JP3732545B2 - 赤外線透過ガラス - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は新しい赤外線透過ガラスに関する。本発明のガラスは可視域から波長７．８μｍの赤外域まで高い光線透過性を有するため、近赤外、赤外域において使用される各種光学機器に用いられる窓、レンズ、プリズム、フィルター、光計測ファイバーなどに利用される。
【０００２】
【従来の技術】
波長７．８μｍの赤外域まで高い光線透過性を有する赤外透過ガラスとしてはフッ化物ガラスとカルコゲン化物ガラスが知られている。しかし、どちらも製造過程が繁雑で、かつ、熱的に不安定であるという欠点がある。酸化物系ガラスとしてはアルミン酸塩ガラス、ゲルマン酸塩ガラス、亜テルル酸塩ガラスなどが知られているが、いずれも波長５．０μｍ以上の赤外域での光線透過性が非常に悪い。より長い波長の赤外域まで良好な透過率を示す酸化物ガラスとしては米国特許３，７２３，１４１号に示されているＢｉ2Ｏ3−ＰｂＯ−ＢａＯ−ＺｎＯ系のガラスと特開平５−１３２３３３号公報に開示されているＧａ2Ｏ3−Ｂｉ2Ｏ3−Ｒ2Ｏ（Ｒ＝アルカリ金属）系のガラスが知られているが、これらのガラスには環境に有害なＰｂＯと高価なＧａ2Ｏ3が大量に含まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は上記の欠点を除去し、波長７．８μｍの赤外域まで良好な光線透過性を有する赤外線透過ガラスを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、従来の技術資料に具体的に示されていないＢｉ2Ｏ3−ＲＯ（Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）−Ｌｉ2Ｏ各三成分系において大きなガラス化範囲が存在することを発見し、さらにこれらの発見に基づいて上述の物質を組み合わせることによって、どの三成分系よりも熱的に安定なガラスが得られることを見いだし、本発明をなすに至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、モル％で、Ｂｉ２Ｏ３ １０〜４０％（ただし４０％を除く）、ＲＯ（ただし、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）５〜５０％、Ｌｉ２Ｏ ２０〜７０％を含有し、ＰｂＯ、ＣｄＯおよびＧａ２Ｏ３を含有しないことを特徴とする赤外線透過ガラスである。
【０００６】
Ｂｉ2Ｏ3、ＲＯ、Ｌｉ2Ｏ成分は通常の酸化物、炭酸塩、および硝酸塩原料からとることが可能である。これらの三成分系以外には、ＺｎＯは熱的に安定性が向上するために添加し得るが、その量が１０モル％を超えるとガラスの安定性がかえって低下するので１０モル％以下とすべきである。さらに、Ｐ2Ｏ5、ＳｉＯ2、ＧｅＯ2、ＴｅＯ2、Ｂ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3はガラスの安定性および化学的耐久性改善のために添加できるが、赤外透過性を悪化させるために各々２モル％以下とすべきである。
【０００７】
フッ化物または塩化物の添加（例えば、ＡｌＦ3、ＺｎＦ2、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＢａＣｌ2などの成分）は３．０μｍ付近にあるＯＨによる吸収を小さくするのに有効であるが、その量が５モル％を超えるとガラスの安定性が悪くなるので、５モル％以下とすべきである。
【０００８】
本発明のガラスは所定のガラス原料を調合し、よく混合した後、白金坩堝に投入し、９００〜１２００℃で３０分間溶融し、その後溶融ガラスをステンレス板上にキャストすることで容易に得られる。
【０００９】
【実施例】
次に実施例について説明する。
表１に本発明の実施例について、これらのガラスの可視吸収端波長、赤外吸収端波長および光線透過率の５０％での波長を示す（厚さ１ｍｍ）。表に示すように本発明のガラスは可視域から波長９．５μｍの赤外域まで透明で７．８μｍまで５０％以上の高い光線透過率を有することがわかる。
【００１０】
【表１】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明のの赤外線透過ガラスは、Ｂｉ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスであり、波長７．８μｍまでの赤外域に優れた光線透過性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
図１に本発明の１例として、Ｂｉ2Ｏ3−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系のガラス形成範囲を示す。白丸はガラス、白半分の丸は部分的に結晶したもの、黒丸は結晶化したものを表している。
Claims (1)
- モル％で、Ｂｉ２Ｏ３ １０〜４０％（ただし４０％を除く）、ＲＯ（ただし、Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）５〜５０％、Ｌｉ２Ｏ ２０〜７０％を含有し、ＰｂＯ、ＣｄＯおよびＧａ２Ｏ３を含有しないことを特徴とする赤外線透過ガラス。
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