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】
【0011】
【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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