(57)【要約】 【課題】レーザーガラスと放熱板としての単結晶を接合するのに好適な接着用材料を提供する。特にレーザーガラスとサファイアを接合するのに好適な接着用材料を提供する。【解決手段】ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、およびＬａ２Ｏ３を含有し、屈折率（ｎｄ）が １．７０を超え〜１．８２、１００〜３００℃における平均線膨張係数（α）が ５０〜８０×１０−７／℃、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であるガラス組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、およびＬａ２Ｏ３の各成分を含有し、屈折率（ｎｄ）が １．７０を超え〜１．８２、１００〜３００℃における平均線膨張係数（α）が ５０〜８０×１０−７／℃、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であるガラス組成物。
【請求項２】
質量％で、
ＳｉＯ２              ５．０％を超え〜１５．０％、および
Ｂ２Ｏ３              １０．０％を超え〜３０．０％未満、および
Ａｌ２Ｏ３            ４．０％を超え〜１０．０％、および
ＺｎＯ                １０．０％を超え〜４０．０％未満、および
Ｌａ２Ｏ３            ５．０〜３０．０％未満、および
ＴｉＯ２              ０〜５．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５            ０〜２０．０％、および／または
Ｔａ２Ｏ５            ０〜８．０％未満、および／または
Ｂｉ２Ｏ３            ０〜１０．０％、および／または
ＷＯ３                ０〜１０．０%、および／または
ＺｒＯ２              ０〜３．０%未満、および／または
ＭｇＯ                ０〜５．０％未満、および／または
ＣａＯ                ０〜５．０％未満、および／または
ＢａＯ                ０〜５．０％未満、および／または
Ｌｉ２Ｏ              ０〜３．５％未満、および／または
Ｎａ２Ｏ              ０〜３．５％未満、および／または
Ｋ２Ｏ                ０〜３．５％未満、および／または
Ｓｂ２Ｏ３            ０〜１．０％
の各成分を含有する請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
ｍｏｌ％で、
ＳｉＯ２              ８．０〜３０．０％、および
Ｂ２Ｏ３              １５．０〜５０．０％、および
Ａｌ２Ｏ３            １．０〜１０．０％未満、および
ＺｎＯ                １３．０〜５０．０％、および
Ｌａ２Ｏ３            １．５〜１０．０％、および
ＴｉＯ２              ０〜７．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５            ０〜８．０％、および／または
Ｔａ２Ｏ５            ０〜３．０％、および／または
Ｂｉ２Ｏ３            ０〜３．０％、および／または
ＷＯ３                ０〜５．０％、および／または
ＺｒＯ２              ０〜３．０％、および／または
ＭｇＯ                ０〜５．０％、および／または
ＣａＯ                ０〜５．０％、および／または
ＢａＯ                ０〜５．０％、および／または
Ｌｉ２Ｏ              ０〜１２．０％、および／または
Ｎａ２Ｏ              ０〜６．０％、および／または
Ｋ２Ｏ                ０〜４．０％、および／または
Ｓｂ２Ｏ３            ０〜１．０％
の各成分を含有する請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項４】
質量％で、
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３    １５．０％を超え〜３０．０％未満、および／または
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３+Ａｌ２Ｏ３            ２０．０〜５０．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５+Ｔａ２Ｏ５    ３．０〜２５．０％、および／または、
Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３    ３．０〜２０．０％、および／または
ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３    １６．０〜５５．０％未満、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ    １０．０％未満、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ＋ＺｎＯ  １０．５〜４０．０％未満、および／または
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜５．０％未満、および／または
ＴｉＯ２＋ Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＺｒＯ２＋Ｌａ２Ｏ３
２０．０〜４８．０％、および／または
（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）／Ａｌ２Ｏ３            １．６〜１１．０
である請求項１または２に記載のガラス組成物
【請求項５】
ｍｏｌ％で、
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３    １３．０〜５０．０％、および／または
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３+Ａｌ２Ｏ３            １５．０〜５８．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５+Ｔａ２Ｏ５    １．０〜１０．０％、および／または、
Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３    １．０〜８．０％、および／または
ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３    １５．０〜４７．０％、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ    ８．０％以下、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ＋ＺｎＯ  １３．５〜５０．０％、および／または
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ０．１〜１６．０％、および／または
ＴｉＯ２＋ Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＺｒＯ２＋Ｌａ２Ｏ３
７．０％を超え〜３５．０％、および／または
（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）／Ａｌ２Ｏ３            ２．４〜３９．０
である請求項１または３に記載のガラス組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ガラスに関するものであり、とりわけレーザー媒質であるガラスとサファイアを接合するのに好適な接着用ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体レーザーの高出力、短パルス、高繰り返し化が進んでいる。これら高出力固体レーザーはその発熱から由来する熱応力や熱疲労による破損を防止するため、光学活性成分をドープした単結晶をレーザー媒質とし、光学活性成分を含まない単結晶を放熱板として両者を接合し、固体レーザー素子とする技術が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、固体レーザーのさらなる高出力化の要求はますます高まっている。単結晶は組成の自由度が低いため、レーザー出力のさらなる高出力化を達成するべく単結晶中における光学活性成分の含有量を多くしようとしても、結晶構造が変化してしまったり、単結晶が得られないという問題があった。
【０００４】
【非特許文献１】福井大学  工学部電気電子工学科  大学院工学研究科  ファイバーアメニティ工学専攻  光エレクトロニクス研究室、Ｙｂ：ＹＡＧレーザーの開発、2）本研究で用いる結晶の特徴、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１６年５月１１日検索］、インターネット〈ｈｔｔｐ：／／ｆｕｅｅ．ｆｕｋｕｉ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／〜ｏｐｔｅｌｅ／ＪＰ／ｓｏｌｉｄ／ｓｌａｂ．ｈｔｍｌ〉
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで単結晶に対して組成の自由度が高いガラスに多量の光学活性成分を含有させ、固体レーザー媒質とすることが考えられる。
【０００６】
しかし、一般にガラスは単結晶に比べ熱伝導率が低く耐熱性が悪い。したがって、レーザー媒質の発熱に由来する熱応力や熱疲労による破損を防止するための放熱板の必要性は、単結晶レーザー媒質よりガラスのレーザー媒質の方が高い。放熱板は熱伝導率の高い単結晶が好適であるが、この際、レーザー媒質であるガラス（レーザーガラス）と放熱板である単結晶との熱膨張率が大きく異なっていると、両者の接合が不可能であったり、一時的に接合できても熱疲労や熱応力によって破損するなど接合不良の原因となる。またレーザー光の出力方向にレーザー媒質と放熱板を接合し、レーザー媒質から放熱板を透過してレーザー光を出力させる場合には、レーザー媒質と放熱板の屈折率が大きく異なっていると接合界面でレーザー光の反射が大きくなりロスの原因となる。したがって、レーザーガラスの平均線膨張係数（α）および屈折率（ｎｄ）を放熱板である単結晶の平均線膨張係数、屈折率と近似させること（これを本明細書においてマッチングという）が必要となる。
【０００７】
そしてレーザーガラスと単結晶の接合の際に両者に介在し接着するための材料も上述の理由と同様、放熱板である単結晶とマッチングしている必要がある。
またレーザーガラスの失透などを防ぐ為、前記接着材料が接着に必要とする熱処理の温度はレーザーガラスのガラス転移点（Ｔｇ）より低いものである必要がある。
【０００８】
本発明の課題はレーザーガラスと放熱板としての単結晶を接合するのに好適な接着用材料を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、放熱板としての単結晶として透明で高い熱伝導率を有するサファイアが好適であることに着目し、ガラスの組成を特定のものにすることによって、サファイアとのマッチングが良好で、ガラス転移点（Ｔｇ）が低く、レーザーガラスとサファイアの接合において、両者に介在する接着用材料として好適なガラスが得られることを見いだし、本発明をなすに至った。
【００１０】
前記目的を達成するための本発明の第１の構成は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、およびＬａ２Ｏ３の各成分を含有し、屈折率（ｎｄ）が １．７０を超え〜１．８２、１００〜３００℃における平均線膨張係数（α）が ５０〜８０×１０−７／℃、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であるガラス組成物である。
【００１１】
本発明の第２の構成は質量％で、
ＳｉＯ２                  ５．０％を超え〜１５．０％、および
Ｂ２Ｏ３                  １０．０％を超え〜３０．０％未満、および
Ａｌ２Ｏ３                ４．０％を超え〜１０．０％、および
ＺｎＯ                    １０．０を超え〜４０．０％未満、および
Ｌａ２Ｏ３                ５〜３０．０％未満、および
ＴｉＯ２                  ０〜５．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５                ０〜２０．０％、および／または
Ｔａ２Ｏ５                ０〜８．０％未満、および／または
Ｂｉ２Ｏ３                ０〜１０．０％、および／または
ＷＯ３                    ０〜１０．０%、および／または
ＺｒＯ２                  ０〜３．０%未満、および／または
ＭｇＯ                    ０〜５．０％未満、および／または
ＣａＯ                    ０〜５．０％未満、および／または
ＢａＯ                    ０〜５．０％未満、および／または
Ｌｉ２Ｏ                  ０〜３．５％未満、および／または
Ｎａ２Ｏ                  ０〜３．５％未満、および／または
Ｋ２Ｏ                    ０〜３．５％未満、および／または
Ｓｂ２Ｏ３                ０〜１．０％
の各成分を含有する前記第１の構成のガラス組成物である。
【００１２】
本発明の第３の構成はｍｏｌ％で、
ｍｏｌ％で、
ＳｉＯ２              ８．０〜３０．０％、および
Ｂ２Ｏ３              １５．０〜５０．０％、および
Ａｌ２Ｏ３            １．０〜１０．０％未満、および
ＺｎＯ                １３．０〜５０．０％、および
Ｌａ２Ｏ３            １．５〜１０．０％、および
ＴｉＯ２              ０〜７．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５            ０〜８．０％、および／または
Ｔａ２Ｏ５            ０〜３．０％、および／または
Ｂｉ２Ｏ３            ０〜３．０％、および／または
ＷＯ３                ０〜５．０％、および／または
ＺｒＯ２              ０〜３．０％、および／または
ＭｇＯ                ０〜５．０％、および／または
ＣａＯ                ０〜５．０％、および／または
ＢａＯ                ０〜５．０％、および／または
Ｌｉ２Ｏ              ０〜１２．０％、および／または
Ｎａ２Ｏ              ０〜６．０％、および／または
Ｋ２Ｏ                ０〜４．０％、および／または
Ｓｂ２Ｏ３            ０〜１．０％
の各成分を含有する前記第１の構成のガラス組成物である。
【００１３】
本発明の第４の構成は質量％で、
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３    １５．０％を超え〜３０．０％未満、および／または
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３+Ａｌ２Ｏ３            ２０．０〜５０．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５+Ｔａ２Ｏ５    ３．０〜２５．０％、および／または、
Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３    ３．０〜２０．０％、および／または
ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３    １６．０〜５５．０％未満、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ    １０．０％未満、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ＋ＺｎＯ  １０．５〜４０．０％未満、および／または
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜５．０％未満、および／または
ＴｉＯ２＋ Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＺｒＯ２＋Ｌａ２Ｏ３
２０．０〜４８．０％、および／または
（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）／Ａｌ２Ｏ３            １．６〜１１．０
である前記第１または第２の構成のガラス組成物である。
【００１４】
本発明の第５の構成はｍｏｌ％で、
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３    １３．０〜５０．０％、および／または
ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３+Ａｌ２Ｏ３            １５．０〜５８．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５+Ｔａ２Ｏ５    １．０〜１０．０％、および／または、
Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３    １．０〜８．０％、および／または
ＺｎＯ＋Ｌａ２Ｏ３    １５．０〜４７．０％、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ    ８．０％以下、および／または
ＭｇＯ＋ＣａＯ+ＢａＯ＋ＺｎＯ  １３．５〜５０．０％、および／または
Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ  ０．１〜１６．０％、および／または
ＴｉＯ２＋ Ｎｂ２Ｏ５＋Ｔａ２Ｏ５＋Ｂｉ２Ｏ３＋ＷＯ３＋ＺｒＯ２＋Ｌａ２Ｏ３
７．０％を超え〜３５．０％、および／または
（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）／Ａｌ２Ｏ３            ２．４〜３９．０
である前記第１または第３の構成のガラス組成物である。
【００１５】
本発明を詳細に説明する。以下、各成分の含有率の説明については特に明記しない限りは、質量％で表わすものとする。
本発明においてガラスの屈折率（ｎｄ）の下限が１．７０より大きいと、放熱板としてのサファイアと、サファイアにマッチングされたレーザーガラスを本発明のガラスにより接合した場合、接合界面でのレーザー光の反射が起こりにくくなり、固体レーザーとして効率の良いものとなる。屈折率の下限としてより好ましくは１．７２であり、1．７５を超えるのが最も好ましい。また、屈折率の上限が１．８２であると同様にレーザー光の反射が起こりにくくなる。屈折率の上限としてより好ましくは１．８１であり、最も好ましくは１．８０である。ガラスの屈折率が上述の範囲であると、本発明のガラスを用いてサファイアとレーザーガラスを接合した場合、効率の良い固体レーザーを得ることが出来る。
【００１６】
また、ガラスの１００〜３００℃における平均線膨張係数（α）が５０×１０−７／℃以上であるとサファイアとの平均線膨張係数の差が小さくなり、接合が良好となる。平均線膨張係数の下限は、より好ましくは６０×１０−７／℃であり、最も好ましくは６２×１０−７／℃である。また、平均線膨張係数が８０×１０−７／℃以下であると同様に接合が良好となる。平均線膨張係数の上限は、より好ましくは７５×１０−７／℃、最も好ましくは７３×１０−７／℃である。
ガラスの屈折率、平均線膨張係数が上述の範囲内とする事により、レーザーガラスとサファイアの接合が容易となり易く、更に熱疲労や熱応力による破損などに起因する接合不良を生じ難く、より良好な接合を得ることができる。
【００１７】
本発明のガラスが接着に必要とする熱処理の温度は、ガラス転移点（Ｔｇ）付近であるため、本発明のガラス転移点（Ｔｇ）はレーザーガラスのガラス転移点（Ｔｇ）より低いものである必要がある。本発明のガラスはガラス転移点が概ね６００℃を超えるＴｇを有するレーザーガラスとサファイアの接合を想定している。したがって、本発明のガラス転移点は６００℃以下であることが好ましく、５９０℃以下であることがより好ましく、５７０℃以下であることが最も好ましい。
【００１８】
本発明において各成分の組成範囲を限定した理由は次の通りである。
すなわち、ＳｉＯ２成分はガラス形成酸化物として重要な成分であり、失透なく、安定なガラスを得る為に、好ましくは５％を超えて含有される。より好ましくは６．０％、最も好ましくは７．０％を下限として含有される。ただし、溶融性を良くするため、ガラス転移点を低くするためにはその上限は1５．０％とすることが好ましく、１０．０％とすることがより好ましく、９．０％とすることが最も好ましい。
【００１９】
Ｂ２Ｏ３成分はガラス形成酸化物として重要な成分であり、失透なく、安定なガラスを得る為に、好ましくは１０．０％を超えて含有され、より好ましくは１２．０％、最も好ましくは１３．０％を下限として含有される。ただし、屈折率を小さくする成分であるのでサファイアとのマッチングのため、好ましくは３０．０％未満、より好ましくは２５．０％、最も好ましくは１６．０％未満を上限として含有される。
ただし、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２成分は屈折率を下げる成分であるので、サファイアとのマッチングを考慮しつつ安定なガラスを得るためには、これら成分の和の下限は１５．０％を超えることが好ましく、１９．０であることがより好ましく、２１．０％であることが最も好ましい。同様に和の上限は３０．０%未満であることが好ましく、２８．０％であることがより好ましく、２６．０％であることが最も好ましい。
【００２０】
Ａｌ２Ｏ３成分はガラスの化学的耐久性の改良に有効であり、好ましくは４．０％より多く含有されることが好ましく、より好ましくは４．３％、最も好ましくは４．５％を下限として含有される。ただし良好な耐失透性を得るため、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．５％、最も好ましくは９．０％を上限として含有される。
【００２１】
ただし、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３成分はいずれもガラスの安定性に寄与する成分であるので、これらの成分の和は２０．０%以上とすることが好ましく、２４．０％以上とすることがより好ましく、２６．０％以上とすることが最も好ましい。ただし、所望の屈折率を得るためにはこれら成分の和は５０．０％以下とすることが好ましく、４５．０％以下とすることがより好ましく、４０．０％以下とすることが最も好ましい。
また、各成分の質量％の比率で（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）／Ａｌ２Ｏ３の値を下限として好ましくは１．６、より好ましくは２．０、最も好ましくは２．５、上限として好ましくは１１．０、より好ましくは９．０、最も好ましくは７．０とすると、耐失透性、化学的耐久性が共に良好でガラスとしてより安定したものとなる。
【００２２】
ＺｎＯ成分は平均線膨張係数を下げるのに有効であり、サファイアとのマッチングを考慮して、好ましくは１０．０％を超えて含有され、より好ましくは１５．０％を下限として含有され、最も好ましくは２０．０％を超えて含有される。また、良好な耐失透性を得る為に好ましくは４０．０％未満、より好ましくは３５．０％、最も好ましくは３３．０％を上限として含有される。
【００２３】
Ｌａ２Ｏ３成分は屈折率を大きくするのに有効な成分であり、サファイアとのマッチングを考慮して、好ましくは５．０％、より好ましくは７．０％、最も好ましくは９．０％を下限として含有され、好ましくは３０．０％未満、より好ましくは２８．０％未満、最も好ましくは２７．７％を上限として含有される。
【００２４】
ここでＺｎＯ およびＬａ２Ｏ３成分の和はサファイアとのマッチングの観点から１６．０％以上であることが好ましく、２３．０％以上であることがより好ましく、３０．０％以上であることが最も好ましく、また、耐失透性の観点から５５．０%未満であることが好ましく、５４．０％以下であることがより好ましく、５２．０％以下であることが最も好ましい。
【００２５】
ＴｉＯ２成分は屈折率を大きくするのに有効な成分であるが過剰の添加は耐失透性を悪化させる。サファイアとのマッチングと耐失透性を考慮して、好ましくは５．０％、より好ましくは４．５％、最も好ましくは４．３％を上限として含有される。
【００２６】
ＺｒＯ２成分は屈折率を上げ平均線膨張係数を下げるのに有効な成分であるが、過剰の添加は耐失透性、溶解性を悪化させる。サファイアとのマッチングと耐失透性、溶解性を考慮して、好ましくは３．０％未満、より好ましくは２．８％、最も好ましくは２．７％を上限として含有される。
【００２７】
Ｎｂ２Ｏ５成分は屈折率を大きくし、平均線膨張係数を小さくするのに有効な成分である。任意で含有されるが、含有量の下限を１．０％とする事がサファイアとのマッチングのためより好ましく、３．０％とする事が最も好ましい。ただし、過剰の添加は耐失透性を悪化させる。良好な耐失透性維持のため、好ましくは２０．０％、より好ましくは１９．５％、最も好ましくは１９．０％を上限として含有される。
【００２８】
Ｔａ２Ｏ５成分は屈折率を上げ平均線膨張係数を下げるのに有効な成分であるが、過剰の添加は耐失透性を悪化させる。サファイアとのマッチングと耐失透性を考慮して、好ましくは８．０％未満、より好ましくは７．０％、最も好ましくは６．０％を上限として含有される。
Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５の両成分は、上述のとおり屈折率、平均線膨張係数の調整に有効な成分である。サファイアとのマッチングのために、両成分の和は３．０％以上が好ましく、５．０％以上がより好ましく、７．０％以上が最も好ましい。ただし、耐失透性の観点から両成分の和は２５．０％以下が好ましく、２２．０％以下が好ましく、２０．０％以下が好ましい。
【００２９】
Ｂｉ２Ｏ３成分は屈折率を大きくするのに有効な成分であり、サファイアとのマッチングを考慮して、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．５％、最も好ましくは８．８％を上限として含有される。
【００３０】
ＷＯ３成分は屈折率を大きくするのに有効な成分であり、サファイアとのマッチングを考慮して、好ましくは１０．０％、より好ましくは９．５％、最も好ましくは８．８％を上限として含有される。
Ｂｉ２Ｏ３およびＷＯ３は屈折率を大きくするのに有効な成分であり、サファイアとのマッチングを考慮して、両成分の和は３．０％以上が好ましく、３．５％以上がより好ましく、４．５％以上が最も好ましい。ただし、良好な耐失透性を得るため両成分の和は２０．０％以下が好ましく、１５．０％以下がより好ましく、１３．０％以下が最も好ましい。
【００３１】
またＴｉＯ２、 Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ３、ＺｒＯ２およびＬａ２Ｏ３の各成分の和は、サファイアとのマッチング考慮して、２０．０％以上であることが好ましく、２５．０％以上であることがより好ましく、３０．０％以上であることが最も好ましい。ただし良好な耐失透性を得るため、各成分の和は４８．０％以下であることが好ましく、４７．５％以下であることがより好ましく、４６．５％以下であることが最も好ましい。
【００３２】
ＭｇＯ成分はガラスの失透抑制に有効であるが、平均線膨張係数を大きくし、屈折率を小さくするので、サファイアとのマッチングのため、好ましくは５．０％未満、より好ましくは３．０％を上限として含有され、実質的に含まないことが最も好ましい。
【００３３】
ＣａＯ成分はガラスの失透抑制に有効であるが、平均線膨張係数を大きくし、屈折率を小さくするので、サファイアとのマッチングのため、好ましくは５．０％未満、より好ましくは３．０％を上限として含有され、実質的に含まないことが最も好ましい。
【００３４】
ＢａＯ成分は屈折率を大きくするのに有効な成分である。ただし、平均線膨張係数を大きくするため、サファイアとのマッチングを考慮して、好ましくは５．０％未満、より好ましくは４．０％、最も好ましくは３．０％を上限として含有される。
【００３５】
必要な平均線膨張係数を維持するためにはＭｇＯ、ＣａＯ、およびＢａＯ成分の和は１０．０％未満であることが好ましく、７．０％以下であることがより好ましく、５．０％以下であることが最も好ましい。また、原料組成物をガラス化しやすくする為、ＲＯ成分（Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ）の和は下限が１０．５％であることが好ましく、１５．５％であることがより好ましく、２０．５％であることが最も好ましく、上限が４０．０％未満であることが好ましく、３７．０％であることがより好ましく、３４．０％であることが最も好ましい。
【００３６】
Ｌｉ２Ｏ成分はガラスの溶解性を向上させ、ガラス転移点を下げる効果がある成分である。任意で含有されるが、より好ましくは０．５％、最も好ましくは１．０％を下限として含有される。ただし平均線膨張係数を非常に大きくする成分であるので好ましくは３．５％未満、より好ましくは３．３％、最も好ましくは３．２％を上限として含有される。
Ｎａ２Ｏ成分はガラスの溶解性を向上させ、ガラス転移点を下げる効果がある成分であるが、平均線膨張係数を非常に大きくする成分であるので好ましくは３．５％未満、より好ましくは２．０％を上限として含有され、実質的に含有されないことが最も好ましい。
Ｋ２Ｏ成分はガラスの溶解性を向上させ、ガラス転移点を下げる効果がある成分であるが、平均線膨張係数を非常に大きくする成分であるので好ましくは３．５％未満、より好ましくは２．０％を上限として含有され、実質的に含有されないことが最も好ましい。
また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ各成分の和は、ガラス転移点を下げるために０．１％以上であることが好ましく、０．５％以上であることがより好ましく、１．０％以上であることが最も好ましい。また、前記平均線膨張係数の観点から５．０％未満であることが好ましく、４．５％以下であることがより好ましく、３．８％以下であることが最も好ましい。
【００３７】
Ｓｂ２Ｏ３成分はガラスの清澄剤として有効であり任意に含有されるが、含有量の下限を０．０５％とすることがより好ましく、０．０８％とすることが最も好ましい。ただし、他成分の組成のバランスにおいて得られる所望の物性に影響を及ぼさないよう、含有量の上限は１.０％とすることが好ましく、０．７％とすることがより好ましく、０．５％とすることが最も好ましい。
【００３８】
本発明のガラス組成物は、その組成が質量％で表わされているため直接的にｍｏｌ％の記載に表せるものではないが、本発明において要求される諸特性を満たすガラスは、ｍｏｌ％による表示で概ね以下の値の各成分を含有する。
ｍｏｌ％で、
ＳｉＯ２              ８．０〜３０．０％、および
Ｂ２Ｏ３              １５．０〜５０．０％、および
Ａｌ２Ｏ３            １．０％〜１０．０未満、および
ＺｎＯ                １３．０〜５０．０％、および
ＴｉＯ２              ０〜７．０％、および／または
Ｎｂ２Ｏ５            ０〜８．０％、および／または
Ｔａ２Ｏ５            ０〜３．０％、および／または
Ｂｉ２Ｏ３            ０〜３．０％、および／または
ＷＯ３                ０〜５．０％、および／または
ＺｒＯ２              ０〜３．０％、および／または
Ｌａ２Ｏ３            １．５〜１０．０％、および／または
ＭｇＯ                ０〜５．０％、および／または
ＣａＯ                ０〜５．０％、および／または
ＢａＯ                ０〜５．０％、および／または
Ｌｉ２Ｏ              ０〜１２．０％、および／または
Ｎａ２Ｏ              ０〜６．０％、および／または
Ｋ２Ｏ                ０〜４．０％、および／または
Ｓｂ２Ｏ３            ０〜１．０％
【００３９】
本発明の構成の一つにおいて、上述した各成分の効果を奏するために、ｍｏｌ％表示によれば、各成分は以下に記載の範囲で含有される。
すなわち、ＳｉＯ２成分は、好ましくは概ね８．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね１０．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１２．０ｍｏｌ％を下限として含有される。また上限は概ね３０．０ｍｏｌ％とすることが好ましく、概ね２５．０ｍｏｌ％とすることがより好ましく、概ね２０．０ｍｏｌ％とすることが最も好ましい。
【００４０】
Ｂ２Ｏ３成分は、好ましくは概ね１５．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね１７．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１９．０ｍｏｌ％を下限として含有され、好ましくは概ね５０．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４２．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね３４．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
ただし、Ｂ２Ｏ３およびＳｉＯ２成分の和の下限は概ね１３．０ｍｏｌ％であることが好ましく、概ね２８．０ｍｏｌ％であることがより好ましく、概ね３２．０ｍｏｌ％であることが最も好ましい。同様に和の上限は概ね５０．０ｍｏｌ%であることが好ましく、概ね４５．０ｍｏｌ％であることがより好ましく、概ね４０．０ｍｏｌ％未満であることが最も好ましい。
【００４１】
Ａｌ２Ｏ３成分は、好ましくは概ね１．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％を下限として含有される。また、好ましくは概ね１０．０ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね９．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね９．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
ただし、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、およびＡｌ２Ｏ３の成分の和は概ね１５．０ｍｏｌ%以上とすることが好ましく、概ね３１．０ｍｏｌ％以上とすることがより好ましく、概ね３６．０ｍｏｌ％以上とすることが最も好ましい。ただしこれら成分の和は概ね５８．０ｍｏｌ％以下とすることが好ましく、概ね５４．０ｍｏｌ％とすることがより好ましく、概ね４８．５ｍｏｌ％とすることが最も好ましい。
また、各成分の質量％の比率で（ＳｉＯ２+Ｂ２Ｏ３）／Ａｌ２Ｏ３の値を下限として好ましくは概ね２．４、より好ましくは概ね３．０、最も好ましくは概ね３．５、上限として好ましくは概ね３９．０、より好ましくは概ね３０．０、最も好ましくは概ね２０．０の値をとる。
【００４２】
ＺｎＯ成分は、好ましくは概ね１３．０ｍｏｌ％を下限として含有され、より好ましくは概ね１５．０ｍｏｌ％を超えて含有され、最も好ましくは概ね２０．０ｍｏｌ％を下限として含有される。また、好ましくは概ね５０．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４３．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね４０．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００４３】
Ｌａ２Ｏ３成分は、好ましくは概ね１．５ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２．５ｍｏｌ％を下限として含有され、好ましくは概ね１０．０ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね９．７ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね９．５ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００４４】
ここでＺｎＯ およびＬａ２Ｏ３成分の和は概ね１５．０ｍｏｌ％以上であることが好ましく、概ね１８．０ｍｏｌ％以上であることがより好ましく、概ね２４．０ｍｏｌ％以上であることが最も好ましく、また概ね４７．０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、概ね４５．０ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、概ね４３．０ｍｏｌ％以下であることが最も好ましい。
【００４５】
ＴｉＯ２成分は、好ましくは概ね７．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね６．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね６．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００４６】
ＺｒＯ２成分は、好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね２．８ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２．５ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００４７】
Ｎｂ２Ｏ５成分は任意で含有されるが、含有量の下限を概ね０．５ｍｏｌ％とする事がより好ましく、概ね１．０ｍｏｌ％とする事が最も好ましい。ただし、好ましくは概ね８．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね７．８ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね７．５ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００４８】
Ｔａ２Ｏ５成分は、好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね２．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１．５ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００４９】
Ｎｂ２Ｏ５とＴａ２Ｏ５の両成分の和は概ね１．０ｍｏｌ％以上が好ましく、概ね１．８ｍｏｌ％以上がより好ましく、概ね２．５ｍｏｌ％以上が最も好ましい。ただし、概ね１０．０ｍｏｌ％以下が好ましく、概ね９．０ｍｏｌ％以下が好ましく、概ね８．５ｍｏｌ％以下が好ましい。
【００５０】
Ｂｉ２Ｏ３成分は、好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００５１】
ＷＯ３成分は、好ましくは概ね５．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね４．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
【００５２】
Ｂｉ２Ｏ３およびＷＯ３両成分の和は概ね１．０ｍｏｌ％以上が好ましく、概ね１．０５ｍｏｌ％以上がより好ましく、概ね１．１０ｍｏｌ％以上が最も好ましい。また、両成分の和は概ね８．０ｍｏｌ％以下が好ましく、概ね６．５ｍｏｌ％以下がより好ましく、概ね５．０ｍｏｌ％以下が最も好ましい。
またＴｉＯ２、 Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＷＯ３、ＺｒＯ２およびＬａ２Ｏ３の各成分の和は概ね７．０ｍｏｌ％を超えることが好ましく、概ね１０．０ｍｏｌ％を超えることがより好ましく、概ね１１．０ｍｏｌ％以上であることが最も好ましい。ただし、各成分の和は概ね３５．０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、概ね３０．５ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、概ね２６．０ｍｏｌ％以下であることが最も好ましい。
【００５３】
ＭｇＯ成分は好ましくは概ね５．０ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％を上限として含有され、実質的に含まないことが最も好ましい。
【００５４】
ＣａＯ成分は、好ましくは概ね５．０ｍｏｌ％未満、より好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％を上限として含有され、実質的に含まないことが最も好ましい。
【００５５】
ＢａＯ成分は好ましくは概ね５．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４．０ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね２．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
ＭｇＯ、ＣａＯ、およびＢａＯ成分の和は概ね８．０ｍｏｌ%以下であることが好ましく、概ね７．０ｍｏｌ%以下であることがより好ましく、概ね１．５ｍｏｌ%以下であることが最も好ましい。また、ＲＯ成分（Ｒ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ）の和は下限が概ね１３．５ｍｏｌ％であることが好ましく、概ね１５．５ｍｏｌ％であることがより好ましく、概ね２０．５ｍｏｌ％であることが最も好ましく、上限が概ね５０．０ｍｏｌ%であることが好ましく、概ね４５．０ｍｏｌ%であることがより好ましく、概ね４１．０ｍｏｌ%であることが最も好ましい。
【００５６】
Ｌｉ２Ｏ成分は任意で含有されるが、より好ましくは概ね１．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね３．０ｍｏｌ％を下限として含有される。ただし好ましくは概ね１２．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね１１．５ｍｏｌ％、最も好ましくは概ね１１．０ｍｏｌ％を上限として含有される。
Ｎａ２Ｏ成分は好ましくは概ね６．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね４．０ｍｏｌ％を上限として含有され、実質的に含有されないことが最も好ましい。
Ｋ２Ｏ成分は好ましくは概ね４．０ｍｏｌ％、より好ましくは概ね２．０ｍｏｌ％を上限として含有され、実質的に含有されないことが最も好ましい。
また、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ各成分の和は、概ね０．１ｍｏｌ％以上であることが好ましく、概ね１．５ｍｏｌ％以上であることがより好ましく、概ね３．５ｍｏｌ％以上であることが最も好ましい。また、概ね１６．０ｍｏｌ％未満であることが好ましく、概ね１４．０ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、概ね１２．０ｍｏｌ％以下であることが最も好ましい。
【００５７】
Ｓｂ２Ｏ３成分は任意に含有されるが、含有量の下限は概ね０．０２ｍｏｌ％とすることがより好ましく、概ね０．０３ｍｏｌ％とすることが最も好ましい。含有量の上限は概ね１．０ｍｏｌ％とすることが好ましく、概ね０．０８ｍｏｌ％とすることがより好ましく、概ね０．０６ｍｏｌ％とすることが最も好ましい。
【００５８】
なお、本発明のガラスに、Ｒｂ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、等の上記以外の成分を合計で概ね３ｍｏｌ％程度まで必要に応じて添加しても差し支えない。
【００５９】
次に本発明のガラスについて、実質的に含有しないことが好ましい成分について説明する。
本発明のガラスは、環境上有害なＰｂＯやＡｓ２Ｏ３成分を実質的に含有しないことが好ましい。
【００６０】
Ｌｕ２Ｏ３は一般にガラスの成分としては、他の成分に比べて使用頻度が少ない。また、一般のガラス原料と比較して希少価値の高い物質でもあることから、ガラス原料としては高額であり、経済的な面からは使用したくない成分である。本発明のガラスは上記の特性とガラスとしての安定性を兼ね備えているので、Ｌｕ２Ｏ３成分を実質的に含有しないことが好ましい。
【００６１】
Ｆ成分は屈折率を低下させる成分であり、サファイアとのマッチングの観点からは実質的に含有しないことが好ましい。
【００６２】
Ｐ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｎｄ２Ｏ３、ＳｎＯ、Ｔｂ２Ｏ３、ＭｎＯ２、等の成分は、ガラスの安定性、耐酸性、溶融性等が低下するので実質的に含有しないことが好ましい。
【００６３】
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ等の着色成分は実質的に含有しないことが好ましい。
【００６４】
なお、本明細書において実質的に含有しないとは、不純物として混入される場合を除き、人為的に含有させないことを意味する。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、屈折率（ｎｄ）が １．７０を超え〜１．８２、１００〜３００℃における平均線膨張係数（α）が ５０〜８０×１０−７／℃、ガラス転移点（Ｔｇ）が６００℃以下であって、レーザーガラスとサファイア接合において接着用材料として好適なガラスを得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６６】
次に本発明にかかるガラスの実施組成例（単位：質量％）を、屈折率（ｎｄ）、１００〜３００℃の平均線膨張係数(α)およびガラス転移点（Ｔｇ）とともに表１〜３に示した。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
これらの表において、屈折率（ｎｄ）は溶融ガラスをキャストし、Ｔｇ付近の温度で３時間保持し、その後２５℃／時の速度で１０時間降温したのち、アニール炉内にて室温になるまで自然降温して得られたガラスについて、示差自動屈折計を用いて測定した。また、平均線膨張係数（α）は各実施例のガラスを長さ２０．０（＋０．０、−１．０）ｍｍ、直径４．７（±０．１）ｍｍの棒状試料に加工し、（株）リガク製  ＴＡＳ２００−ＴＭＡ縦型熱膨張計を用いて、試料に９８ｍＮの力を加え、毎分４℃で上昇するように加熱し、１００〜３００℃の温度範囲において測定した。
ガラス転移点（Ｔｇ）は前記平均線膨張係数の測定方法と同様の試料、装置、昇温条件で測定した。
【実施例】
【００６７】
本発明の実施例のガラスは、いずれも硝酸塩、炭酸塩および酸化物の原料を用いて秤量・混合し、これを白金るつぼを用い、約１１００〜１５００℃、約２〜５時間で溶解脱泡し、攪拌均質化した後、金型に鋳込み、徐冷することにより得た。
【００６８】
【表１】
2005350330.tif 000002
【００６９】
【表２】
2005350330.tif 000003
【００７０】
【表３】
2005350330.tif 000004
【００７１】
表１〜３に見られるように、本発明の実施組成例のガラスはいずれも、１００〜３００℃の平均線膨張係数が５０〜８０×１０−７／℃の範囲にあり、屈折率（ｎｄ）は１．７０より大きく１．８２以下の範囲にあった。かつ、これらのガラスは、いずれも６００℃以下のガラス転移点（Ｔｇ）を示した。またレーザーガラスが失透しない温度でサファイアと接着することができ、また本発明のガラス自身も失透することがなく、接着用ガラスとして良好な特性を示した。
【００７２】
これらの諸特性により本発明のガラスは、レーザーガラスが失透しない温度でサファイアと接合することができ、かつ、サファイアおよびレーザーガラスとの接合界面においてもレーザー光の反射が少なく、接着用材料として好適なガラスであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
上述のとおり、レーザーガラスとサファイア単結晶との接合用材料として好適であるので、本発明を使用して両者を接合することにより、熱的な問題のない高出力固体レーザーを得ることができる。また、ガラスと単結晶の接合だけでなく単結晶と単結晶の接合、例えば光学活性成分をドープしたサファイアとドープしていないサファイアとの接合においても接合用材料として好適である。
【００７４】
本発明のガラスは接着用材料としてだけでなく、光学レンズ、光学レンズ用ガラスゴブなど、光学ガラスとして、それ自身で光学的な用途に使用することもできる。