DE3801844A1 - Verfahren zum schmelzen von fluorphosphatglas - Google Patents
Verfahren zum schmelzen von fluorphosphatglasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzen eines
Fluorphosphatglases. Das gemäß der vorliegenden Erfindung
erhaltene Fluorphosphatglas kann als Laserverstärker für
eine Laserkernfusion, als Laserfenster, als optische Linse,
etc., verwendet werden.
Phosphatgläser und Fluorphosphatgläser werden als Lasergläser
verwendet und werden hergestellt, indem man sie in einem
Platinbehälter schmilzt. Bei einer solchen Herstellung sind
jedoch Verunreinigungen des Glases durch Platineinschlüsse,
die durch Auflösen des aus dem Behälter stammenden Platins
in dem Glas verursacht werden, unvermeidbar. Platineinschlüsse
verursachen einen thermischen Abbau des Glases durch den
Laserstrahl und infolgedessen nehmen die annehmbaren oberen
Grenzen für die Platineinschlüsse mit der Erhöhung der
Laserleistung ab, d. h. daß die Grenze unterhalb mikroskopisch
nachweisbarer Niveaus liegt. Infolgedessen ist die
Verminderung oder die Eliminierung von Platineinschlüssen beim
Schmelzen eines Phosphatglases oder Fluorphosphatglases in
einem Platinbehälter eine wichtige Aufgabe bei der Herstellung
von Laserglas.
Man hat bereits versucht, dieses Glas in einem Tontiegel
oder in einem Tiegel aus Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid
anstelle eines Platinbehälters zu schmelzen. Bei diesen
Versuchen wurden jedoch die Tiegelmaterialien chemisch
angegriffen und man erhielt kein Glas, das den hohen
Qualitätsansprüchen, die für ein Laserglas vorliegen, genügt
und das frei von Verunreinigungen und Verfärbungen ist.
Man hat auch Tiegel aus amorphem Kohlenstoff zum Schmelzen
von Zirkonfluoridglas verwendet (das dabei gebildete Glas
kann man als Material für optische Übertragungsfasern
verwenden) und man hat ein Glas verhältnismäßig guter
Qualität im Laboratoriums-Maßstab erhalten (Material
Science Forum, Bd. 5, Seiten 1 bis 18 (1985), H. G. Drexhage).
In der Literatur werden jedoch keine Oxidgläser oder Oxid
enthaltenden Gläser erwähnt.
Bisher nahm man an, daß man kein hochqualitatives Glas
erhalten kann, wenn man ein Oxidglas oder ein Oxid
enthaltendes Glas in einem Kohlenstoffbehälter schmilzt,
weil der Kohlenstoffbehälter oxidiert und dadurch Blasen
in dem Glas entstehen und weil weiterhin das Oxid in dem
Glas durch den Kohlenstoff reduziert wird.
Es ist kein Fall bekannt geworden, bei dem man irgendein
Fluorphosphatglas in einem Kohlenstoffbehälter geschmolzen
hat.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Schmelzen
eines Fluorphosphatglases zur Verfügung zu stellen, bei dem
man ein hochqualitatives Fluorphosphat-Laserglas erhält,
das frei von Platineinschlüssen oder Verunreinigungen ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Untersuchungen
angestellt, um die Aufgabe zu lösen und sie haben dabei
die vorliegende Erfindung gemacht.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Schmelzen eines
Fluorphosphatglases zur Verfügung gestellt, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß man Fluorphosphatglas mit
einem Gesamtsauerstoffgehalt von 5 bis 30%, ausgedrückt
als kationischer Prozentsatz, in einer sauerstofffreien
Gasatmosphäre unter Verwendung eines Kohlenstoffbehälters
schmilzt.
"Kationischer Prozentsatz" bedeutet den Anteil, ausgedrückt
in Prozent, der Zahl all jener Kationen zur Gesamtzahl von
allen Kationen in dem Glas und kann wie folgt gemäß der
nachfolgenden Formel berechnet werden:
kationischer Prozentsatz =
(Zahl des jeweiligen Kations) + (Gesamtzahl aller Kationen) × 100
(Zahl des jeweiligen Kations) + (Gesamtzahl aller Kationen) × 100
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung und
zeigt die Lichtdurchlässigkeitskurve
eines Fluorphosphatglases, das gemäß
Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung
erhalten wurde, und eine
Lichtdurchlässigkeitskurve eines
Fluorphosphatglases, das nach einem
üblichen Verfahren erhalten wurde.
Als Material für den Kohlenstoffbehälter, der beim vorliegenden,
erfindungsgemäßen Verfahren zum Schmelzen eines
Fluorphosphatglases verwendet wird, kommen gewöhnlicher
Graphit, hochdichter Graphit, amorpher Kohlenstoff etc.
in Frage, wobei amorpher Kohlenstoff besonders bevorzugt
wird. Dieser amorphe Kohlenstoff, den man auch als
"glasartigen Kohlenstoff" bezeichnet, ist ein schwarzes
glasartiges Kohlenstoffmaterial. Es weist Eigenschaften
auf, die übliche Kohlenstoffmaterialien nicht haben, wie
eine niedrige Porosität (1 bis 5%), eine hohe
Wärmebeständigkeit (etwa 3000°C), eine hohe Härte (70 bis
80 Shore) und eine hohe Biegefestigkeit 500 bis 1200 kgf/cm²).
In Tabelle 1 werden Testergebnisse für die Oxidation und
die Erschöpfungsbeständigkeit von verschiedenen
Kohlenstoffmaterialien wiedergegeben. Diese Daten stammen
von einer Broschüre (ausgegeben im März 1985) über glasartigen
Kohlenstoff (amorphen Kohlenstoff) der Tokai Carbon Co. Ltd.
Aus Tabelle 1 geht hervor, daß glasartiger Kohlenstoff
(amorpher Kohlenstoff) eine überlegene Oxidationsbeständigkeit
und Dauerhaftigkeit gegenüber normalem Graphit und sogar
gegenüber hochdichtem Graphit aufweist.
Der Kohlenstoffbehälter ist ein Behälter, der vollständig
aus Kohlenstoff hergestellt wurde, oder ein Behälter, den
man erhält, indem man den Hauptkörper des Behälters mit
Kohlenstoff bedeckt oder überzieht, wobei alle Teile,
einschließlich des Rührstabes, der Verbindungsleitungen und
der Ableitungen eingeschlossen sind.
Als sauerstoffreiche Gasatmosphäre, die bei der vorliegenden
Erfindung angewendet wird, ist eine Inertgasatmosphäre, wie
Stickstoffgas, Argongas oder dergleichen, besonders geeignet,
um eine Oxidation und Erschöpfung des Kohlenstoffbehälters
und das Verdampfen des Glases zu vermeiden. Zum Zwecke der
Dehydratisierung und der Ergänzung von Fluor ist es auch
vorteilhaft, eine Atmosphäre aus einem Mischgas, umfassend
eines der obigen Inertgase und eine gasartige Halogenverbindung
(z. B. CF₄, PF₅, SF₆, BF₃, NF₃, CCl₄, PCl₃) zu verwenden.
Die sauerstofffreie Gasatmosphäre kann man erhalten, indem
man das vorerwähnte Gas in den unteren Teil des Innenbehälters
einbläst (wobei sich in dem unteren Teil das
Fluorphosphatglas befindet) oder indem man das Gas in das
Fluorphosphatglas unter Blasenbildung einbläst.
Der Anteil der Halogenverbindung in dem Mischgas beträgt
vorzugsweise nicht mehr als 30 Vol.-%, weil ein zu großer
Anteil eine Erschöpfung des Kohlenstoffbehälters verursachen
kann.
Der Sauerstoffgehalt in dem Glas beträgt 5 bis 30%, ausgedrückt
als kationischer Prozentsatz. Der Grund dafür ist der
folgende. Beträgt der Sauerstoffgehalt mehr als 30%,
ausgedrückt als kationischer Prozentsatz, dann besteht
die Neigung, daß das Glas und der Kohlenstoff des Behälters
miteinander reagieren und das dabei gebildete Glas zeigt
dann einen ansteigenden, nicht-linearen Brechungsindex.
Beträgt der Sauerstoffgehalt weniger als 5%, ausgedrückt
als kationischer Prozentsatz, dann ist die Glasbildung
schwierig. In der Praxis liegt der Sauerstoffgehalt vorzugsweise
bei 10 bis 20%.
Als Fluorphosphatglas kommt beispielsweise ein Glas in
Frage, wie es in der JP-PS 14379/1983 beschrieben wird,
oder Gläser, bei denen 0,01 bis 3%, ausgedrückt als
kationischer Prozentsatz von 1/2 Nd₂O₃ als Komponente für
die Laseroszillation in einem Glas eingebracht ist, das
ausgedrückt als kationischer Prozentsatz, 5 bis 25%
1/2 P₂O₅ enthält und als Rest Metalloxide, sowie ein
Glas, bei dem ein Teil oder das gesamte 1/2 Nd₂O₃ in dem
obigen Glas durch 1/2 Er₂O₃ und/oder 1/2 Eu₂O₃ ersetzt sind.
Bei dem Verfahren zum Schmelzen von Fluorphosphatglas
gemäß der vorliegenden Erfindung ist das dabei gebildete
Glas frei von Einschlüssen und Platinverunreinigungen und
Verfärbungen durch Platinionen, weil bei dem Verfahren ein
Kohlenstoffbehälter verwendet wird. Es findet auch nur
eine sehr geringe Reaktion zwischen dem Kohlenstoffbehälter
und dem Glas statt, weil das Glas mit einem niedrigen
Gesamtsauerstoffgehalt in einer sauerstofffreien Gasatmosphäre
unter Verwendung eines Kohlenstoffbehälters geschmolzen
wird und darüber hinaus wird die Erschöpfung des
Kohlenstoffbehälters aufgrund einer Reaktion mit dem
Sauerstoff in der Luft sowie auch das Verdampfen des Glases
erheblich vermindert.
Die Erfindung wird nachfolgend in den Beispielen näher
erläutert. Die Beispiele sind nur beschreibend und keineswegs
beschränkend aufzufassen.
In einem Tiegel aus amorphem Kohlenstoff mit einer
zylindrischen Form (50 mm Innendurchmesser), 56 mm
Außendurchmesser, 3 mm Dicke und 85 mm Höhe) wurden
100 g eines Rohmaterialansatzes eingebracht. Der Ansatz
bestand, ausgedrückt in Gew.-%, aus 25,4% AlF₃, 5,7%
YF₃, 2,6% MgF₂, 18,0% CaF₂, 19,7% SrF₂, 12,9% BaF₂,
13,4% P₂O₅ und 2,3% Nd₂O₃ und, ausgedrückt als kationischer
Prozentsatz, 29% AlF₃, 3,7% YF₃, 4% MgF₂, 22% CaF₂,
15% SrF₂, 7% BaF₂, 18% 1/2 P₂O₅ und 1,3% 1/2 Nd₂O₃
(der Gesamtsauerstoffgehalt betrug 19,3%, ausgedrückt
als kationischer Prozentsatz). Dann wurde ein Deckel aus
amorphem Kohlenstoff auf dem Tiegel aufgebracht und
anschließend wurde der mit dem Deckel verschlossene Tiegel
in einen röhrenförmigen Ofen mit einem Platinerhitzer
eingestellt und der Rohmaterialansatz wurde 2 Stunden bei
900°C, geschmolzen, wobei man durch den Ofen Argongas,
enthaltend 1,6 Gew.-% NF₃ mit einer Fließgeschwindigkeit
von 3 l/Min. leitete. Anschließend wurde der Tiegel aus
dem Ofen genommen und natürlich auf 460°C abkühlen gelassen
und dann langsam von 460°C auf Raumtemperatur (25°C)
abgekühlt, wobei man das Glas erhielt. Ein He-Ne-
Gaslaserstrahl mit einer Stärke von 5 mW wurde auf das
Glas einwirken gelassen, um das Vorhandensein von Blasen
und Einschlüssen in dem Glas unter Verwendung eines
Mikroskops zu untersuchen. Es wurden weder Blasen noch
Einschlüsse gefunden.
Dann wurde ein YAG-Laser-20-Hz-Puls-Licht mit einer
Energiedichte von 8 Joule/cm² als ein Laserstrahl mit
einem Durchmesser von 2 mm auf das obige Glas einwirken
gelassen, wobei man das Glas damit abtastete, um eine
Zerstörung des Glases durch Laser festzustellen. Das in
diesem Beispiel erhaltene Glas zeigte keinerlei Zerstörung,
während ein übliches, durch Schmelzen in einem Platinbehälter
erhaltenes Glas zahlreiche Schädigungen durch den Laser
aufwies.
Das Glas dieses Beispiels wird in der Lichtdurchlässigkeitskurve
1 in Fig. 1 gezeigt, aus welcher hervorgeht, daß keine
Absorption durch Platinionen oder andere Verunreinigungen
(Eisenionen etc.) stattfindet und infolgedessen hat das
Glas eine höhere Durchlässigkeit im ultravioletten sichtbaren
Lichtbereich, im Vergleich zu einem Phosphatlaserglas
(Kurve 3) gemäß JP-OS 1 20 544/1979 und auch gegenüber
einem Fluorphosphatglas (Kurve 2), das durch Schmelzen in
einem üblichen Platinbehälter erhalten wurde (diese
Lichtdurchlässigkeiten wurden alle unter Verwendung eines
Glases mit einer Dicke von 10 mm gemessen). Infolgedessen
ist die Absorption von angeregtem Licht durch andere Ionen als
Nd-Ionen im Glas gemäß Beispiel 1 am wenigsten und man erhält bei diesem Glas eine
hohe Anregungseffizienz. Im allgemeinen wird durch die
Gegenwart von Wasser in dem Glas die Fluoreszenz-Lebenszeit
des Glases, je nach dem Anteil des Wassers, verkürzt und
die Lasereigenschaften des Glases werden verschlechtert.
Das Glas gemäß Beispiel 1, das ausreichend dehydratisiert
war, hatte eine Fluoreszenz-Lebenszeit von 400 µsec, die
länger war als die 380 µsec eines Glases der gleichen
Zusammensetzung, das durch Schmelzen in einem Platinbehälter
erhalten worden war.
Der Rohmaterialansatz in diesem Beispiel hatte einen
Oxidgehalt von 19,3 Kationen-% (15,7 Gew.-%). Dennoch
zeigte der Tiegel keine Veränderung im Glanz und im
Oberflächenzustand, auch nachdem man ein Material mit
einem derartig hohen Sauerstoffgehalt erschmolzen hatte.
Da bei diesem Beispiel das Schmelzen des Fluorphosphatglases
in einer Inertgasatmosphäre erfolgte, unter Verwendung
eines Behälters aus amorphem Kohlenstoff, wurden auch
weder Blasen durch die Umsetzung des Glases mit dem
Kohlenstoff des Behälters, noch eine Verfärbung des Glases
festgestellt.
In einem Tiegel aus hochdichtem Graphit mit einer zylindrischen
Form (60 mm Innendurchmesser, 80 mm Höhe und 5 mm Dicke)
wurden 300 g eines Rohmaterialansatzes eingebracht. Der
Ansatz bestand aus, ausgedrückt in Gew.-%, 29,6% AlF₃,
5,6% YF₃, 2,6% MgF₂, 17,9% CaF₂, 19,6 SrF₂, 12,8%
BaF₂, 9,6% P₂O₅ und 2,3% Nd₂O₃ und, ausgedrückt als
kationischer Prozentsatz, 34% AlF₃, 3,7% YF₃, 4% MgF₂,
22% CaF₂, 15% SrF₂, 7% BaF₂, 13% 1/2 P₂O₅ und 1,3%
1/2 Nd₂O₃ (der Gesamtsauerstoffgehalt betrug 14,3%,
ausgedrückt als kationischer Prozentsatz). Der Tiegel wurde
dann in einen Hochfrequenz-Induktionsofen mit einer
Glove-Box, die mit einer trockenen Stickstoffgasatmosphäre
gefüllt war, eingebracht und der hohe Materialansatz wurde
2 Stunden bei 900°C erschmolzen. Das geschmolzene Material
wurde in eine Kohlenstofform gegossen und langsam unter
Erhalt des Glases abgekühlt. Dieses Glas war dem gemäß
Beispiel 1 erhaltenen Glas ähnlich, enthielt keine Blasen
und Einschlüsse, zeigte keine Absorption durch Verunreinigungen
und wurde auch bei der Einwirkung eines
Hochenergie-Laserstrahls nicht zerstört. Auch der Tiegel
zeigte nach seiner Anwendung zum Schmelzen keine Veränderung.
1 kg eines Ansatzes der gleichen Zusammensetzung wie in
Beispiel 1 wurde bei 800°C in einer Argonatmosphäre in
einem Tiegel aus gewöhnlichem Graphit zu einem Glas
erschmolzen. Das geschmolzene Glas wurde in einen amorphen
Kohlenstofftiegel bei 900°C in einer Argonatmosphäre durch
eine Leitung aus normalem Graphit überführt. Das Glas wurde
mit einem Rührstab aus amorphem Kohlenstoff gerührt und
dabei wurde Stickstoffgas, enthaltend 10 Vol.-% PCl₃ 15
Minuten durch eine Leitung aus amorphem Kohlenstoff in
das Glas eingeblasen und anschließend ließ man das Glas
30 Minuten stehen. Dann wurde das Glas auf 650°C gekühlt
und zur Homogenisierung gerührt. Anschließend wurde das
Glas durch eine Auslaßleitung aus amorphem Kohlenstoff
am Boden des Tiegels in eine Form gegossen, wobei man ein
Glas mit den Dimensionen 10 × 10 × 2 cm erhielt. Dieses Glas
war blasenfrei und enthielt keine Einschlüsse und zeigte
keine Absorption durch Verunreinigungen und war auch
schlierenfrei und wurde durch Hochenergielaser nicht
geschädigt. Es handelte sich somit um ein außerordentlich
hochqualitatives Glas.
100 g eines Rohmaterialansatzes aus, ausgedrückt in Gew.-%,
21,1% P₂O₅, 19,7% AlF₃, 5,8% MgF₂, 12,4% CaF₂, 20,0%
SrF₂, 18,7% BaF₂ und 2,3% Nd₂O₃ und, ausgedrückt als
kationischer Prozentsatz, 28% 1/2 P₂O₅, 22% AlF₃, 8,7%
MgF₂, 15% CaF₂, 15% SrF₂, 10% BaF₂ und 1,3% 1/2 Nd₂O₃
(der Gesamtsauerstoffgehalt betrug 29,3%, ausgedrückt als
kationischer Prozentsatz) wurden in der gleichen Atmosphäre
wie in Beispiel 1 erschmolzen, wobei man den gleichen
Behälter aus amorphem Kohlenstoff wie in Beispiel 1 verwendete
und man ein Fluorphosphatglas erhielt, das blasenfrei,
frei von Einschlüssen und Verfärbungen war und gute
Eigenschaften aufwies.
100 g eines Materialansatzes aus, ausgedrückt in Gew.-%,
5,1% P₂O₅, 30,9% AlF₃, 8,5% YF₃, 3,8% MgF₂, 17,6%
CaF₂, 19,3% SrF₂, 12,6% BaF₂ und 2,2% Nd₂O₃ und,
ausgedrückt als kationischer Prozentsatz, 7% 1/2 P₂O₅,
36% AlF₃, 5,7% YF₃, 6% MgF₂, 22% CaF₂, 15% SrF₂,
7% BaF₂ und 1,3%d 1/2 Nd₂O₃ (der Gesamtsauerstoffgehalt
betrug 8,3%, ausgedrückt als kationischer Prozentsatz)
wurden in der gleichen Atmosphäre wie in Beispiel 1
erschmolzen, wobei man den gleichen Behälter aus amorphem
Kohlenstoff wie in Beispiel 1 verwendete und man ein
Fluorphosphatglas erhielt, das blasenfrei und frei von
Einschlüssen und Verfärbungen war und das gute Eigenschaften
aufwies.
Ein Phosphat-Laserglas, das sich nur aus Oxiden zusammensetzte
und, ausgedrückt in Gew.-%, aus 67,2% P₂O₅, 5,2% Al₂O₃,
16,8% BaO, 8,3% K₂O und 2,5% Nd₂O₃ bestand und,
ausgedrückt als kationischer Prozentsatz, aus 70,2%
1/2 P₂O₅, 7,6% 1/2 Al₂O₃, 8,1% BaO, 13,0% 1/2 K₂O und
1,1% 1/2 Nd₂O₃ bestand, wurde in gleicher Weise wie in
Beispiel 1 und in Beispiel 2 beschrieben geschmolzen. Das
Glas veränderte sich von einer opaken grauen Farbe zu einer
schwarzen Farbe. Eine gründliche Untersuchung zeigte, daß
das erhaltene Glas kleine Blasen und Kohlenstoffeinschlüsse
aufwies. Außerdem wurde der Behälter nach mehrmaligem
Gebrauch zum Schmelzen zerstört.
Gemäß der erfindungsgemäßen Verfahrensweise zum Schmelzen
eines Fluorphosphatglases erhält man ein Glas, das frei
von Platineinschlüssen und Verfärbungen durch Platin ist,
weil ein Fluorphosphatglas mit einem Gesamtsauerstoffgehalt,
ausgedrückt als kationischer Prozentsatz, unter Verwendung
eines Behälters aus amorphem Kohlenstoff anstelle des
üblichen Platinbehälters verwendet wird. Weil man weiterhin
den Kohlenstoffbehälter in einer nicht-sauerstoffhaltigen
Atmosphäre anwendet, findet auch nur eine geringe Umsetzung
zwischen dem Kohlenstoff des Behälters und dem Glas statt
und man erhält infolgedessen ein Glas, das frei von Blasen
oder Schlieren ist, das sehr homogen ist, das eine geringe
Lichtabsorption durch Verunreinigungen aufweist.
Erfindungsgemäß ist es somit möglich, ein hochqualitatives
Fluorphosphat-Laserglas zu erhalten, das auch für
Hochenergie-Laseroszillation geeignet ist.
Claims (8)
1. Verfahren zum Schmelzen von Fluorphosphatglas, dadurch
gekennzeichnet, daß man ein
Fluorphosphatglas mit einem Gesamtoxidgehalt von 5 bis
30%, ausgedrückt als kationischer Prozentsatz, in
einem Kohlenstoffbehälter unter einer sauerstofffreien
Gasatmosphäre schmilzt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffbehälter
aus einem Material aus der Gruppe gewöhnlicher Graphit,
hochdichter Graphit und amorpher Kohlenstoff ausgewählt
ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der
Gesamtsauerstoffgehalt in dem Fluorphosphatglas 10 bis
20% beträgt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die sauerstofffreie
Gasatmosphäre eine inerte Gasatmosphäre oder eine
Atmosphäre eines Mischgases, enthaltend ein Inertgas
und ein Gas einer Halogenverbindung, ist.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Inertgas wenigstens
ein Gas, ausgewählt aus Stickstoffgas oder Argongas, ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gas einer
Halogenverbindung wenigstens ein Gas, ausgewählt aus
CF₄, PF₅, SF₆, BF₃, NF₃, CCl₄ und PCl₃ ist.
7. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil des
Gases einer Halogenverbindung in dem Mischgas aus
einem Inertgas und einer Halogenverbindung 30 Vol.-%
oder weniger beträgt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fluorphosphatglas
ein Glas ist, bei dem 0,01 bis 3%, ausgedrückt als
kationischer Prozentsatz, von 1/2 Nd₂O₃ als Komponente
für eine Laseroszillation in ein Glas inkorporiert
ist, welches, ausgedrückt als kationischer Prozentsatz,
5 bis 25% 1/2 P₂O₅, Rest Metallfluoride, enthält oder
ein Glas ist, bei dem ein Teil oder das gesamte 1/2 Nd₂O₃
in dem obigen Glas durch 1/2 Er₂O₃ und/oder Eu₂O₃
ersetzt ist.
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|---|---|---|---|
| JP62014953A JPS63182220A (ja) | 1987-01-24 | 1987-01-24 | フツ燐酸塩ガラスの溶解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19610433A1 (de) * | 1996-03-16 | 1997-09-18 | Univ Schiller Jena | Lumineszierendes Glas und Verfahren zur Herstellung und Anwendungen dieses Glases |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01219028A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-01 | Hoya Corp | ガラスの溶融方法 |
| US6429162B1 (en) | 1997-09-05 | 2002-08-06 | Corning Inc. | Glass for high and flat gain 1.55 μm optical amplifiers |
| FR2768143B1 (fr) * | 1997-09-05 | 1999-12-03 | Corning Inc | Verre de fluorophosphate dope a l'erbium et amplificateur optique comprenant ce verre |
| DE19914165A1 (de) * | 1999-03-29 | 2000-10-19 | Bk Giulini Chem Gmbh & Co Ohg | Vorrichtung zur Herstellung von korrosiven Phosphatschmelzen |
| JP4721290B2 (ja) * | 2000-08-17 | 2011-07-13 | Ｈｏｙａ株式会社 | ガラスの製造方法およびそれに用いるガラス溶融装置 |
| TWI276611B (en) * | 2000-08-17 | 2007-03-21 | Hoya Corp | Process for producing glass and glass-melting apparatus thereof |
| US20120180527A1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Method and System for Mitigation of Particulate Inclusions in Optical Materials |
| US9006120B2 (en) | 2012-11-28 | 2015-04-14 | Schott Corporation | Ultra-broad bandwidth laser glasses for short-pulse and high peak power lasers |
| JP2018158853A (ja) * | 2017-03-22 | 2018-10-11 | 日本電気硝子株式会社 | スズリン酸塩系ガラスの製造方法 |
| WO2020036045A1 (ja) * | 2018-08-13 | 2020-02-20 | Ａｇｃ株式会社 | 板ガラスの製造装置、および板ガラスの製造装置に使用される成形部材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54120544A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-19 | Toshiba Corp | Data transfer control system |
| JPS5814379A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-27 | Toshiba Corp | 偏向ア−ム装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US296227A (en) * | 1884-04-01 | Glass-melting furnace | ||
| US2038627A (en) * | 1935-07-18 | 1936-04-28 | Corning Glass Works | Method of making glass |
| US3281254A (en) * | 1963-03-28 | 1966-10-25 | Bausch & Lomb | Fluophosphate glasses |
| US3457056A (en) * | 1967-06-14 | 1969-07-22 | Ford Motor Co | Method of and chamber for the manufacture of glass |
| JPS5342333B2 (de) * | 1975-03-18 | 1978-11-10 | ||
| US3998615A (en) * | 1975-03-31 | 1976-12-21 | Libbey-Owens-Ford Company | Glass melting furnace and method of operation |
| JPS53105517A (en) * | 1977-02-28 | 1978-09-13 | Hoya Glass Works Ltd | Fluorophosphate laser glass |
| US4308543A (en) * | 1980-08-18 | 1981-12-29 | Burroughs Corporation | Rotating ink jet printing apparatus |
| DE3226451C2 (de) * | 1982-07-15 | 1984-09-27 | Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung von schlierenfreien, blasenfreien und homogenen Quarzglasplatten und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JPS5933545A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-23 | Dainippon Printing Co Ltd | 印刷用音声入力装置 |
| US4405724A (en) * | 1982-11-04 | 1983-09-20 | Corning Glass Works | Mercury thallium fluorophosphate glasses |
| JPS61251537A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-11-08 | Ohara Inc | 異常部分分散性光学ガラス |
-
1987
- 1987-01-24 JP JP62014953A patent/JPS63182220A/ja active Granted
-
1988
- 1988-01-21 US US07/146,679 patent/US4806138A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-01-22 DE DE3801844A patent/DE3801844A1/de active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54120544A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-19 | Toshiba Corp | Data transfer control system |
| JPS5814379A (ja) * | 1981-07-20 | 1983-01-27 | Toshiba Corp | 偏向ア−ム装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19610433A1 (de) * | 1996-03-16 | 1997-09-18 | Univ Schiller Jena | Lumineszierendes Glas und Verfahren zur Herstellung und Anwendungen dieses Glases |
| DE19610433C2 (de) * | 1996-03-16 | 1999-01-07 | Univ Schiller Jena | Lumineszierendes Glas und Verfahren zur Herstellung und Anwendungen dieses Glases |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63182220A (ja) | 1988-07-27 |
| DE3801844C2 (de) | 1993-03-04 |
| US4806138A (en) | 1989-02-21 |
| JPH0569049B2 (de) | 1993-09-30 |
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