超高温光散乱特性によるガラスの究極の透過率の研究

光ファイバの伝送損失の低減化は、主にガラス中に残存している遷移金属やOH基の除去により達成され、一般には可能な極限値に近い透過率に到達したと考えられている。しかし、損失の最大の原因となるレーリー散乱に関する研究は驚くほど少ない。本研究では、現在の石英ファイバを越える、より透明なガラス材料の開発を目的とし、ガラスの光散乱の起因を再検討した。3つの疑問点から研究をスタートし、以下の成果を得た。1。ガラス転移点で完全に密度揺らぎは凍結するのか?微量な不純物を含む場合、ガラス転移点以下の広い温度領域で凍結した密度揺らぎの構造緩和が起こることを明らかにした。この現象を利用して、石英ガラスにNaを10wt.p.p.m添加し、光散乱強度を13%低減化させることに成功した。2。等温圧縮率はシリカガラスの特異性を反映しているか?等温圧縮率はシリカ結晶の融点で急激な変化を示し、また、過冷却液体の状態でほぼ一定値を示すことを明らかにした。これらの結果は、シリカガラスが微結晶領域でできていることを強く示唆するものである。3。光散乱の原因は密度揺らぎだけなのか?異方性およびクラスターによる光散乱も存在すること、さらに、異方性は過冷却液体でほぼ一定であることを明らかにした。これらの結果は、2の結果とともに、さらに大きな透過率をもつガラスが創製可能であることを示唆するものである。

光ファイバの伝送損失の低減化は、主にガラス中に残存している遷移金属やOH基の除去により達成され、一般には可能な極限値に近い透過率に到達したと考えられている。しかし、損失の最大の原因となるレーリー散乱に関する研究は驚くほど少ない。本研究では、現在の石英ファイバを越える、より透明なガラス材料の開発を目的とし、ガラスの光散乱の起因を再検討した。3つの疑問点から研究をスタートし、以下の成果を得た。1。ガラス転移点で完全に密度揺らぎは凍結するのか?微量な不純物を含む場合、ガラス転移点以下の広い温度領域で凍結した密度揺らぎの構造緩和が起こることを明らかにした。この現象を利用して、石英ガラスにNaを10wt.p.p.m添加し、光散乱強度を13%低減化させることに成功した。2。等温圧縮率はシリカガラスの特異性を反映しているか?等温圧縮率はシリカ結晶の融点で急激な変化を示し、また、過冷却液体の状態でほぼ一定値を示すことを明らかにした。これらの結果は、シリカガラスが微結晶領域でできていることを強く示唆するものである。3。光散乱の原因は密度揺らぎだけなのか?異方性およびクラスターによる光散乱も存在すること、さらに、異方性は過冷却液体でほぼ一定であることを明らかにした。これらの結果は、2の結果とともに、さらに大きな透過率をもつガラスが創製可能であることを示唆するものである。