile oder mehr und weniger als 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 19 Gewichtsteile oder weniger und am meisten bevorzugt 18 Gewichtsteile oder weniger betragen.
MgO (als Rohmaterialien von MgO werden MgF₂, Mg(PO₃)₂, MgCO₃, MgO usw. verwendet) erhöht signifikant die photoelastische Konstante des Glases und sollte daher vorzugsweise nicht zugegeben werden. Da dieser Inhaltsstoff jedoch zur Verbesserung der chemischen Beständigkeit und der mechanischen Festigkeit des Glases und zur Einstellung des Wärmeausdehnungskoeffizienten wirksam ist, sollte dieser Inhaltsstoff in einer Menge von bis zu 1 Massen-% als MgO zugegeben werden.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist die Wellenlängenabhängigkeit extrem gering und sind die Doppelbrechungsgrade bei entsprechenden Wellenlängen gleichmäßig, und daher brauchen Auswirkungen des Lichtbrechungsvermögens auf die Eigenschaften des Produkts bei der optischen Gestaltung des Produkts nicht berücksichtigt werden.
Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung ist die Größe der durch mechanische und thermische Spannungen erzeugten Lichtbrechung gering, und daher können beabsichtigte optische Eigenschaften exakter realisiert werden, und optische Teile, wie Linsen, Prismen und Substrate, die einer hochpräzisen Polarisationssteuerung unterworfen werden können, können verwirklicht werden. Die Wellenlängenabhängigkeit der photoelastischen Konstante ist für optische Teile, die über den gesamten sichtbaren Bereich arbeiten, wichtig.
Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung können durch Optimierung von Werten der photoelastischen Konstante und des Brechungsindex in dem optischen Glas des siebten Aspekts die Effekte des optischen Glases des siebten Aspekts erhalten werden, insbesondere können optische Teile, wie Linsen, Prismen und Substrate, für die eine hochpräzisen Polarisationssteuerung notwendig ist, verwirklicht werden.
In den optischen Gläsern der vorliegenden Erfindung sollte die Menge der Pb-Verbindung geringer als 0,1 Massen-%, bezogen auf die gesamte Masse des Glases, sein und vorzugsweise sollte sie überhaupt nicht enthalten sein.
Beispiele
Beispiele für die Erfindung werden nun beschrieben.

Die Tabellen 1 und 2, die Glaszusammensetzungen gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschreiben, die Tabellen 3 und 4, die Glaszusammensetzungen gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung beschreiben, und die Tabellen 5 und 6, die Glaszusammensetzungen gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung beschreiben, zeigen bevorzugte Beispiele an (Beispiel Nr. 1 bis Beispiel Nr. 18), um optische Gläser zu erhalten, die einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68, eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 und eine photoelastische Konstante (β) bei einer Wellenlänge von 546 nm in einem Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis –0,5 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 haben. Tabelle 7, die Glaszusammensetzungen von Vergleichsbeispielen beschreibt, die den optischen Gläsern des zweiten Aspekts der Erfindung entsprechen, Tabelle 8, die Glaszusammensetzungen von Vergleichsbeispielen beschreibt, die den optischen Gläsern des vierten Aspekts der Erfindung entsprechen, und Tabelle 9, die Glaszusammensetzungen von Vergleichsbeispielen beschreibt, die den optischen Gläsern des fünften Aspekts der Erfindung entsprechen, zeigen Zusammensetzungen und einen Brechungsindex (nd), eine Abbe-Zahl (νd) und eine photoelastische Konstante (β) von bekannten optischen Gläsern von Vergleichsbeispielen (Vergleichsbeispiel A bis Vergleichsbeispiel I). In den Tabellen 1 bis 3 und den Tabellen 4 bis 6 geben die gleichen Beispielnummern die Proben mit den gleichen Zusammensetzungen an. Tabelle 1

Element (mol%)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P	8.74	8.14	7.88	8.05	8.82	7.45	7.84	9.47	8.37
Al	2.15	2.12	2.04	2.02	2.17	1.88	2.03	2.15	2.09
Ba	11.28	9.51	10.53	10.67	10.26	9.74	10.47	10.32	10.18
Gd	1.99	3.25	3.78	3.52	2.73	3.33	3.76	2.73	3.70
Nb	1.12	0.53	0.72	0.84	1.13	0.55	0.72	1.12	0.28
F	24.41	26.73	26.13	26.06	22.40	27.38	26.60	21.75	28.07
O	46.63	44.86	45.30	45.31	48.05	44.23	44.80	48.75	44.14
Y	0.78	1.25	0.75	0.75	1.67	1.28	0.75	1.00
La	0.70	0.66	0.34	0.45	0.45	1.13	0.34	0.44	0.65
Yb					0.20
Ta
Lu								0.20
Ti									0.47
Zr	0.17
W			0.28
Bi							0.15
Ca		0.95	0.88	0.97		0.98	0.98		1.12
Sr	2.03	2.00	1.17	1.16	2.09	2.05	1.16	2.07	0.39
Zn
Li									0.54
Na
K			0.20	0.20			0.40
Cs
Tl
Sb					0.03
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
nd	1.613	1.606	1.614	1.609	1.632	1.611	1.611	1.629	1.600
νd	60.1	64.0	60.9	61.6	59.1	64.5	60.8	58.7	62.4
8 : 436nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.21	0.19	0.20	0.20	0.33	0.13	0.21	0.31	0.13
8 : 546nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.17	0.15	0.16	0.16	0.29	0.10	0.18	0.27	0.09
8 : 644nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.15	0.14	0.13	0.14	0.27	0.09	0.17	0.25	0.08

Tabelle 2

Element (mol%)	10	11	12	13	14	15	16	17	18
P	7.41	8.42	7.84	8.69	7.53	7.79	7.84	8.79	8.72
Al	1.91	1.93	2.07	1.96	1.91	2.02	2.03	1.99	1.97
Ba	10.78	11.39	10.66	11.58	9.85	10.60	10.44	10.84	10.62
Gd	3.80	3.88	3.85	3.94	3.37	3.64	3.76	2.91	2.65
Nb	1.28	0.86	0.73	0.79	0.55	1.22	0.72	2.09	2.07
F	25.63	22.19	23.88	21.46	27.69	24.59	25.77	21.06	20.47
O	45.76	48.15	46.76	48.66	43.75	46.23	45.54	48.73	49.37
Y	0.76	1.04	0.98	1.05	1.29	0.74	0.75
La		0.46	0.23	0.56	0.28		0.25
Yb
Ta				0.20
Lu
Ti	0.50	0.50	0.50	0.51		0.49	0.41	0.52	0.94
Zr
W	0.28	0.18	0.28			0.21	0.28	0.18	0.33
Bi
Ca	0.99	1.00	0.99		0.99	0.97	0.98	1.03	1.02
Sr	0.90		1.23	0.60	2.08	0.58	1.03
Zn						0.24
Li
Na						0.68
K							0.20
Cs					0.15
Tl					0.56			1.86	1.84
Sb
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
nd	1.632	1.643	1.623	1.645	1.613	1.635	1.621	1.658	1.670
νd	55.2	56.2	58.3	56.5	63.8	55.0	58.2	48.6	45.6
8 : 436nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.31	0.30	0.23	0.32	0.11	0.34	0.23	0.48	0.55
8 : 546nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.26	0.25	0.19	0.28	0.08	0.30	0.19	0.42	0.49
8 : 644nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.24	0.24	0.18	0.27	0.08	0.28	0.18	0.40	0.48

Tabelle 3

Inhaltsstoff (Massen-%)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Al(PO₃)₃	15.36	15.36	14.00	14.00	15.36	13.36	14.36	15.36	15.36
Ba(PO₃)₂	9.40	7.40	7.40	8.76	9.40	7.40	7.40	12.40	9.50
gesamte Metaphosphate	24.76	22.76	21.40	22.76	24.76	20.76	21.76	27.76	24.86
CaF₂		2.00	2.00	2.00		2.00	2.00		2.49
SrF₂	6.93	6.93	4.00	4.00	6.93	6.93	4.00	6.93	1.38
BaF₂	48.51	42.00	45.00	45.46	42.90	42.00	45.00	42.00	44.86
YF₃		5.00	3.00	3.00		5.00	3.00
LaF₃									2.56
GdF₃									11.24
gesamte Fluoride	55.44	55.93	54.50	54.96	49.83	55.93	54.96	48.93	62.52
Y₂O₃	2.50				5.00			3.00
La₂O₃	3.00	3.00	1.50	2.00	2.00	5.00	1.43	2.00	0.90
Gd₂O₃	9.84	16.30	18.30	17.30	13.30	16.30	18.30	13.30	9.53
Nb₂O₅	3.96	1.96	2.50	3.00	3.96	1.96	2.50	3.96	1.00
Yb₂O₃					1.00
Ta₂O₅
Lu₂O₃								1.00
TiO₂									1.00
ZrO₂	0.50
WO₃			1.75
Bi₂O₃							1.00
ZnO
KHF₂			0.50	0.50			0.96
Li₂O									0.20
Na₂O
Cs₂O
Tl₂O
Sb₂O₃					0.10
gesamte Oxid-Rohmaterialien	19.80	21.26	24.55	22.80	25.36	23.26	24.19	23.26	12.63
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
nd	1.613	1.606	1.614	1.609	1.632	1.611	1.611	1.629	1.600
ν d	60.1	64.0	60.9	61.6	59.1	64.5	60.8	58.7	62.4
β : 436nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.21	0.19	0.20	0.20	0.33	0.13	0.21	0.31	0.13
β : 546nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.17	0.15	0.16	0.16	0.29	0.10	0.18	0.27	0.09
β : 644nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.15	0.14	0.13	0.14	0.27	0.09	0.17	0.25	0.08

Tabelle 4

Inhaltsstoff (Massen-%)	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Al(PO₃)₃	13.00	13.30	14.00	13.40	13.36	14.00	14.00	13.30	13.40
Ba(PO₃)₂	7.40	10.40	7.40	10.40	7.40	7.40	7.40	10.40	10.40
gesamte Metaphosphate	20.40	23.70	21.40	23.80	20.76	21.40	21.40	23.70	23.80
CaF₂	2.00	2.00	2.00		2.00	2.00	2.00	2.00	2.00
SrF₂	3.00		4.00	2.00	6.93	2.00	3.50
BaF₂	46.00	46.00	45.00	46.00	42.00	46.00	45.00	42.00	41.00
YF₃	3.00		3.00		5.00	3.00	3.00
LaF₃
GdF₃
gesamte Fluoride	54.00	48.00	54.00	48.00	55.93	53.00	54.00	44.00	43.00
Y₂O₃		3.00		3.00
La₂O₃		2.00	1.00	2.30	1.50		1.00
Gd₂O₃	18.30	18.30	18.35	18.20	16.30	17.90	18.40	13.30	12.30
Nb₂O₅	4.50	3.00	2.50	2.70	1.96	4.40	2.50	7.00	7.00
Yb₂O₃
Ta₂O₅				1.00
Lu₂O₃
TiO₂	1.00	1.00	1.00	0.96		1.00	1.00	1.00	1.90
ZrO₂
WO₃	1.75	1.00	1.70			1.30	1.70	1.00	2.00
Bi₂O₃
ZnO						0.50
KHF₂							0.50
Li₂O
Na₂O						0.50
Cs₂O					0.50
Tl₂O					3.00			10.00	10.00
Sb₂O₃
gesamte OxidRohmaterialien	25.55	28.30	24.55	28.16	23.26	25.60	25.10	32.30	33.20
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
nd	1.632	1.643	1.623	1.645	1.613	1.635	1.621	1.658	1.670
ν d	55.2	56.2	58.3	56.5	63.8	55.0	58.2	48.6	45.6
β : 436nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.31	0.30	0.23	0.32	0.11	0.34	0.23	0.48	0.55
β : 546nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.26	0.25	0.19	0.28	0.08	0.30	0.19	0.42	0.49
β : 644nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.24	0.24	0.18	0.27	0.08	0.28	0.18	0.40	0.48

Tabelle 5

Inhaltsstoff (Massen-%)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
P₂O₅	18.30	17.40	16.10	16.80	18.10	15.60	16.40	19.60	18.50
Al₂O₃	3.20	3.20	3.00	3.00	3.10	2.80	3.00	3.10	3.30
BaO	51.00	44.20	46.90	48.10	45.30	44.10	46.90	46.10	48.20
Gd₂O₃	10.60	17.80	20.00	18.80	14.30	17.80	20.00	14.30	20.80
Nb₂O₅	4.30	2.10	2.70	3.20	4.30	2.20	2.80	4.30	1.20
Y₂O₃	2.60	4.30	2.50	2.50	5.40	4.30	2.50	3.20
La₂O₃	3.30	3.20	1.60	2.20	2.10	5.40	1.60	2.10	3.30
Yb₂O₃					1.10
Ta₂O₅
Lu₂O₃								1.10
TiO₂									1.20
ZrO₂	0.60
WO₃			1.90
Bi₂O₃							1.00
CaO		1.60	1.50	1.60		1.60	1.60		2.00
SrO	6.10	6.20	3.50	3.60	6.20	6.20	3.60	6.20	1.30
ZnO
Li₂O									0.20
Na₂O
K₂O			0.30	0.20			0.60
Cs₂O
Tl₂O
Sb₂O₃					0.10
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
F	13.60	15.30	14.40	14.50	12.20	15.30	14.80	12.00	16.60
nd	1.613	1.606	1.614	1.609	1.632	1.611	1.611	1.629	1.600
νd	60.1	64.0	60.9 `	61.6	59.1	64.5	60.8	58.7	62.4
β : 436nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.21	0.19	0.20	0.20	0.33	0.13	0.21	0.31	0.13
β : 546nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.17	0.15	0.16	0.16	0.29	0.10	0.18	0.27	0.09
β : 644nm (× 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1)	0.15	0.14	0.13	0.14	0.27	0.09	0.17	0.25	0.08

Tabelle 6

Inhaltsstoff (Massen-%)	10	11	12	13	14	15	16	17	18
P₂O₅	15.20	16.80	15.80	16.80	15.60	16.00	16.10	16.80	16.70
Al₂O₃	2.70	2.80	2.90	2.70	2.80	2.90	3.00	2.70	2.80
BaO	47.60	48.70	46.40	48.60	44.10	47.50	46.90	44.80	43.80
Gd₂O₃	19.80	19.60	19.80	19.50	17.70	19.30	19.90	14.10	13.00
Nb₂O₅	4.90	3.20	2.70.	2.90	2.20	4.80	2.70	7.40	7.40
Y₂O₃	2.50	3.20	3.20	3.20	4.30	2.50	2.50
La₂O₃		2.10	1.10	2.40	1.40		1.10
Yb₂O₃
Ta₂O₅				1.10
Lu₂O₃
TiO₂	1.10	1.00	1.10	1.00		1.10	1.00	1.00	2.10
ZrO₂
WO₃	1.90	1.10	1.90			1.40	1.80	1.10	2.10
Bi₂O₃
CaO	1.60	1.50	1.50		1.60	1.50	1.60	1.50	1.50
SrO	2.70		3.60	1.80	6.20	1.80	3.10
ZnO						0.60
Li₂O
Na₂O						0.60
K₂O							0.30
Cs₂O					0.60
Tl₂O					3.50			10.60	10.60
Sb₂O₃
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
F	14.10	11.70	12.90	11.10	15.30	13.60	14.40	10.70	10.50
nd	1.632	1.643	1.623	1.645	1.613	1.635	1.621	1.658	1.670
ν d	55.2	56.2	58.3	56.5	63.8	55.0	58.2	48.6	45.6
β : 436nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.31	0.30	0.23	0.32	0.11	0.34	0.23	0.48	0.55
β : 546nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.26	0.25	0.19	0.28	0.08	0.30	0.19	0.42	0.49
β : 644nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.24	0.24	0.18	0.27	0.08	0.28	0.18	0.40	0.48

Zum Messen der photoelastische Konstanten (β) wurden Glasproben zu Scheiben geformt, von denen jede einen Durchmesser von 25 mm und eine Dicke von 8 mm hat und die auf den gegenüberliegenden Oberflächen poliert sind, es wurde eine Druckkraft an die Scheiben in einer vorher bestimmten Richtung angelegt, der im Mittelpunkt des Glases verursachte optische Gangunterschied wurde gemessen, und die photoelastische Konstante wurde unter Verwendung der oben beschriebenen Formel (1) berechnet. Als Lichtquellen zum Messen der photoelastischen Konstanten bei 436 nm und 546 nm wurde eine Quecksilberlampe eines sehr hohen Drucks verwendet, und als Lichtquelle zum Messen der photoelastischen Konstante bei 644 nm wurde eine Halogenlampe verwendet.
Zur Herstellung der Gläser von Beispiel Nr. 1 bis Beispiel Nr. 18 wurden gebräuchliche Rohmaterialien für optische Gläser, wie Metaphosphat-Verbindung, Oxide, Carbonate, Nitrate, Fluoride und Hydroxide, abgewogen und in einem vorher bestimmten Verhältnis vermischt, und die vermischten Materialien wurden in einen Platintiegel gegeben und bei einer Temperatur in einem Bereich von 900 °C bis 1200 °C drei bis vier Stunden lang in Abhängigkeit von der Schmelzeigenschaft der Glaszusammensetzung geschmolzen. Die Schmelze wurde gerührt und dadurch homogenisiert, und dann, nachdem die Temperatur auf eine geeignete Temperatur abgesenkt wurde, wurde die Schmelze in eine Form gegossen und getempert, um die Gläser bereitzustellen. Falls es notwendig ist, wurde während des Schmelzens ein Deckel auf den Tiegel gelegt, um eine Verdampfung von Fluor zu verhindern.
Die Gläser des Beispiels Nr. 1 bis Beispiel Nr. 18 hatten alle einen Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,68, eine Abbe-Zahl (νd) in einem Bereich von 40 bis weniger als 65 und eine photoelastische Konstante in einem Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,5 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1. Insbesondere die Gläser des Beispiels Nr. 1 bis Beispiel Nr. 18 hatten eine photoelastische Konstante (β) in einem Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1, wodurch optische Gläser mit einer extrem niedrigen photoelastischen Konstante verwirklicht wurden.
In 1 sind Werte der photoelastischen Konstante der entsprechenden Beispiele aufgetragen, die erhalten wurden, als einfallendes Licht von 644 nm und 436 nm verwendet wurde. Wie aus 1 ersichtlich ist, war die Differenz zwischen der photoelastischen Konstanten bei 644 nm und der photoelastischen Konstante bei 436 nm ein sehr geringer Wert innerhalb eines Bereichs von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1.
Um andererseits die photoelastischen Konstanten von bekannten optischen Fluorphosphat-Gläsern zu bestimmen, wurden Gläser der Vergleichsbeispiele A bis I der Tabellen 7 bis 9 hergestellt, um ihre Eigenschaften zu testen. In den Tabellen 7–9 geben die gleichen Vergleichsbeispielnummern die Proben mit den gleichen Zusammensetzungen an.
Die Vergleichsbeispiele A und B sind die Beispiele Nr. 14 und 22 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-60267 , die Vergleichsbeispiele C und D sind die Beispiele Nr. 14 und 24 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 50-50416 , das Vergleichsbeispiel E ist das Beispiel Nr. 24 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 57-123842 , die Vergleichsbeispiele F und G sind die Beispiele Nr. 7 und 22 der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho 59-18133 , das Vergleichsbeispiel H ist das Beispiel Nr. 6 der 1japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 0-53434 und das Vergleichsbeispiel I ist das Beispiel Nr. 47 des US Patents 5,969,861 . Die Tabelle 7 beschreibt Glaszusammensetzungen von optischen Gläsern, die den optischen Gläsern des zweiten Aspekts der Erfindung entsprechen (die gleiche Beschreibung wie in den entsprechenden Veröffentlichungen). Tabelle 8 beschreibt Glaszusammensetzungen von optischen Gläsern, die den optischen Gläsern des vierten Aspekts der Erfindung entsprechen. Tabelle 9 beschreibt Glaszusammensetzungen von optischen Gläsern, die den optischen Gläsern des fünften Aspekts der Erfindung entsprechen.
In den Vergleichsbeispielen B und C erfolgte eine Entglasung während des Kühlens der Gläser, und transparente Gläser konnten nicht erhalten werden, und als Ergebnis konnten die physikalischen Eigenschaften dieser Gläser nicht gemessen werden. Dieses Ergebnis in den Vergleichsbeispielen B und C wird in den Tabellen 7–9 durch das Zeichen x angegeben. In den anderen Vergleichsbeispielen lag der Brechungsindex (nd) in der Nähe von 1,60 und lag die Abbe-Zahl in der Nähe von 60, die photoelastische Konstante in diesen Vergleichsbeispielen war aber, außer bei den Vergleichsbeispielen A, E und H, größer als 0,5 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1, was von der erwünschten photoelastischen Konstante in der vorliegenden Erfindung sehr verschieden ist. Verglichen mit der photoelastischen Konstante allgemeiner optischer Gläser, die etwa 2,0 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 beträgt, lässt sich sagen, dass die photoelastische Konstante dieser Vergleichsbeispiele relativ niedrig ist, aber für die Zwecke, wie einen polarisierenden Strahlenteiler, der eine hochpräzise Polarisationssteuerung benötigt, sollte die photoelastische Konstante so nahe wie möglich bei Null liegen, und von diesem Standpunkt aus gesehen, ist die photoelastische Konstante dieser Vergleichsbeispiele weit davon entfernt, ausreichend zu sein.
Die Vergleichsbeispiele A und E zeigen optische Konstanten (Brechungsindex nd und Abbe-Zahl νd), die sich von den erwünschten Bereichen der vorliegenden Erfindung stark unterscheiden. Wenn man einen Versuch zur Herstellung eines polarisierenden Strahlenteilers unter Verwendung dieser Gläser durchführt, ist es sehr schwierig, eine gute polarisierende Trenneigenschaft bei der Herstellung einer polarisierenden Trennfolie zu erhalten.
In dem Fall, dass der Brechungsindex (nd) in einem Bereich von 1,60 bis 1,62 liegt, sollte im Vergleichsbeispiel H die photoelastische Konstante (β) vorzugsweise in einem Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,4 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 liegen, und dieser Wert der photoelastischen Konstante ist für praktische Zwecke nicht ausreichend. Wenn man z.B. die Beispiele Nr. 2 und 4, die in etwa den gleichen Brechungsindex haben, mit dem Vergleichsbeispiel H vergleicht, hat das Vergleichsbeispiel H eine photoelastische Konstante, die mehr als das Doppelte von demjenigen der Beispiele Nr. 2 und 4 beträgt, und wenn das Glas des Vergleichsbeispiels H als optisches Element verwendet wird, tritt häufig eine unerwünschte Doppelbrechung auf, verglichen mit optischen Elementen, die aus den optischen Gläsern der Beispiele Nr.2 und 4 bestehen.
In der Veröffentlichung wird beschrieben, dass das Fluorphosphat-Glas des Vergleichsbeispiels I einen Brechungsindex (nd) von 1,527, eine Abbe-Zahl (νd) von 72,8 und eine photoelastische Konstante bei der He-Ne-Laserwellenlänge (633 nm) von 0,43 × 10^–8 cm/N (= 0,43 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1) hat. Das Ergebnis eines Bestätigungstests zeigt jedoch, dass eine feine Entglasung oder Phasentrennung erfolgte und ein transparentes Glas nicht erhalten werden konnte, d.h. das Glas wies ein lichtundurchlässiges Aussehen auf. Die physikalischen Eigenschaften wurden in diesem lichtundurchlässigen Glas gemessen; wie in den Tabellen 7 bis 9 gezeigt wird, konnten aber keine optischen Eigenschaften erhalten werden, die nahe bei den in der Veröffentlichung beschriebenen Werten lagen. In den Tabellen 7–9 deutet das Zeichen Δ an, dass die Abbe-Zahl nicht gemessen werden konnte.

Die oben beschriebenen Beispiele der Erfindung sind nur zur Erläuterung aufgeführt, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt. Verschiedene Modifizierungen können durch den Fachmann durchgeführt werden, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Tabelle 7

Element (mol%)	A	B	C	D	E	F	G	H	I
P	10.50	10.73	15.77	11.90	10.80	11.36	9.72	13.18	7.82
Al	2.89	3.60	2.06	3.83	2.23	2.05	3.90	3.04	3.49
Ba	11.27	11.21	13.07	8.00	10.24	8.80	9.50	12.04	2.98
Gd	0.74	0.92
Nb				1.39
F	20.71	15.10	3.73	15.30	19.73	12.53	18.88	12.43	31.91
O	49.02	51.71	60.48	53.30	49.50	54.09	49.82	54.67	41.37
Mg	2.16	5.52	4.55	3.00	1.85	3.86	3.03	3.32	2.98
Ca	0.34	0.84	0.24	0.21	0.93	1.82		0.40	2.38
Sr				2.99	1.86				1.85
Y	2.37	0.32			2.24		1.12	0.92
La			0.10	0.08					0.35
Yb					0.62	0.91	0.96
B						4.31	1.80
Zn						0.27	1.27		3.91
Sb		0.05
Si									0.96
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
nd	1.595	x	x	1.611	1.595	1.619	1.606	1.607	1.573
νd	68.0	x	x	57.8	67.3	63.8	65.3	65.3	Δ
β : 436nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.34	x	x	0.87	0.38	0.85	0.84	0.48	1.46
β : 546nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.30	x	x	0.83	0.34	0.77	0.76	0.45	1.43
β : 644nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.30	x	x	0.81	0.33	0.77	0.76	0.44	1.37

Tabelle 8

Inhaltsstoff (Massen-%)	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Al(PO₃)₃	18.00	15.00	9.30	9.30	17.55	18.00	20.00	24.08
Mg(PO₃)₂			22.50	16.50
Ca(PO₃)₂	2.00	5.50			5.48	12.00		2.41
Ba(PO₃)₂	13.00	15.00	14.80	14.80	9.80	5.00		14.37
Zn(PO₃)₂						2.00	9.00		36.10
AlF₃	1.50	4.30	2.00	7.50			4.00		12.10
MgF₂	4.00	2.60	0.44	0.44	3.45	8.00	6.00	6.19	7.70
CaF₂			0.53	0.53					7.70
SrF₂				12.20	6.95				9.60
BaF₂	30.00	19.00			32.05	14.00	23.00	15.29	21.60
YF₃	4.50
LaF₃			0.53	0.53					2.80
Y2O₃	4.50	1.10			7.51		4.00	3.13
Gd2O₃	4.00	5.00
MgO		5.00
BaO	18.50	27.30	49.90	32.20	13.58	30.00	26.00	34.53
Sb₂O₃		0.20
SiO₂									2.40
B₂O₃						5.00	2.00
Nb₂O₅				6.00
Yb₂O₃					3.63	6.00	6.00
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
nd	1.595	x	x	1.611	1.595	1.619	1.606	1.607	1.573
ν d	68.0	x	x	57.8	67.3	63.8	65.3	65.3	Δ
β : 436nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.34	x	x	0.87	0.38	0.85	0.84	0.48	1.46
β : 546nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.30	x	X	0.83	0.34	0.77	0.76	0.45	1.43
β : 644nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.30	x	x	0.81	0.33	0.77	0.76	0.44	1.37

Tabelle 9

Inhaltsstoff (Massen-%)	A	B	C	D	E	F	G	H	I
P₂O₅	23.80	24.20	32.50	29.10	24.40	28.10	23.40	29.26	26.80
Al₂O₃	4.70	5.60	3.10	6.70	3.60	3.60	6.73	4.85	8.60
BaO	55.20	54.70	58.30	42.20	49.90	47.00	49.36	57.74	22.10
Gd₂O₃	4.30	5.30
Nb₂O₅				6.30
MgO	2.80	7.10	5.30	4.20	2.40	5.40	4.15	4.18	5.80
CaO	0.60	1.50	0.40	0.40	1.70	3.60		0.71	6.50
SrO				10.60	6.10				9.30
Y₂O₃	8.60	1.20			8.00		4.28	3.26
La₂O₃			0.40	0.50					2.70
Yb₂O₃					3.90	6.30	6.43
B₂O₃						5.20	2.14
ZnO						0.80	3.51		15.40
Sb₂O₃		0.20
SiO₂									2.80
Total	100	100	100	100	100	100	100	100	100
F	12.60	9.10	2.10	10.00	11.90	8.30	12.16	7.39	29.30
nd	1.595	x	x	1.611	1.595	1.619	1.606	1.607	1.573
ν d	68.0	x	x	57:8	67.3	63.8	65.3	65.3	Δ
β : 436nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.34	x	x	0.87	0.38	0.85	0.84	0.48	1.46
β : 546nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.30	x	x	0.83	0.34	0.77	0.76	0.45	1.43
β : 644nm (× 10^–5nm·cm^–1·Pa^–1)	0.30	x	x	0.81	0.33	0.77	0.76	0.44	1.37

Claims

Optisches Glas mit einem Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,60 bis 1,68 und einer Abbe-Zahl (νd) im Bereich von 40 bis weniger als 65, das als Atome, die das optische Glas bilden, die folgenden umfasst: P 5–10 Mol-% Al 1–3 Mol-% Ba 8–13 Mol-% Gd 1–5 Mol-% Nb 0,1–3 Mol-% F 15–35 Mol-% O 40–52 Mol-% und Y 0–2 Mol-% und/oder La 0–2 Mol-% und/oder Yb 0–1 Mol-% und/oder Ta 0–1 Mol-% und/oder Lu 0–1 Mol-% und/oder Ti 0–1,5 Mol-% und/oder Zr 0–1,5 Mol-% und/oder W 0–1,5 Mol-% und/oder Bi 0–1,5 Mol-% und/oder Mg 0–2 Mol-% und/oder Ca 0–3 Mol-% und/oder Sr 0–5 Mol-% und/oder Zn 0–2 Mol-% und/oder

Li 0–2 Mol-% und/oder Na 0–2 Mol-% und/oder K 0–2 Mol-% und/oder Cs 0–1 Mol-% und/oder Tl 0–3 Mol-% und/oder Si 0–2 Mol-% und/oder B 0–2 Mol-% und/oder Sb 0–1 Mol-%.
Optisches Glas mit einem Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,60 bis 1,68 und einer Abbe-Zahl (νd) im Bereich von 40 bis weniger als 65, das in Massen-% Folgendes umfasst: Metaphosphatverbindungen 18,0–30,0% wobei Al(PO₃)₃ 10,0–20,0% Ba(PO₃)₂ 3,0–15,0% und Sr(PO₃)₂ 0,0–10,0% und/oder Ca(PO₃)₂ 0,0–10,0% und/oder Zn(PO₃)₂ 0,0–5,0% und/oder La(PO₃)₃ 0,0–5,0% Fluoride 43,0–65,0% und wobei BaF₂ 41,0–55,0% und SrF₂ 0,0–10,0% und/oder CaF₂ 0,0–10,0% und/oder MgF₂ 0,0–2,0% und/oder AlF₃ 0,0–2,0% und/oder GdF₃ 0,0–15,0% und/oder YF₃ 0,0–7,0% und/oder LaF₃ 0,0–7,0% und/oder KHF₂ 0,0–3,0% Gd₂O₃ 8,0–25,0% Nb₂O₅ 0,5–7,0% und

Y₂O₃ 0,0–10,0% und/oder La₂O₃ 0,0–10,0% und/oder Yb₂O₃ 0,0–5,0% und/oder Ta₂O₅ 0,0–5,0% und/oder Lu₂O₃ 0,0–5,0% und/oder TiO₂ 0,0–7,0% und/oder ZrO₂ 0,0–5,0% und/oder WO₃ 0,0–7,0% und/oder Bi₂O₃ 0,0–5,0% und/oder BaO 0,0–8,0% und/oder CaO 0,0–5,0% und/oder SrO 0,0–10% und/oder ZnO 0,0–5,0% und/oder Li₂O 0,0–1,0% und/oder Na₂O 0,0–3,0% und/oder K₂O 0,0–3,0% und/oder Cs₂O 0,0–5,0% und/oder Tl₂O 0,0–15,0% und/oder SiO₂ 0,0–3,0% und/oder B₂O₃ 0,0–3,0% und/oder Sb₂O₃ 0,0–3,0%.
Optisches Glas mit einem Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,60 bis 1,68 und einer Abbe-Zahl (νd) im Bereich von 40 bis weniger als 65, das eine Zusammensetzung hat, die Folgendes umfasst, berechnet auf Oxidbasis und ausgedrückt in Massen-%: P₂O₅ 12 bis weniger als 22% Al₂O₃ 1–5% BaO 40–55% Gd₂O₃ 8–25% Nb₂O₃ 0,5–8% und

Y₂O₃ 0–10% und/oder La₂O₃ 0–10% und/oder Yb₂O₃ 0–5% und/oder Ta₂O₅ 0–5% und/oder Lu₂O₃ 0–5% und/oder TiO₂ 0–7% und/oder ZrO₂ 0–5% und/oder WO₃ 0–7% und/oder Bi₂O₃ 0–5% und/oder MgO 0–1% und/oder CaO 0–5% und/oder SrO 0–10% und/oder ZnO 0–5% und/oder Li₂O 0–1% und/oder Na₂O 0–3% und/oder K₂O 0–3% und/oder Cs₂O 0–5% und/oder Tl₂O 0–15% und/oder SiO₂ 0–3% und/oder B₂O₃ 0–3% und/oder Sb₂O₃ 0–3%;

sowie ein oder mehrere Fluoride eines oder mehrerer Metallelemente, die in den obigen Metalloxiden enthalten sind, wobei die Gesamtmenge an F, die in dem oder den Fluoriden enthalten ist, 8 bis 20 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung beträgt, berechnet auf Oxidbasis.
Optisches Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Differenz zwischen der photoelastischen Konstante bei 644 nm und der photoelastischen Konstante bei 436 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 liegt.
Optisches Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die photoelastische Konstante bei 546 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 in einem Bereich des Brechungsindex (nd) von 1,60 bis 1,62 liegt und die photoelastische Konstante bei 546 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,5 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 in einem Bereich des Brechungsindex (nd) von 1,62 bis 1,68 liegt.
Optisches Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Brechungsindex (nd) im Bereich von 1,60 bis 1,65 und einer Abbe-Zahl (νd) im Bereich von 50 bis weniger als 65, wobei die photoelastische Konstante bei 546 nm im Bereich von –0,1 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 bis 0,3 × 10^–5 nm·cm^–1·Pa^–1 liegt.
Optisches Glas gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das frei von einer Pb-Verbindung ist.
Polarisierender Strahlteiler für einen Flüssigkristall-Display-Projektor unter Verwendung eines optischen Glases gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.