光弾性定数の高精度測定を基礎とした鉛フリーゼロ光弾性ガラスの組成開発

• 研究課題/領域番号: 25820333
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 斎藤 全 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (80431328)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 光弾性定数 / リン酸塩ガラス / 鉛フリーガラス / 低光弾性ガラス / ゼロ光弾性ガラス / 光ファイバ型電流センサ / 低光弾性

研究成果の概要

等方的な屈折率分布を持つガラスに複屈折が発生すると，光学ガラスの偏光特性に影響が生じる。ガラスに加わる応力に起因した複屈折は，光弾性定数（PEC）と比例し，PECが特に小さいガラスは，光ファイバ型電流センサ用の母材ガラスとして利用されている。鉛を含まないゼロPECガラスとして亜鉛スズリン酸塩ガラスを提案し，ゼロPEC特性と耐水性の両立を達成した。
顕微ラマン散乱，および31P，11B MAS-NMR分光をから，特性と構造との関係について明らかにした。ゼロPECを有する亜鉛スズリン酸塩ガラスをコアとするシングルモード光ファイバを試作し，同ガラス組成と屈折率がマッチングするクラッド組成を決定した。

研究成果

• [国際共同研究] リール第１大学(フランス)
• [雑誌論文] Low photoelastic and optical properties in RO–SnO–P2O5 (R = Zn, Ba, Sr) glasses (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Itadani, A. Saitoh, Y. Masaoka, and H. Takebe
  • 雑誌名: Opt. Lett. 巻: 41 ページ: 45-48
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Intermediate length scale organisation in tin boro-phosphate glasses: new insights from high field correlation NMR (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Tricot, A. Saitoh, H. Takebe
  • 雑誌名: Phys. Chem. Chem. Phys. 巻: 17 ページ: 29531-29540
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Optical fiber fabrication for zero photoelastic zinc tin boro-phosphate glass (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, Y. Oba, H. Takebe
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. Rapid Commun. 巻: 54 ページ: 1003071-1003073
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zero birefringent and water durable ZnO–SnO–P2O5–B2O3 glasses (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, K. Nakata, Y. Chen, G. Tricot, N. Yamamoto, and H. Takebe
  • 雑誌名: APL Materials 巻: 3 ページ: 0461021-0461026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of B2O3/P2O5 substitution on the properties and structure of tin boro-phosphate glasses (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, G. Tricot, P. Rajbhandari, S. Anan, and H. Takebe
  • 雑誌名: Mat. Chem. Phys. 巻: 149-150 ページ: 648-656
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of B2O3/P2O5 substitution on the properties and structure of tin boro-phosphate glasses (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, G. Tricot, P. Rajbhandari, S. Anan, and H. Takebe
  • 雑誌名: Mat. Chem. Phys 巻: 149-150 ページ: 648-656
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] リンケイ酸塩ガラスにおけるレアアース濃縮のための組成条件 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村洋貴, 斎藤 全, 武部博倫
  • 雑誌名: J. MMIJ, 巻: 129 ページ: 591-595
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal properties and crystallization behavior in ZnO-SnO-P2O5 glasses (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, S. Anan, and H. Takebe
  • 雑誌名: Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B 巻: 54 ページ: 177-181
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissolution behavior of SnO-P2O5-B2O3 glasses in water (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takebe, T. Kobatake, and A. Saitoh
  • 雑誌名: Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B 巻: 54 ページ: 182-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] リン酸塩ガラスの特徴的な構造と機能及びその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 武部博倫，斎藤 全
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 48 ページ: 927-930
  • 査読あり
• [学会発表] 良耐水性・低光弾性亜鉛スズリン酸塩ガラスの特性と構造 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋田優人，斎藤 全，武部博倫
  • 学会等名: 第54回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: グランデはがくれ（佐賀県・佐賀市）
  • 年月日: 2016-01-06
• [学会発表] 小さい光弾性定数を有するRO-SnO-P2O5 (R= Zn, Ba, Sr)ガラスの物性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 板谷雅之，斎藤 全，武部博倫
  • 学会等名: 第56回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センターウインクあいち（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] Low photoelastic Tin Phosphate Glasses for Optical Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh
  • 学会等名: 1st Workshop on Advanced Glasses with New Functionalities
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県・松山市）
  • 年月日: 2015-08-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Optical fiber fabrication of zero photoelastic ZnO–SnO–P2O5–B2O3 glasses (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, Y. Oba, G. Tricot, and H. Takebe
  • 学会等名: 2nd Joint Annual Meeting of ACerS GOMD-DGG
  • 発表場所: マイアミ市(アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2015-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] 酸化物ガラスの構造解析：リン酸塩ガラスを中心として (2015)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 全
  • 学会等名: 2014年度ガラス表面分析研究討論会
  • 発表場所: 東京都新宿区
  • 年月日: 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] 耐水性を有するZnO-SnO-P2O5-B2O3ガラスの光弾性特性と構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 全，中田晃平，Gregory Tricot，武部博倫
  • 学会等名: 第55回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 東京都目黒区
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] ゼロ光弾性ZnO-SnO-P2O5-B2O3ガラスを用いた光ファイバ試作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大場裕也，斎藤 全，武部博倫
  • 学会等名: 第55回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 東京目黒区
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-14
• [学会発表] Low photoelastic property and structure in water durable ZnO-SnO-P2O5-B2O3 glasses (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, G. Tricot, and H. Takebe
  • 学会等名: BORATE PHOSPHATE 2014
  • 発表場所: Pardubice, Czech Republic
  • 年月日: 2014-06-30 – 2014-07-04
• [学会発表] Effect of B2O3 addition on properties and structure of SnO-P2O5-B2O3 glasses (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, G. Tricot, and H. Takebe
  • 学会等名: 1st Joint Meeting of DGG-ACerS GOMD
  • 発表場所: Aachen, Germany
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-30
• [学会発表] ZnO-SnO-P2O5ガラスの結晶化挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿南翔嗣，斎藤 全，武部博倫
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 愛知
• [学会発表] SnO-P2O5-B2O3ガラスの特性と構造に対するB2O3濃度の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 全，阿南翔嗣，Grégory Tricot，武部博倫
  • 学会等名: 第54回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 低光弾性ZnO-SnO-P2O5系ガラスの作製と熱的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 斎藤 全，大場裕也，阿南翔嗣，武部博倫
  • 学会等名: 平成25年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • 発表場所: 北海道
• [学会発表] Mixed network structure of tin boro-phosphate glasses studied by advanced 1D/2D solid state NMR (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Takebe, A. Saitoh, and G. Tricot
  • 学会等名: 23rd International Congress on Glass
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [学会発表] Low birefringent ZnO-SnO-P2O5 glass: optical and thermal properties (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Saitoh, and H. Takebe
  • 学会等名: 23rd International Congress on Glass
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
• [備考] 発表論文・国際会議プロシーディング・解説
  • URL: http://mpel.jp/achievement.html