JP3399883B2 - 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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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／℃であり、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，Ｌａ2
Ｏ3，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〜
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％、Ｓｂ
2Ｏ3，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し、ヤング率
が７５ＧＰａ以上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、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
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、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または２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、ＰｂＯを実質的に含ま
ないことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載
の光フィルター用ガラスである。
０〜＋７０℃における熱膨張係数が９０×１０-7〜１２
０×１０-7／℃であり、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，Ｌａ2
Ｏ3，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〜
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％、Ｓｂ
2Ｏ3，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し、ヤング率
が７５ＧＰａ以上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、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
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、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または２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、ＰｂＯを実質的に含ま
ないことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載
の光フィルター用ガラスである。
【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。
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 5/28
C03C 3/062
C03C 3/089
C03C 3/097
Claims (4)
- 【請求項１】 −２０〜＋７０℃における熱膨張係数が
９０×１０-7〜１２０×１０-7／℃であり、 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し、 ヤング率が７５ＧＰａ以上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】 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に記載の光フィルター用ガラ
ス。 - 【請求項３】 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または２に記載の光フィルター用ガ
ラス。 - 【請求項４】 ＰｂＯを実質的に含まないことを特徴と
する、請求項１〜３のいずれかに記載の光フィルター用
ガラス。
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