專利名稱：多層膜濾波器用玻璃基板以及多層膜濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于光通訊上的多層膜濾波器用玻璃基板以及多層膜濾波器。
在光通訊領(lǐng)域中，所使用的典型多層膜濾波器包括有能夠以極狹窄的帶寬分出多種光波長的帶通濾波器(BPF)、可區(qū)分出C帶(1528nm～1561nm)與L帶(1561nm～1620nm)的邊緣濾波器、可區(qū)分C帶為中心的短波長領(lǐng)域(1528nm～1545nm通稱藍(lán)帶)及長波長領(lǐng)域(1545nm～1561nm通稱紅帶)的寬帶濾波器、使鉺摻雜光纖放大器(EDFA)的增益平穩(wěn)的增益均衡器。
一般照相機(jī)用的光學(xué)濾波器所使用的基材通常是使用塑料，而上述的多層膜濾波器的基材，為了使強(qiáng)雷射光入射，則必須使用耐熱性較好的玻璃。
而且，為了傳輸較大量的資料，使波長的多重?cái)?shù)量的增加是有效的，然而當(dāng)多重?cái)?shù)量愈增加，就需要使波長準(zhǔn)確分離的技術(shù)。為了使多層膜濾波器使用的波長分離技術(shù)的準(zhǔn)確度提高，而必須要增加多層膜的層數(shù)。舉例來說，100GHz(在多重化下，波長間隔為0.8nm)用的光學(xué)濾波器，需要大約有20層的多層膜；或是50GHz(在多重化下，波長間隔為0.4nm)用的光學(xué)濾波器，則需要大約為100層以上的多層膜。但是，多層膜的層數(shù)增加，其玻璃基板對上述的特性要求就更嚴(yán)格。亦即，為了維持多層膜的折射率的溫度安定性，基板的膨脹系數(shù)要求比多層膜稍微為大一些，而且，為了多層膜的尺寸安定性，為了不使基板因?yàn)槎鄬幽ざ冃危筇岣呋宓膹椥月?。在日本公開第2001-66425號專利案揭露了具有這樣特性的一種光濾波器用玻璃基板。
另一方面，隨著近年來光通信市場的急速膨脹，要求通過提高產(chǎn)量而實(shí)現(xiàn)低價格化的技術(shù)。然而，上述具有多層數(shù)的多層膜濾波器會具有生產(chǎn)率低而導(dǎo)致價格昂貴的問題。
而且，對于多層膜濾波器而言，玻璃基板必須特別重視其加工性。亦即，多層膜濾波器是先利用蒸鍍或?yàn)R鍍的方式于比最終形狀的尺寸大的透明板上形成多層膜，之后再經(jīng)切割與研磨加工而得到最終形狀。為了防止形成多層膜時會變形，于形成多層膜前的透明板的厚度為10mm，然后再經(jīng)過研磨加工，使其厚度變薄直到最終厚度成為1mm為止。于是，提高研磨加工的生產(chǎn)效率就成為實(shí)現(xiàn)低價格化的必要條件。
此外，多層膜濾波器為了能夠維持長期的濾波特性，而要求其具有較好的耐候性。亦即，暴露在高溫度高濕氣的條件下，玻璃表面較容易發(fā)生霧面的現(xiàn)象，而多層膜也較容易劣化。
然而，日本公開第2001-66425號專利案所揭露的光濾波器用玻璃基板，其加工性與耐候性兩者的特性皆無法滿足上述要求。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種多層膜濾波器用玻璃基板以及多層膜濾波器，其有較好的加工性與耐候性，價格便宜，且多層膜具有在長期使用下難以劣化的特性。
本案發(fā)明人經(jīng)特意重復(fù)研究結(jié)果，多層膜濾波器是使用蒸鍍或?yàn)R鍍的方式，于比其最終形狀的尺寸大的透明板上形成多層膜。然后，經(jīng)切割與研磨加工而得到最終形狀。比最終形狀尺寸大的玻璃基板的平坦度愈高，多層膜的厚度不均勻現(xiàn)象愈小。而多層膜的厚度不均勻現(xiàn)象愈小，則于一枚玻璃基板上采取復(fù)數(shù)個多層膜濾波器時，由于各個多層膜濾波器的間，彼此的中心波長的變化縮小，因此可以提高多層膜濾波器的生產(chǎn)率。有鑒于此，本發(fā)明提出以下方案。
亦即，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板的特征為在直徑為50mm的圓內(nèi)，平坦度為200nm以下，在溫度范圍為-30℃～70℃之下，熱膨脹系數(shù)為90～130×10-7/℃。
而且，本發(fā)明的多層膜濾波器的特征為所使用的玻璃基板在直徑為50mm的圓內(nèi)，平坦度為200nm以下，在溫度范圍為-30℃～70℃之下，熱膨脹系數(shù)為90～130×10-7/℃。
此外，本案發(fā)明人經(jīng)特意重復(fù)研究結(jié)果，多層膜濾波器用玻璃基板因?yàn)榧庸ば詢?yōu)良，而研磨速度大，加上耐候性優(yōu)良，因此具有價格低、且多層膜具有在長期使用下不太會惡化的特性。有鑒于此，本發(fā)明提出以下方案。
亦即，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板的特征為利用輪磨(lap)法的研磨速度在10μm/分以上；而在沸騰的水中，質(zhì)量損失率在0.05wt％/小時以下；而在0.01N的硝酸水溶液中，質(zhì)量損失率在0.2wt％/小時以下。
而且，本發(fā)明的多層膜濾波器的特征為所使用的玻璃基板利用輪磨(lap)法的研磨速度在10μm/分以上；而在沸騰的水中，質(zhì)量損失率在0.05wt％/小時以下；而在0.01N的硝酸水溶液中，質(zhì)量損失率在0.2wt％/小時以下。
在此，輪磨法的研磨速度是使板狀試料保持于水平方向回轉(zhuǎn)的研磨板的固定位置，然后垂直施與重量，并且供給研磨劑予以加工，然后由板狀試料的質(zhì)量的損失量來測定的。此時的研磨條件研磨荷重為30～50kPa、研磨板的回轉(zhuǎn)速度為50～200r.p.m.、研磨板中心與板狀試料的中心相距5～20cm、使用研磨劑為1200號鋁粉加水的研漿，其質(zhì)量比為1∶10～1∶50。
圖2表示實(shí)施例2的紅外區(qū)域的透過濾曲線。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板，在直徑為50mm的圓內(nèi)，由于平坦度為200nm以下，優(yōu)選150nm以下，多層膜的膜厚度不平均現(xiàn)象小，因此從一枚玻璃基板上采取多個多層膜濾波器時，各個多層膜濾波器的中心波長的變化為中心波長+/-100pm，于是多層膜濾波器的生產(chǎn)率可提高。
于此，平坦度是指使用雷射干涉儀(富士通F601解析系統(tǒng))在平面上的任意方向掃描測定表面起伏形狀時，起伏的最高點(diǎn)(P)與最低點(diǎn)(V)的差(P-V)。
而且，對于多層膜濾波器用玻璃基板而言，使其在直徑為50mm的圓內(nèi)，平坦度為200nm以下，可以使用下述的優(yōu)選實(shí)施方法。
首先，提供一玻璃板，其尺寸為10mm厚、直徑為100mm，并使用兩面研磨機(jī)進(jìn)行粗磨。經(jīng)此步驟后，直徑50mm的圓內(nèi)的平坦度為1μm(1000nm)以下。再者，經(jīng)過粗磨后的玻璃板，再利用兩面研磨機(jī)研磨進(jìn)行細(xì)磨。經(jīng)此步驟后，可得到直徑50mm的圓內(nèi)的平坦度為300nm以下。最后，經(jīng)過細(xì)磨后的玻璃板，放置于輸送器中，對預(yù)定形成多層膜的研磨面上，進(jìn)行最終的細(xì)部研磨，而使在直徑50mm的圓內(nèi)的平坦度為200nm以下。
而且，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板，因?yàn)樵跍囟确秶鸀?30℃～70℃之下，熱膨脹系數(shù)為90～130×10-7/℃，優(yōu)選95×10-7/℃以上、120×10-7/℃以下，所以利用玻璃基板與多層膜的間的膨脹系數(shù)差，使多層膜中具有足夠的壓縮應(yīng)力，且多層膜濾波器的中心波長的溫度依賴性在1pm/℃以下。亦即，當(dāng)熱膨脹系數(shù)小于90×10-7/℃時，多層膜濾波器的中心波長的溫度依賴性為1pm/℃以上，其相鄰波長可能會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。而當(dāng)熱膨脹系數(shù)大于90×10-7/℃時，多層膜會從玻璃基板剝落，造成濾波器不耐使用。
而且，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板的楊氏系數(shù)優(yōu)選75GPa以上，使玻璃基板不會因?yàn)槎鄬幽ざ冃?，多層膜的尺寸穩(wěn)定性良好。
此外，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板，由于輪磨法的研磨速度在10μm/分以上；在沸騰的水中，質(zhì)量損失率在0.05wt％/小時以下；在0.01N的硝酸水溶液中，質(zhì)量損失率在0.2wt％/小時以下，因此其具有價格低、且多層膜在長期使用下不太會劣化的特性。亦即，輪磨法的研磨速度在10μm/分以下時，玻璃基板的加工性較差，而加工時間也較長，因此多層膜濾波器的生產(chǎn)效率會變差，無法實(shí)現(xiàn)低價格化。而在沸騰的水中，質(zhì)量損失率在0.05wt％/小時以上時，或是在0.01N的硝酸水溶液中，質(zhì)量損失率在0.2wt％/小時以上時，多層膜濾波器的耐候性變差，在長時間暴露于高溫高濕的條件下，玻璃表面會發(fā)生霧面現(xiàn)象，而使多層膜品質(zhì)容易劣化。其中，上述的加工性是指玻璃的研磨加工、切割加工、鏡面的研磨加工等的加工性。
另外，評量耐候性的玻璃質(zhì)量損失測定方法是根據(jù)日本光學(xué)工業(yè)協(xié)會的規(guī)格JOGIS「光學(xué)玻璃的化學(xué)耐久性的測量方法(粉末法)06-1975」所制定的基準(zhǔn)。
具有上述膨脹系數(shù)、楊氏系數(shù)、耐候性的玻璃基板，其系以含有質(zhì)量百分比為30～60％的SiO2、質(zhì)量百分比為5～33％的Li2O+Na2O+K2O的玻璃基板為好。且其系以含有質(zhì)量百分比為30％～60％的SiO2、質(zhì)量百分比為1％～10％的Al2O3、質(zhì)量百分比為0％～20％的B2O3、質(zhì)量百分比為3％～35％的MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO、質(zhì)量百分比為5％～33％的Li2O+Na2O+K2O、質(zhì)量百分比為1％～30％的TiO2+ZrO2以及質(zhì)量百分比為0～10％的Gd2O3+La2O3的玻璃基板為較好。
接著，說明限定上述成分含量的范圍的理由。
SiO2是構(gòu)成玻璃結(jié)構(gòu)的成分，其具有提高耐候性的效果，特別是其含量優(yōu)選40％～55％。SiO2成分超過60％時，其熱膨脹系數(shù)變小、多層膜濾波器的中心波長的溫度依賴性變大、研磨速度變小、且玻璃的成形會有困難。而若是SiO2成分低于30％時，其熱膨脹系數(shù)變大，多層膜從玻璃基板剝離，而且耐候性也會明顯惡化。
Li2O、Na2O以及K2O為可提高熱膨脹系數(shù)、提高加工性的成分，特別是其含量優(yōu)選10％～33％。Li2O+Na2O+K2O的含量低于5％時，則其加工性會惡化，而且玻璃基板的熱膨脹系數(shù)會變低。若是Li2O+Na2O+K2O的含量高于33％時，其熱膨脹系數(shù)變大，耐候性惡化而不好。
Al2O3與SiO2同樣是構(gòu)成玻璃結(jié)構(gòu)的成分，為了抑制玻璃中堿性成分的溶出，并使耐候性的效果顯著的提高，Al2O3的含量優(yōu)選1％以上，但是如果Al2O3的含量大于10％，則研磨速度會容易變小。
B2O3系作為助熔劑使用，其效果為有助于玻璃的熔融，特別是B2O3的含量優(yōu)選0～10％。B2O3含量大于20％時，耐候性會明顯惡化，而研磨速度也容易變小，而且在玻璃熔融時，其揮發(fā)大會造成紋路，而不容易得到均勻的玻璃。
MgO、CaO、BaO、SrO與ZnO也作為助熔劑使用，其有助于玻璃的熔融，而且具有使研磨速度變大，提高加工性的效果，此外，也具有提高耐候性的效果，特別是，其總含量優(yōu)選3～30％。而MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO的含量大于35％時，熱膨脹系數(shù)變大，多層膜容易從玻璃基板剝離，耐候性容易惡化，MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO的含量小于3％時，熱膨脹系數(shù)變小，多層膜濾波器的中心波長的溫度依賴性變大，玻璃的研磨速度容易變小，加工性容易惡化，而且，玻璃熔融會變得困難。
TiO2及ZrO2具有維持耐候性及增大熱膨脹系數(shù)的效果，特別是其總含量優(yōu)選1～20％。TiO2+ZrO2的含量大于30％時，玻璃容易失去透明度，而TiO2+ZrO2的含量小于1％時，則無法提高熱膨脹系數(shù)。
Gd2O3與La2O3具有可防止熱膨脹系數(shù)降低，并提高耐候性的效果。特別是其總含量優(yōu)選0～8％。Gd2O3+La2O3的含量大于10％時，熱膨脹系數(shù)容易變低。
除了上述材料以外，本發(fā)明的玻璃例如也可添加Sb2O3等清澄劑。但是，因?yàn)锳s2O3對環(huán)境保護(hù)上不好，盡量不要使用。
而且，就上述具有優(yōu)良的加工性及耐候性的玻璃基板而言，其系以實(shí)質(zhì)上不含有PbO，而包括(SiO2+Al2O3+B2O3+P2O5)/(MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO+Li2O+Na2O+K2O)≤1.55以及質(zhì)量百分比為5～33％的Li2O+Na2O+K2O的玻璃基板為好；且其系以實(shí)質(zhì)上不含PbO，而包括質(zhì)量百分比為30％～60％的SiO2、質(zhì)量百分比為1％～10％的Al2O3、質(zhì)量百分比為0％～20％的B2O3、質(zhì)量百分比為3％～35％的MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO、質(zhì)量百分比為5％～33％的Li2O+Na2O+K2O、(SiO2+Al2O3+B2O3+P2O5)/(MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO+Li2O+Na2O+K2O)≤1.55、質(zhì)量百分比為1％～10％的TiO2+ZrO2、質(zhì)量百分比為0～10％的Gd2O3+La2O3的玻璃基板為較好。
接著，說明限定上述成分含量的范圍的理由。
PbO會使耐候性降低，而且由于PbO為對環(huán)境保護(hù)不好的成分，因此玻璃最好不要含有此成分。
SiO2、Al2O3、B2O3與P2O5含量的總合∑A與MgO、CaO、BaO、SrO、ZnO、Li2O、Na2O與K2O含量的總合∑B相比時，當(dāng)∑A/∑B大于1.55，因?yàn)橄鄬Φ牟ＡЪ軜?gòu)成分多，所以玻璃架構(gòu)中的非架橋結(jié)合的成分變少，而容易使研磨速度變小。而且，當(dāng)∑A/∑B大于0.8時，其會具有較好的耐候性。
Li2O、Na2O與K2O是可使加工性提高的成分，特別是，其總含量優(yōu)選10～33％。Li2O+Na2O+K2O大于33％時，玻璃基板的熱膨脹系數(shù)變高，耐候性也會惡化，因此不好。而且，Li2O+Na2O+K2O的總含量小于5％時，則其加工性會惡化，而且玻璃基板的熱膨脹系數(shù)會變低，因此也不好。
SiO2是構(gòu)成玻璃結(jié)構(gòu)的成分，其具有提高耐候性的效果。特別是其含量優(yōu)選40％～55％。SiO2成分超過60％，研磨速度變小，且玻璃的成形會變得困難。而若是SiO2成分低于30％，耐候性會明顯的惡化。
Al3O3與SiO2同樣是構(gòu)成玻璃結(jié)構(gòu)的成分，為了抑制玻璃中堿性成分的溶出、并使耐候性的效果明顯提高，Al3O3含量優(yōu)選1％以上，但是如果Al3O3含量大于10％，則研磨速度會容易變小。
B2O3是作為助熔劑使用，其效果為有助于玻璃的熔融，特別是B2O3的含量優(yōu)選0～10％。B2O3含量大于20％時，耐候性會明顯惡化，而研磨速度也容易變小。而且在玻璃熔融時，其揮發(fā)性大會造成紋路，而不容易得到均勻的玻璃。
MgO、CaO、BaO、SrO與ZnO也作為助熔劑使用，其有助于玻璃熔融，而且具有使研磨速度變大，提高加工性的效果。此外，也具有提高耐候性的效果，特別是，其總和含量優(yōu)選20～30％。而MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO的含量大于35％時，耐候性容易惡化。MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO的含量小于15％時，玻璃的研磨速度容易變小，加工性容易惡化。
TiO2及ZrO2具有維持耐候性及增大熱膨脹系數(shù)的效果，特別是其總含量優(yōu)選1～8％。TiO2+ZrO2的含量大于10％時，玻璃容易失去透明度，而TiO2+ZrO2的含量小于1％時，則無法提高熱膨脹系數(shù)。
Gd2O3與La2O3具有可防止熱膨脹系數(shù)降低，并提高耐候性的效果。特別是其總含量優(yōu)選0～8％。Gd2O3+La2O3的含量大于10％時，熱膨脹系數(shù)容易變低。
除了上述材料以外，本發(fā)明的玻璃例如也可添加Sb2O3等清澄劑。但是，因?yàn)锳s2O3對環(huán)境保護(hù)上不好，盡量不要使用。
而且，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板，在基板厚度為10mm、波長為950～1650nm的情形下，其最小的透過率為80％以上，而優(yōu)選88％以上，即使在光通信的波長使用中，因?yàn)榭山档凸獾乃p率，而可以得到較好的結(jié)果。在此，最小的透過率是指波長為950～1650nm的最低的透過率而言。
此外，由于玻璃中的氫氧基(OH基)系為造成波長在1400nm附近的光會被吸收的原因，而會造成光強(qiáng)度降低，因此在使用波長在1400nm附近的光的情況下，優(yōu)選是希望能夠減少玻璃中的OH基。
此外，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板，在厚度為1mm、波長為1550nm的情形下，其內(nèi)部透過率為98％以下，因?yàn)楣饩€強(qiáng)度會降低而無法使用。
以下，特舉出本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板以及多層膜濾波器的實(shí)施例，作詳細(xì)說明如下。
表1～3表示本發(fā)明的實(shí)施例1～12，表4與表5表示比較例1～6。

圖1表示實(shí)施例1的平面度測定結(jié)果的一個例子，圖2表示實(shí)施例2的紅外區(qū)域的透過濾曲線。
表6.1～表6.31表7.10表示的是對bsac_spectral_data進(jìn)行編碼的語法。各增強(qiáng)層通常所用的輔助信息、量化頻率部分首先利用BSAC技術(shù)進(jìn)行位分片，然后進(jìn)行算法編碼?！產(chǎn)code_vec0’表示通過利用被定義為ArModel值的算法模型對第一個子向量(子向量0)進(jìn)行算法編碼所得到的一個碼字。
‘a(chǎn)code_vec1’表示通過利用被定義為ArModel值的算法模型對第二個子向量(子向量1)進(jìn)行算法編碼所得到的一個碼字?！產(chǎn)code_sign’表示利用在表5.9中定義的算法模型對符號位進(jìn)行算法編碼所得到的一個碼字。
表5.9符號算法模型

在計(jì)算編碼各子向量時所用的位數(shù)并與各增強(qiáng)層的可用位數(shù)進(jìn)行比較的過程中，當(dāng)所用位等于或多于可用位時，下一增強(qiáng)層的編碼重新開始。
在長塊的情況下，由于基層的帶寬被限制為最多到第21個比例因子帶，因此，到第21個比例因子帶的比例因子和對應(yīng)的編碼帶的算法編碼模型被進(jìn)行編碼。從算法編碼模型中得到位分配信息。從分配給每編碼帶的位信息中可得到分配位的最大值，然后通過前面提到的編碼方法從最大量化位值中執(zhí)行編碼。如果某一個帶的分配位少于當(dāng)前被編碼的帶的位，將不執(zhí)行編碼。當(dāng)某一個帶的分配位與當(dāng)前正編碼的帶的位相等時，帶被第一次編碼。由于基層的比特率為16Kbps，因此整個位余量為336位。因此，被用位的總數(shù)量被順序進(jìn)行計(jì)算并在位數(shù)量超過336時結(jié)束編碼。
在基層(16Kbps)的所有位流都被形成之后，將形成下一增強(qiáng)層的位流。由于對較高的層其限制帶寬增大，所以只對新加入到基層的限制帶中的新加入帶執(zhí)行比例因子的編碼和算法編碼模型。在基層中，每一個帶的未編碼的位分片數(shù)據(jù)和新加入的帶的位分片數(shù)據(jù)按與基層中的方法相同的方法從MSBs被編碼。當(dāng)總的使用位的數(shù)量大于可用位數(shù)量時，編碼結(jié)束并為形成下一增強(qiáng)層位流作準(zhǔn)備。按這種方法，可以生成剩下的層32、<p>表2

表3

表4

表5

表1～5所示的實(shí)施例1～12與比較例1～6如下制作的。
首先，根據(jù)表1～5的組成，調(diào)制出玻璃原料，然后使用白金坩堝，使玻璃原料于1300～1500℃的溫度下加熱4小時而熔融，再使熔融液流經(jīng)由碳板，并經(jīng)退火后而可得到玻璃成形體。
將上述的玻璃成形體加工成直徑76mm、厚10mm，并使用固定盤直徑為280mm的兩面研磨機(jī)上進(jìn)行粗磨。此時進(jìn)行的粗研磨的條件如下。粗研磨分為二個階段進(jìn)行，第一階段利用400號的鋁粉，而第二階段則利用1200號的鋁粉。輸送器中心位置的工作件與固定盤的相對速度設(shè)定為30m/分、研磨的荷重設(shè)定為120g/cm2。
經(jīng)過上述的粗研磨步驟，可得到厚度7.05mm、直徑50mm、且平坦度為1μm(1000nm)以下的玻璃板。
接著，經(jīng)過粗研磨后的玻璃板，再使用固定盤直徑為280mm的兩面研磨機(jī)進(jìn)行細(xì)研磨。此時進(jìn)行的細(xì)研磨的條件如下，研磨墊使用鈰研磨墊，研磨劑使用氧化鈰系研磨劑。輸送器中心位置的工作件與固定盤的相對速度設(shè)定為30m/分，研磨的荷重設(shè)定為120g/cm2。
經(jīng)過上述的細(xì)研磨步驟，可得到厚度7.005mm、直徑50mm，且平坦度為300nm以下的玻璃板。
然后，在經(jīng)過細(xì)研磨后的玻璃板上的預(yù)定形成多層膜的表面上設(shè)置研磨墊，以進(jìn)行最終單面細(xì)研磨。此時進(jìn)行的最終單面細(xì)研磨的條件如下，在固定盤直徑為280mm的單面研磨機(jī)上進(jìn)行研磨，研磨墊使用鈰研磨墊，研磨劑使用氧化鈰系研磨劑。輸送器的中心位置的工作件與固定盤的相對速度設(shè)定為10m/分，研磨的荷重設(shè)定為40g/cm2。
如此，可得到厚度7.000mm，如實(shí)施例1至實(shí)施例12與比較例2的多層膜濾波器用玻璃基板，如表1至表4所示，其在直徑50mm的圓內(nèi)，平坦度為200nm以下。
而且，除了不進(jìn)行最終單面研磨外，比較例1及比較例3至比較例6的玻璃基板是使用與實(shí)施例相同的方法制造。
接著，使用離子輔助蒸鍍裝置，于上述玻璃基板上交互形成Ta2O5與SiO2介電質(zhì)覆蓋膜直到形成總計(jì)達(dá)100層的多層膜，以制作出多層膜濾波器。
根據(jù)上述的方法，對于20個玻璃基板算出平坦度的最大值與平均值。
利用輪磨法的研磨速度是利用一邊將25mm、厚度3mm的板狀試料保持于水平旋轉(zhuǎn)的鑄鐵輪磨板上的固定位置，一邊垂直的施加荷重，并且供給研磨劑以進(jìn)行加工，然后測定玻璃試料質(zhì)量減少量以評估的。這時的研磨條件為荷重為35kPa、輪磨板旋轉(zhuǎn)速度為100r.p.m.、輪磨板的中心與板狀試料的中心相距為10cm、研磨劑為第1200號鋁粉與水，且其質(zhì)量比為1∶20的研漿。
熱膨脹系數(shù)則利用膨脹計(jì)(dilatometer)(由Mac Science制造的TD-5000S)來測定。
關(guān)于耐水性及耐氧化性是將玻璃試料磨碎成顆粒大小為420～590μm的粉末，再秤量其克比重后將粉末放入白金篩子中，接著將其置入于有試劑的燒瓶中，煮沸60分鐘，處理后的玻璃粉末，計(jì)算出其質(zhì)量減少率(質(zhì)量％)，而算出耐水性及耐氧化性(根據(jù)日本光學(xué)玻璃工業(yè)協(xié)會規(guī)格JOGIS中，玻璃光學(xué)的化學(xué)耐久性的測定方法(粉末法)06-1975)。而且，耐水性評量用的試劑為酸堿值調(diào)整為pH6.5～7.5的純水。耐氧化性評量用的試劑為0.01N的硝酸水溶液。
楊氏系數(shù)是使用三菱電機(jī)制造的超音波探測裝置FD-1800以超音波脈沖法測定的。
最小透過率是使用經(jīng)兩面光學(xué)研磨后為厚度為10mm的試料，以島津制造的分光光度計(jì)UV-3100PC來測定。內(nèi)部透過率則是準(zhǔn)備厚度相異的兩個試料，以島津制造的分光光度計(jì)UV-3100PC使用波長為1550nm的光源測定后，經(jīng)由計(jì)算厚度1mm的內(nèi)部透過率以求得的。紅外線區(qū)透過率為使用島津制造的分光光度計(jì)UV-3100PC，以厚度10mm的試料，在波長為950～1650nm范圍內(nèi)測定的。
多層膜濾波器的生產(chǎn)率是以多層膜濾波器內(nèi)的中心波長的偏差在中心波長+/-100pm的范圍下作為良品而計(jì)算的。
而且，多層膜濾波器中心波長的溫度依賴性為當(dāng)溫度由0℃上升到70℃時，利用光譜分析儀(Advantest制造的Q-8384)測量在1550nm波長附近的中心波長變化以求得的。
本發(fā)明的實(shí)施例1至實(shí)施例12的平坦度高、多層膜濾波器的生產(chǎn)率高，而且，因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)高、多層膜濾波器中心波長的溫度依賴性則可在1pm/℃以下。此外，研磨速度大且耐候性好。另外，如第2圖所示，實(shí)施例2的紅外線透過率高，且在1400nm的光波附近幾乎看不到有光吸收。
另一方面，比較例1及比較例3至比較例6，玻璃基板在研磨時，由于沒有進(jìn)行最終單面細(xì)磨，因此其平坦度大，使多層膜濾波器的生產(chǎn)率降低。比較例2的平坦度高，多層膜濾波器的生產(chǎn)率高，由于其熱膨脹系數(shù)低，因此多層膜濾波器的中心波長的溫度依賴性較大。而且，由于∑A/∑B大，因此研磨速度小且加工性不好。
由于比較例3的B2O3含量多，因此研磨速度大且耐候性低。比較例4與比較例5的堿性物質(zhì)含量少，因此耐候性優(yōu)，但是由于其∑A/∑B大，因此研磨速度小且加工性不好。比較例6的∑A/∑B小，因此研磨速度大，且加工性好，然而其含有PbO，因此耐候性低，且在環(huán)境保護(hù)上也不好。
由上述的說明，本發(fā)明的多層膜濾波器用玻璃基板，因?yàn)槠教苟雀撸远鄬幽V波器的生產(chǎn)率高，可以便宜的制造。而且，因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)高，所以中心波長的溫度依賴性小。此外，因?yàn)榧庸ば耘c耐候性優(yōu)良，所以其便宜且即使經(jīng)過長時間使用多層膜也難以劣化，而適合于光通信用的光濾波器。
權(quán)利要求
1.一種多層膜濾波器用玻璃基板，其特征在于，該玻璃基板在直徑為50mm的圓內(nèi)，平坦度為200nm以下，于-30℃～70℃的溫度范圍內(nèi)，具有90～130×10-7/℃的膨脹系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜濾波器用玻璃基板，其特征在于，該玻璃基板的楊氏系數(shù)為75GPa以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜濾波器用玻璃基板，該玻璃基板在厚度為10mm、波長為950～1650nm，最小透過率為80％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜濾波器用玻璃基板，其特征在于，該玻璃基板包括質(zhì)量百分比為30～60％的SiO2、質(zhì)量百分比為5～33％的Li2O+Na2O+K2O。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜濾波器用玻璃基板，其特征在于，該玻璃基板包括質(zhì)量百分比為30％～60％的SiO2、質(zhì)量百分比為1％～10％的Al2O3、質(zhì)量百分比為0％～20％的B2O3、質(zhì)量百分比為3％～35％的MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO、質(zhì)量百分比為5％～33％的Li2O+Na2O+K2O、質(zhì)量百分比為1％～30％的TiO2+ZrO2以及質(zhì)量百分比為0～10％的Gd2O3+La2O3。
6.一種多層膜濾波器用玻璃基板，該玻璃基板利用一輪磨(lap)法的研磨速度在10μm/分以上，而在沸騰的水中，質(zhì)量損失率在0.05wt％/小時以下，而在0.01N的硝酸水溶液中，質(zhì)量損失率在0.2wt％/小時以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層膜濾波器用玻璃基板，其特征在于，該玻璃基板不含PbO，而包括(SiO2+Al2O3+B2O3+P2O5)/(MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO+Li2O+Na2O+K2O)≤1.55以及質(zhì)量百分比為5～33％的Li2O+Na2O+K2O。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多層膜濾波器用玻璃基板，其特征在于，該玻璃基板不含PbO，而包括質(zhì)量百分比為30％～60％的SiO2、質(zhì)量百分比為1％～10％的Al2O3、質(zhì)量百分比為0％～20％的B2O3、質(zhì)量百分比為3％～35％的MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO、質(zhì)量百分比為5％～33％的Li2O+Na2O+K2O、(SiO2+Al2O3+B2O3+P2O5)/(MgO+CaO+BaO+SrO+ZnO+Li2O+Na2O+K2O)≤1.55、質(zhì)量百分比為1％～10％的TiO2+ZrO2、質(zhì)量百分比為0～10％的Gd2O3+La2O3。
9.一種多層膜濾波器，該多層膜濾波器是使用權(quán)利要求1～8項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的多層膜濾波器用玻璃基板。
全文摘要
一種多層膜濾波器用玻璃基板，其在直徑為50mm的圓內(nèi)，平坦度為200nm以下，于－30℃～70℃的溫度下，具有90～130×10
文檔編號C03C3/087GK1463257SQ02802031
公開日2003年12月24日 申請日期2002年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月12日
發(fā)明者吉原聰, 小林正宏, 坂本明彥 申請人:日本電氣硝子株式會社