JP2001066425A - 光フィルター用ガラス及び光フィルター - Google Patents
光フィルター用ガラス及び光フィルターInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バンドパスフィルターの高精度化に合わせ、
単層もしくは多層膜形成したフィルター部材の使用温度
における屈折率変動を回避する(基板材料を高熱膨張係
数として、これにより膜に圧縮応力を与え、膜の屈折率
温度安定性を向上させる。)ための熱膨張特性と、耐久
性を考慮した機械的特性を兼ね備え、かつ基板材自体は
良好な光線透過率とを併せ持った、光フィルター用ガラ
スを提供する。 【解決手段】 −20〜+70℃における熱膨張係数が
90×10-7〜120×10-7/℃であり、好ましくは
ヤング率が75GPa以上,ビッカース硬度が550以
上,950〜1600nmの波長の光線透過率が90%
以上のガラス。
単層もしくは多層膜形成したフィルター部材の使用温度
における屈折率変動を回避する(基板材料を高熱膨張係
数として、これにより膜に圧縮応力を与え、膜の屈折率
温度安定性を向上させる。)ための熱膨張特性と、耐久
性を考慮した機械的特性を兼ね備え、かつ基板材自体は
良好な光線透過率とを併せ持った、光フィルター用ガラ
スを提供する。 【解決手段】 −20〜+70℃における熱膨張係数が
90×10-7〜120×10-7/℃であり、好ましくは
ヤング率が75GPa以上,ビッカース硬度が550以
上,950〜1600nmの波長の光線透過率が90%
以上のガラス。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光フィルター用ガ
ラスに関する。更に、本発明は、ガラスを用いた光フィ
ルターに関する。
ラスに関する。更に、本発明は、ガラスを用いた光フィ
ルターに関する。
【0002】
【従来の技術】光フィルターには、特定の波長をカット
したり透過するもの、波長によらず光強度を落とすもの
などがある。前者の光フィルターには、特定の波長のみ
を透過するバンドパスフィルター、特定の波長のみをカ
ットするノッチパスフィルター、特定の波長より短波長
や長波長のみを透過するハイパスフィルター、ローパス
フィルターなどがあり、後者の光フィルターには、ND
フィルターがある。
したり透過するもの、波長によらず光強度を落とすもの
などがある。前者の光フィルターには、特定の波長のみ
を透過するバンドパスフィルター、特定の波長のみをカ
ットするノッチパスフィルター、特定の波長より短波長
や長波長のみを透過するハイパスフィルター、ローパス
フィルターなどがあり、後者の光フィルターには、ND
フィルターがある。
【0003】また、光フィルターには吸収型と干渉型等
がある。吸収型光フィルターには代表的なものとしてN
Dフィルター等があり、干渉型光フィルターには、代表
的なものとしてバンドパスフィルターが挙げられる。写
真用等の吸収型光フィルターには基体としてプラスチッ
クが用いられているが、強いレーザーが用いられる光フ
ィルターの基板には、耐久性・耐熱性が要求されるの
で、もっぱらアモルファスガラスが用いられている。
がある。吸収型光フィルターには代表的なものとしてN
Dフィルター等があり、干渉型光フィルターには、代表
的なものとしてバンドパスフィルターが挙げられる。写
真用等の吸収型光フィルターには基体としてプラスチッ
クが用いられているが、強いレーザーが用いられる光フ
ィルターの基板には、耐久性・耐熱性が要求されるの
で、もっぱらアモルファスガラスが用いられている。
【0004】バンドパスフィルターは、ガラスなどの基
板材上に例えば、高い屈折率を持つ誘電体薄膜(H層)
と低い屈折率を持つ誘電体薄膜(L層)を交互に積層し
た構造の誘電体多層膜を形成したものが用いられる。
板材上に例えば、高い屈折率を持つ誘電体薄膜(H層)
と低い屈折率を持つ誘電体薄膜(L層)を交互に積層し
た構造の誘電体多層膜を形成したものが用いられる。
【0005】WDM(Wavelength Divi
sion Multiplexing:波長分割多重方
式)光通信システムに用いられるバンドパスフィルター
においては、通過波長のバンド幅を狭く設定し、より高
密度波長に適用しようとする場合、バンドの中心波長の
温度安定性が問題となっている。すなわち、わずかな温
度変化に対してもバンドの中心波長が変動してしまう敏
感な素子であるため、その使用においては温度コントロ
ーラーで温度補償を行うべきであるが、用いる際のスペ
ース的な問題により事実上温度コントローラーをつける
ことができない。この中心波長の温度安定性は、光情報
量が増加するに従いバンド幅を狭くする必要があるた
め、その重要さを増すものである。
sion Multiplexing:波長分割多重方
式)光通信システムに用いられるバンドパスフィルター
においては、通過波長のバンド幅を狭く設定し、より高
密度波長に適用しようとする場合、バンドの中心波長の
温度安定性が問題となっている。すなわち、わずかな温
度変化に対してもバンドの中心波長が変動してしまう敏
感な素子であるため、その使用においては温度コントロ
ーラーで温度補償を行うべきであるが、用いる際のスペ
ース的な問題により事実上温度コントローラーをつける
ことができない。この中心波長の温度安定性は、光情報
量が増加するに従いバンド幅を狭くする必要があるた
め、その重要さを増すものである。
【0006】従来から用いられてきたバンドパスフィル
ター用アモルファスガラス基板材は、その熱膨張特性が
十分高くなく、機械的強度も低いため、膜に与える圧縮
応力および耐久性の面でも充分なものでなかった。更
に、これらは表面硬度が低く、将来の光フィルター用基
板材、特にバンドパスフィルター用基板材としての要求
に十分対応できない。
ター用アモルファスガラス基板材は、その熱膨張特性が
十分高くなく、機械的強度も低いため、膜に与える圧縮
応力および耐久性の面でも充分なものでなかった。更
に、これらは表面硬度が低く、将来の光フィルター用基
板材、特にバンドパスフィルター用基板材としての要求
に十分対応できない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、バンドパスフ
ィルターの高精度化に合わせ、単層もしくは多層膜形成
したフィルター部材の使用温度における屈折率変動を回
避する(基板材料を高熱膨張係数として、これにより膜
に圧縮応力を与え、膜の屈折率温度安定性を向上させ
る。)ための熱膨張特性と、耐久性を考慮した機械的特
性を兼ね備え、かつ基板材自体は良好な光線透過率とを
併せ持った、光フィルター用ガラス基板材を提供するこ
とにある。
従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、バンドパスフ
ィルターの高精度化に合わせ、単層もしくは多層膜形成
したフィルター部材の使用温度における屈折率変動を回
避する(基板材料を高熱膨張係数として、これにより膜
に圧縮応力を与え、膜の屈折率温度安定性を向上させ
る。)ための熱膨張特性と、耐久性を考慮した機械的特
性を兼ね備え、かつ基板材自体は良好な光線透過率とを
併せ持った、光フィルター用ガラス基板材を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意試験研
究を重ねた結果、上記課題を解決するには、特定の熱膨
張係数範囲や機械的強度,光線透過率を有するガラスが
好適であることを見い出し、本発明に至った。
究を重ねた結果、上記課題を解決するには、特定の熱膨
張係数範囲や機械的強度,光線透過率を有するガラスが
好適であることを見い出し、本発明に至った。
【0009】すなわち、請求項1に記載の発明は、−2
0〜+70℃における熱膨張係数が90×10-7〜12
0×10-7/℃であることを特徴とする、光フィルター
用ガラスであり、請求項2に記載の発明は、ヤング率が
75GPa以上であることを特徴とする、請求項1に記
載の光フィルター用ガラスであり、請求項3に記載の発
明は、ビッカース硬度が550以上であることを特徴と
する、請求項1,2のいずれかに記載の光フィルター用
ガラスであり、請求項4に記載の発明は、板厚10mm
材の光線透過率が、波長950〜1600nmにおいて
90%以上であることを特徴とする、請求項1,2,3
のいずれかに記載の光フィルター用ガラスであり、請求
項5に記載の発明は、ガラスの組成は重量百分率で、S
iO2,B2O3,P2O5成分の中から選ばれる1種また
は2種以上の合計量が35〜55%、TiO2,La2O
3,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5,WO3,Y2O3成分
の中から選ばれる1種または2種以上の合計量が20〜
45%、MgO,CaO,SrO,BaO,ZnO成分
の中から選ばれる1種または2種以上の合計量が3〜2
0%、Li2O,Na2O,K2O成分の中から選ばれる
1種または2種以上の合計量が5〜30%、Sb2O3,
As2O3成分の中から選ばれる1種または2種の合計量
が0〜1%の範囲の各成分を含有することを特徴とす
る、請求項1,2,3,4のいずれかに記載の光フィル
ター用ガラスであり、請求項6に記載の発明は、PbO
を実質的に含まないことを特徴とする、請求項1,2,
3,4,5のいずれかに記載の光フィルター用ガラスで
あり、請求項7に記載の発明は、請求項1,2,3,
4,5,6のいずれかに記載のガラス上に、誘電体を成
膜してなる光フィルターであり、請求項8に記載の発明
は、ガラス上に誘電体を成膜してなる光フィルターであ
って、該ガラスは該誘電体よりも大きな熱膨張係数を有
する光フィルターである。
0〜+70℃における熱膨張係数が90×10-7〜12
0×10-7/℃であることを特徴とする、光フィルター
用ガラスであり、請求項2に記載の発明は、ヤング率が
75GPa以上であることを特徴とする、請求項1に記
載の光フィルター用ガラスであり、請求項3に記載の発
明は、ビッカース硬度が550以上であることを特徴と
する、請求項1,2のいずれかに記載の光フィルター用
ガラスであり、請求項4に記載の発明は、板厚10mm
材の光線透過率が、波長950〜1600nmにおいて
90%以上であることを特徴とする、請求項1,2,3
のいずれかに記載の光フィルター用ガラスであり、請求
項5に記載の発明は、ガラスの組成は重量百分率で、S
iO2,B2O3,P2O5成分の中から選ばれる1種また
は2種以上の合計量が35〜55%、TiO2,La2O
3,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5,WO3,Y2O3成分
の中から選ばれる1種または2種以上の合計量が20〜
45%、MgO,CaO,SrO,BaO,ZnO成分
の中から選ばれる1種または2種以上の合計量が3〜2
0%、Li2O,Na2O,K2O成分の中から選ばれる
1種または2種以上の合計量が5〜30%、Sb2O3,
As2O3成分の中から選ばれる1種または2種の合計量
が0〜1%の範囲の各成分を含有することを特徴とす
る、請求項1,2,3,4のいずれかに記載の光フィル
ター用ガラスであり、請求項6に記載の発明は、PbO
を実質的に含まないことを特徴とする、請求項1,2,
3,4,5のいずれかに記載の光フィルター用ガラスで
あり、請求項7に記載の発明は、請求項1,2,3,
4,5,6のいずれかに記載のガラス上に、誘電体を成
膜してなる光フィルターであり、請求項8に記載の発明
は、ガラス上に誘電体を成膜してなる光フィルターであ
って、該ガラスは該誘電体よりも大きな熱膨張係数を有
する光フィルターである。
【0010】本発明の光フィルター用ガラスの熱膨張特
性,ヤング率,ビッカース硬度,光線透過率,組成を限
定した理由を以下に述べる。尚、組成は原ガラスと同
様、酸化物基準で表示する。
性,ヤング率,ビッカース硬度,光線透過率,組成を限
定した理由を以下に述べる。尚、組成は原ガラスと同
様、酸化物基準で表示する。
【0011】まず、熱膨張特性であるが、前述のように
バンドの中心波長の温度安定性は非常に重要であり、膜
構成物質の熱膨張係数より大きいものが必要である。本
発明者が試験研究を行った結果、−20℃〜+70℃に
おける熱膨張係数が90×10-7/℃以上とすると、バ
ンドパスフィルターとして使用する温度範囲において、
膜に十分な圧縮応力を与えることができることが判明し
た。しかしその一方で120×10-7/℃を越えると、
膜との熱膨張係数差が大きくなりすぎて、膜の剥離等の
問題を生じやすくなる。より好ましい範囲は95×10
-7〜115×10-7/℃、更に好ましい範囲は105±
5×10-7/℃の範囲である。
バンドの中心波長の温度安定性は非常に重要であり、膜
構成物質の熱膨張係数より大きいものが必要である。本
発明者が試験研究を行った結果、−20℃〜+70℃に
おける熱膨張係数が90×10-7/℃以上とすると、バ
ンドパスフィルターとして使用する温度範囲において、
膜に十分な圧縮応力を与えることができることが判明し
た。しかしその一方で120×10-7/℃を越えると、
膜との熱膨張係数差が大きくなりすぎて、膜の剥離等の
問題を生じやすくなる。より好ましい範囲は95×10
-7〜115×10-7/℃、更に好ましい範囲は105±
5×10-7/℃の範囲である。
【0012】バンドパスフィルターにおいて中心波長の
温度安定性は当然、薄膜を構成する誘電体の屈折率温度
係数に依存するが、それ以上に基板材の熱膨張係数に大
きく影響を受ける。これは屈折率が薄膜の充填率によっ
て決定されることに起因する。すなわち、薄膜の充填率
が高いほど中心波長の温度による変化は小さくなる。そ
して薄膜の充填率はこれを成膜している光フィルター基
板材の熱膨張係数に大きく影響を受けるものである。つ
まり、成膜時の基板材は約200℃となるが、その熱に
よって基板材自体は大きく膨張しており、薄膜はその膨
張した基板材につけられ、次いで基板材が冷却されるに
したがって、それらの熱膨張係数の差により薄膜は圧縮
応力を受ける。その結果、薄膜の充填率が高くなり屈折
率が高くなる。基板材の熱膨張係数が大きければ大きい
ほど成膜された誘電体薄膜にかかる圧縮応力は大きくな
り、その使用温度における屈折率の温度による変化率が
少なくなる。この理由により、誘電体薄膜の熱膨張係数
よりもガラスの熱膨張係数を大きく設定することが望ま
しい。
温度安定性は当然、薄膜を構成する誘電体の屈折率温度
係数に依存するが、それ以上に基板材の熱膨張係数に大
きく影響を受ける。これは屈折率が薄膜の充填率によっ
て決定されることに起因する。すなわち、薄膜の充填率
が高いほど中心波長の温度による変化は小さくなる。そ
して薄膜の充填率はこれを成膜している光フィルター基
板材の熱膨張係数に大きく影響を受けるものである。つ
まり、成膜時の基板材は約200℃となるが、その熱に
よって基板材自体は大きく膨張しており、薄膜はその膨
張した基板材につけられ、次いで基板材が冷却されるに
したがって、それらの熱膨張係数の差により薄膜は圧縮
応力を受ける。その結果、薄膜の充填率が高くなり屈折
率が高くなる。基板材の熱膨張係数が大きければ大きい
ほど成膜された誘電体薄膜にかかる圧縮応力は大きくな
り、その使用温度における屈折率の温度による変化率が
少なくなる。この理由により、誘電体薄膜の熱膨張係数
よりもガラスの熱膨張係数を大きく設定することが望ま
しい。
【0013】その他、過酷な使用条件を考慮すると、前
記以外の特性の他にも、機械的な変形等に対する強度、
すなわち、ヤング率やビッカース硬度も無視できない。
記以外の特性の他にも、機械的な変形等に対する強度、
すなわち、ヤング率やビッカース硬度も無視できない。
【0014】次いでヤング率についてであるが、これら
基板材は、成膜後に微小なチップ状(2mm以下×2m
m以下×2mm以下)に加工するため、高ヤング率、高
強度が求められる。以上のように後の加工工程を考慮す
ると、ヤング率は75GPa以上、ビッカース硬度は5
50以上であることが好ましい。
基板材は、成膜後に微小なチップ状(2mm以下×2m
m以下×2mm以下)に加工するため、高ヤング率、高
強度が求められる。以上のように後の加工工程を考慮す
ると、ヤング率は75GPa以上、ビッカース硬度は5
50以上であることが好ましい。
【0015】次いで光線透過率についてであるが、光線
透過率が低ければ当然信号の取り出しに不都合(S/N
比の低下)を生じるので、その値は大きい方が好まし
く、最低でも光線透過率は60%以上である必要があ
る。更にバンドパスフィルターの使用波長は950nm
〜1600nmであり、板厚10mm材におけるこの波
長の光線透過率は90%以上であることが必要となる。
尚、前記波長における光線透過率については、好ましく
は93%以上、更に好ましくは95%以上である。
透過率が低ければ当然信号の取り出しに不都合(S/N
比の低下)を生じるので、その値は大きい方が好まし
く、最低でも光線透過率は60%以上である必要があ
る。更にバンドパスフィルターの使用波長は950nm
〜1600nmであり、板厚10mm材におけるこの波
長の光線透過率は90%以上であることが必要となる。
尚、前記波長における光線透過率については、好ましく
は93%以上、更に好ましくは95%以上である。
【0016】次に原ガラスの組成範囲を上記の様に限定
した理由について以下に述べる。SiO2,B2O3,P2
O5成分は、ガラス構成成分であるが、これら成分の中
から選ばれる1種または2種以上の合計量が35%未満
ではガラスの化学的耐久性が悪く、ヤング率,ビッカー
ス硬度の低下を引き起こす。また55%を超えると原ガ
ラスの溶融・成形性が困難になるのと同時に、高膨張特
性が得られ難くなる。
した理由について以下に述べる。SiO2,B2O3,P2
O5成分は、ガラス構成成分であるが、これら成分の中
から選ばれる1種または2種以上の合計量が35%未満
ではガラスの化学的耐久性が悪く、ヤング率,ビッカー
ス硬度の低下を引き起こす。また55%を超えると原ガ
ラスの溶融・成形性が困難になるのと同時に、高膨張特
性が得られ難くなる。
【0017】TiO2,La2O3,ZrO2,Nb2O5,
Ta2O5,WO3,Y2O3成分は、比較的高アルカリ
(Li,Na,K)含有ガラスにおいて、化学的耐久性
を損なうことなく高膨張特性および高ヤング率,高ビッ
カース硬度特性を付与できるきわめて重要な成分である
が、これら成分の中から選ばれる1種または2種以上の
合計量が20%未満では、上記効果が得られず、また4
5%を超えると、ガラスの溶融・成型性、とくに成型時
の失透性が悪化する。
Ta2O5,WO3,Y2O3成分は、比較的高アルカリ
(Li,Na,K)含有ガラスにおいて、化学的耐久性
を損なうことなく高膨張特性および高ヤング率,高ビッ
カース硬度特性を付与できるきわめて重要な成分である
が、これら成分の中から選ばれる1種または2種以上の
合計量が20%未満では、上記効果が得られず、また4
5%を超えると、ガラスの溶融・成型性、とくに成型時
の失透性が悪化する。
【0018】Li2O,Na2O,K2O成分は、ガラス
の溶融性を向上させると同時に高熱膨張特性化する成分
であるが、これら成分の中から選ばれる1種または2種
以上の合計量が5%ではこれらの効果が得られず、また
30%を超えると、化学的耐久性が悪化すると同時にヤ
ング率特性,ビッカース硬度特性も低下してしまう。
の溶融性を向上させると同時に高熱膨張特性化する成分
であるが、これら成分の中から選ばれる1種または2種
以上の合計量が5%ではこれらの効果が得られず、また
30%を超えると、化学的耐久性が悪化すると同時にヤ
ング率特性,ビッカース硬度特性も低下してしまう。
【0019】MgO,ZnO,CaO,BaO,SrO
成分は、ガラスの溶融性を向上させると同時に高ヤング
率特性を維持しつつ高膨張特性を有するために含有する
が、これら成分の中から選ばれる1種または2種以上の
合計量が3%未満ではこれらの効果が得られず、20%
を超えるとガラスの溶融・成型性が悪化してしまう。
成分は、ガラスの溶融性を向上させると同時に高ヤング
率特性を維持しつつ高膨張特性を有するために含有する
が、これら成分の中から選ばれる1種または2種以上の
合計量が3%未満ではこれらの効果が得られず、20%
を超えるとガラスの溶融・成型性が悪化してしまう。
【0020】Sb2O3およびAs2O3成分はガラス溶融
の際の清澄剤として添加しうるが、これらの成分の中か
ら選ばれる1種または2種は1%以下で十分である。よ
り好ましくは0.5%以下である。
の際の清澄剤として添加しうるが、これらの成分の中か
ら選ばれる1種または2種は1%以下で十分である。よ
り好ましくは0.5%以下である。
【0021】また、特性を損なわない範囲で、SnO,
CuO,CoO,NiO,Fe2O3,CeO,MnO成
分を5%まで含有させることができる。
CuO,CoO,NiO,Fe2O3,CeO,MnO成
分を5%まで含有させることができる。
【0022】次にPbOを実質的に含まない理由につい
てであるが、この成分は環境上好ましくない成分である
ので、使用は極力避けるべきである。
てであるが、この成分は環境上好ましくない成分である
ので、使用は極力避けるべきである。
【0023】次に本発明にかかる光フィルター用ガラス
を製造するについては、上記の組成を有するガラスを溶
解し、成形・徐冷(必要に応じてアニール処理)後、こ
れを常法によりラッピングした後、ポリシングすること
により、表面粗度Ra(算術平均粗さ)が1.0Å以
上、5.0Å以下の範囲内の光フィルター用ガラスが得
られる。
を製造するについては、上記の組成を有するガラスを溶
解し、成形・徐冷(必要に応じてアニール処理)後、こ
れを常法によりラッピングした後、ポリシングすること
により、表面粗度Ra(算術平均粗さ)が1.0Å以
上、5.0Å以下の範囲内の光フィルター用ガラスが得
られる。
【0024】本発明のガラスは、該基板表面に誘電体多
層膜を成膜した干渉型光フィルター用に好適であり、特
に、誘電体多層膜として、高い屈折率を持つ誘電体薄膜
(H層)と低い屈折率を持つ誘電体薄膜(L層)を交互
に積層した構造の、バンドパスフィルター用に好適であ
る。
層膜を成膜した干渉型光フィルター用に好適であり、特
に、誘電体多層膜として、高い屈折率を持つ誘電体薄膜
(H層)と低い屈折率を持つ誘電体薄膜(L層)を交互
に積層した構造の、バンドパスフィルター用に好適であ
る。
【0025】上記誘電体としては、TiO2、Ta
2O2、Nb2O5、SiO2等の無機酸化物が好ましい。
更に、波長範囲950nm〜1600nmに用いるバン
ドパスフィルターにおいては、誘電体層としてH層/L
層の組合せとして、TiO2/SiO2、Ta2O2/Si
O2、Nb2O5/SiO2か好ましい。本発明の光フィル
ターは、ガラス基板の表面に誘電体薄膜を成膜して得る
ことができる。成膜方法としては、蒸着法、RFイオン
プレーティング法、マグネトロンスパッタリング法、プ
ラズマイオンプレーティング法等がある。中でも蒸着法
が好適である。
2O2、Nb2O5、SiO2等の無機酸化物が好ましい。
更に、波長範囲950nm〜1600nmに用いるバン
ドパスフィルターにおいては、誘電体層としてH層/L
層の組合せとして、TiO2/SiO2、Ta2O2/Si
O2、Nb2O5/SiO2か好ましい。本発明の光フィル
ターは、ガラス基板の表面に誘電体薄膜を成膜して得る
ことができる。成膜方法としては、蒸着法、RFイオン
プレーティング法、マグネトロンスパッタリング法、プ
ラズマイオンプレーティング法等がある。中でも蒸着法
が好適である。
【0026】
【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例につい
て説明する。表1、2、3は本発明の光フィルター用ガ
ラスの実施例(No.1〜8)および従来から用いられて
いる光フィルター用ガラス基板(比較例)について、組
成の他に、析出結晶相,熱膨張係数,ヤング率,ビッカ
ース硬度,光線透過率を示したものである。
て説明する。表1、2、3は本発明の光フィルター用ガ
ラスの実施例(No.1〜8)および従来から用いられて
いる光フィルター用ガラス基板(比較例)について、組
成の他に、析出結晶相,熱膨張係数,ヤング率,ビッカ
ース硬度,光線透過率を示したものである。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】上記実施例のガラスの製造方法を説明す
る。酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを
通常の溶解装置を用いて約1250〜1350℃の温度
で溶解し攪拌均質化した後、成形・冷却工程を経てガラ
ス成形体を得た。ついで得られたガラスを800#〜2
000#のダイヤモンドペレットにて5〜30分ラッピ
ングし、次いで粒子径(平均)0.02〜3μmの研磨
剤酸化セリュームにて30〜60分間研磨し仕上げた。
これらのガラスの表面粗度Ra(中心線粗さ)は5Å以
下であった。
る。酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を混合し、これを
通常の溶解装置を用いて約1250〜1350℃の温度
で溶解し攪拌均質化した後、成形・冷却工程を経てガラ
ス成形体を得た。ついで得られたガラスを800#〜2
000#のダイヤモンドペレットにて5〜30分ラッピ
ングし、次いで粒子径(平均)0.02〜3μmの研磨
剤酸化セリュームにて30〜60分間研磨し仕上げた。
これらのガラスの表面粗度Ra(中心線粗さ)は5Å以
下であった。
【0031】本発明の実施例1〜8と比較例1を比較す
ると、従来から用いられている光フィルター用ガラス基
板は熱膨張係数が88×10-7/℃と、成膜された膜に
圧縮応力を与えるには十分な数値ではなく、更にヤング
率=70GPa,ビッカース硬度=480と低強度材で
あった。これに対し、本発明のガラスは成膜された膜に
圧縮応力を与えるに十分な熱膨張係数を有しており、ヤ
ング率やビッカース硬度においても十分な数値を有して
いるため、光フィルター用の基板材料として好適であっ
た。
ると、従来から用いられている光フィルター用ガラス基
板は熱膨張係数が88×10-7/℃と、成膜された膜に
圧縮応力を与えるには十分な数値ではなく、更にヤング
率=70GPa,ビッカース硬度=480と低強度材で
あった。これに対し、本発明のガラスは成膜された膜に
圧縮応力を与えるに十分な熱膨張係数を有しており、ヤ
ング率やビッカース硬度においても十分な数値を有して
いるため、光フィルター用の基板材料として好適であっ
た。
【0032】また上記の実施例により得られたガラス基
板に、TiO2/SiO2、Ta2O2/SiO2、Nb2O
5/SiO2の多層膜をそれぞれ成膜してなる干渉型光フ
ィルターは、その中心波長の温度安定性が非常に良好な
ものであり、光通信用のバンドパスフィルターとして非
常に良好なものであった。
板に、TiO2/SiO2、Ta2O2/SiO2、Nb2O
5/SiO2の多層膜をそれぞれ成膜してなる干渉型光フ
ィルターは、その中心波長の温度安定性が非常に良好な
ものであり、光通信用のバンドパスフィルターとして非
常に良好なものであった。
【0033】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、上
記従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、中心波長の
温度安定性の優れた光フィルター用ガラスを提供するこ
とができる。この特徴(高い光線透過率、高い熱膨張特
性、高いヤング率、高いビッカース硬度)は干渉型光フ
ィルター、特にバンドパスフィルター用として好適であ
り、特に光通信システムにおけるWDM、DWDM(高
密度波長分割多重方式)の用途に最適である。更にこの
光フィルター用ガラス基板にTiO2/SiO2、Ta2
O2/SiO2、Nb2O5/SiO2の誘電体膜を複数層
成膜してなるバンドパスフィルター部材は、従来のバン
ドパスフィルター部材にない、中心波長の温度安定性を
有するものであり、地上の光通信システムだけでなくs
pace−based−satellite等でも使用
される可能性がある。
記従来技術に見られる諸欠点を解消しつつ、中心波長の
温度安定性の優れた光フィルター用ガラスを提供するこ
とができる。この特徴(高い光線透過率、高い熱膨張特
性、高いヤング率、高いビッカース硬度)は干渉型光フ
ィルター、特にバンドパスフィルター用として好適であ
り、特に光通信システムにおけるWDM、DWDM(高
密度波長分割多重方式)の用途に最適である。更にこの
光フィルター用ガラス基板にTiO2/SiO2、Ta2
O2/SiO2、Nb2O5/SiO2の誘電体膜を複数層
成膜してなるバンドパスフィルター部材は、従来のバン
ドパスフィルター部材にない、中心波長の温度安定性を
有するものであり、地上の光通信システムだけでなくs
pace−based−satellite等でも使用
される可能性がある。
フロントページの続き Fターム(参考) 2H038 BA23 2H048 GA04 GA09 GA13 GA33 GA62 4G062 AA04 BB01 BB05 CC04 DA05 DA06 DB01 DC05 DC06 DD05 DD06 DE03 DE04 DF01 EA03 EA04 EB03 EB04 EC03 EC04 ED03 ED04 EE03 EE04 EF03 EF04 EG03 EG04 FA01 FB04 FB05 FC04 FC05 FD01 FE01 FF01 FG04 FG05 FH04 FH05 FJ04 FJ05 FK04 FK05 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ04 JJ05 JJ07 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM02 NN15 NN29 NN33
Claims (8)
- 【請求項1】 −20〜+70℃における熱膨張係数が
90×10-7〜120×10-7/℃であることを特徴と
する、光フィルター用ガラス。 - 【請求項2】 ヤング率が75GPa以上であることを
特徴とする、請求項1に記載の光フィルター用ガラス。 - 【請求項3】 ビッカース硬度が550以上であること
を特徴とする、請求項1,2のいずれかに記載の光フィ
ルター用ガラス。 - 【請求項4】 板厚10mm材の光線透過率が、波長9
50〜1600nmにおいて90%以上であることを特
徴とする、請求項1,2,3のいずれかに記載の光フィ
ルター用ガラス。 - 【請求項5】 ガラスの組成は重量百分率で、 SiO2,B2O3,P2O5成分の中から選ばれる1種ま
たは2種以上の合計量が35〜55% TiO2,La2O3,ZrO2,Nb2O5,Ta2O5,W
O3,Y2O3成分の中から選ばれる1種または2種以上
の合計量が20〜45% MgO,CaO,SrO,BaO,ZnO成分の中から
選ばれる1種または2種以上の合計量が3〜20% Li2O,Na2O,K2O成分の中から選ばれる1種ま
たは2種以上の合計量が5〜30% Sb2O3,As2O3成分の中から選ばれる1種または2
種の合計量が0〜1% の範囲の各成分を含有することを特徴とする、請求項
1,2,3,4のいずれかに記載の光フィルター用ガラ
ス。 - 【請求項6】 PbOを実質的に含まないことを特徴と
する、請求項1,2,3,4,5のいずれかに記載の光
フィルター用ガラス。 - 【請求項7】 請求項1,2,3,4,5,6のいずれ
かに記載のガラス上に、誘電体を成膜してなる光フィル
ター。 - 【請求項8】 ガラス上に誘電体を成膜してなる光フィ
ルターであって、該ガラスは該誘電体よりも大きな熱膨
張係数を有する光フィルター。
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