| 【発明の名称】 |
蛍石の屈折率測定方法、蛍石の選別方法および蛍石 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐久間 繁
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| 【要約】 |
【課題】蛍石の屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を間接的に容易に測定する方法の提供。
【解決手段】ＩＣＰ−ＡＥＳ（誘導結合プラズマ発光分光装置）を用いて蛍石の鉛含有率を測定し、この鉛含有率に基づいて蛍石の非鉛含有時の屈折率に対する屈折率増加量を算出することにより、蛍石の屈折率を求める。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 蛍石の屈折率を測定するにあたり、当該蛍石の鉛含有率を測定することを特徴とする蛍石の屈折率測定方法。
【請求項２】 請求項１に記載の蛍石の屈折率測定方法において、前記鉛含有率の測定範囲を、重量比で０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍとすることを特徴とする蛍石の屈折率測定方法。
【請求項３】 請求項１に記載の蛍石の屈折率測定方法において、前記鉛含有率の測定範囲を、重量比で２０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍとすることを特徴とする蛍石の屈折率測定方法。
【請求項４】 蛍石の屈折率を測定するにあたり、当該蛍石の光の透過率を測定することを特徴とする蛍石の屈折率測定方法。
【請求項５】 請求項４に記載の蛍石の屈折率測定方法において、波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する前記透過率を測定することを特徴とする蛍石の屈折率測定方法。
【請求項６】 請求項４に記載の蛍石の屈折率測定方法において、前記透過率を測定するにあたり、前記蛍石の互いに対向する劈開面間を透過する光の透過率を測定することを特徴とする蛍石の屈折率測定方法。
【請求項７】 蛍石の鉛含有率を測定し、前記鉛含有率が重量比で３７０ｐｐｍ以下の蛍石を選択することを特徴とする蛍石の選別方法。
【請求項８】 請求項７に記載の蛍石の選別方法において、前記鉛含有率が重量比で４０ｐｐｍ以下の蛍石を選択することを特徴とする蛍石の選別方法。
【請求項９】 波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する蛍石の１ｍｍあたりの透過率を測定し、前記透過率が５％以上の蛍石を選択することを特徴とする蛍石の選別方法。
【請求項１０】 請求項９に記載の蛍石の選別方法において、前記透過率が７０％以上の蛍石を選別することを特徴とする蛍石の選別方法。
【請求項１１】 請求項９に記載の蛍石の選別方法において、前記透過率を測定するにあたり、前記蛍石の互いに対向する劈開面間を透過する光の透過率を測定することを特徴とする蛍石の選別方法。
【請求項１２】 鉛含有率が重量比で３７０ｐｐｍ以下であることを特徴とする蛍石。
【請求項１３】 請求項１２に記載の蛍石において、前記鉛含有率が重量比で４０ｐｐｍ以下であることを特徴とする蛍石。
【請求項１４】 波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する１ｍｍあたりの透過率が５％以上であることを特徴とする蛍石。
【請求項１５】 請求項１４に記載の蛍石において、前記透過率が７０％以上であることを特徴とする蛍石。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光学材料としての蛍石（フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）の結晶）、蛍石の屈折率の測定方法およびその測定方法を用いた蛍石の選別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】蛍石は、低屈折率および高分散という光学的物性を有する。このため、蛍石は、色収差補正用の光学材料として光学機器に広く用いられている。このような光学機器としては、例えば、テレビカメラ、銀塩カメラ、望遠鏡および顕微鏡が挙げられる。
【０００３】さらに、蛍石は、紫外線に対する高い透過率を有し、かつ、ソラリゼーション（光照射によって透過率が低下する現象）を起こさないという性質を有する。このため、蛍石は、近年、エキシマレーザ等の紫外光を光源とする半導体露光装置（「ステッパー」または「スキャナー」とも称する。）の光学系にも使われるようになった。
【０００４】そして、蛍石は単一組成である。その結果、一般に、市販の蛍石は、ロット毎の屈折率のばらつきが一般の光学ガラスのロット毎の屈折率のばらつきよりも小さい。このため、光学部材として市販の蛍石を使用する場合には、通常、その屈折率の測定を行うことなく使用していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、色収差補正用の光学材料の屈折率には、設計上、高い精度が要求される。また、ステッパーの光学系に使用される光学材料の屈折率には、さらに高い精度が要求される。この屈折率の精度としては、例えば、小数点以下第６桁目の数値が要求される。
【０００６】そこで、この出願に係る発明者が蛍石のロット毎の屈折率を測定したところ、測定値が設計上の屈折率から許容値以上ずれている場合があることが判明した。この許容値とは、例えば、可視光の色収差補正用の光学材料の場合、５０×１０ー6程度である。また、例えば、ステッパー用の光学材料の屈折率の許容値は、さらに厳しく、５×１０ー6程度である。
【０００７】そして、蛍石の実際の屈折率が、許容範囲内（設計上の屈折率からのずれが許容値以内）でない場合には、光学系の設計をやり直していた。設計のやり直しにあたっては、例えば、レンズの曲率半径を微妙に変更したりしていた。設計のやり直しを回避するためには、予め蛍石の屈折率を測定しておき、屈折率が許容範囲内の蛍石だけを選別して使用することが望ましい。
【０００８】しかしながら、蛍石の屈折率を測定するにあたっては、蛍石に要求される設計上の精度が高いため、例えば小数点以下６桁までの値を測定する必要がある。その上、屈折率測定のためのテストピースの加工や研磨、さらには、屈折率の測定作業に大変手間がかかるという問題があった。
【０００９】このため、この発明の第１の目的は、蛍石の屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を間接的に容易に測定する方法の提供にある。
【００１０】また、この発明の第２の目的は、蛍石の屈折率を直接測定することなく、屈折率が許容範囲内の蛍石を容易に選別する方法の提供にある。
【００１１】また、この発明の第３の目的は、屈折率が許容範囲内の蛍石の提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】（第１の蛍石の屈折率測定方法）この出願に係る発明者は、種々の実験および検討を重ねた結果、蛍石の鉛含有率（鉛濃度）が高くなると、その蛍石の屈折率も高くなる傾向があることを見出した。即ち、鉛含有率が一定値以下ならば、その蛍石の屈折率は、鉛を含有しない蛍石の屈折率を設計上の屈折率とした場合の許容範囲内であることを見出した。そして、この発明者は、蛍石の鉛含有率を測定すれば、屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を間接的に知ることができることに想到した。
【００１３】尚、垂直ブリッジマン法等により結晶成長した蛍石に鉛が含まれる理由は、結晶成長の際に、蛍石の原料中の酸化物を除去するためのスカベンジャーとしてフッ化鉛を使用するためである。そして、フッ化鉛の添加量が不適当であったり、製造条件が不適切であると、鉛成分が蛍石中に残留することになる。
【００１４】そこで、この発明の第１の蛍石の屈折率測定方法によれば、蛍石の屈折率を測定するにあたり、当該蛍石の鉛含有率を測定することを特徴とする。
【００１５】このように、蛍石の鉛含有率を測定すれば、屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を容易に知ることができる。
【００１６】また、この発明の第１の蛍石の屈折率測定方法において、好ましくは、鉛含有率の測定範囲を、重量比で０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍとするのが良い。
【００１７】この発明者の測定によれば、蛍石の鉛含有率５０００ｐｐｍ程度までの測定範囲では、鉛含有率と屈折率とが実質的に比例している。そして、２０００ｐｐｍ以下の測定範囲では、鉛含有率と屈折率増加量とがより線形関係を有している。このため、例えば、鉛濃度と屈折率増加量との関係を比例定数で容易に表すことができる。その結果、この測定範囲では、鉛含有率から屈折率増加量を容易に求めることにより、蛍石の屈折率を容易に求めることができる。
【００１８】尚、鉛含有量が０ｐｐｍとは、鉛が含有されていない状態を意味する。上述のように、蛍石に鉛が含有されることにより、蛍石の屈折率が増加する。このため、蛍石に鉛が含有されていないことが最も好ましい。従って、鉛は、蛍石の必須構成成分ではない。
【００１９】また、この発明の第１の蛍石の屈折率測定方法において、より好ましくは、鉛含有率の測定範囲を、重量比で２０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍとするのが良い。
【００２０】２０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの測定範囲では、鉛含有率と屈折率増加量とがより線形の関係を有する。このため、この測定範囲では、鉛含有率から屈折率増加量をより容易に求めることができる。その結果、蛍石の屈折率を容易に求めることができる。
【００２１】（第２の蛍石の屈折率測定方法）ところで、蛍石の鉛含有率の測定は、その屈折率の測定よりは容易であるものの、一般に時間を要する。例えば、試料中の元素の定量分析に一般的に用いられているＩＣＰ−ＡＥＳ（inductively coupled plasma - atomic emission spectrometer 、誘導結合プラズマ発光分光分析装置）を使用して鉛含有率を定量分析する場合には、通常数時間を要する。このため、より容易に蛍石の屈折率を知る方法の出現が望まれる。
【００２２】そこで、この出願に係る発明者は、蛍石の鉛含有率が高くなると、蛍石の透過率が低下する現象に着目した。
【００２３】そして、この発明の第２の蛍石の屈折率測定方法によれば、蛍石の屈折率を測定するにあたり、当該蛍石の光の透過率を測定することを特徴とする。
【００２４】このように、蛍石の透過率を測定すれば、蛍石の鉛含有率を知ることができる。そして、上述したように、鉛含有率が分かれば、蛍石の屈折率を知ることができる。従って、この発明の第２の蛍石の屈折率測定方法によれば、蛍石の透過率を測定することにより、屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を容易に測定することができる。
【００２５】さらに、この出願に係る発明者は、鉛を含有する蛍石が波長２００〜２１０ｎｍの波長帯域の紫外光に対して急峻な吸収ピークを有することに着目した。
【００２６】そこで、この発明の第２の蛍石の屈折率測定方法において、好ましくは、波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する前記透過率を測定するのが良い。
【００２７】このように波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する透過率を測定すれば、容易に、蛍石の屈折率を間接的に測定することができる。
【００２８】また、この発明の実施にあたり、好ましくは、透過率を測定するにあたり、前記蛍石の互いに対向する劈開面間を透過する光の透過率を測定するのが望ましい。
【００２９】蛍石は、劈開性を有するのため、容易に劈開面を生じる。そして、互いに対向した劈開面どうしは平行となる。このため、これらの劈開面間を透過する光の透過率を測定すれば、テストピースを研磨する必要がないため、より容易に蛍石の屈折率を求めることができる。
【００３０】（第１の蛍石の選別方法）上述したように、この発明者は、蛍石の鉛含有率が高くなると、その蛍石の屈折率も高くなる傾向があることを見出した。そして、この発明者は、鉛含有率が一定値以下ならば、その蛍石の屈折率は、鉛非含有の蛍石の屈折率を設計上の屈折率とした場合の許容範囲内であることになることに想到した。そして、この発明者は、鉛含有率を測定することによって、屈折率が許容範囲内にある蛍石だけを選別して用いれば、許容範囲外の屈折率の蛍石のために光学系の設計をやり直すことを回避することができると考えた。
【００３１】そこで、この発明の第１の蛍石の選別方法によれば、蛍石の鉛含有率を測定し、鉛含有率が重量比で３７０ｐｐｍ以下の蛍石を選択することを特徴とする。
【００３２】尚、上述したように、鉛は蛍石の必須構成成分ではない。従って、鉛含有率の下限値は０ｐｐｍである。
【００３３】次に、この３７０ｐｐｍという数値の根拠について説明する。鉛含有の蛍石の屈折率と鉛非含有の蛍石の屈折率との差Δｎｄと、鉛含有率ｃとの関係は、おおよそ下記の（１）式で表すことができる。
【００３４】Δｎｄ＝Ｋ×ｃ・・・（１）
ここで、Ｋは比例定数である。そして、後述の実施の形態において説明するように、測定結果、Ｋ＝０．１３４×１０ー6（１／ｐｐｍ）という値を得た。
【００３５】また、上述のように、可視光の色収差補正用の光学材料の場合の許容値は、５０×１０ー6程度である。そこで、上記の（１）式のΔｎｄに、この許容値を代入すると、鉛含有率ｃ＝３７３≒３７０（ｐｐｍ）という値が得られる。従って、鉛含有率３７０ｐｐｍ以下の蛍石は、可視光の色収差用の光学材料に要求される屈折率精度をほぼ満足することが分かる。従って、一般の可視光の色収差用の光学材料として鉛含有率３７０ｐｐｍ以下の蛍石を使用すれば、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００３６】さらに、この発明の第１の蛍石の選別方法において、好ましくは、鉛含有率が重量比で４０ｐｐｍ以下の蛍石を選択するのが良い。
【００３７】次に、この４０ｐｐｍという数値の根拠について説明する。上述のように、ステッパー用の光学材料の許容値は、一般の光学材料の許容値よりもさらに厳しい５×１０ー6程度である。従って、上記の（１）式のΔｎｄに、この許容値を代入すると、鉛含有率ｃ＝３７≒４０（ｐｐｍ）が得られる。従って、鉛含有率４０ｐｐｍ以下の蛍石は、ステッパー用の光学材料に要求される屈折率精度をほぼ満足することが分かる。従って、ステッパー用の光学材料として鉛含有率４０ｐｐｍ以下の蛍石を使用すれば、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００３８】（第２の蛍石の選別方法）上述したように、この発明者は、蛍石の鉛含有率が高くなると、蛍石の透過率が低下する現象に着目した。そして、この発明者は、透過率が一定値以上ならば、その蛍石の鉛含有率が一定値以下となることに想到した。鉛含有率は、上述したように、屈折率と相関関係を有する。従って、透過率が一定値以上ならば、その蛍石の屈折率は、鉛を含有しない蛍石の屈折率を設計上の屈折率とした場合の許容範囲内であることになる。
【００３９】そして、この発明者は、蛍石の透過率を測定することによって、屈折率が許容範囲内にある蛍石を選別しておけば、許容範囲外の屈折率の蛍石のために光学系の設計をやり直すことを回避することができると考えた。
【００４０】そこで、この発明の第２の蛍石の選別方法によれば、波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する蛍石の１ｍｍあたりの透過率を測定し、透過率が５％以上の蛍石を選択することを特徴とする。
【００４１】次に、この５％という数値の根拠について説明する。波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する蛍石１ｍｍあたりの透過率Ｔと、蛍石の鉛含有率ｃとの間には、一般に、Lambert-Berrの法則と呼ばれる、下記の（２）式に示す関係が成り立つ。
【００４２】
Ｔ＝Ｉｏ／Ｉｉ＝ｅｘｐ｛−ａｃｄ｝・・・（２）
上記の（２）式に示すように、透過率Ｔは、光の入射強度Ｉｉと出射強度Ｉｏとの比で与えられる。また、上記の（２）式において、ａは吸収係数、ｃは鉛含有率、ｄはサンプルの厚さ（光が透過する部分の厚さ）をそれぞれ表す。そして、後述の実施の形態において説明するように、測定の結果、吸収係数ａ＝０．０８（１／（ｐｐｍ・ｃｍ））という値を得た。
【００４３】また、上述のように、可視光の色収差補正用の一般の光学材料の場合の屈折率の許容値は、５０×１０ー6である。そこで、この許容値の屈折率差に相当する前述の鉛含有率３７０ｐｐｍという値を上記の（２）式のｃに代入する。さらに、サンプル１ｍｍあたりの透過率を求めるため、上記の（２）式のｄに、ｄ＝０．１（ｃｍ）と代入する。その結果、透過率Ｔ＝０．０５という値が得られる。従って、透過率５％以上の蛍石は、鉛含有率が、ほぼ３７０ｐｐｍ以下であることが分かる。その結果、透過率５％以上の蛍石は、可視光の色収差用の光学材料に要求される屈折率精度をほぼ満足することが分かる。従って、蛍石の透過率を測定することによって、その屈折率を容易に知ることができる。
【００４４】そして、可視光の色収差用の光学材料としてこの透過率が５％以上の蛍石を使用すれば、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００４５】また、この発明の第２の蛍石の選別方法において、好ましくは、透過率が７０％以上の蛍石を選別するのが良い。尚、透過率の上限値は、１００％である。
【００４６】次に、この７０％という数値の根拠について説明する。上述のように、例えばステッパー用の光学材料の場合には、鉛含有率は、４０ｐｐｍ以下であることが要求される。従って、上記の（２）式のｃに、ｃ＝４０（ｐｐｍ）と代入すると、透過率Ｔ＝０．７３≒０．７０という値が得られる。従って、波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する透過率が７０％以上の蛍石は、ステッパー用の光学材料に要求される屈折率精度をほぼ満足することが分かる。
【００４７】従って、ステッパー用の光学材料として透過率が７０％以上の蛍石を使用すれば、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００４８】また、この発明の第２の蛍石の選別方法の実施にあたり、好ましくは、透過率を測定するにあたり、蛍石の互いに対向する劈開面間を透過する光の透過率を測定するのが望ましい。
【００４９】（第１の蛍石）また、この発明の第１の蛍石によれば、鉛含有率が重量比で３７０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
【００５０】上述のように、可視光の色収差用の一般の光学材料として鉛含有率３７０ｐｐｍ以下の蛍石を使用すれば、屈折率が許容値範囲内の蛍石のみを使用することができる。その結果、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００５１】尚、鉛含有量３７０ｐｐｍ以下の蛍石の用途は、色収差用の光学材料に限定する必要はない。
【００５２】また、この発明の第１の蛍石において、好ましくは、鉛含有率が重量比で４０ｐｐｍ以下であるのが良い。
【００５３】上述のように、例えば、ステッパー用の光学材料として鉛含有率４０ｐｐｍ以下の蛍石を使用すれば、屈折率が許容値範囲内の蛍石のみを使用することができる。その結果、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００５４】尚、鉛含有量４０ｐｐｍ以下の蛍石の用途は、ステッパー用の光学材料に限定する必要はない。
【００５５】（第２の蛍石）また、この発明の第２の蛍石によれば、波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する１ｍｍあたりの透過率が５％以上であることを特徴とする。
【００５６】上述のように、例えば可視光の色収差用の光学材料として、この波長帯域の透過率が５％以上の蛍石を使用すれば、屈折率が許容値範囲内の蛍石のみを使用することができる。その結果、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００５７】尚、この透過率５％以上の蛍石の用途は、色収差用の光学材料に限定する必要はない。
【００５８】さらに、この発明の第２の蛍石において、好ましくは、透過率が７０％以上であるのが良い。
【００５９】上述のように、例えばステッパー用の一般の光学材料として、この波長帯域の透過率が７０％以上の蛍石を使用すれば、屈折率が許容値範囲内の蛍石のみを使用することができる。その結果、光学系の設計のやり直しを回避することができる。
【００６０】尚、この透過率が７０％以上の蛍石の用途は、ステッパー用の光学材料に限定する必要はない。
【００６１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。尚、以下の説明に用いる数値的条件は単なる例示にすぎない。
【００６２】この発明の第１の蛍石の屈折率測定方法によれば、蛍石の屈折率を測定するにあたり、当該蛍石の鉛含有率を測定する。また、この発明の第１の蛍石の選別方法によれば、蛍石の鉛含有率を測定し、鉛含有率が３７０ｐｐｍ以下、より好ましくは４０ｐｐｍ以下の蛍石を選択する。そして、選別された蛍石が、この発明の第１の蛍石となる。
【００６３】この実施の形態では、先ず、検出限界２０ｐｐｍ未満の鉛含有率の蛍石の屈折率を、鉛非含有の蛍石の屈折率として測定する。ここでは、ヘリウムのｄ線（波長５８７．５６２ｎｍ）の光を用いて屈折率を測定する。測定の結果、２２．５℃の温度下でのこの蛍石の屈折率は、１．４３３８５２であった。以下、この実施の形態では、この数値を設計上の屈折率とし、この数値からのずれを屈折率増加量（屈折率差）として表す。
【００６４】次に、複数の鉛含有率の蛍石について、鉛含有率とその屈折率とをそれぞれ測定した。鉛含有率の測定にあたっては、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いた。
【００６５】この測定結果を下記の表１に示す。表１では、蛍石の鉛含有率（ｐｐｍ）とその鉛含有率の蛍石の屈折率増加量を示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】上記の表１に示すように、鉛含有量が１４０，１６０，２２０，１０００および１８００（ｐｐｍ）と増加するに伴って、屈折率も増加して、屈折率増加量は、それぞれ１７，２０，２８，１４８および２３３（×１０ー6）となっている。
【００６８】次に、この測定結果をプロットしたグラフを図１に示す。図１のグラフは、この測定の結果を表すものであり、蛍石の鉛含有率と屈折率増加量との関係を示すグラフである。グラフの横軸は鉛含有率ｃ（ｐｐｍ）を表し、縦軸は、鉛非含有の場合の屈折率を基準とした屈折率増加量Δｎｄ（×１０ー6）を表す。また、グラフ中の直線Ｉは、各プロットの分布に基づいて描いたものである。この曲線Ｉの傾きを求めて、上記の課題を解決する手段の欄においても示した、下記の（１）式を得た。
【００６９】Δｎｄ＝Ｋ×ｃ・・・（１）
ただしＫ＝０．１３４×１０ー6（１／ｐｐｍ）
従って、蛍石の鉛含有率が分かれば、上記の（１）式から屈折率増加量を求めることができるので、蛍石の屈折率を容易に求めることができる。
【００７０】尚、上記の（１）式を用いて屈折率を求めるにあたっては、例えば、０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、より好ましくは、２０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの鉛含有率の蛍石の屈折率の測定に適応することが望ましい。
【００７１】また、この発明の第２の蛍石の屈折率測定方法によれば、蛍石の屈折率を測定するにあたり、当該蛍石の光の透過率を測定する。また、この発明の第２の蛍石の選別方法によれば、波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍの光に対する蛍石の１ｍｍあたりの透過率を測定し、透過率が５％以上、さらに好ましくは７０％以上の蛍石を選択する。そして、選別された蛍石が、この発明の第２の蛍石となる。
【００７２】次に、複数の鉛含有率の蛍石について、鉛含有率とその鉛含有率の蛍石の透過率とをそれぞれ測定した。透過率の測定にあたっては、先ず、２つの劈開面間の厚さが２ｍｍのサンプルを作成した。２つの劈開面は、互いに平行であり、かつ、研磨の必要がない。そして、この２つの劈開面に挟まれた部分に波長２００ｎｍ〜２１０ｎｍのいずれかの波長の紫外光を透過させて、透過率を測定した。
【００７３】次に、この測定結果を下記の表２に示す。表２では、蛍石の鉛含有率（ｐｐｍ）とその鉛含有率の蛍石の透過率とを示す。尚、表２では、透過率を自然対数のマイナス値（−ｌｎ（Ｔ））（以下、単に透過率とも称する。）で示している。
【００７４】
【表２】
【００７５】上記の表２に示すように、鉛含有量が３５，５８，７４，９１および１１８（ｐｐｍ）と増加するに伴って、透過率Ｔの自然対数のマイナス値（−ｌｎ（Ｔ））も増加して、透過率は、それぞれ０．５５，１．０２，１．１３，１．５２および１．８５と増加した。
【００７６】次に、この測定結果をプロットしたグラフを図２に示す。図２のグラフは、この測定の結果を表すものであり、蛍石の鉛含有率と透過率との関係を示すグラフである。グラフの横軸は鉛含有率ｃ（ｐｐｍ）を表し、縦軸は透過率として、透過率Ｔの自然対数のマイナス値（−ｌｎ（Ｔ））を表す。
【００７７】また、グラフ中の直線IIは、各プロットの分布に基づいて描いたものである。この曲線IIの傾きは、０．０１６１であった。この測定にあたっては、サンプルの厚さｄを２ｍｍ（＝０．２ｃｍ）としてあるので、０．０１６１を０．２で割った値の近似値である０．０８を吸収係数ａとする。
【００７８】従って、蛍石の透過率が分かれば、上記の課題を解決する手段の欄にも示した下記の（２）式から容易に蛍石の鉛含有率を求めることができる。
【００７９】
Ｔ＝Ｉｏ／Ｉｉ＝ｅｘｐ｛−ａｃｄ｝・・・（２）
そして、鉛含有率が求まれば、上述の（１）式により蛍石の屈折率を求めることができる。
【００８０】次に、蛍石の透過率からその屈折率を直接求める例について説明する。
【００８１】そのために、蛍石の透過率と屈折率とをそれぞれ測定した。測定結果を下記の表３に示す。表３では、蛍石の透過率とその透過率の蛍石の屈折率増加量（鉛非含有時の屈折率を基準とする。）とを示す。尚、表３では、透過率を自然対数のマイナス値（−ｌｎ（Ｔ））（以下、単に透過率とも称する。）で示している。
【００８２】
【表３】
【００８３】上記の表３に示すように、透過率の自然対数のマイナス値（−ｌｎ（Ｔ））が０．５５，１．０２，１．１３，１．５２および１．８５と増加するに伴って、屈折率増加量も４．５８，８．４９，９．４０，１２．７および１５．４（×１０ー6）と変化した。
【００８４】次に、この測定結果をプロットしたグラフを図３に示す。図３のグラフは、この測定の結果を表すものであり、蛍石の透過率と屈折率の増加量との関係を示すグラフである。グラフの横軸は、蛍石の透過率として、透過率Ｔの自然対数のマイナス値（−ｌｎ（Ｔ））を表す。また、グラフの縦軸は、蛍石の屈折率増加量を表す。また、グラフ中の直線III は、各プロットの分布に基づいて描いたものである。
【００８５】また、測定結果から下記の（３）式が得られる。
【００８６】
Δｎｄ＝（１．６６×１０ー6／ｄ）×（−ｌｎ（Ｔ））・・・（３）
ただし、上記の（３）式の右辺のｄは、サンプルの厚さ（ｃｍ）を表す。
【００８７】従って、蛍石の透過率が分かれば、上記の（３）式から容易に蛍石の屈折率を求めることができる。
【００８８】上述した各実施の形態では、これらの発明を特定の材料を用い、特定の条件で形成した例についてのみ説明したが、これらの発明は多くの変更および変形を行うことができる。例えば、上述した実施の形態では、透過率の測定の際にサンプルの厚さを２ｍｍとしたが、この発明では、サンプルの厚さはこの厚さに限定する必要はない。
【００８９】
【発明の効果】このように、この発明では、蛍石の鉛含有率を測定することにより、蛍石の屈折率を知ることができる。その結果、蛍石の屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を求めることができる。従って、屈折率が許容範囲内の蛍石のみを容易に選別して用いることができる。このため、蛍石の屈折率が許容範囲外であるために光学設計をやり直すことを回避することができる。
【００９０】また、この発明では、蛍石の透過率を測定することにより、蛍石の屈折率を知ることができる。その結果、蛍石の屈折率を直接測定することなく、蛍石の屈折率を求めることができる。従って、屈折率が許容範囲内の蛍石のみを容易に選別して用いることができる。このため、蛍石の屈折率が許容範囲外であるために光学設計をやり直すことを回避することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４１１２
【氏名又は名称】株式会社ニコン
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】大垣 孝
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２４８６２５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月１７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−５３５８３ |
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