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JP2018177561A - 光学ガラス及び光学素子 - Google Patents

光学ガラス及び光学素子 Download PDF

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Abstract

【課題】環境負荷に悪影響を及ぼす成分を含まない上、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学ガラスの提供。【解決手段】質量%で、SiO2:30%以上47%以下、B2O3:0%以上10%以下、Na2O:3%以上12%以下、Li2O:0%以上5%以下、CaO:0%以上3.8%以下、BaO:28%以上43%以下、ZnO:3%以上16%以下、ZrO2:0%以上8%以下、La2O3:0%以上15%以下、の組成(但し、Sb2O3を考慮しない組成)を有し、PbO及びAs2O3、並びにK2Oを含まない、ことを特徴とする、光学ガラス。【選択図】なし

Description

本発明は、光学ガラス及び光学素子に関する。
近年、ライトガイド、内視鏡、露光装置等の様々な製品において、高い透過率を有するガラスが利用されている。そして、これらのガラスの用途の中には、高い透過率を有しつつ、適度に高い屈折率、具体的には、屈折率(nd)がおよそ1.58〜1.66の範囲にあるものに、ニーズがあることがある。
そのようなニーズに合うガラスとして、例えば、特許文献1は、基本的にSiO−La−BaO−RO−R’O系(R=Mg、Ca、Sr、Zn及びPb、R’=Li、Na及びK)からなるとともに、所定の組成とすることにより、短波長域における光線透過性に優れる、具体的には、透過率80%を示す波長を10nm単位で表す着色度が35〜36である光学ガラスが得られることを開示している。そして、この光学ガラスは、屈折率が、およそ上述した範囲内にある。
特開昭60−046945号公報
しかしながら、特許文献1に開示された光学ガラスは、実質的には、PbO及びAsの少なくともいずれかを必須とすることで着色の低減を達成しているため、製造加工や使用の際に環境負荷に悪影響を及ぼすという問題があった。また、これらの光学ガラスに対しては、着色の更なる低減も望まれていた。
そこで、本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、環境負荷に悪影響を及ぼす成分を含まない上、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学ガラスを提供することを目的とする。また、本発明は、かかる光学ガラスを用いた、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学素子を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、本発明の光学ガラスは、質量%で、
SiO:30%以上47%以下、
:0%以上10%以下、
NaO:3%以上12%以下、
LiO:0%以上5%以下、
CaO:0%以上3.8%以下、
BaO:28%以上43%以下、
ZnO:3%以上16%以下、
ZrO:0%以上8%以下、
La:0%以上15%以下、
の組成(但し、Sbを考慮しない組成)を有し、
PbO及びAs、並びにKOを含まない、
ことを特徴とする。かかる光学ガラスは、環境負荷に悪影響を及ぼす成分を含まない上、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない。
ここで、本明細書において「含まない」とは、意図して含有させない、即ち、実質的に含有しないことを意味する。
本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)が1.58以上1.66以下であることが好ましい。
本発明の光学ガラスは、着色度(λ80)が34以下であることが好ましい。
本発明の光学ガラスは、MgO、CaO、SrO及びBaOの合計含有量におけるBaOの含有量の割合が、91質量%以上であることが好ましい。
本発明の光学ガラスは、MgO及びSrOを含まないことが好ましい。
本発明の光学ガラスは、Sbを外割りで1質量%以下含むことが好ましい。
本発明の光学ガラスは、光ファイバーのコア用ガラスとして好適に用いることができる。
また、本発明の光学素子は、本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。かかる光学素子は、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない。
本発明によれば、環境負荷に悪影響を及ぼす成分を含まない上、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、かかる光学ガラスを用いた、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学素子を提供することができる。
(光学ガラス)
以下、本発明の光学ガラスを具体的に説明する。
本発明の光学ガラスは、質量%で、
SiO:30%以上47%以下、
:0%以上10%以下、
NaO:3%以上12%以下、
LiO:0%以上5%以下、
CaO:0%以上3.8%以下、
BaO:28%以上43%以下、
ZnO:3%以上16%以下、
ZrO:0%以上8%以下、
La:0%以上15%以下、
の組成(但し、Sbを考慮しない組成)を有し、PbO及びAs、並びにKOを含まない、ことを特徴とする。
なお、本発明の光学ガラスは、着色を一層低減する観点から、Sbを任意に含むとともに、質量%で、
SiO:30%以上47%以下、
:0%以上10%以下、
NaO:3%以上12%以下、
LiO:0%以上5%以下、
CaO:0%以上3.8%以下、
BaO:28%以上43%以下、
ZnO:3%以上16%以下、
ZrO:0%以上8%以下、
La:0%以上15%以下、
の組成(但し、Sbを考慮しない組成)のみからなることが好ましい。
<成分>
まず、本発明において、光学ガラスの組成を上記の所定の範囲に限定した理由について説明する。なお、後述するSb以外の成分に関する「%」表示は、特に断らない限り、質量%を意味し、また、任意に含まれるSbを考慮せずに算出されるものとする。
[SiO
SiOは、本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの網目構造を形成するとともに、ガラス形成時の結晶化を抑制し、ガラスの化学的耐久性を向上させることができる成分である。光学ガラスにおけるSiOの割合が30%未満であると、上述した結晶化の抑制及び化学的耐久性の向上の効果を十分に得ることができない。一方、光学ガラスにおけるSiOの割合が47%を超えると、ガラス融液の粘度が高くなり、溶融性が悪化するため、得られる光学ガラスの着色が増す虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるSiOの割合は、30%以上47%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるSiOの割合は、31%以上であることが好ましく、32%以上であることがより好ましく、また、46%以下であることが好ましく、45%以下であることがより好ましい。
[B
は、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、SiOと同様、ガラスの網目構造を形成するとともに、ガラス形成時の結晶化を抑制する成分である。また、Bは、光学ガラスの製造時において、バッチ反応を促進し、及び/又は、ガラス融液の粘度を調整することができる成分である。ただし、光学ガラスにおけるBの割合が10%を超えると、分相が生じ、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるBの割合は、0%以上10%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるBの割合は、9.5%以下であることが好ましく、9%以下であることがより好ましい。
[SiO+B
ここで、本発明の光学ガラスは、ガラス形成時の結晶化を十分に抑制する観点から、SiO及びBの合計の割合が37%以上であることが好ましく、38%以上であることがより好ましい。また、本発明の光学ガラスは、所望の屈折率を得る観点から、SiO及びBの合計の割合が55%以下であることが好ましく、53%以下であることがより好ましい。
[NaO]
NaOは、本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、光学ガラスの製造時において、バッチ反応を促進し、及び/又は、ガラス融液を低粘度化することができる上、ガラス溶融性の向上、ひいては光学ガラスの透過率の向上及び着色の低減に大きく寄与する成分である。光学ガラスにおけるNaOの割合が3%未満であると、上述したガラス溶融性の向上などの効果を得ることができない。一方、光学ガラスにおけるNaOの割合が12%を超えると、ガラス形成時に結晶化し易くなり、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるNaOの割合は、3%以上12%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるNaOの割合は、3.8%以上であることが好ましく、4%以上であることがより好ましく、5%以上であることが更に好ましく、また、11%以下であることが好ましく、10.5%以下であることがより好ましい。
[LiO]
LiOは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、NaOと同様の効果をもたらす成分である。また、LiOとNaOとを併用することにより、混合アルカリ効果をもたらすことができる。ただし、光学ガラスにおけるLiOの割合が5%を超えると、ガラス形成時に結晶化し易くなり、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるLiOの割合は、0%以上5%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるLiOの割合は、4%以下であることが好ましく、3.5%以下であることがより好ましい。
[NaO+LiO]
ここで、本発明の光学ガラスは、ガラス溶融性の一層の向上、ひいては光学ガラスの着色の一層の低減の観点から、NaO及びLiOの合計の割合が3.8%以上であることが好ましく、4%以上であることがより好ましい。
[KO]
Oは、NaO及びLiOと同様、アルカリ金属酸化物であり、これらに近似した挙動を示す傾向にある成分である。しかしながら、アルカリ金属酸化物としてKOを選択し、光学ガラスに用いると、NaOやLiOを用いたときと比較して、同じ温度でのガラス融液の粘度が高く、ガラス溶融性に劣るため、溶融温度を上げる必要が生じる。そして、結果的に、光学ガラスの透過率及び着色度に悪影響を及ぼす。そこで、所望の性能を効率的に得る観点から、本発明の光学ガラスは、KOを含まないこととした。
[MgO]
MgOは、少量でガラスの安定性を向上させることができる成分である。しかしながら、市場で容易に入手可能なMgO原料には、不純物として、ガラスの着色(透過率低下)を引き起こす遷移金属が一定程度含まれていることが多い。従って、高純度原料の調達困難性の観点、ひいては光学ガラスの着色を抑制する観点から、本発明の光学ガラスの製造にはMgOを用いない、言い換えれば、本発明の光学ガラスは、MgOを含まないことが好ましい。
[CaO]
CaOは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、ガラスの安定性及び溶融性を向上させることができるとともに、屈折率を調整することができる成分である。ただし、光学ガラスにおけるCaOの割合が3.8%を超えると、所望の屈折率を得るのが困難となり、この場合に所望の屈折率とするためには、透過率を低下させ得る成分を用いて屈折率を調整する必要が生じる。そのため、本発明の光学ガラスにおけるCaOの割合は、0%以上3.8%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるCaOの割合は、3.7%以下であることが好ましく、3.5%以下であることがより好ましい。
[SrO]
SrOは、MgOと同様に、少量でガラスの安定性を向上させることができる成分である。しかしながら、MgOと同様、市場で容易に入手可能なSrO原料には、不純物として、ガラスの着色(透過率低下)を引き起こす遷移金属が一定程度含まれていることが多い。従って、高純度原料の調達困難性の観点、ひいては光学ガラスの着色を抑制する観点から、本発明の光学ガラスの製造にはSrOを用いない、言い換えれば、本発明の光学ガラスは、SrOを含まないことが好ましい。
[BaO]
BaOは、本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、屈折率を高める、溶融温度を下げる、短波長の透過率の悪化を抑制する、などの効果をもたらすことができる成分である。光学ガラスにおけるBaOの割合が28%未満であると、屈折率を高めることができず、所望の屈折率を得ることができない上、溶融温度が高くなり、短波長の透過率の悪化を回避できない虞がある。一方、光学ガラスにおけるBaOの割合が43%を超えると、ガラスの安定性が悪化して結晶化し、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるBaOの割合は、28%以上43%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるBaOの割合は、28.5%以上であることが好ましく、29%以上であることがより好ましく、また、42%以下であることが好ましく、41%以下であることがより好ましい。
[MgO+CaO+SrO+BaO]
ここで、本発明の光学ガラスは、屈折率を効率的に高める観点から、MgO、CaO、SrO及びBaOの合計の割合が28%以上であることが好ましく、28.5%以上であることがより好ましく、29%以上であることが更に好ましい。また、本発明の光学ガラスは、ガラスの安定性が悪化して結晶化するのを十分に抑制する観点から、43%以下であることが好ましく、42%以下であることがより好ましく、40%以下であることが更に好ましい。
[BaO/(MgO+CaO+SrO+BaO)]
また、本発明の光学ガラスは、MgO、CaO、SrO及びBaOの合計含有量におけるBaOの含有量の割合が、91質量%以上であることが好ましい。上記割合が91質量%以上であることにより、屈折率等の光学恒数を所望の範囲内としつつ、透過率を高めて、着色を十分に低減することができる。同様の観点から、本発明の光学ガラスは、MgO、CaO、SrO及びBaOの合計含有量におけるBaOの含有量の割合が、91.3%以上であることが好ましく、91.5%以上であることがより好ましい。
[ZnO]
ZnOは、本発明の光学ガラスにおける必須成分であり、ガラスの屈折率を高めるとともに、ガラスの化学的耐久性を高め、溶融温度を下げることができる成分である。光学ガラスにおけるZnOの割合が3%未満であると、所望の屈折率を得ることができない虞がある。一方、光学ガラスにおけるZnOの割合が16%を超えると、ガラスの安定性が悪化して結晶化し、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるZnOの割合は、3%以上16%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるZnOの割合は、4%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましく、また、15%以下であることが好ましく、13.5%以下であることがより好ましい。
[ZrO
ZrOは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、短波長の透過率の悪化を抑えながらもガラスの屈折率を高め、また、ガラスの化学的耐久性を高めることができる成分である。ただし、光学ガラスにおけるZrOの割合が8%を超えると、溶融温度が高くなる上、ガラスの安定性が悪化して結晶化し、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるZrOの割合は、0%以上8%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるZrOの割合は、7%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましい。
[La
Laは、本発明の光学ガラスにおける任意成分であり、短波長の透過率の悪化を比較的抑えながらもガラスの屈折率を高め、また、ガラスの化学的耐久性を高めることができる成分である。ただし、光学ガラスにおけるLaの割合が15%を超えると、ガラスの安定性が悪化して結晶化し、所望の性能が得られない虞がある。そのため、本発明の光学ガラスにおけるLaの割合は、0%以上15%以下とした。同様の観点から、本発明の光学ガラスにおけるLaの割合は、12%以下であることが好ましく、10.5%以下であることがより好ましい。
[ZrO+La
ここで、本発明の光学ガラスは、屈折率を効率的に高める観点から、ZrO及びLaの合計の割合が、0.5%以上であることが好ましい。また、本発明の光学ガラスは、ガラスの安定性が悪化して結晶化するのを十分に抑制する観点から、ZrO及びLaの合計の割合が、15%以下であることが好ましく、13%以下であることがより好ましい。
[Nb、Ta
Nb及びTaは、屈折率を高めることができる成分であるが、短波長の透過率を悪化させ得る成分である。従って、本発明の光学ガラスは、着色を抑制する観点から、Nb及びTaを含まないことが好ましい。
[Sb、脱泡成分]
本発明の光学ガラスは、任意に、製造時に清澄剤として機能し得るSbを、少量(例えば、外割りで1質量%以下)含んでもよい。
また、本発明の光学ガラスは、任意に、工業上周知である脱泡成分を、少量(例えば、光学ガラス中において1%以下となるような量)含んでもよい。
[PbO、As
PbO及びAsは、毒性が高く、製品の応用範囲を制限し、また、製造加工や使用の際の環境負荷に悪影響を及ぼす。そこで、本発明の光学ガラスは、PbO及びAsを含まないこととした。
[その他の成分]
本発明の光学ガラスは、本発明の目的から外れない限り、上述した成分以外の成分、例えば、GeO、Y、Gd、Ga、In等を含んでもよい。
<屈折率(nd)>
上述した組成を有する本発明の光学ガラスは、屈折率(nd)が、1.58以上1.66以下であることが好ましい。光学ガラスの屈折率が上記範囲内にあれば、例えば当該光学ガラスを光ファイバーのコアに用いた場合に、光ファイバーの開口数(NA)を適度に高めることができる。また、光学ガラスの屈折率(nd)は、1.59以上であることが好ましく、また、1.65以下であることが好ましく、1.64以下であることがより好ましい。
なお、光学ガラスの屈折率(nd)の調整は、例えば、光学ガラスの調製時において、全体の組成を所定の範囲内に収めつつ、屈折率に影響を及ぼし得る成分の配合量を調節することなどにより、行うことができる。
<着色度(λ80)>
上述した組成を有する本発明の光学ガラスは、着色度(λ80)が34以下であることが好ましい。光学ガラスの着色度(λ80)が34以下であれば、着色が十分に低減されているといえ、当該光学ガラスを、例えば光ファイバー、特には長距離伝送用の光ファイバーのコア用ガラスとして、好適に用いることができる。
なお、光学ガラスの着色度(λ80)の調整は、例えば、光学ガラスの調製時において、全体の組成を所定の範囲内に収めつつ、着色度や透過率に影響を及ぼし得る成分の配合量を調節することなどにより、行うことができる。
また、本明細書において「光学ガラスの着色度(λ80)」とは、両面研磨された10mm厚の光学ガラス試料を用いて分光透過率(反射損失を含む)を測定し、分光透過率が80%を示す波長を整数第一位で四捨五入し、10nmを単位として表示した値を意味する。
<光学ガラスの製造>
本発明の光学ガラスは、上述した成分に関する要件を満足すればよく、その製造方法については、特に限定されることなく、従来の製造方法に従えばよい。
例えば、まず、本発明の光学ガラスに含まれ得る各成分の原料として、酸化物、水酸化物、炭酸塩及び硝酸塩などを用意し、これらを所定の割合となるように秤量し、均一に混合したものをガラス調合原料とする。次いで、この原料を、ガラス原料等と反応性のない耐熱容器、例えば白金、アルミナ、石英などからなる坩堝に投入し、電気炉にて1000〜1400℃に加熱して溶融し、適時撹拌し、清澄、均質化する。そして、適当な温度に予熱した金型に鋳込んだ後、電気炉内で徐冷して歪みを取り除くことで、本発明の光学ガラスを製造することができる。
<光学ガラスの用途>
本発明の光学ガラスは、特に限定されることなく、各種レンズなどの光学素子、光ファイバー、フィルター基板などに用いることができる。特に、本発明のガラスは、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ないため、光ファイバー、特には長距離伝送用の光ファイバーのコア用ガラスとして好適に用いて、大開口を有する光ファイバーを製造することができる。
(光学素子)
本発明の光学素子は、本発明の光学ガラスからなることを特徴とする。本発明の光学素子は、本発明の光学ガラスを素材として用いているため、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない。
なお、本発明の光学素子は、所望の性能を得る観点から、本発明の光学ガラスについて
既述した、各成分の組成に関する必須要件を満たすことが好ましく、本発明の光学ガラスについて既述した、好ましいとされる各種要件を満たすことがより好ましい。
光学素子の種類は限定されないが、典型的なものとしては、非球面レンズ、球面レンズ、あるいは平凹レンズ、平凸レンズ、両凹レンズ、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズなどのレンズ;マイクロレンズ;レンズアレイ;回折格子付きレンズ;プリズム;レンズ機能付きプリズム;などを例示することができる。光学素子として、好ましくは、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズなどのレンズ、プリズム、回折格子を例示することができる。上記各レンズは非球面レンズであってもよいし、球面レンズであってもよい。表面には必要に応じて反射防止膜や波長選択性のある部分反射膜などを設けてもよい。
なお、光学素子の製造方法については、本発明の光学ガラスを素材として用いる限り、特に限定されることなく、従来の製造方法に従えばよい。例えば、光学素子は、本発明の光学ガラスを溶融し、得られた溶融ガラスからプリフォーム(予備成形されたガラス素材)を得た後、このプリフォームを精密プレス成形することにより、製造することができる。
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の光学ガラスを具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
表1に記載の成分に相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩及び硝酸塩などを用意し、ガラス化した後に100gとなるようにこれらを秤量し、均一に混合したものをガラス調合原料とした。次いで、この原料を白金坩堝に投入し、電気炉にて1000〜1400℃に加熱して溶融し、適時撹拌して、均質化を図った。次いで、均質化した溶融物を、予熱した金型内に鋳込み、電気炉内で徐冷することで、実施例1〜14及び比較例1〜2の光学ガラスをそれぞれ得た。
そして、それぞれの光学ガラスについて、屈折率(nd)及び着色度(λ80)を測定した。なお、屈折率(nd)は、カルニュー光学工業株式会社製「KPR−200」を用いて測定した。また、着色度(λ80)は、両面研磨された10mm厚の光学ガラス試料を準備し、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製「U−4100」を用い、反射損失を含む分光透過率を測定し、分光透過率が80%を示す波長から求めた。測定結果を表1に示す。
Figure 2018177561
表1に示すように、本発明に従う実施例1〜14の光学ガラスは、いずれも、組成が上記の所定の範囲であるため、屈折率(nd)が1.58〜1.66と適度に高い上、着色度(λ80)が34以下であり、着色が少ないことが分かる。
本発明によれば、環境負荷に悪影響を及ぼす成分を含まない上、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学ガラスを提供することができる。また、本発明によれば、かかる光学ガラスを用いた、適度に高い屈折率を維持しつつ、着色が少ない光学素子を提供することができる。

Claims (8)

  1. 質量%で、
    SiO:30%以上47%以下、
    :0%以上10%以下、
    NaO:3%以上12%以下、
    LiO:0%以上5%以下、
    CaO:0%以上3.8%以下、
    BaO:28%以上43%以下、
    ZnO:3%以上16%以下、
    ZrO:0%以上8%以下、
    La:0%以上15%以下、
    の組成(但し、Sbを考慮しない組成)を有し、
    PbO及びAs、並びにKOを含まない、
    ことを特徴とする、光学ガラス。
  2. 屈折率(nd)が1.58以上1.66以下である、請求項1に記載の光学ガラス。
  3. 着色度(λ80)が34以下である、請求項1又は2に記載の光学ガラス。
  4. MgO、CaO、SrO及びBaOの合計含有量におけるBaOの含有量の割合が、91質量%以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の光学ガラス。
  5. MgO及びSrOを含まない、請求項1〜4のいずれかに記載の光学ガラス。
  6. Sbを外割りで1質量%以下含む、請求項1〜5のいずれかに記載の光学ガラス。
  7. 光ファイバーのコア用ガラスである、請求項1〜6のいずれかに記載の光学ガラス。
  8. 請求項1〜6のいずれかに記載の光学ガラスからなる、光学素子。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111204972A (zh) * 2020-03-06 2020-05-29 成都光明光电股份有限公司 光学玻璃、玻璃预制件、光学元件和光学仪器

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155041A (en) * 1980-04-24 1981-12-01 Nippon Sheet Glass Co Ltd Step-type optical transmitter
JPS57200247A (en) * 1981-05-30 1982-12-08 Toshiba Corp Glass fiber of multi-component system for optical communication
JPS6046945A (ja) * 1983-08-22 1985-03-14 Ohara Inc 光学ガラス
JPS6270245A (ja) * 1985-09-20 1987-03-31 Hoya Corp 耐環境性光フアイバ−
JPS62123040A (ja) * 1985-11-22 1987-06-04 Sumita Kogaku Glass Seizosho:Kk 光学ガラス
JPH02293346A (ja) * 1989-04-28 1990-12-04 Hoya Corp 光学繊維用ガラス
JPH1192173A (ja) * 1997-09-24 1999-04-06 Ohara Inc 光ファイバー用ガラス
JP2004010365A (ja) * 2002-06-03 2004-01-15 Hoya Corp 光ファイバクラッド用ガラスおよび光ファイバ
JP2004256389A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Carl-Zeiss-Stiftung アルミノシリケートガラス
JP2010189197A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Hoya Corp 光伝導ファイバー
WO2012050119A1 (ja) * 2010-10-12 2012-04-19 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 ライトガイドファイバ用ガラス
JP2015508385A (ja) * 2012-01-12 2015-03-19 ショット・アーゲー 高い耐ソラリゼーション性を有する高透過性ガラス、それらの使用およびそれらの製造方法
JP6006894B1 (ja) * 2016-02-02 2016-10-12 株式会社住田光学ガラス イメージガイドファイバ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101107202B (zh) * 2005-01-17 2012-02-15 株式会社小原 玻璃
JP2008019103A (ja) * 2006-07-10 2008-01-31 Ohara Inc ガラス
JP2008254975A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Ohara Inc ガラス組成物、ガラス組成物からなるプリフォームおよび光学素子
CN101445322A (zh) * 2008-12-30 2009-06-03 成都光明光电股份有限公司 重冕光学玻璃
CN102050570A (zh) * 2009-10-30 2011-05-11 肖特玻璃科技(苏州)有限公司 光学玻璃
CN101863617B (zh) * 2010-05-31 2013-07-10 成都光明光电股份有限公司 一种光学玻璃及光学元件

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56155041A (en) * 1980-04-24 1981-12-01 Nippon Sheet Glass Co Ltd Step-type optical transmitter
JPS57200247A (en) * 1981-05-30 1982-12-08 Toshiba Corp Glass fiber of multi-component system for optical communication
JPS6046945A (ja) * 1983-08-22 1985-03-14 Ohara Inc 光学ガラス
JPS6270245A (ja) * 1985-09-20 1987-03-31 Hoya Corp 耐環境性光フアイバ−
JPS62123040A (ja) * 1985-11-22 1987-06-04 Sumita Kogaku Glass Seizosho:Kk 光学ガラス
JPH02293346A (ja) * 1989-04-28 1990-12-04 Hoya Corp 光学繊維用ガラス
JPH1192173A (ja) * 1997-09-24 1999-04-06 Ohara Inc 光ファイバー用ガラス
JP2004010365A (ja) * 2002-06-03 2004-01-15 Hoya Corp 光ファイバクラッド用ガラスおよび光ファイバ
JP2004256389A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Carl-Zeiss-Stiftung アルミノシリケートガラス
JP2010189197A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Hoya Corp 光伝導ファイバー
WO2012050119A1 (ja) * 2010-10-12 2012-04-19 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 ライトガイドファイバ用ガラス
JP2015508385A (ja) * 2012-01-12 2015-03-19 ショット・アーゲー 高い耐ソラリゼーション性を有する高透過性ガラス、それらの使用およびそれらの製造方法
JP6006894B1 (ja) * 2016-02-02 2016-10-12 株式会社住田光学ガラス イメージガイドファイバ

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