フッ化物ガラスとは、酸素をフッ素で置き換えた非石英系のガラスをいう。通常のガラスは、シリカ(SiO2)を主成分としているが、フッ化物ガラスは、ジルコニウム(Zr)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、アルミニウム(Al)やイットリウム(Y)とフッ素(F)から構成される(表1)。シリカガラスに比べて耐久性に劣るが、より長波長の赤外線の透過率が高い。

現在は、赤外光の短距離伝送用ファイバーやファイバー増幅器といった分野で研究が進められている。フッ化物は、ガラス中での化学結合が弱いためにレーザー作用の効率が高く、レーザー利得の波長変化が小さい。このため、波長分割多重通信(WDM)用の希土類イオン含有フッ化物ファイバーレーザーに応用されている。この他、歯科治療用のレーザー光を伝えるファイバーとして使われている。

表1 フッ化物ガラスの諸特性

ガラス組成(モル%) ガラス転移点(ºC) 密度(g/cm3) 屈折率
ZrF4(64), BaF2(36) 300 4.66 1.522
ZrF4(50), BaF2(25), NaF(25) 240 4.50 1.50
ZrF4(62), BaF2(33), NaF3(5) 306 4.79 1.523
ZrF4(45), BaF2(36), YF3(11), AF3(8) 324 4.54 1.507
ZrF4(57), BaF2(36), LaF3(3), AF3(4) 310 4.61 1.516
ZrF4(53), BaF2(20), LaF3(4), AF3(3), NaF(20) 256 4.34 1.497
YF3(16), AF3(42), BaF2(12), CaF2(20), SrF(10) 432 3.90 1.436
InF3(40), BaF2(25), ZuF2(20), CdF2(8), NaF(10) 284 5.09 1.495

 

参考文献

[1] レーザー学会 編「レーザーハンドブック」オーム社(2005)