(57)【要約】【課題】ガラス材の光軸方向の長さを大きくすることができる、ガラス材の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス塊１１を変形させて柱状のガラス材を製造する方法であって、ガラス塊１１が、略楕円形の短軸を回転軸Ｒとして回転させた略回転楕円体の形状を有し、かつ回転軸Ｒの周方向に沿う外周縁１１ａを有し、第１の面１４を有する第１の治具１２と、第２の面１７を有する第２の治具１６とを、第１の面１４と第２の面１７とが対向し合うように配置し、ガラス塊１１を、外周縁１１ａが第１の面１４及び第２の面１７に接するように配置する工程と、第１の面１４に対し第２の面１７を徐々に近づけながら第１の面１４に対し第２の面１７を相対的に移動させることにより、第１の面１４と第２の面１７との間でガラス塊１１を回転軸Ｒを中心に回転させてガラス塊１１を柱状の形状に変形させる工程とを備えることを特徴としている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス塊を変形させて柱状のガラス材を製造する方法であって、
前記ガラス塊が、略楕円形の短軸を回転軸として回転させた略回転楕円体状または略円形の径方向の軸を回転軸として回転させた略球状の形状を有し、かつ前記回転軸の周方向に沿う外周縁を有し、
第１の面を有する第１の治具と、第２の面を有する第２の治具とを、前記第１の面と前記第２の面とが対向し合うように配置し、前記ガラス塊を、前記外周縁が前記第１の面及び前記第２の面に接するように配置する工程と、
前記第１の面に対し前記第２の面を徐々に近づけながら前記第１の面に対し前記第２の面を相対的に移動させることにより、前記第１の面と前記第２の面との間で前記ガラス塊を前記回転軸を中心に回転させて前記ガラス塊を柱状の形状に変形させる工程とを備える、ガラス材の製造方法。
【請求項２】
ガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で加熱溶融した後に冷却して前記ガラス塊を得る工程をさらに備える、請求項１に記載のガラス材の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス材が、略円柱の形状になるように、前記ガラス塊を変形させる、請求項１または２に記載のガラス材の製造方法。
【請求項４】
前記回転軸を中心に３６０°以上前記ガラス塊を回転させて変形させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス塊が希土類酸化物を、モル％で、２５％以上含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。
【請求項６】
前記希土類酸化物がＴｂ２Ｏ３である、請求項５に記載のガラス材の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス塊を、前記ガラス塊のガラス転移点以上の温度に加熱しながら変形させる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。
【請求項８】
前記ガラス塊のガラス転移点が１０００℃以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガラス材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス材の製造方法として、無容器浮遊法に関する研究がなされている。例えば、特許文献１には、ガス浮遊炉で浮遊させたバリウムチタン系強誘電体の試料にレーザービームを照射して加熱溶融した後に、冷却することにより、バリウムチタン系強誘電体の試料をガラス化させる方法が記載されている。このように、無容器浮遊法では、容器の壁面との接触に起因する結晶化の進行を抑制できるため、従来の容器を用いた製造方法ではガラス化させることができなかった材料であってもガラス化し得る場合がある。従って、無容器浮遊法は、新規な組成を有するガラス材を製造し得る方法として注目に値すべき方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、磁気光学素子等を作製する場合、光軸方向の長さが大きいほど、特性の向上を図りやすいため、長手方向を有する形状のガラス材を用いることが好ましい。しかしながら、無容器浮遊法では、ガラス材を浮かせた状態で冷却するため、ガラス材の形状は、球状や略楕円体状になる傾向があり、磁気光学素子等を作製した時に光軸方向を十分に長くすることができない。
【０００５】
本発明の目的は、ガラス材の光軸方向の長さを大きくすることができる、ガラス材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るガラス材の製造方法は、ガラス塊を変形させて柱状のガラス材を製造する方法であって、ガラス塊が、略楕円形の短軸を回転軸として回転させた略回転楕円体状または略円形の径方向の軸を回転軸として回転させた略球状の形状を有し、かつ回転軸の周方向に沿う外周縁を有し、第１の面を有する第１の治具と、第２の面を有する第２の治具とを、第１の面と第２の面とが対向し合うように配置し、ガラス塊を、外周縁が第１の面及び第２の面に接するように配置する工程と、第１の面に対し第２の面を徐々に近づけながら第１の面に対し第２の面を相対的に移動させることにより、第１の面と第２の面との間でガラス塊を回転軸を中心に回転させてガラス塊を柱状の形状に変形させる工程とを備えることを特徴としている。
【０００７】
本発明において、ガラス原料塊を浮遊させて保持した状態で加熱溶融した後に冷却してガラス塊を得る工程をさらに備えることが好ましい。
【０００８】
本発明において、ガラス材が、略円柱の形状になるように、ガラス塊を変形させることが好ましい。
【０００９】
本発明において、回転軸を中心に３６０°以上ガラス塊を回転させて変形させることが好ましい。
【００１０】
本発明において、ガラス塊が希土類酸化物を、モル％で、２５％以上含有することが好ましい。希土類酸化物はＴｂ２Ｏ３であることが好ましい。
【００１１】
本発明において、ガラス塊を、ガラス塊のガラス転移点以上の温度に加熱しながら変形させることが好ましい。
【００１２】
本発明において、ガラス塊のガラス転移点が１０００℃以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラス材の光軸方向の長さを大きくすることができる、ガラス材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るガラス材を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を作製する工程を説明するための正面断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるガラス塊を作製する工程において得られるガラス塊の正面断面図である。
【図４】本発明の実施形態におけるガラス塊を作製する工程において得られるガラス塊の平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を変形させる工程を説明するための正面断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を変形させる工程を説明するための平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態の変形例に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を変形させる工程を説明するための平面図である。
【図８】ガラス塊を変形させる工程で得られるガラス材を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１６】
（ガラス材）
図１は、本発明の実施形態に係るガラス材を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態に係るガラス材１は、円柱状の形状を有する。なお、ガラス材１の形状はこれに限定されない。ガラス材１は、円柱以外の柱状の形状であってもよい。
【００１７】
ガラス材１は、希土類酸化物を、モル％で、２５％以上含有することが好ましい。より具体的には、ガラス材１は、Ｔｂ２Ｏ３を、モル％で、２５％以上含有することが好ましい。これにより、ガラス材１のベルデ定数の絶対値を大きくすることができ、大きいファラデー効果を得ることができる。よって、ガラス材１は、例えば、光アイソレータのファラデー素子等に好適に用いることができる。
【００１８】
ガラス材１は、柱状の形状を有することが好ましい。柱状形状の長さ方向を光軸方向に設定することにより、ファラデー効果を特に大きくすることができる。よって、ファラデー素子等に好適に用いることができる。
【００１９】
ガラス材１が円柱状の形状を有する場合、磁場異方性が生じ難くなるため、ファラデー素子等により一層好適に用いることができる。
【００２０】
なお、１１００ｎｍ以上の波長に使用されるファラデー素子は、Ｆｅを含む膜状の素子が一般的に用いられている。しかしながら、１０６４ｎｍ以下の波長においては、Ｆｅの吸光度が大きくなる。一方、本実施形態に係るガラス材１は、１０６４ｎｍ以下の波長においてＦｅの吸光度が小さいため１０６４ｎｍ以下の短波長用のファラデー素子に、特に好適に用いることができる。
【００２１】
ガラス材１は、Ｔｂ２Ｏ３を、モル％で、３０％以上、４０％以上、４５％以上、４９％以上、特に５０％以上含有することがより好ましい。それによって、より一層ベルデ定数の絶対値を大きくすることができ、より一層大きいファラデー効果を得ることができる。一方、Ｔｂ２Ｏ３の含有量が多すぎると、ガラス化が困難になる傾向があるため、Ｔｂ２Ｏ３の含有量は、モル％で、８０％以下、７５％以下、特に７０％以下であることが好ましい。
【００２２】
本実施形態のガラス材１のガラス転移点は、１０００℃以下、９５０℃以下、９００℃以下、８５０℃以下、８４０℃以下、８３０℃以下、特に８１０℃以下であることが好ましい。ガラス転移点が高すぎると、ガラス塊を変形させる工程にて、加熱温度が高くなり、治具が破損し易くなる。
【００２３】
なお、Ｔｂはガラス中で３価や４価の状態で存在するが、本発明ではこれら全てをＴｂ２Ｏ３として表す。
【００２４】
Ｔｂについてベルデ定数の起源となる磁気モーメントはＴｂ４＋よりもＴｂ３＋の方が大きい。よって、ガラス材におけるＴｂ３＋の割合が大きいほど、ファラデー効果が大きくなるため好ましい。具体的には、全Ｔｂ３＋の割合は、モル％で、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、特に９０％以上であることが好ましい。
【００２５】
ガラス材１には、Ｔｂ２Ｏ３以外にも、以下に示す種々の成分を含有させることができる。なお、以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りのない限り、「％」は「モル％」を意味する。
【００２６】
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５はガラス骨格となり、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、これらの成分はベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られ難くなる。従って、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５の含有量は各々０％〜７５％、１％〜６０％、１．５％〜５０％、特に２％〜４０％であることが好ましい。また、ＳｉＯ２とＢ２Ｏ３の合計含有量は０％〜７５％、１５％〜６０％、特に２０％〜５０％であることが好ましい。Ｂ２Ｏ３とＰ２Ｏ５の合計含有量は０％〜７５％、１５％〜６０％、特に２０％〜５０％であることが好ましい。ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３及びＰ２Ｏ５の合計含有量は０％〜７５％、１５％〜６０％、特に２０％〜５０％であることが好ましい。
【００２７】
Ａｌ２Ｏ３は中間酸化物としてガラス骨格を形成し、ガラス化範囲を広げる成分である。ただし、Ａｌ２Ｏ３はベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られ難くなる。従って、Ａｌ２Ｏ３の含有量は０％〜７５％、０％〜６０％、０％〜４０％、０％〜３０％、特に０％〜２０％であることが好ましい。
【００２８】
Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３はガラスを安定化する効果があるが、その含有量が多すぎると却ってガラス化し難くなる。よって、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３及びＹ２Ｏ３の含有量は１０％以下、特に５％以下であることが好ましい。
【００２９】
Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３及びＣｅ２Ｏ３はガラスを安定化するとともに、ベルデ定数の向上にも寄与する。ただし、その含有量が多すぎると却ってガラス化し難くなる。よって、Ｄｙ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３及びＣｅ２Ｏ３の含有量は各々１５％以下、特に１０％以下であることが好ましい。なお、ガラス中に存在するＤｙ、Ｅｕ、Ｃｅは３価や４価の状態で存在するが、本発明ではこれら全てをそれぞれＤｙ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｃｅ２Ｏ３として表す。
【００３０】
ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯはガラスの安定性と化学的耐久性を高める効果がある。ただし、ベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られ難くなる。従って、これらの成分の含有量は各々０％〜１０％、特に０％〜５％であることが好ましい。
【００３１】
Ｇａ２Ｏ３はガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると失透し易くなる。また、Ｇａ２Ｏ３はベルデ定数の向上に寄与しないため、その含有量が多すぎると十分なファラデー効果が得られ難くなる。従って、Ｇａ２Ｏ３の含有量は０％〜６％、特に０％〜５％であることが好ましい。
【００３２】
フッ素はガラス形成能を高め、ガラス化範囲を広げる効果を有する。ただし、その含有量が多すぎると溶融中に揮発して組成変動したり、ガラスの安定性に影響を及ぼすおそれがある。従って、フッ素の含有量（Ｆ２換算）は好ましくは０％〜１０％、より好ましくは０％〜７％、さらに好ましくは０％〜５％である。
【００３３】
還元剤としてＳｂ２Ｏ３を添加することができる。ただし、着色を避けるため、あるいは環境への負荷を考慮して、Ｓｂ２Ｏ３の含有量は０．１％以下であることが好ましい。
【００３４】
ガラス材１の光透過率は、波長６３３ｎｍにおいて、５０％以上、６０％以上、特に７０％以上であることが好ましい。それによって、上記ファラデー素子に用いる場合等に、光透過損失を小さくすることができる。
【００３５】
（ガラス塊を作製する工程）
図２は、本発明の実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を作製する工程を説明するための正面断面図である。図３は、実施形態におけるガラス塊を作製する工程において得られるガラス塊の正面断面図である。図４は、実施形態におけるガラス塊を作製する工程において得られるガラス塊の平面図である。
【００３６】
本実施形態に係るガラス材の製造方法は、無容器浮遊法によりガラス塊を作製する工程を有する。図２に示すように、ガラス原料塊１０は、成形部材２のガス噴出部２ａのガス噴出面２ｂの上方に浮遊した状態で配置されている。ガス噴出部２ａには、ガス噴出面２ｂからガス３を噴出するガス噴出孔４が形成されている。ガス噴出孔４からガス３が噴出することにより、ガラス原料塊１０が略垂直方向に浮遊している。ガス噴出孔４から噴出するガス３は、ガスボンベなどのガス供給手段５から供給される。なお、ガラス原料塊１０は、ガラス塊を作製するための原料塊（ガラス化していない原料塊）である。ガラス原料塊１０は、例えば、原料粉末を調合し、混合して得られた混合粉末をプレス成型等により一体化したものである。混合粉末をプレス成型した後に、焼成やレーザー光照射等の熱処理工程を行うことにより、焼結体からなるガラス原料塊１０を得てもよい。また、目標ガラス組成と同等の組成を有する結晶体をガラス原料塊１０として用いてもよい。
【００３７】
ガス３の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスであってもよいし、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素を含有した還元性ガスであってもよい。
【００３８】
成形部材２は、例えば、炭化ケイ素、超鋼、ステンレス、ジュラルミン、カーボン等により構成することができる。なお、ガス噴出部２ａがこれらの材料から構成され、ガス噴出部２ａ以外の部分は他の材料から構成されていてもよい。
【００３９】
上記のように、ガラス原料塊１０を浮遊させた状態で、加熱手段であるレーザー照射装置６からレーザー光をガラス原料塊１０に照射することにより加熱溶融してガラス化させ、その後、冷却することにより、ガラス塊を得る。ガラス原料塊１０を加熱溶融する工程と、ガラス材の温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程とにおいては、少なくともガス３の噴出を継続し、ガラス原料塊１０またはガラス塊がガス噴出面２ｂに接触しないようにすることが好ましい。なお、ガラス原料塊１０の加熱方法は、レーザー光を照射する方法に特に限定されない。例えば、ガラス原料塊１０を輻射加熱してもよい。
【００４０】
上記ガラス塊を作製する工程により、容器を用いた製造方法ではガラス化し難い組成を有するガラス塊を作製することができる。なお、本発明の製造方法により製造されるガラス材の組成は、上記本発明のガラス材の組成に限定されるものではない。すなわち、無容器浮遊法により製造することができるガラス組成であればよく、希土類酸化物を、モル％で、２５％以上含有するガラス組成に限定されるものではない。容器を用いた製造方法ではガラス化し難い組成のガラス材としては、例えば、チタン酸バリウム系ガラス材、ランタン−ニオブ複合酸化物系ガラス材、ランタン−ニオブ−アルミニウム複合酸化物系ガラス材、ランタン−ニオブ−タンタル複合酸化物系ガラス材、ランタン−タングステン複合酸化物系ガラス材等が挙げられる。
【００４１】
本実施形態では、略回転楕円体状のガラス塊を作製する。より具体的には、図３に示すように、ガラス塊１１の断面形状は、長軸及び短軸を有する略楕円形である。ガラス塊１１は、この略楕円形を、短軸を回転軸Ｒとして回転させた略回転楕円体状の形状を有する。図３に示すように、本実施形態のガラス塊１１は、下半分の体積が上半分よりも大きい形状を有している。これは、無容器浮遊法でガラスを溶融する際に重力の影響で下半分の体積が上半分よりも大きくなるためであると考えられる。
【００４２】
図４に示すように、ガラス塊１１の平面形状は略円形状であり、回転軸Ｒの周方向に沿う外周縁１１ａを有する。
【００４３】
なお、ガラス塊１１を作製する方法は、上記の方法に限定されない。
【００４４】
（ガラス塊を変形させる工程）
次に、ガラス塊１１を、柱状の形状に変形させる。本実施形態では、ガラス材が略円柱の形状になるように、ガラス塊１１を変形させる。
【００４５】
図５（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を変形させる工程を説明するための正面断面図である。図６（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るガラス材の製造方法におけるガラス塊を変形させる工程を説明するための平面図である。
【００４６】
本実施形態では、図５（ａ）に示す第１の治具１２及び第２の治具１６を用いてガラス塊を変形させる。第１の治具１２は、貫通孔１３を有する。第１の治具１２は、貫通孔１３の内壁である第１の面１４と、第１の傾斜面１５とを有する。図６（ａ）に示すように、貫通孔１３は矩形状の平面形状を有し、第１の面１４と第１の傾斜面１５とは対向し合っている。
【００４７】
図５（ａ）に示すように、貫通孔１３は、第１の開口部１３ａと第２の開口部１３ｂとを有する。第１の開口部１３ａの開口面積は第２の開口部１３ｂの開口面積より広い。第１の傾斜面１５は、第１の開口部１３ａから第２の開口部１３ｂにかけて、第１の面１４に徐々に近づくように傾斜している。なお、第２の開口部１３ｂは必ずしも設けられていなくてもよい。すなわち、第１の治具１２に、貫通孔１３の代わりに有底の凹部が設けられていてもよい。
【００４８】
第２の治具１６は、板状の形状を有する。第２の治具１６は、対向し合う第２の面１７と、第２の傾斜面１８とを有する。本実施形態では、第２の傾斜面１８は、第１の傾斜面１５と同じ角度で傾斜している。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、第２の治具１６の先端部を、第１の治具１２の第１の開口部１３ａ側から貫通孔１３に挿入する。第１の治具１２と第２の治具１６とを、第１の面１４と第２の面１７とが対向し合い、かつ第１の傾斜面１５と第２の傾斜面１８とが接するように配置する。第１の傾斜面１５と第２の傾斜面１８とは同じ角度で傾斜しているため、第１の面１４と第２の面１７とは、互いに平行に延びる配置となっている。
【００５０】
次に、ガラス塊１１を、外周縁１１ａが第１の面１４及び第２の面１７に接するように、貫通孔１３内に配置する。このとき、図５（ａ）に示すように、回転軸Ｒがｙ方向に延びる状態となっている。
【００５１】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１の傾斜面１５と第２の傾斜面１８とを接触させながら、下方（ｚ方向）に、第２の治具１６を移動させる。このとき、第２の治具１６が第２の開口部１３ｂ側に移動するにつれて、第１の傾斜面１５の傾斜に沿い、第２の面１７が第１の面１４に近づいていく。このように、第１の面１４に対し第２の面１７を徐々に近づけながら第１の面１４に対し第２の面１７をｚ方向に相対的に移動させる。これにより、第１の面１４と第２の面１７との間で、図５（ｂ）中の矢印ｒで示すように回転軸Ｒを中心としてガラス塊１１を回転させる。なお、このとき、ガラス塊１１を加熱しながら回転させる。
【００５２】
ガラス塊１１における第１の面１４及び第２の面１７に接している部分は、第１の面１４と第２の面１７とが近づくことにより押圧される。ガラス塊１１は回転しながら押圧されるため、ガラス塊１１は、回転軸Ｒの周方向において均一に押圧される。これにより、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、第１の面１４と第２の面１７とが近づくにつれて、ガラス塊１１の回転軸Ｒを中心とする径方向（ｘ方向及びｚ方向）の長さが短くなり、かつ回転軸Ｒが延びる方向（ｙ方向）の長さが長くなるように変形する。このように、ガラス塊１１を柱状に変形させる。
【００５３】
本実施形態では、図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、第１の治具１２の先端部と第２の治具１６の先端部とが面一になる状態まで、第２の治具１６を移動させている。
【００５４】
本実施形態では、上記のように第１，第２の治具１２，１６及びガラス塊１１を配置し、第２の治具１６を下方（ｚ方向）に移動させることで、ガラス塊１１を柱状に変形させることができる。このため、煩雑な工程を要しない。
【００５５】
回転軸Ｒを中心に３６０°以上ガラス塊１１を回転させて変形させることが好ましい。それによって、ガラス塊１１を回転軸Ｒの周方向全体において変形させることができるため、ガラス塊１１をより一層確実に円柱状に変形させることができる。
【００５６】
本実施形態のように、第１の治具１２と第２の治具１６とを、第１の面１４と第２の面１７とが平行になるように配置することが好ましい。この場合には、第１の面１４に対し第２の面１７をｚ方向に相対的に移動させながら、第１の面１４に対し第２の面１７を好適に近づけることができる。よって、ガラス塊１１をより確実に柱状に変形させることができる。
【００５７】
上記のように本実施形態では、第１の治具１２の先端部と第２の治具１６の先端部とが面一になる状態まで、第２の治具１６を移動させている。これにより、ガラス塊１１の回転軸Ｒを中心とする径方向の長さを、第１の治具１２の先端部と第２の治具１６の先端部とが面一になったときの第１の面１４と第２の面１７の間の距離に調整することができる。よって、ガラス塊１１を変形させて得られるガラス材の径方向の寸法を、容易に所望の寸法とすることができる。
【００５８】
第１の治具１２及び第２の治具１６の材質は特に限定されないが、カーボン、タングステンカーバイド、炭化ケイ素、グラッシーカーボン、窒化ケイ素または炭化チタンからなることが好ましい。それによって、第１の治具１２及び第２の治具１６の耐熱性を高めることができ、かつ高温においても離型性が低下し難い。また、離型性を高めるため、窒化ホウ素、炭化チタン、ダイヤモンドライクカーボン等をコーティングしてもよい。なお、上記第１，第２の治具１２，１６は治具の一例であって、ガラス塊１１を第１の面及び第２の面により回転させながら変形させる治具であれば、形状や構造は特に限定されない。
【００５９】
ガラス塊１１を、ガラス塊１１のガラス転移点以上の温度に加熱しながら変形させることが好ましい。より具体的には、ガラス塊１１のガラス転移点をＴ℃としたときに、Ｔ＋５℃以上、Ｔ＋１０℃以上、Ｔ＋１５℃以上、Ｔ＋２０℃以上、Ｔ＋２５℃以上、特にＴ＋３０℃以上の温度に加熱することが好ましい。それによって、ガラス塊１１をより一層容易に変形させることができる。ガラス塊１１を加熱する温度が高すぎる場合には、ガラス塊１１が失透する、または、治具が破損するおそれがあるため、Ｔ＋２００℃以下、Ｔ＋１５０℃以下、特にＴ＋１００℃以下の温度に加熱することが好ましい。
【００６０】
なお、上述したように、第１の治具１２及び第２の治具１６は高温においても離型性が低下し難いため、ガラス塊１１をガラス転移点より高い温度に加熱した場合であっても、ガラス塊１１を好適に回転させることができる。
【００６１】
ガラス塊１１を変形させる工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の還元雰囲気下において行うことが好ましい。安価である点から、特に窒素雰囲気下であることが好ましい。それによって、ガラス塊１１を加熱しながら変形させても、ガラス塊１１におけるＴｂ３＋等の酸化され易い成分が酸化され難くなる。よって、ファラデー効果等の特性の劣化が生じ難い。また、治具が酸化され難いため、破損し難くなる。
【００６２】
第２の治具１６を移動させることによりガラス塊１１にかかる荷重については、荷重が大きいほど、ガラス塊１１を容易に変形させることができる。一方で、荷重が大きすぎると、ガラス塊１１、第１の治具１２または第２の治具１６が破損するおそれがある。従って、第２の治具１６を移動させることによりガラス塊１１にかかる荷重は、０．０１Ｎ〜２０ｋＮ、０．２Ｎ〜１０ｋＮ、特に０．３Ｎ〜８ｋＮであることが好ましい。
【００６３】
なお、変形させるガラス塊１１の形状は、略回転楕円体には限定されず、略球状であってもよい。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記と同様の方法により、ガラス塊１１を柱状の形状に変形させることができる。
【００６４】
図８は、ガラス塊を変形させる工程で得られるガラス材を示す斜視図である。図８に示すように、ガラス塊を変形させる工程後のガラス材２１は、略円柱の形状を有している。ガラス材２１の端面２１ａは未研磨の状態である。端面２１ａを研磨することにより、図１に示すガラス材１を製造することができる。
【００６５】
本実施形態の製造方法によれば、ガラス塊１１を回転させながら変形させることにより、得られるガラス材の形状を容易に柱状にすることができる。
【００６６】
無容器浮遊法を用いることにより、ガラス化し難い組成であるガラス原料塊をガラス化することはできるが、ガラス材のサイズを大きくすることは、一般に困難である。本実施形態では、無容器浮遊法により得られるガラス材における最大の長さより長い部分を有する、柱状のガラス材を作製することができる。よって、本実施形態により作製したガラス材をファラデー素子等に用いた場合、無容器浮遊法により得られるガラス材と同じ組成であり、同じ質量であっても、より一層大きいファラデー効果等を得ることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…ガラス材
２…成形部材
２ａ…ガス噴出部
２ｂ…ガス噴出面
３…ガス
４…ガス噴出孔
５…ガス供給手段
６…レーザー照射装置
１０…ガラス原料塊
１１…ガラス塊
１１ａ…外周縁
１２…第１の治具
１３…貫通孔
１３ａ，１３ｂ…第１，第２の開口部
１４…第１の面
１５…第１の傾斜面
１６…第２の治具
１７…第２の面
１８…第２の傾斜面
２１…ガラス材
２１ａ…端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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