(57)【要約】      （修正有）【課題】優れたファラデー効果を発現し、ガラス転移点が高く、ガラス構造が熱的に安定しているテルビウム含有ガラスを提供すること。【解決手段】テルビウム、ケイ素およびゲルマニウムから選ばれた少なくとも１種の元素、アルミニウムおよびバリウムから選ばれた少なくとも１種の元素、酸素、およびフッ素を含有してなり、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたりのテルビウムの量が０.２５モル以上であるテルビウム含有ガラス、ならびに前記テルビウム含有ガラスが用いられてなる磁気光学デバイス。【選択図】図１
2008230907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）テルビウム、（ｂ）ケイ素およびゲルマニウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｃ）アルミニウムおよびバリウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｄ）酸素、および（ｅ）フッ素を含有してなり、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたりのテルビウムの量が０.２５モル以上であるテルビウム含有ガラス。
【請求項２】
式（Ｉ）：
ａＴｂＦ３−ｂＸ−ｃＹ                          （Ｉ）
（式中、ＸはＳｉＯ２およびＧｅＯ２の少なくとも１種、ＹはＡｌＦ3およびＢａＦ2の少なくとも１種、ａはＴｂＦ３のモル数であって１０〜６０の数、ｂはＸのモル数であって２０〜７０の数、ｃはＹのモル数であって５〜３０の数を示し、ａとｂとｃとの和が１００であり、ａ／ｂのモル比の値が０．１４〜３．０である）
で表される組成を有する請求項１記載のテルビウム含有ガラス。
【請求項３】
磁気光学素子として、請求項１または２記載のテルビウム含有ガラスが用いられてなる磁気光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テルビウム含有ガラスに関する。さらに詳しくは、熱的に化学結合構造が安定し、例えば、光通信用アイソレーター、光記録用アイソレーター、光サーキュレーター、大電流検知用の磁気光学センサなどに好適に使用しうるテルビウム含有ガラスに関する。本発明は、また、磁気光学素子として前記テルビウム含有ガラスが用いられた磁気光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
常磁性化合物の酸化テルビウムを含むガラスは、大きなヴェルデ定数の絶対値を持つことが知られている。これまでによく知られているファラデー回転素子用ガラスとしては、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｔｂ2Ｏ3系ガラス（例えば、特許文献１参照）、Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−Ｔｂ2Ｏ3系ガラス（例えば、特許文献２参照）、Ｐ2Ｏ5−ＴｂＦ3−アルカリ土類フッ化物系ガラス（例えば、特許文献３参照）などがある。
【０００３】
しかし、これらの酸化物ガラスでは、そのＴｂ2Ｏ3の含有量が１０〜３０モル％程度であり、さらにＴｂ2 Ｏ3 を高濃度で含有させると、ガラス形成能が低下するとともに、ネットワークアニオンが酸化物イオンであるため、超交換相互作用の悪影響を受けるおそれがある。
【０００４】
一般に、ファラデー回転ガラスの性能を表わすヴェルデ定数は、ガラスに含まれているテルビウムの割合に依存することが知られている（例えば、非特許文献１参照）。したがって、高性能のファラデー回転ガラスを得るためには、テルビウムを高濃度で含有させる必要があるが、テルビウムを高濃度で含有するガラスは、その溶融温度が高いため、ソーダシリケートガラスなどの一般的なガラスと比べて、ガラス化しがたいことから、光学的に均質化させることが非常に困難である。
【０００５】
例えば、Ｐ2Ｏ5を母体とするフツリン酸塩ガラスは、テルビウム含量を高めることができないため、大きなヴェルデ定数を持つことができず、また、ガラスの溶融温度が高いため、ガラス成分であるフッ化物がその溶融温度で揮発することから、組成の変動やガラスの安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。また、Ｐ2Ｏ5およびＢ2Ｏ3を母体とするガラスでは、溶融温度が高くなると溶融容器を構成している白金が浸食され、ガラスが着色したり、異物がガラスに混入するおそれがある。
【０００６】
また、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−Ｔｂ2Ｏ3系ガラスは、もっとも基本的なファラデー回転ガラスであると考えられているが、テルビウムを高濃度で含む場合には、ガラス化しにくいため、ファラデー回転角を大きくするためにヴェルデ定数を大きくすることに限度がある。
【０００７】
テルビウムイオン、酸化物イオンおよびフッ化物イオンを含有するガラスとして、前述のＰ２Ｏ５−ＴｂＦ３−アルカリ土類フッ化物系ガラスが知られている（例えば、特許文献３参照）。しかし、ガラス形成能を維持し、ガラスを製造する際にフッ化物が加水分解することによって組成に変化が生じないようにするためには、テルビウムイオン濃度を最高でも２０モル％程度とする必要があるため、大きなヴェルデ定数を持つガラスの作製に限界がある。
【０００８】
【特許文献１】特公昭５１−４６５２４号公報
【特許文献２】特公昭５２−３２８８１号公報
【特許文献３】特公昭５５−４２９４２号公報
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス(Journal of Applied Physics), Volume 35, Number 8, 2338
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、優れたファラデー効果を発現し、ガラス転移点が高く、ガラス構造が熱的に安定しているテルビウム含有ガラスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、テルビウムイオンを高濃度で含有し、さらに酸化物イオンおよびフッ化物イオンを含有するガラスとして、ＴｂＦ３含有酸化物フッ化物ガラスを見出している〔ジャーナル・オブ・フルオリン・ケミストリー(Journal of Fluorine Chemistry), 127(2006), 821-823〕。
【００１１】
このＴｂＦ３含有酸化物フッ化物ガラスでは、磁化率がテルビウムの含有率に比例することが明らかにされており、磁化率と同様にヴェルデ定数がテルビウムの含有率に比例することが予想されている。
【００１２】
本発明者らは、ＴｂＦ３含有酸化物フッ化物ガラスについて、さらに鋭意研究を重ねたところ、前記ＴｂＦ３含有酸化物フッ化物ガラスの組成が種々あるなかで、（ａ）テルビウム、（ｂ）ケイ素およびゲルマニウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｃ）アルミニウムおよびバリウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｄ）酸素、ならびに（ｅ）フッ素を含有するテルビウム含有ガラスを調製し、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたりのテルビウムの量を０.２５モル以上に調整したとき、ヴェルデ定数の絶対値が非常に大きいテルビウム含有ガラスが得られることが見出された。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【００１３】
本発明は、
（１）（ａ）テルビウム、（ｂ）ケイ素およびゲルマニウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｃ）アルミニウムおよびバリウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｄ）酸素、および（ｅ）フッ素を含有してなり、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたりのテルビウムの量が０.２５モル以上であるテルビウム含有ガラス、
（２）式（Ｉ）：
ａＴｂＦ３−ｂＸ−ｃＹ                          （Ｉ）
（式中、ＸはＳｉＯ２およびＧｅＯ２の少なくとも１種、ＹはＡｌＦ3およびＢａＦ2の少なくとも１種、ａはＴｂＦ３のモル数であって１０〜６０の数、ｂはＸのモル数であって２０〜７０の数、ｃはＹのモル数であって５〜３０の数を示し、ａとｂとｃとの和が１００であり、ａ／ｂのモル比の値が０．１４〜３．０である）
で表される組成を有する前記(１)記載のテルビウム含有ガラス、ならびに
（３）磁気光学素子として、前記テルビウム含有ガラスが用いられてなる磁気光学デバイス
に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れたファラデー効果を発現し、ガラス転移点が高く、ガラス構造が熱的に安定しているテルビウム含有ガラスおよび該テルビウム含有ガラスが用いられた磁気光学デバイスが提供される。本発明のテルビウム含有ガラスは、従来のファラデー回転ガラスよりも大きなヴェルデ定数を有するとともに、可視光領域で透明であることから、小型化が望まれている光アイソレーターや磁界センサなどにも好適に使用し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のテルビウム含有ガラスは、前記したように、（ａ）テルビウム、（ｂ）ケイ素およびゲルマニウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｃ）アルミニウムおよびバリウムから選ばれた少なくとも１種の元素、（ｄ）酸素、および（ｅ）フッ素を含有し、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたりのテルビウムの量が０.２５モル以上である。
【００１６】
本発明のテルビウム含有ガラスは、前記組成を有するので、優れたファラデー効果を発現し、しかもガラス転移点が約５７０℃以上と高いので、そのガラス構造が熱的に安定している。
【００１７】
本発明のテルビウム含有ガラスにテルビウムを与える化合物として、例えば、フッ化テルビウム（ＴｂＦ3）などのフッ素含有テルビウム化合物に代表されるテルビウム化合物が挙げられる。
【００１８】
本発明のテルビウム含有ガラスにおけるテルビウムの含有量は、ヴェルデ定数を大きくする観点から、好ましくは１モル％以上、より好ましくは３モル％以上、さらに好ましくは５モル％以上であり、熱的に安定したガラスネットワークを構築する観点から、好ましくは２５モル％以下、より好ましくは２０モル％以下である。
【００１９】
ケイ素およびゲルマニウムは、それぞれ単独でまたは併用することができる。
【００２０】
本発明のテルビウム含有ガラスにケイ素を与える化合物として、例えば、シリカ（ＳｉＯ2）などの酸素含有ケイ素化合物に代表されるケイ素化合物が挙げられる。
【００２１】
また、本発明のテルビウム含有ガラスにゲルマニウムを与える化合物として、例えば、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）などの酸素含有ゲルマニウム化合物に代表されるゲルマニウム化合物が挙げられる。
【００２２】
ケイ素化合物およびゲルマニウム化合物のなかでは、ガラスの製造時の溶融温度を低くすることができるので、その作業が容易となるとともに、ガラス組成の変動が生じがたいという利点があることから、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ2）が好ましい。
【００２３】
本発明のテルビウム含有ガラスにおけるケイ素およびゲルマニウムの合計含有量は、熱的に安定したガラスネットワークを構築する観点から、好ましくは３モル％以上、より好ましくは５モル％以上であり、テルビウムを高濃度で含有させることができるようにする観点から、好ましくは３０モル％以下、より好ましくは２５モル％以下、さらに好ましくは２３モル％以下である。また、本発明のテルビウム含有ガラスにおける酸化ゲルマニウムの含有量は、ガラス化を容易にする観点から、５モル％以上であることが好ましい。
【００２４】
テルビウムの量は、ヴェルデ定数を大きくする観点から、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたり、０.２５モル以上、好ましくは０.３０モル以上である。また、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化を容易にする観点から、テルビウムの量は、ケイ素およびゲルマニウムの合計量１モルあたり、好ましくは３モル以下、より好ましくは２モル以下、さらに好ましくは１．７モル以下である。
【００２５】
アルミニウムおよびバリウムは、それぞれ単独でまたは併用することができる。
【００２６】
本発明のテルビウム含有ガラスにアルミニウムを与える化合物として、例えば、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）などのフッ素含有アルミニウム化合物に代表されるアルミニウム化合物が挙げられる。
【００２７】
また、本発明のテルビウム含有ガラスにバリウムを与える化合物として、例えば、フッ化バリウム（ＢａＦ2）などのフッ素含有バリウム化合物に代表されるバリウム化合物が挙げられる。バリウムは、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化の際に組成の変化を抑制する性質に優れていることから、本発明で好適に使用しうるものである。
【００２８】
本発明のテルビウム含有ガラスにおけるアルミニウムの含有量が多い場合および少ない場合のいずれの場合であっても、ガラス化時にガラス組成に変化が生じる傾向がある。したがって、テルビウム含有ガラスにおけるアルミニウムの含有量は、ガラス化時におけるガラス組成の変化を抑制する観点から、好ましくは１〜１５モル％、より好ましくは３〜１０モル％である。
【００２９】
本発明のテルビウム含有ガラスにおけるバリウムの含有量は、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化の際に組成の変化を抑制する観点から、好ましくは１モル％以上、より好ましくは３モル％以上であり、テルビウム含有ガラスにテルビウムを高濃度で含有させる観点から、好ましくは２０モル％以下、より好ましくは１５モル％以下である。
【００３０】
本発明のテルビウム含有ガラスにおけるアルミニウムおよびバリウムの合計含有量は、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化の際に組成の変化を抑制する観点から、好ましくは５モル％以上、より好ましくは７モル％以上であり、テルビウムを高濃度で含有させることができるようにする観点から、好ましくは２５モル％以下、より好ましくは２０モル％以下である。
【００３１】
酸素には、通常、ケイ素およびゲルマニウムの原料として用いられているケイ素化合物およびゲルマニウム化合物に含まれているものを用いることができる。
【００３２】
本発明のテルビウム含有ガラスにおける酸素の含有量は、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化の際に組成の変化を抑制する観点から、好ましくは１０モル％以上、より好ましくは１５モル％以上であり、テルビウム含有ガラスにテルビウムを高濃度で含有させる観点から、好ましくは４５モル％以下、より好ましくは４０モル％以下である。
【００３３】
フッ素には、通常、アルミニウムおよびバリウムの原料として用いられているアルミニウム化合物およびバリウム化合物に含まれているものを用いることができる。
【００３４】
本発明のテルビウム含有ガラスにおけるフッ素の含有量は、本発明のテルビウム含有ガラスにテルビウムを高濃度で含有させる観点から、好ましくは２５モル％以上、より好ましく３０モル％以上であり、テルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化の際に組成の変化を抑制する観点から、好ましくは６５モル％以下、より好ましくは６０モル％以下である。
【００３５】
好適なテルビウム含有ガラスとしては、式（Ｉ）：
ａＴｂＦ３−ｂＸ−ｃＹ                          （Ｉ）
（式中、ＸはＳｉＯ２およびＧｅＯ２の少なくとも１種、ＹはＡｌＦ3およびＢａＦ2の少なくとも１種、ａはＴｂＦ３のモル数であって１０〜６０の数、ｂはＸのモル数であって２０〜７０の数、ｃはＹのモル数であって５〜３０の数を示し、ａとｂとｃとの和が１００であり、ａ／ｂのモル比の値が０．１４〜３．０である）
で表される組成を有するテルビウム含有ガラスが挙げられる。
【００３６】
式（Ｉ）において、ａは、ＴｂＦ３のモル数を示すが、ａとｂとｃとの和が１００であることから、式（Ｉ）で表されるテルビウム含有ガラスにおけるＴｂＦ３の含有率(モル％)を示している。ａは、ヴェルデ定数を大きくする観点から、１０以上、好ましくは２０以上、より好ましくは３０以上であり、熱的に安定したガラスネットワークを構築する観点から、６０以下、好ましくは５０以下である。
【００３７】
ｂは、Ｘのモル数、すなわちＳｉＯ２およびＧｅＯ２の合計量（合計モル数）を示すが、ａとｂとｃとの和が１００であることから、式（Ｉ）で表されるテルビウム含有ガラスにおけるＳｉＯ２およびＧｅＯ２の合計含有率(モル％)を示している。ｂは、熱的に安定したガラスネットワークを構築する観点から、２０以上、好ましくは２５以上であり、テルビウムを高濃度で含有させることができるようにする観点から、７０以下、好ましくは５０以下、より好ましくは４０以下である。
【００３８】
ｃは、Ｙのモル数、すなわちＢａＦ2およびＡｌＦ3の合計量（合計モル数）を示すが、ａとｂとｃとの和が１００であることから、式（Ｉ）で表されるテルビウム含有ガラスにおけるＢａＦ2およびＡｌＦ3の合計含有率(モル％)を示している。ｃは、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化の際に組成の変化を抑制する観点から、５以上、好ましくは１０以上であり、テルビウム含有ガラスにテルビウムを高濃度で含有させる観点から、３０以下、好ましくは２０以下である。
【００３９】
式（Ｉ）において、ａ／ｂのモル比の値は、ヴェルデ定数を大きくする観点から、０．１４以上、好ましくは０．４０以上であり、ヴェルデ定数を大きくしつつ、本発明のテルビウム含有ガラスの製造時におけるガラス化を容易にする観点から、３．０以下、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．７以下である。
【００４０】
式（Ｉ）で表されるテルビウム含有ガラスは、特定のａ／ｂのモル比の値を有する点に、１つの大きな特徴を有する。このように式（Ｉ）で表されるテルビウム含有ガラスにおいて、ａ／ｂのモル比の値に着目するという考えは従来にはなく、ａ／ｂのモル比の値が特定の値となるように設定されているので、ヴェルデ定数が顕著に高められるという優れた効果が奏される。
【００４１】
なお、本発明のテルビウム含有ガラスには、必要により、テルビウム以外の希土類フッ化物を含有させてもよい。希土類フッ化物は、本発明のテルビウム含有ガラスの光透過性を安定化させる性質を有する。好適な希土類フッ化物としては、例えば、ＬａＦ3、ＧｄＦ3、ＹｂＦ3などが挙げられ、これらは、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４２】
本発明のテルビウム含有ガラスにおける希土類フッ化物の含有量は、テルビウム含有ガラスの光透過性を安定化させる観点から、好ましくは５モル％以上であり、可視光での着色を抑制する観点から、好ましくは２０モル％以下、より好ましくは１０モル％以下である。
【００４３】
さらに、本発明のテルビウム含有ガラスには、溶融性を改善し、ガラスの熱的安定性や化学的安定性を向上させるために、本発明の目的を逸脱しない範囲内で、一般にこの種のガラスで使用されている他のガラス成分を適宜含有させることができる。
【００４４】
本発明のテルビウム含有ガラスは、前記組成を有するので、ファラデー回転素子用ガラスとしての性能評価の目安であるヴェルデ定数の絶対値は、波長が６３０ｎｍの光を用いた場合、例えば、前記ａ／ｂのモル比の値が１．０であるとき、０．３３ｍｉｎＯｅ−１ｃｍ−１以上である。このヴェルデ定数の絶対値は、実用的なファラデー回転素子用ガラスとして、非常に大きな値である。
【００４５】
本発明のテルビウム含有ガラスは、例えば、以下のようにして調製することができる。
【００４６】
テルビウム化合物、ケイ素化合物、ゲルマニウム化合物、アルミニウム化合物、バリウム化合物などの原料、より具体的には、例えば、ＴｂＦ３、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、ＡｌＦ３、ＢａＦ２などを所定の割合となるように秤量し、充分に混合する。
【００４７】
得られた原料混合物を乾燥させた後、例えば、白金製坩堝に代表される白金製容器などに入れる。この容器を電気炉などで１１００〜１３５０℃の温度に加熱することによって原料混合物を溶融し、５〜１２０分間程度均質化させた後、例えば、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中で１２０Ｋｓ−１程度の冷却速度で冷却することにより、テルビウム含有ガラスを得ることができる。
【００４８】
かくして得られる本発明のテルビウム含有ガラスは、優れたファラデー効果を発現するとともに、ガラス転移点が高いので、ガラスネットワークが安定している。
【００４９】
本発明のテルビウム含有ガラスは、磁気光学デバイスのファラデー素子に好適に使用することができる。磁気光学デバイスとしては、例えば、光通信用アイソレーター、光記録用アイソレーター、光サーキュレーター、大電流検知用の磁気光学センサなどをはじめ、非接触電流センサ、回転や角度などのセンサ、生体磁場計測装置（脳磁計など）、方位計、移動体探知機、磁性体検知機などが挙げられる。
【実施例】
【００５０】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
【００５１】
実施例１
式（Ｉ）で表される組成を有するテルビウム含有ガラスの原料として、ＴｂＦ３、ＢａＦ２、ＡｌＦ３およびＧｅＯ２を表１に示される組成となるように所定の割合で秤量した。
【００５２】
次に、アルゴンガスの雰囲気中でこの原料２ｇに乾燥アセトン２ｍＬを加えて約２０分間混合した後、得られた混合物を０．１Ｐａ以下の減圧下で１２時間以上乾燥させた。
【００５３】
乾燥させた混合物を０．５ｍＬ容の白金製容器内に充填し、１２００℃の雰囲気の調整が可能な電気炉に入れ、アルゴンガス雰囲気中で毎分８℃の昇温速度で１２００℃まで昇温し、混合物を溶融させた。
【００５４】
溶融状態で９０分間保持することにより、組成の均質化を図った後、溶融状態を保ったまま素早く容器を液体窒素に浸漬したモレキュラーシーブの上に置き、窒素ガス雰囲気中で室温まで約１０秒間（冷却速度約１２０Ｋｓ−１）で冷却した。
【００５５】
冷却することによって得られたテルビウム含有ガラスのサンプルをＸ線回折（ＸＲＤ）により、非晶質であるかどうかの確認したところ、いずれのサンプルでも、際立ったピークが認められず、非晶質であることが確認された。
【００５６】
また、ガラスの特徴の１つでもある透光性を、光学顕微鏡を用いて観察したところ、いずれのサンプルも透光性に優れていた。
【００５７】
生成したテルビウム含有ガラスの組成を蛍光Ｘ線〔(株)島津製作所製、商品名：蛍光Ｘ線分光分析装置ＳＦＸ−１８００〕で調べた。原料の組成を表１に示し、生成したテルビウム含有ガラスのサンプルの組成を表２に示す。
【００５８】
また、生成したテルビウム含有ガラスのガラス転移点を示差熱熱分析（ＤＳＣまたはＴＧ／ＤＴＡ）によって調べた。その結果を表２に併記する。
【００５９】
【表１】
2008230907.tif 000003
【００６０】
【表２】
2008230907.tif 000004
【００６１】
表１および２に示された結果から、各実施例で得られたテルビウム含有ガラスは、いずれも、テルビウムを１０モル％以上の高濃度で含有しているが、ガラス転移点が５７０℃以上であることから、熱的に化学結合構造が安定していることがわかる。
【００６２】
実施例２
実施例１において、式（Ｉ）で表される組成を有するテルビウム含有ガラスの原料として、ＴｂＦ３、ＳｉＯ2、ＧｅＯ２、ＢａＦ２およびＡｌＦ３を表３に示される組成となるように所定の割合で秤量したこと以外は、実施例１と同様にしてテルビウム含有ガラスを製造した。
【００６３】
得られたテルビウム含有ガラスの組成を表４に示す。また、得られたテルビウム含有ガラスの密度を乾式自動密度計〔（株）島津製作所製、品番:Accupyc1330〕によって測定し、屈折率を浸液法によって測定した。その結果を表４に示す。
【００６４】
【表３】
2008230907.tif 000005
【００６５】
【表４】
2008230907.tif 000006
【００６６】
表４に示された結果から、各実施例で得られたテルビウム含有ガラスは、その密度がいずれも４〜６ｇ／ｃｍ3程度であることから、同程度の屈折率を持つ酸化物ガラスと比べて大きく、またその屈折率が１．６〜１．７程度であることから、単純な酸化物ガラスとフッ化物ガラスとの中間領域の屈折率をカバーするガラスであることがわかる。
【００６７】
実施例３
ＴｂＦ３１０モル％、ＧｅＯ２７０モル％、ＢａＦ２１０モル％およびＡｌＦ３１０モル％からなるテルビウム含有ガラス（ＴｂＦ３／ＧｅＯ２のモル比の値：０．１４）（以下、ガラスＡという）と、ＴｂＦ３４０モル％、ＧｅＯ２４０モル％、ＢａＦ２１０モル％およびＡｌＦ３１０モル％からなるテルビウム含有ガラスＢ（ＴｂＦ３／ＧｅＯ２のモル比の値：１．０）（以下、ガラスＢという）を、実施例１と同様にして製造した。
【００６８】
得られたガラスから、１０ｍｍ角×１ｍｍ厚程度の試料を作製し、１５ｋＯｅの磁場中で波長５００〜８００ｎｍの可視光領域でのファラデー回転角を測定し、ヴェルデ定数をカー効果測定装置〔日本分光（株）製、品番：Ｋ-２５０〕によって測定した。
【００６９】
なお、波長の掃引速度を３００ｎｍ／分とした。光透過部の正確なガラスの厚さは、ガラスＡでは１．７０ｍｍであり、ガラスＢでは１．３１ｍｍであった。
【００７０】
得られたガラスＡおよびガラスＢの波長とヴェルデ定数との関係を調べた。その結果を図１に示す。
【００７１】
図１に示された結果から、各ガラスのヴェルデ定数は光の波長に依存し、ＴｂＦ３／ＧｅＯ２のモル比の値が大きいガラスほどより大きなヴェルデ定数の絶対値を持つことがわかる。
【００７２】
次に、ガラスＡおよびガラスＢに含有されている単位体積あたりのテルビウムイオン数を、その密度および組成から求めたところ、ガラスＡでは０．９３×１０22個／ｃｍ3であり、ガラスＢでは０．２２×１０22個／ｃｍ3であった。
【００７３】
このことから、ガラスＡおよびガラスＢは、いずれも、実用の可能性のあるテルビウムイオン数（約０．１×１０22個／ｃｍ3）を有することがわかる。
【００７４】
一般に、単位体積あたりのテルビウムのイオン数が多いほどヴェルデ定数が大きくなると考えられている。したがって、ガラスＡおよびガラスＢは、いずれも、特開平１０−２９７９３３号公報に開示されている酸化物ガラスと対比して、テルビウムイオン数が少ないため、ヴェルデ定数が小さくなると考えられる。しかしながら、この予想に反し、実際には、ガラスＡおよびガラスＢは、いずれも、当該公報に記載のヴェルデ定数とほぼ同等であることがわかる。
【００７５】
このことから、酸素およびフッ素がガラス構造中に同時に存在することはヴェルデ定数を大きくする効果があり、さらに、この効果はフッ素の含有量が多い一部の組成領域で顕著であるため、ガラスＡおよびガラスＢ、特にガラスＢは、ファラデー素子材料として十分に使用しうるものであることがわかる。
【００７６】
次に、ガラスＡの単位体積あたりのテルビウムイオン数と、ガラスＢの単位体積あたりのテルビウムイオン数とを対比したところ、ガラスＡのテルビウムイオン数は、ガラスＢのテルビウムイオン数の約５倍であった。
【００７７】
また、波長６３０ｎｍの光線に対するヴェルデ定数を比較すると、ガラスＡのヴェルデ定数は、ガラスＢのヴェルデ定数の約２５倍以上であった。
【００７８】
したがって、ガラスＡとガラスＢとでは、ＢａＦ２およびＡｌＦ３の含有量が一定であることから、ヴェルデ定数の変化に影響を与える要素は、ＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）の変化であると考えられる。
【００７９】
実施例４
実施例１と同様にして、ＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）が相違するが、他の組成が同一であるテルビウム含有ガラスのサンプルを製造した。得られたサンプルのＴｂＦ３の含有率ａとＧｅＯ２の含有率ｂとの比Ｒ（ａ／ｂ）と、ガラスの単位体積１ｃｍ３あたりのＴｂ３＋の個数との関係を調べた。その結果を図２に示す。
【００８０】
図２に示された結果から、ＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）とガラス中に含まれているテルビウムイオンの数とは、ほぼ比例関係にあるので、ガラスＡに対する測定結果からガラスＢが顕著に大きなヴェルデ定数を予見することができない。
【００８１】
したがって、各実施例で得られた、ＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）の値が大きいテルビウム含有ガラスは、従来予想されているガラスと対比して、格別顕著に大きいヴェルデ定数を有することがわかる。
【００８２】
次に、実施例３で得られたガラスＡおよびガラスＢのＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）と、波長６５０ｎｍにおけるヴェルデ定数との関係を調べた。その結果を図３に示す。
【００８３】
図３において、破線は、グラフの原点とガラスＡ（Ｒ：０．１４）におけるヴェルデ定数とが結ばれた予想されるＲの変化に対するヴェルデ定数を示すが、実際には、ガラスＢ（Ｒ：１．０）は、矢印で表されているように、この破線で表される予想線よりもはるかに大きいヴェルデ定数の絶対値を有することがわかる。
【００８４】
このことから、ＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）の値が大きくなるとヴェルデ定数の絶対値が顕著に大きくなることから、ＴｂＦ３の量ａ（モル）とＧｅＯ２の量ｂ（モル）との比Ｒ（ａ／ｂ）の値が大きいガラスに含まれているテルビウムイオン周辺の環境は、ファラデー効果の発現に適しているものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施例３で得られた各テルビウム含有ガラスの波長５００〜８００ｎｍの可視光領域におけるヴェルデ定数を示すグラフである。
【図２】実施例４で得られたテルビウム含有ガラスのＴｂＦ３の含有率ａとＧｅＯ２の含有率ｂとの比Ｒ（ａ／ｂ）の値と、ガラスの単位体積１ｃｍ３あたりのＴｂ３＋の個数との関係を示すグラフである。
【図３】実施例３で得られた各テルビウム含有ガラスのＴｂＦ３の含有率ａとＧｅＯ２の含有率ｂとの比Ｒ（ａ／ｂ）の値と、ヴェルデ定数との関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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