[发明专利]Ca-La-F系透光性陶瓷的制造方法、Ca-La-F系透光性陶瓷、光学构件、光学系统、以及陶瓷形成用组成物

说明书

技术领域

本发明涉及一种由钙及镧的氟化物所构成的Ca-La-F系透光性陶瓷的制造方法、Ca-La-F系透光性陶瓷、光学构件、光学系统、以及陶瓷形成用组成物。

本申请案基于2007年12月13日在日本提出申请的日本特愿2007-322437号而主张优先权，其内容被援用于此。

背景技术

萤石(CaF₂)的阿贝数(vd)高至95，折射率分散特性优异，对于光的波长的折射率分散较小。而且，萤石从紫外线区域到红外线区域的光的透射率高。因此，萤石作为一种优异的光学材料而被人所熟知。

若将由该种光学材料所构成的凸透镜、与由其他材料所形成的凹透镜加以组合，则能够良好地修正色差。因此，萤石多被用于例如显微镜物镜等各种光学系统(例如专利文献1：日本特开2004-191933号公报)。

先前萤石单晶被用于光学系统，例如根据专利文献2(日本特开2006-206359号公报)可知以氟化钙烧结体而制造萤石陶瓷的方法。在专利文献2，记载了以下的萤石陶瓷的制造方法。使钙化合物与氟化合物在溶液中反应而获得悬浮液。其次，将该悬浮液放入密闭容器，加热至100℃以上、300℃以下，由此而制作氟化钙微粒子。将该氟化钙微粒子加热至700℃以上、1300℃以下而进行烧结，由此而形成烧结体。在惰性环境中，一边对该烧结体施加500Kg/cm²以上、10000Kg/cm²以下的压力，一边将其加热至800℃以上、1300℃以下，由此使烧结体透明化而形成萤石陶瓷。

以所述方式而制造的陶瓷是可以抑制产生空隙等的致密的烧结体，因此可以获得优异的光学特性。

发明内容

然而，在从先前就用于光学系统的单晶材料的萤石中，温度上升时的热膨胀应变因晶体方位(crystal orientation)而不同，其是各向异性的产生。因此，由于因气温变化所产生的热膨胀应变，而容易使透镜的成像性能降低。另外，还存在着如下的问题：由于急剧的温度变化而容易产生裂痕，因此加工性差。

另外，萤石虽然阿贝数较高，但折射率(nd)非常低，为1.43。因此，存在着如下的问题：即使在使用萤石陶瓷的情况下，光学利用范围仍容易受到限制。

另外，已知存在具有立方晶结构的Ca-La-F系结晶，但难以稳定地制造出结晶性高且均质的结晶。因此，难以将Ca-La-F系结晶应用于光学材料。

因此，本发明的课题在于提供一种具有与萤石同等程度高的阿贝数，且具有比萤石更高的折射率，而且可以用作光学材料的具有透光性的Ca-La-F系透光性陶瓷、以及使用该透光性陶瓷的光学构件。而且，本发明的课题在于提供一种具有较高的折射率和阿贝数，且温度上升时的热膨胀是各向同性地产生的Ca-La-F系透光性陶瓷、以及使用该透光性陶瓷的光学构件。另外，本发明的另一课题在于提供一种使用此种光学构件的光学系统。

另外，本发明的另一个课题在于提供一种可以制造具有与萤石同等程度高的阿贝数，且具有比萤石更高的折射率的Ca-La-F系透光性陶瓷的制造方法。

并且，本发明的另一个课题在于提供一种可以适宜地用于制造所述Ca-La-F系透光性陶瓷的陶瓷形成用组成物。

本发明的Ca-La-F系透光性陶瓷是由含有(Ca_1-XLa_X)F_2+X(其中，X为大于0且0.4以下的数)结晶的多晶体所构成，且具有可透射光的透光性。

本发明的光学构件是由所述Ca-La-F系透光性陶瓷所构成，且形成为规定形状。

本发明的光学系统是于光路中包含至少一组凸透镜与凹透镜的光学系统，所述凸透镜或所述凹透镜的一者是由所述Ca-La-F系透光性陶瓷所构成，另一者是由与所述Ca-La-F系透光性陶瓷不同的材料所构成的光学系统。所述光学系统还可以更包括一个以上凸透镜、及一个以上凹透镜。

本发明的Ca-La-F系透光性陶瓷的制造方法是如下的方法：将CaF₂微粒子、及与该CaF₂微粒子分开制作的LaF₃微粒子加以混合而制成微粒子混合物，对该微粒子混合物进行烧结，并使其透明化，由此而制造透光性陶瓷。

所述制造方法还可以包含所述CaF₂微粒子的制造步骤及/或所述LaF₃微粒子的制造步骤。