[发明专利]透光性多晶材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶材料及其制造方法。特别地涉及能用于光学材料的透光性多晶材料及其制造方法。

背景技术

在专利文献1和2中公开了由多个单晶粒子得到透光性多晶材料的技术。在这些技术中，将含有具有磁各向异性的单晶粒子群的浆料（悬浮液）在磁场内固定化后进行烧结。由此得到单晶粒子群的结晶方向一致的取向多晶材料。

本说明书中，将单晶粒子群的结晶方向一致称为“取向”。另外，将浆料所含的单晶粒子的位置和方向被固定称为“固定化”。单晶粒子群悬浮于水等溶剂时，浆料所含的单晶粒子的位置和方向能够变化，与此相对，失去溶剂时单晶粒子的位置和方向固定。

本说明书中，省略专利文献1和2记载的事项的重复记载。以专利文献1和2的记载内容为前提，完成本说明书。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2009-160760号公报

专利文献2：国际公开2010／073712A1号公报

发明内容

专利文献1和2的技术是打算得到单晶粒子群的结晶方向一致的取向多晶材料，在磁通密度均匀的均匀磁场内将浆料固定化。能够得到光学特性均匀的光学材料。

在光学材料中，存在光学特性在材料中发生变化（分布）的材料。例如，光纤由折射率不同的芯和包层构成。还提出了通过改变使激光振荡的芯部分的组成和将激发光导入芯部分的导引件部分的组成，从而高效地将激光振荡的激光振荡用结晶材料。

专利文献1和2的技术不计划制造光学特性在材料内发生变化的材料。制造光学特性在材料内发生变化的材料时，在现有技术中，在每个光学特性不同的区域均进行制造工序。在现有技术中，制造工序复杂，光学特性在区域与区域的边界不连续地变化。

本发明中，提供能同时制造光学特性不同的多个区域的制造方法。另外，提供光学特性不是不连续地变化而是连续地变化的透光性多晶材料。

本说明书中，公开了光学特性在材料中发生变化的透光性多晶材料的制造方法。该制造方法具备：将含有置于磁场内则受力的单晶粒子群的浆料在磁通密度相对于空间发生变化的磁场内固定化的工序，和将经固定化的材料进行烧结的工序。本说明书中，将磁通密度相对于空间发生变化的磁场称为梯度磁场。

将含有置于磁场内则受力的单晶粒子群的浆料在梯度磁场内固定化时，通过固定化的位置，得到单晶粒子群的组成、取向度、或取向方向不同的材料。将其进行烧结，则能够制造光学特性在材料中发生变化的透光性多晶材料。应予说明，本说明书中所说的透光性并不限于透明。虽然使光散射，但只要是光能够通过，则称为透光性。

将具有磁各向异性的单晶粒子置于均匀磁场内时，即使受到回转力也得不到平移力。与此相对，将具有磁各向异性的单晶粒子置于梯度磁场内时，平移力和回转力发生作用。对于不具有磁各向异性的单晶粒子的情况，虽然在磁场内回转力不发生作用，但如果置于梯度磁场内则平移力发生作用。本说明书记载的技术中，利用在梯度磁场以及梯度磁场下产生的力的方向和强弱的关系，制造各种多晶材料。

优选使用含有添加有稀土元素的单晶粒子群的浆料。例如如果在即使置于磁场内也不受力的单晶粒子中添加稀土类，则受到来自磁场的力。能够由即使置于磁场内也不受力的种类的单晶粒子群来制造光学特性在材料中发生变化的透光性多晶材料。或者，如果添加稀土类，则受到来自磁场的力增大。可降低将浆料固定化时使用的磁场的强度。

一个方式中，使用含有置于梯度磁场内时受到的平移力不同的多种单晶粒子群的浆料。

将单晶粒子置于梯度磁场内时受到的平移力的强弱根据单晶粒子的种类而不同。另外，也根据添加到单晶粒子中的稀土元素的添加量和/或添加到单晶粒子中的稀土元素的种类而不同。因此，准备例如添加到单晶粒子中的稀土元素的添加量不同的2种单晶粒子群。或者，准备添加到单晶粒子中的稀土元素的种类不同的2种单晶粒子。或者，准备仅添加相同量的相同种类稀土元素的不同种类的单晶粒子。种类数可以是2以上的任意数。