氟磷酸玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法技术

本发明专利技术提供一种氟磷酸玻璃、精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法，本发明专利技术的氟磷酸玻璃的特征在于，将磷成分换算成P5+时，其包含大于3阳离子%而小于等于30阳离子%的P5+，核磁共振谱中的31P的基准频率附近产生的共振峰值的一次边带峰值的强度I（1）与所述共振峰值的强度I（0）之比I（1）/I（0）小于等于0.08。本发明专利技术的氟磷酸玻璃能够降低挥发性和侵蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适于作为透镜、棱镜、过滤器等光学元件材料的氟磷酸玻璃、由所述玻璃形成的精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法。
技术介绍
氟磷酸玻璃由于色散低、具有异常色散性、在可见区的大的范围内能够得到高的光线透射率等性质而需求大。低色散性、异常色散性对校正色差较为有效，优良的高的光线透射性不但作为构成摄像光学系统的光学元件材料，而且作为用于引导近紫外光等短波长的光的光学元件材料也较为有效，并且通过使该氟磷酸玻璃含有铜离子，能够赋予切断近红外光的过滤功能，并作为半导体摄像元件的色校正过滤材料也较为有效。专利文献1、2记载了上述的氟磷酸玻璃。如上所述，氟磷酸玻璃是有用的光学材料，但是由于在高温状态下显示出显著的挥发性，因此在由熔融玻璃制造玻璃成形体时容易产生条纹，从而难以稳定地生产出高质量的玻璃。另外，由于挥发成分可以从熔融状态`的玻璃中随时间的流逝而消失，因此也存在折射率等光学特性容易变化的问题。为了解决这样的问题，专利文献2记载了使挥发性物质从熔融玻璃中充分地挥发，并在该物质的挥发降低了的时点进行急冷而得到玻璃的方法。该方法通过使玻璃在再次熔融的前后的折射率差成为预定范围内来达到预定的目的。专利文献1:日本专利文献特开平10 - 139454号公报；专利文献2:日本专利文献特开2007 - 76958号公报。
技术实现思路
日本专利文献特开2007— 76958号公报所公开的专利技术是解决氟磷酸玻璃固有的问题的非常优良的技术，但是基于以下的观点期望进一步改善。在氟磷酸玻璃的熔融中，使用了耐蚀性优良的钼系坩埚，以降低熔融容器的熔解。但是，即使使用钼，钼容器也会稍微被熔融玻璃侵蚀，从而钼离子会熔解到玻璃中。在熔融原料的工序和澄清玻璃的工序中，由于玻璃的温度高，因此玻璃中的钼会作为离子而熔解，但是一旦将玻璃降温到适于流出的温度区域，则熔解的钼离子会作为粒子而开始析出。在氟磷酸玻璃中，由于钼离子的熔解度低，因此钼粒子非常容易析出。析出的钼粒子作为杂质而变为透射玻璃的光的散射源，从而成为降低作为光学元件的性能或者照射强光时发生的玻璃的破坏的起点。为了解决这样的问题，期望除了降低挥发性以外还降低侵蚀性。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种高质量的氟磷酸玻璃、由所述玻璃形成的精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法。为了解决上述问题，本专利技术提供以下的手段。(I) 一种氟磷酸玻璃，其特征在于，将磷成分换算成P5+，包含大于3阳离子％而小于等于30阳离子％的P5+，核磁共振谱中的31P的基准频率附近产生的共振峰值的一次边带峰值的强度I⑴与所述共振峰值的强度I (°)之比I⑴/I (°)小于等于0.08。(2)如上述(I)项所述的氟磷酸玻璃，其特征在于， 02—的含量与P5+的含量的摩尔比02 —/P5+大于等于3.5。(3)如上述(I)项或(2)项所述的氟磷酸玻璃，其特征在于，当以阳离子％表示时，含有:P5+:大于3%而小于等于30%，Al3+:5 40%，Mg2+:O 10%，Ca2+:O 40%，Sr2+:O 30%，Ba2+:O 30%，(其中，Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+的总含量大于等于 30%)Li+:O 20%，Na+:O 10%，K+:O 10%，Y3+:O 10%，La3+:O 10%，Gd3+:O 10%，Yb3+:O 10%，B3+:O 5%，Zn2+:O 20%，In3+:O 5%,当以阴离子％表示时，含有:F —:50 98%，O2 —:2 50%。(4)如上述(I)项至(3)项中任一项所述的氟磷酸玻璃，其中，阿贝数vd为75 98。(5)如上述(I)项至(4)项中任一项所述的氟磷酸玻璃，其中，折射率nd为1.43 1.52。(6)如上述(I)项至(5)项中任一项所述的氟磷酸玻璃，其中，内部所包含的粒径大于等于10 μ m的金属粒子的数密度小于5个/cm3。(7)—种精密模压成形用预成形件，由上述(I)项至(6)项中任一项所述的氟磷酸玻璃形成。(8)—种光学元件坯料，由上述(I)项至(6)项中任一项所述的氟磷酸玻璃形成。(9) 一种光学元件，由上述(I)至(6)项中任一项所述的光学玻璃形成。(10)—种光学元件的制造方法，对上述(7)项所述的预成形件进行加热，并使用模压成形模具进行精密模压成形。(11) 一种光学元件的制造方法，对上述(8)项所述的光学元件坯料进行磨削、研磨。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供光学上均匀性优良的、不包含杂质的氟磷酸玻璃、由所述玻璃形成的精密模压成形用预成形件、光学元件坯料、光学元件以及它们的制造方法。附图说明图1是表示与氟磷酸玻璃中的强度比I (1)/1 (0)的变化相对的玻璃的折射率变化量Λ nd的变化和玻璃中的粒径大于等于10 μ m的金属粒子的数密度的变化的曲线图；图2是本专利技术的实施例一的氟磷酸玻璃N0.1的31P核磁共振谱；图3是比较氟磷酸玻璃N0.1的31P核磁共振谱；图4是在本专利技术的实施例三中使用的精密模压成形装置的简要图。具体实施方式 首先，对本专利技术的氟磷酸盐玻璃进行说明。作为氟磷酸盐玻璃的原料，一般使用磷酸盐，但是作为阴离子成分，为了尽可能加大氟(F —)的导入量，作为磷酸盐而使用氧(O2 )原子数与一磷(P5+)原子之比(氧原子/磷原子)小的偏磷酸盐(氧原子/磷原子=3)。但是，当使用偏磷酸盐制造玻璃时，可以认为在熔融玻璃中，除了磷以外，原料中的偏磷酸和氟发生反应，从而产生作为挥发成分的氟氧化磷(pof3)。与此相对，如果将熔融玻璃中的氧原子与每一磷原子的原子比调整为大于等于3.5 (氧原子/磷原子彡3.5)，则可知挥发成分的产生量会大幅度地降低。这是因为，作为存在于熔融玻璃中的磷酸，与氧(02—)原子数与一磷(P5+)原子之比(氧原子/磷原子)为3的偏磷酸相比，氧(O2 ―)原子数与一磷(P5+)原子之比(氧原子/磷原子)为3.5的二磷酸较为稳定。通过将氟磷酸玻璃中的O2 一的含量与P5+的含量的摩尔比02 —/P5+控制为大于等于3.5，能够抑制挥发成分的产生，也能够降低熔融玻璃的反应性、侵蚀性。通过这样的方法将反应性、侵蚀性抑制到极低的水平的、作为氟磷酸玻璃的玻璃被认为其结构与以往的玻璃不同。玻璃被认为具有非晶形结构、其结构一般是各向同性的，但是如果存在带来挥发性和侵蚀性的生成物，则被认为玻璃结构会稍微产生各向异性。为了证实这样的想法，作为分析玻璃的各向异性的方法，使用一般的核磁共振法，来测量出31P的核磁共振谱。结果，在挥发性和侵蚀性均被抑制到极低的水平的玻璃与以往的玻璃之间，可以看到谱有明显的不同。在核磁共振法中，旋转玻璃试样进行测量。所得到的谱的主峰值与通过旋转试样而产生的旋转边带的强度比根据各向异性的大小而变化。为了得到适于专利技术的目的的氟磷酸玻璃，使其成为具有能够进一步抑制挥发性和侵蚀性的氟磷酸玻璃特有的核磁共振特性的玻璃即可。S卩，本专利技术的氟磷酸玻璃的特征在于，将磷成分换算成P5+，包含大于3阳离子％而小于等于30阳离子％的P5+，核磁共振谱中的31P的基准频率附近产生的共振峰值的一次边带峰值的强度I⑴与所述共振峰值的强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氟磷酸玻璃，其特征在于，将磷成分换算成P5+时，该氟磷酸玻璃包含大于3阳离子%而小于等于30阳离子%的P5+，核磁共振谱中的31P的基准频率附近产生的共振峰值的一次边带峰值的强度I（1）与所述共振峰值的强度I（0）之比I（1）/I（0）小于等于0.08。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：池西干男，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：