大口径GRINガラスの作製

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63850014
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 山根 正之 東京工業大学, 工学部, 教授 (40016382)
• 研究分担者: 安盛 敦雄 東京工業大学, 工学部, 助手 (40182349)
• キーワード: 屈折率分布レンズ / ゾルゲル法 / 鉛含有ガラス

研究概要

半径方向に屈折率分布をもつ直径が10mm以上の大口径のGRINガラスの作製を目的として、PbO-K_2O-B_2O_3-SiO_2系について以下の検討を行った。
(1)シリコンメトキシド、ほう素エトキシド、酢酸鉛を出発原料とするゲルの作製と、ゲル細孔中への酢酸鉛微結晶の析出条件の確定。
(2)ゲルの酢酸カリウムエタノ-ル溶液中への浸漬による、鉛-カリ濃度分布の形成条件の確定。
(3)濃度分布形成後のゲルの乾燥、焼結条件の確定。
その結果、以下の知見を得るとともに、直径約13mm、長さ約20mm、中心と周辺との屈折率差約0.04の透明で気泡のない、GRINガラスロッドの作製に成功した。
(1)ゲルはモ-ルド用容器中で60℃で熟成、強化した後、酢酸鉛で飽和した水-アルコ-ル系溶液(水:アルコ-ル=20:80)、アセトン-エタノ-ル系溶液(アセトン:エタノ-ル=2:8、5:5、10:0)で順次処理することにより、破損することなく細孔中に一杯に酢酸鉛微結晶を析出することが出来る。
(2)酢酸鉛微結晶の析出した直径約35mm、高さ約50mmのゲルを酢酸カリウムのエタノ-ル溶液中に4時間浸漬した後、アセトンでエタノ-ルを抽出することにより、中心と周辺の鉛濃度差が約4%の分布を形成することが出来る。
(3)濃度分布を形成したゲルはアセトン蒸気で飽和した容器内で自然乾燥した後、580℃迄加熱することにより、中心と周辺の屈折率差が約0.04の透明な気泡のないGRINガラスロッドとすることができる。

研究成果

• [文献書誌] Masayuki YAMANE: "Preparation of Pb-containing Glass by Sol-Gel Process" J.Non-Crystalline Solids. 99. 160-167 (1988)
• [文献書誌] Masayuki YAMANE: "Gradient-Index Glass Rods of PbO-K_2O-B_2O_3-SiO_2 System Prepared by the Sol-Gel Process" J.Non-Crystalline Solids. 100. 506-510 (1988)
• [文献書誌] Masayuki YAMANE: "Gradient-Index Materials by Sol-Gel Process" Ultrastructure Processing.
• [文献書誌] Hideaki MAEDA: "Reduction of Lead Migration during Drying of a Gel" J.Non-Crystalline Solids.
• [文献書誌] Masayuki YAMANE: "GRIN Rods of Large Diameter and Large Detta-n" Better Ceramics Through Chemistry IV.
• [文献書誌] Masayuki YAMANE: "SOL-GEL TECHNOLOGY(分担)" Noyes Publication, (1988)
• [文献書誌] 山根正之,安盛敦雄: "ゾルゲル法の技術的課題とその対策(分担)" (株)アイピ-シ-, (1990)