Developement of small photoelastic transparent oxide glasses with ubiquitous elements

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04652
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: Saitoh Akira 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80431328)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 酸化物ガラス / 光学特性 / 光弾性 / 構造

Outline of Final Research Achievements

We have made ubiquitous element-based oxide glasses with compositions for optical lens and prism applications. We have developed oxide glasses with so-called zero photoelasticity, i.e., photoelastic constants smaller than |0.05 x 10-12 Pa-1|, which can be obtained in various compositions containing SnO without toxic elements, leading to environmental destruction. Their photoelastic constants are smaller than |0.05 x 10-12 Pa-1|. The optical properties possess a refractive index of 1.7 or higher and colorless transparency in the visible light region.

Free Research Field

酸化物ガラスの特性と構造

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酸化物ガラスの光弾性定数と屈折率は、高電子分極イオンが高濃度に含まれる点で、密接な相関性を有している。屈折率は、電子分極率に比例相関し，高分極性の金属酸化物を多量に含むことで屈折率を増加させるという従来から提唱されている考え方を，ユビキタス元素から成る酸化物ガラスに対して、構造情報に基づいた定量的データによって裏付けている。ガラスの光弾性定数に関する本年度の成果として，酸化物ガラス，特にリン酸塩ガラスの電子分極率を考えることによって，未知のガラス組成に対する光弾性定数を予測できることにある。偏光光学素子として，鉛のような毒性元素を全く用いずに，あらかじめ光学特性を予想
できる点が成果である。