JPH08290935A - 光学的損傷に対する耐性を有する高純度溶融シリカガラス部材およびその製造方法 - Google Patents
光学的損傷に対する耐性を有する高純度溶融シリカガラス部材およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高純度溶融シリカガラスにおいて、紫外線、
特に、波長300 ｎｍまたはそれ以下のレーザーによる光
学的損傷に対して高度に抵抗性を有するようにする。 【解決手段】 酸化による熱分解、または火炎加水分解
によってＳｉＯ2 へ転化され得る蒸気状態にあるケイ素
含有化合物を含むガス流を生成する。このガス流を燃焼
バーナーの火炎中に通し溶融ＳｉＯ2 の非晶粒子を形成
し、支持体上に付着させる。非晶粒子付着物を透明ガラ
スボディに固結させる。この透明ガラスボディを高圧低
温条件下において水素分子でドーピングして光学的損傷
に対する高い抵抗性を有するガラス部材を形成する。
特に、波長300 ｎｍまたはそれ以下のレーザーによる光
学的損傷に対して高度に抵抗性を有するようにする。 【解決手段】 酸化による熱分解、または火炎加水分解
によってＳｉＯ2 へ転化され得る蒸気状態にあるケイ素
含有化合物を含むガス流を生成する。このガス流を燃焼
バーナーの火炎中に通し溶融ＳｉＯ2 の非晶粒子を形成
し、支持体上に付着させる。非晶粒子付着物を透明ガラ
スボディに固結させる。この透明ガラスボディを高圧低
温条件下において水素分子でドーピングして光学的損傷
に対する高い抵抗性を有するガラス部材を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー損傷に対
し耐性を有する、実質的にヒドロキシル基を含まない溶
融ガラスおよび水素分子を用いたそのようなガラスの製
造方法に関する。特に、本発明は、190 ｎｍから300 ｎ
ｍまでの波長範囲内の輻射への長期暴露に関連する溶融
シリカの190 ｎｍ−300 ｎｍの範囲での光学的吸収を防
ぐために水素分子を利用することに関している。
し耐性を有する、実質的にヒドロキシル基を含まない溶
融ガラスおよび水素分子を用いたそのようなガラスの製
造方法に関する。特に、本発明は、190 ｎｍから300 ｎ
ｍまでの波長範囲内の輻射への長期暴露に関連する溶融
シリカの190 ｎｍ−300 ｎｍの範囲での光学的吸収を防
ぐために水素分子を利用することに関している。
【０００２】
【従来の技術】溶融シリカ中に吸収を引き起こすセンタ
ー（center）の形成の正確な原因、性質および機構は完
全には理解されていないが、これらの欠陥は光学的吸収
および／または電子スピン共鳴技術により同定および探
知できる。２種類の範疇の欠陥が記述できる。約210 ｎ
ｍを中心とするＥ´センター、および、約260 ｎｍでの
吸収とそれに対応する650 ｎｍでの蛍光発光を有する酸
素に関連する欠陥である。
ー（center）の形成の正確な原因、性質および機構は完
全には理解されていないが、これらの欠陥は光学的吸収
および／または電子スピン共鳴技術により同定および探
知できる。２種類の範疇の欠陥が記述できる。約210 ｎ
ｍを中心とするＥ´センター、および、約260 ｎｍでの
吸収とそれに対応する650 ｎｍでの蛍光発光を有する酸
素に関連する欠陥である。
【０００３】Ｅ´欠陥構造は、格子空間（interstitial
space）へ突出しているダングリング（dangling）シリ
コン軌道に捕えられた常磁性電子から成る。Ｅ´センタ
ーは不対電子を有するので、電子スピン共鳴分光により
検出可能である。誘発されたＥ´センターは5.8 ｅＶ
（210 ｎｍ）の吸収バンドと2.7 ｅＶ（458 ｎｍ）の蛍
光バンドを有する。210 ｎｍでの吸収は、ＡｒＦ（193
ｎｍ）レーザーの用途において、レーザー照射波長領域
につながる（tail into ）ので、特に有害である。193
ｎｍマイクロリソグラフィー用レンズ等の用途には、Ｕ
Ｖスペクトルのこの領域のいかなる光学的吸収をも排除
もしくは最小とすることが重要である。
space）へ突出しているダングリング（dangling）シリ
コン軌道に捕えられた常磁性電子から成る。Ｅ´センタ
ーは不対電子を有するので、電子スピン共鳴分光により
検出可能である。誘発されたＥ´センターは5.8 ｅＶ
（210 ｎｍ）の吸収バンドと2.7 ｅＶ（458 ｎｍ）の蛍
光バンドを有する。210 ｎｍでの吸収は、ＡｒＦ（193
ｎｍ）レーザーの用途において、レーザー照射波長領域
につながる（tail into ）ので、特に有害である。193
ｎｍマイクロリソグラフィー用レンズ等の用途には、Ｕ
Ｖスペクトルのこの領域のいかなる光学的吸収をも排除
もしくは最小とすることが重要である。
【０００４】260 ｎｍに観察される第２の吸収は、溶存
酸素分子を含むシリカを照射した結果である。ガラスを
作成する火炎をより酸化するほど、レーザー照射によ
り、より多くの260 ｎｍの吸収が引き起こされることが
発見されている。1.9 ｅＶ（650 ｎｍ）の赤色蛍光が、
260 ｎｍの吸収と共に発生する。260 ｎｍの吸収はＫｒ
Ｆ（248 ｎｍ）レーザーの用途において、レーザー波長
と非常に近いため望ましくなく、その最小化もしくは排
除は、ＫｒＦ用途においてシリカを成功裡に用いるため
に重要である。
酸素分子を含むシリカを照射した結果である。ガラスを
作成する火炎をより酸化するほど、レーザー照射によ
り、より多くの260 ｎｍの吸収が引き起こされることが
発見されている。1.9 ｅＶ（650 ｎｍ）の赤色蛍光が、
260 ｎｍの吸収と共に発生する。260 ｎｍの吸収はＫｒ
Ｆ（248 ｎｍ）レーザーの用途において、レーザー波長
と非常に近いため望ましくなく、その最小化もしくは排
除は、ＫｒＦ用途においてシリカを成功裡に用いるため
に重要である。
【０００５】260 ｎｍの吸収の形成のある形態は、溶存
酸素分子が光と反応し酸素原子を生成することに関係し
ている。反応性酵素原子は、さらに酸素分子と反応し、
オゾン（260 ｎｍの吸収）を生成する。このオゾンは赤
色光（650 ｎｍ）を生じると共に発光性遷移をおこす。
または、酸素分子はシリカと光分解的に反応するという
説がたてられていることに注意すべきである。形成の機
構にかかわらず、260ｎｍの吸収はガラス中の酸素分子
の含有量に関係していることに注意すべきである。
酸素分子が光と反応し酸素原子を生成することに関係し
ている。反応性酵素原子は、さらに酸素分子と反応し、
オゾン（260 ｎｍの吸収）を生成する。このオゾンは赤
色光（650 ｎｍ）を生じると共に発光性遷移をおこす。
または、酸素分子はシリカと光分解的に反応するという
説がたてられていることに注意すべきである。形成の機
構にかかわらず、260ｎｍの吸収はガラス中の酸素分子
の含有量に関係していることに注意すべきである。
【０００６】過去に、溶融シリカガラスの光学的損傷抵
抗性を改善するための数多くの方法が提案されてきた。
ＣＶＤ−スート再溶融（CVD-soot remelting）工程、プ
ラズマＣＶＤ工程、石英結晶粉末の電気的融解、その他
類似の方法により調製された高純度溶融シリカは、様々
な度合いでレーザー損傷を受けやすいことが一般に知ら
れている。このレーザー損傷に対する多様な傾向は、ベ
ータＯＨの値から10ｐｐｍ以下と時折計測される低いＯ
Ｈ含有量によるものである。それゆえ、最も一般的に
は、このようなガラスのＯＨ含有量を高レベルに増加さ
せることが提案されてきた。例えば、Escher, G. C.
は、"ＫｒＦ Laser Induced Color CentersIn Commerci
al Fused Silecas" SPIE Vol. 998, Excimer Beam Appl
ications, pp. 30-37（1988）において、欠陥発生比率
（defect generation rate）は、溶融シリカのＯＨ含有
量に依存すること、および「ウェット（wet ）」シリカ
はＫｒＦ用途に好ましい材料であることを確認してい
る。特に、ＯＨ含有量の多いシリカは、それらの室温で
の水素アニーリングの性質のため、ＯＨ含有量の少ない
シリカよりも損傷抵抗性が高いことが指摘されている。
抗性を改善するための数多くの方法が提案されてきた。
ＣＶＤ−スート再溶融（CVD-soot remelting）工程、プ
ラズマＣＶＤ工程、石英結晶粉末の電気的融解、その他
類似の方法により調製された高純度溶融シリカは、様々
な度合いでレーザー損傷を受けやすいことが一般に知ら
れている。このレーザー損傷に対する多様な傾向は、ベ
ータＯＨの値から10ｐｐｍ以下と時折計測される低いＯ
Ｈ含有量によるものである。それゆえ、最も一般的に
は、このようなガラスのＯＨ含有量を高レベルに増加さ
せることが提案されてきた。例えば、Escher, G. C.
は、"ＫｒＦ Laser Induced Color CentersIn Commerci
al Fused Silecas" SPIE Vol. 998, Excimer Beam Appl
ications, pp. 30-37（1988）において、欠陥発生比率
（defect generation rate）は、溶融シリカのＯＨ含有
量に依存すること、および「ウェット（wet ）」シリカ
はＫｒＦ用途に好ましい材料であることを確認してい
る。特に、ＯＨ含有量の多いシリカは、それらの室温で
の水素アニーリングの性質のため、ＯＨ含有量の少ない
シリカよりも損傷抵抗性が高いことが指摘されている。
【０００７】米国特許第5,086,352 号およびそれに関連
する米国特許第5,325,230 号においてもまた、短波長紫
外線レーザービームへの暴露による光学的劣化への抵抗
性は水素ガスの存在下におけるＯＨ基含有量に依存する
ことが記載されている。特に、これらの文献には、ＯＨ
含量の少ない高純度シリカガラスはＫｒＦエクサイマー
レーザー耐久性が劣ることが示されている。そして、そ
れらの文献には、高純度シリカガラスが少なくとも50ｐ
ｐｍのＯＨ含有量を有するべきことが提案されている。
する米国特許第5,325,230 号においてもまた、短波長紫
外線レーザービームへの暴露による光学的劣化への抵抗
性は水素ガスの存在下におけるＯＨ基含有量に依存する
ことが記載されている。特に、これらの文献には、ＯＨ
含量の少ない高純度シリカガラスはＫｒＦエクサイマー
レーザー耐久性が劣ることが示されている。そして、そ
れらの文献には、高純度シリカガラスが少なくとも50ｐ
ｐｍのＯＨ含有量を有するべきことが提案されている。
【０００８】同様に、Yamagata, S. "Improvement of E
xcimer Laser Durability of Silica Glass" , Transac
tions of the Materials Research Society of Japan,
Vol.8, pp 82−96 1992, には、溶存水素が蛍光放出挙
動に与える影響、および、例えば高純度四塩化ケイ素か
ら酸素火炎加水分解法によって合成された高純度シリカ
ガラスのような、重量で750 ｐｐｍまでのＯＨ基を含む
高純度シリカガラスに関するＫｒＦエクサイマーレーザ
ー光線照射下での透過率の低下が開示されている。
xcimer Laser Durability of Silica Glass" , Transac
tions of the Materials Research Society of Japan,
Vol.8, pp 82−96 1992, には、溶存水素が蛍光放出挙
動に与える影響、および、例えば高純度四塩化ケイ素か
ら酸素火炎加水分解法によって合成された高純度シリカ
ガラスのような、重量で750 ｐｐｍまでのＯＨ基を含む
高純度シリカガラスに関するＫｒＦエクサイマーレーザ
ー光線照射下での透過率の低下が開示されている。
【０００９】他にも、溶融シリカの光学的耐久性を増加
する方法が提案されている。例えば、Faile, S. P, お
よびRoy D. M 、"Mechanism of Color Center Destruct
ion in Hydrogen Impregnated Radiation Resistant Gl
asses", Meterials ResearchBull., Vol. 5, pp 385−3
90 1970 には、水素含浸ガラスはガンマ線により誘発さ
れる照射に抵抗性を有する傾向にあることが開示されて
いる。
する方法が提案されている。例えば、Faile, S. P, お
よびRoy D. M 、"Mechanism of Color Center Destruct
ion in Hydrogen Impregnated Radiation Resistant Gl
asses", Meterials ResearchBull., Vol. 5, pp 385−3
90 1970 には、水素含浸ガラスはガンマ線により誘発さ
れる照射に抵抗性を有する傾向にあることが開示されて
いる。
【００１０】日本特許抄録第40−10228 号には、溶融に
よって製造された石英ガラス製品（quartz glass artic
le）を、水素含有雰囲気中で約400 ℃から約1000℃で加
熱して、イオン化放射線の影響による着色（ソラリゼー
ション）を防止する工程が開示されている。同様に、日
本特許抄録第39−23850 号には、シリカガラスによるＵ
Ｖ光線の透過度は、水素雰囲気中で950 ℃から1400℃で
熱処理し、続いて酵素雰囲気中で同じ温度範囲で熱処理
することにより改善できることが開示されている。
よって製造された石英ガラス製品（quartz glass artic
le）を、水素含有雰囲気中で約400 ℃から約1000℃で加
熱して、イオン化放射線の影響による着色（ソラリゼー
ション）を防止する工程が開示されている。同様に、日
本特許抄録第39−23850 号には、シリカガラスによるＵ
Ｖ光線の透過度は、水素雰囲気中で950 ℃から1400℃で
熱処理し、続いて酵素雰囲気中で同じ温度範囲で熱処理
することにより改善できることが開示されている。
【００１１】Shelby, J. E., "Radiation Effects in H
ydrogen-impregnated Vitreous Silica", J. Applied P
hysics, Vol. 50, No. 5, pp. 3702−06（1979）には、
水素含浸ガラス質シリカを照射すると光学的欠陥（opti
cal defects ）の形成が抑制されるが、水素含浸によっ
ても結合ヒドロキシル基および水素化物を多量に形成す
る結果となり、膨張またはガラスの密度の低下という結
果となることが示唆されている。
ydrogen-impregnated Vitreous Silica", J. Applied P
hysics, Vol. 50, No. 5, pp. 3702−06（1979）には、
水素含浸ガラス質シリカを照射すると光学的欠陥（opti
cal defects ）の形成が抑制されるが、水素含浸によっ
ても結合ヒドロキシル基および水素化物を多量に形成す
る結果となり、膨張またはガラスの密度の低下という結
果となることが示唆されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ＯＨを含まないか、ま
たはＯＨ含有量の少ない溶融シリカガラスの光学的損傷
耐性、特に、ＵＶ照射、例えば193 ｎｍまたは248 ｎｍ
のエクサイマーレーザーへの長期暴露に関する光学的損
傷に対する抵抗性を増加させる実際的な方法について
は、過去において提案されていない。従って、本発明は
高純度溶融シリカガラスの光学的損傷に対する抵抗性を
増加させる方法を提供することを目的とする。
たはＯＨ含有量の少ない溶融シリカガラスの光学的損傷
耐性、特に、ＵＶ照射、例えば193 ｎｍまたは248 ｎｍ
のエクサイマーレーザーへの長期暴露に関する光学的損
傷に対する抵抗性を増加させる実際的な方法について
は、過去において提案されていない。従って、本発明は
高純度溶融シリカガラスの光学的損傷に対する抵抗性を
増加させる方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】簡潔に言えば、本発明
は、約360 ｎｍより短い範囲の波長を有する光線に用い
る光学部材およびその光学部材またはブランクの製造方
法に関する。本発明の方法は、10重量ｐｐｍ以下の量の
ＯＨ基を含む高純度合成シリカガラスから部材またはブ
ランクを形成し、そして形成した光学部材またはブラン
クを水素分子でドーピングして光学部材またはブランク
のレーザー損傷に対する抵抗性を高める、各工程からな
る。特に、本発明の方法に従って形成した水素添加光学
部材またはブランクは、248 ｎｍのＫｒＦレーザー波長
において107 パルス（350 mJ／cm2）までの光学的損傷
に対して高い抵抗性を有する。
は、約360 ｎｍより短い範囲の波長を有する光線に用い
る光学部材およびその光学部材またはブランクの製造方
法に関する。本発明の方法は、10重量ｐｐｍ以下の量の
ＯＨ基を含む高純度合成シリカガラスから部材またはブ
ランクを形成し、そして形成した光学部材またはブラン
クを水素分子でドーピングして光学部材またはブランク
のレーザー損傷に対する抵抗性を高める、各工程からな
る。特に、本発明の方法に従って形成した水素添加光学
部材またはブランクは、248 ｎｍのＫｒＦレーザー波長
において107 パルス（350 mJ／cm2）までの光学的損傷
に対して高い抵抗性を有する。
【００１４】本発明の特に有用なひとつの態様において
は、レーザー損傷に対して高い抵抗性を有する光学部材
やブランクを、高純度溶融シリカガラスから、 ａ）酸素による熱分解（thermal decomposition ）また
は火炎加水分解（flame hydrolysis）によってＳｉＯ2
に転化され得る蒸気の状態でのケイ素含有化合物を含む
ガス流を生成し、 ｂ）このガス流を燃焼バーナーの火炎中に通過させて溶
融ＳｉＯ2 の非晶粒子を形成し、 ｃ）前記非晶粒子を支持体上に付着させ、 ｄ）非晶粒子付着物を、ＯＨ- 含有量が10ｐｐｍ以下の
透明ガラスボディへと固結させ、 ｅ）この透明ガラスボディを高圧低温下で水素分子でド
ーピングして、光学的損傷に対して高い抵抗性を有する
ガラス部材を製造する、各工程により形成している。
は、レーザー損傷に対して高い抵抗性を有する光学部材
やブランクを、高純度溶融シリカガラスから、 ａ）酸素による熱分解（thermal decomposition ）また
は火炎加水分解（flame hydrolysis）によってＳｉＯ2
に転化され得る蒸気の状態でのケイ素含有化合物を含む
ガス流を生成し、 ｂ）このガス流を燃焼バーナーの火炎中に通過させて溶
融ＳｉＯ2 の非晶粒子を形成し、 ｃ）前記非晶粒子を支持体上に付着させ、 ｄ）非晶粒子付着物を、ＯＨ- 含有量が10ｐｐｍ以下の
透明ガラスボディへと固結させ、 ｅ）この透明ガラスボディを高圧低温下で水素分子でド
ーピングして、光学的損傷に対して高い抵抗性を有する
ガラス部材を製造する、各工程により形成している。
【００１５】本明細書中で用いられているように、「光
学的損傷」または「光学的性質の劣化」は、(1) 複屈折
の増加、(2) 屈折率の増加、(3) 均質性の減少、(4) 透
過率の減少、および(5) 蛍光の増加を意味する。
学的損傷」または「光学的性質の劣化」は、(1) 複屈折
の増加、(2) 屈折率の増加、(3) 均質性の減少、(4) 透
過率の減少、および(5) 蛍光の増加を意味する。
【００１６】本発明の高純度溶融シリカに関して、「低
ヒドロキシル基含有量」または「ドライ（dry ）」と
は、ＯＨ- 基含有量が50ｐｐｍ未満であることを意味す
る。
ヒドロキシル基含有量」または「ドライ（dry ）」と
は、ＯＨ- 基含有量が50ｐｐｍ未満であることを意味す
る。
【００１７】以下、図面を参照しながら本発明を記述す
る。コーニング社から入手できる高純度溶融シリカガラ
スである、コード7940ガラスの典型的な光学的吸収スペ
クトルは、約106 ＫｒＦエクサイマーパルス（248 ｎ
ｍ，250 mJ／cm2 ）への暴露前と暴露後のもの両方が、
図１中に曲線１、曲線２でそれぞれ示されている。図示
したように、レーザー暴露により引き起こされた約210
ｎｍの付加的な吸収がある。前述の通り、この吸収バン
ドはＥ´センターの発生または形成によるものである。
る。コーニング社から入手できる高純度溶融シリカガラ
スである、コード7940ガラスの典型的な光学的吸収スペ
クトルは、約106 ＫｒＦエクサイマーパルス（248 ｎ
ｍ，250 mJ／cm2 ）への暴露前と暴露後のもの両方が、
図１中に曲線１、曲線２でそれぞれ示されている。図示
したように、レーザー暴露により引き起こされた約210
ｎｍの付加的な吸収がある。前述の通り、この吸収バン
ドはＥ´センターの発生または形成によるものである。
【００１８】Ｅ´センターが水素と反応することを示す
ため、例えば図１に示したような以前に損傷をうけた溶
融シリカの0.5 ｍｍ厚の試料を、12気圧のＨ2 中に85℃
で43日間放置した。この工程が、試料にＨ2 を完全に浸
透させるのに十分であると確執した。Ｈ2 中から取り出
した後、吸収スペクトルを再度測定した。水素処理をし
た試料の吸収スペクトルが図２中に曲線３により示され
ている。図示したように、未処理試料中で以前にＥ´セ
ンターによるものであった吸収スペクトルが、水素処理
によって除去されていた。Ｅ´センターによる光学的損
傷は、レーザー暴露後の未処理溶融シリカ試料のスペク
トル中で明らかに明白である（曲線２）。図示したよう
に、水素処理試料のスペクトルは、レーザー照射線への
暴露後（曲線３）であっても非照射試料のもの（曲線
１）と実質的に同一である。ＥＳＲ測定により、処理後
の試料中にはＥ´センターが存在しないことを確認し
た。理論によって拘束することを意図してはいないが、
Ｅ´センターはＨ2 と反応しＳｉＨ結合を形成すると考
えられる。
ため、例えば図１に示したような以前に損傷をうけた溶
融シリカの0.5 ｍｍ厚の試料を、12気圧のＨ2 中に85℃
で43日間放置した。この工程が、試料にＨ2 を完全に浸
透させるのに十分であると確執した。Ｈ2 中から取り出
した後、吸収スペクトルを再度測定した。水素処理をし
た試料の吸収スペクトルが図２中に曲線３により示され
ている。図示したように、未処理試料中で以前にＥ´セ
ンターによるものであった吸収スペクトルが、水素処理
によって除去されていた。Ｅ´センターによる光学的損
傷は、レーザー暴露後の未処理溶融シリカ試料のスペク
トル中で明らかに明白である（曲線２）。図示したよう
に、水素処理試料のスペクトルは、レーザー照射線への
暴露後（曲線３）であっても非照射試料のもの（曲線
１）と実質的に同一である。ＥＳＲ測定により、処理後
の試料中にはＥ´センターが存在しないことを確認し
た。理論によって拘束することを意図してはいないが、
Ｅ´センターはＨ2 と反応しＳｉＨ結合を形成すると考
えられる。
【００１９】従って、本発明の目的、即ち、レーザー照
射線への暴露により引き起こされる光学的損傷に対して
抵抗性を有する高純度ガラスの製造は、高純度溶融シリ
カガラスを形成し、続いて、形成したガラスに、高圧水
素への露出を含む後処理を施すことによって行う。好ま
しくは、前記ガラスに、ＡｒＦレーザー波長領域である
193 ｎｍ並びにＫｒＦレーザー波長領域である248 ｎｍ
における光学的損傷に対する抵抗性を供与するために十
分な量の水素を含浸させる。
射線への暴露により引き起こされる光学的損傷に対して
抵抗性を有する高純度ガラスの製造は、高純度溶融シリ
カガラスを形成し、続いて、形成したガラスに、高圧水
素への露出を含む後処理を施すことによって行う。好ま
しくは、前記ガラスに、ＡｒＦレーザー波長領域である
193 ｎｍ並びにＫｒＦレーザー波長領域である248 ｎｍ
における光学的損傷に対する抵抗性を供与するために十
分な量の水素を含浸させる。
【００２０】前述の通り、高ＯＨシリカは低ＯＨシリカ
に比べて光学的損傷に対してより抵抗性の強いことが一
般に教示されている。その結果、許容しうる光学的損傷
抵抗性を有する溶融シリカガラス部材を製造するために
は、ＯＨ含有量の多いシリカが好ましい材料であるとい
うことが広く提案されてきた。しかしながら、高ＯＨシ
リカのみを用いる手法は、ＯＨ含有量が実質的に少ない
溶融シリカガラスの多くの群を無視するものである。例
えば、ＣＶＤ−スート再溶融またはスート付着工程（so
ot deposition process ）、プラズマＣＶＤ工程、石英
結晶粉末の電気的融解、および火炎加水分解工程等の公
知の方法により製造された高純度溶融シリカは、一般に
ＯＨ含有量が少ないか、または実質的にＯＨを含まない
という特徴を有する。現在まで、この群のガラスの光学
的損傷抵抗性を増加させる現実的な方法はほとんど、ま
たは全くなかった。本発明の方法を用いることにより、
ＯＨ含有量にかかわらず、一般に高純度溶融シリカガラ
スの光学的損傷抵抗性を顕著に増加させることが可能で
あることが判明した。特に、本発明の方法を用いること
により、低ＯＨシリカガラスで、今までは多くのレーザ
ー用途には非現実的であると考えられていたものでさ
え、そのような用途に対しても有用であるように製造で
きることが判明した。この方法により、そのようなガラ
スを、ＯＨ含有量が多い溶融シリカガラスと同程度の、
光学的損傷に対する抵抗性にすることができる。
に比べて光学的損傷に対してより抵抗性の強いことが一
般に教示されている。その結果、許容しうる光学的損傷
抵抗性を有する溶融シリカガラス部材を製造するために
は、ＯＨ含有量の多いシリカが好ましい材料であるとい
うことが広く提案されてきた。しかしながら、高ＯＨシ
リカのみを用いる手法は、ＯＨ含有量が実質的に少ない
溶融シリカガラスの多くの群を無視するものである。例
えば、ＣＶＤ−スート再溶融またはスート付着工程（so
ot deposition process ）、プラズマＣＶＤ工程、石英
結晶粉末の電気的融解、および火炎加水分解工程等の公
知の方法により製造された高純度溶融シリカは、一般に
ＯＨ含有量が少ないか、または実質的にＯＨを含まない
という特徴を有する。現在まで、この群のガラスの光学
的損傷抵抗性を増加させる現実的な方法はほとんど、ま
たは全くなかった。本発明の方法を用いることにより、
ＯＨ含有量にかかわらず、一般に高純度溶融シリカガラ
スの光学的損傷抵抗性を顕著に増加させることが可能で
あることが判明した。特に、本発明の方法を用いること
により、低ＯＨシリカガラスで、今までは多くのレーザ
ー用途には非現実的であると考えられていたものでさ
え、そのような用途に対しても有用であるように製造で
きることが判明した。この方法により、そのようなガラ
スを、ＯＨ含有量が多い溶融シリカガラスと同程度の、
光学的損傷に対する抵抗性にすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の方法を用いることによ
り、高純度溶融シリカが、250 ｎｍ以下の波長領域にお
ける紫外線照射による光学的損傷に対して抵抗性を付与
できることが判明した。本方法は、(1) 高純度合成シリ
カガラスからブランクを形成し、(2) 得られるガラス部
材のレーザー損傷に対する抵抗性を増加させるために必
要な量の水素によりブランクを含浸するのに十分な温度
と圧力の下で、ブランクを水素分子でドーピングする、
各工程からなる。
り、高純度溶融シリカが、250 ｎｍ以下の波長領域にお
ける紫外線照射による光学的損傷に対して抵抗性を付与
できることが判明した。本方法は、(1) 高純度合成シリ
カガラスからブランクを形成し、(2) 得られるガラス部
材のレーザー損傷に対する抵抗性を増加させるために必
要な量の水素によりブランクを含浸するのに十分な温度
と圧力の下で、ブランクを水素分子でドーピングする、
各工程からなる。
【００２２】このブランクは、高純度溶融シリカガラス
を製造できるいかなる公知の方法によって製造しても差
し支えない。このような公知の方法の例としては、ＣＶ
Ｄ−スート再溶融またはスート付着工程、プラズマＣＶ
Ｄ工程、溶融シリカボール（silica boule）工程、石英
結晶粉末の電気的融解、および火炎加水分解工程等が挙
げられる。実際の方法は、所望のＯＨ含有量および他の
要因を考慮し、それに応じて選択される。例えば低ＯＨ
溶融シリカガラスを用いることが望ましい場合は、その
ようなガラスを、米国特許第5,043,002 号および同第3,
933,454 号に開示されているように調製してもよい。こ
れらの特許をここに引用する。
を製造できるいかなる公知の方法によって製造しても差
し支えない。このような公知の方法の例としては、ＣＶ
Ｄ−スート再溶融またはスート付着工程、プラズマＣＶ
Ｄ工程、溶融シリカボール（silica boule）工程、石英
結晶粉末の電気的融解、および火炎加水分解工程等が挙
げられる。実際の方法は、所望のＯＨ含有量および他の
要因を考慮し、それに応じて選択される。例えば低ＯＨ
溶融シリカガラスを用いることが望ましい場合は、その
ようなガラスを、米国特許第5,043,002 号および同第3,
933,454 号に開示されているように調製してもよい。こ
れらの特許をここに引用する。
【００２３】低ＯＨ溶融シリカを製造するひとつの方法
には、火炎加水分解工程によるものがある。従来の火炎
加水分解法においては、火炎加水分解で製造されたガラ
ススートのコーティングを、開始用部材上に付着させ、
その結果スートの粗製品を形成する。この粗製品を固結
し、所望の形状に成形されうる密なガラス層を形成す
る。この固結の工程において、スート粗製品を、スート
粒子が溶融し固結するのに十分な時間に亘り固結温度範
囲内の温度におき、それによって粒子の境界のない密な
ガラス層を形成する。好ましくは、本発明の光学部材の
形成に用いられる溶融シリカガラスは、米国特許第3,93
3,454 号に記載されている改良火炎加水分解工程によっ
て製造されたものである。工程の後半の固結工程におい
て、スート粗製品は、スート粒子を溶融し密なガラス層
を形成させるために十分な時間に亘って固結温度範囲内
の温度で加熱し、同時に、実質的に乾燥した塩素含有雰
囲気の流れにさらす。
には、火炎加水分解工程によるものがある。従来の火炎
加水分解法においては、火炎加水分解で製造されたガラ
ススートのコーティングを、開始用部材上に付着させ、
その結果スートの粗製品を形成する。この粗製品を固結
し、所望の形状に成形されうる密なガラス層を形成す
る。この固結の工程において、スート粗製品を、スート
粒子が溶融し固結するのに十分な時間に亘り固結温度範
囲内の温度におき、それによって粒子の境界のない密な
ガラス層を形成する。好ましくは、本発明の光学部材の
形成に用いられる溶融シリカガラスは、米国特許第3,93
3,454 号に記載されている改良火炎加水分解工程によっ
て製造されたものである。工程の後半の固結工程におい
て、スート粗製品は、スート粒子を溶融し密なガラス層
を形成させるために十分な時間に亘って固結温度範囲内
の温度で加熱し、同時に、実質的に乾燥した塩素含有雰
囲気の流れにさらす。
【００２４】本発明に有用な高ＯＨ溶融シリカは、溶融
シリカボール工程等のいかなる公知の方法によって製造
しても差し支えない。典型的な溶融シリカボール工程に
おいては、不活性ガスである窒素をキャリアガスとして
用い、窒素ガスのバイパス流を導入して蒸気流飽和を防
止する。蒸気状反応物が分配機構を通過し、多数のバー
ナーが炉の天井に近接して存在する反応部位に到達す
る。反応物をバーナーの位置で燃料と酸素との混合物と
組み合わせて、燃然させ、1700℃より高い温度で酸化さ
せる。高純度金属酸化物スート、および生じた熱は、そ
こにおいて加熱された受け台（hot bait）上でただちに
付着されガラス塊へと固結される耐熱性の炉の天井を通
して下方へ向けられる。
シリカボール工程等のいかなる公知の方法によって製造
しても差し支えない。典型的な溶融シリカボール工程に
おいては、不活性ガスである窒素をキャリアガスとして
用い、窒素ガスのバイパス流を導入して蒸気流飽和を防
止する。蒸気状反応物が分配機構を通過し、多数のバー
ナーが炉の天井に近接して存在する反応部位に到達す
る。反応物をバーナーの位置で燃料と酸素との混合物と
組み合わせて、燃然させ、1700℃より高い温度で酸化さ
せる。高純度金属酸化物スート、および生じた熱は、そ
こにおいて加熱された受け台（hot bait）上でただちに
付着されガラス塊へと固結される耐熱性の炉の天井を通
して下方へ向けられる。
【００２５】特に有用な実施の形態のひとつにおいて
は、レーザー損傷に対して高い抵抗性を有する光学部材
をガラスを、レーザー損傷に対して抵抗性とするために
十分な量の水素をガラスに付与するために十分な時間に
わたり、十分な温度、圧力において高純度溶融シリカガ
ラスを水素分子でドーピングすることにより製造する。
この実施の形態においては、溶融シリカブランクが、 ａ）酸化による熱分解または火炎加水分解によってＳｉ
Ｏ2 へ転化され得る蒸気状態にあるケイ素含有化合物を
含むガス流を生成し、 ｂ）このガス流を燃焼バーナーの火炎中に通し溶融Ｓｉ
Ｏ2 の非晶粒子を形成し、 ｃ）前記非晶粒子を支持体上に付着させ、 ｄ）非晶粒子付着物を透明ガラスボディへ固結、各工程
により形成される。低ＯＨ溶融シリカブランクが望まし
い場合は、非晶粒子を塩素含有環境下で固結し、水を除
去してガラスを精製する。好ましい工程のひとつにおい
ては、非晶粒子の付着物はＨｅ／ＨＣｌ含有雰囲気中で
固結し、ＯＨ含有量が10ｐｐｍ未満である透明ガラスボ
ディを形成する。低ＯＨが特に好ましくない用途におい
ては、非晶粒子を非塩素含有雰囲気中で固結しても差し
支えない。
は、レーザー損傷に対して高い抵抗性を有する光学部材
をガラスを、レーザー損傷に対して抵抗性とするために
十分な量の水素をガラスに付与するために十分な時間に
わたり、十分な温度、圧力において高純度溶融シリカガ
ラスを水素分子でドーピングすることにより製造する。
この実施の形態においては、溶融シリカブランクが、 ａ）酸化による熱分解または火炎加水分解によってＳｉ
Ｏ2 へ転化され得る蒸気状態にあるケイ素含有化合物を
含むガス流を生成し、 ｂ）このガス流を燃焼バーナーの火炎中に通し溶融Ｓｉ
Ｏ2 の非晶粒子を形成し、 ｃ）前記非晶粒子を支持体上に付着させ、 ｄ）非晶粒子付着物を透明ガラスボディへ固結、各工程
により形成される。低ＯＨ溶融シリカブランクが望まし
い場合は、非晶粒子を塩素含有環境下で固結し、水を除
去してガラスを精製する。好ましい工程のひとつにおい
ては、非晶粒子の付着物はＨｅ／ＨＣｌ含有雰囲気中で
固結し、ＯＨ含有量が10ｐｐｍ未満である透明ガラスボ
ディを形成する。低ＯＨが特に好ましくない用途におい
ては、非晶粒子を非塩素含有雰囲気中で固結しても差し
支えない。
【００２６】ＯＨ- 含有量が50ｐｐｍより少ないガラス
であっても、得られたガラスボディまたはブランクを、
続いて、高圧低温下で水素分子によりドーピングして、
300ｎｍ以下の波長範囲の紫外線による光学的損傷に対
して高い抵抗性を有するガラス部材を形成しても差し支
えない。
であっても、得られたガラスボディまたはブランクを、
続いて、高圧低温下で水素分子によりドーピングして、
300ｎｍ以下の波長範囲の紫外線による光学的損傷に対
して高い抵抗性を有するガラス部材を形成しても差し支
えない。
【００２７】ガラスブランク形成に有用なケイ素含有化
合物には、好ましくは、ハロゲン化物を含まない、いか
なるシクロシロキサン化合物、例えば、ヘキサメチルジ
シロキサン、ポリメチルシクロシロキサンおよびこれら
の混合物などのポリメチルシロキサンがある。特に有用
なポリメチルシクロシロキサンの例としては、オクタメ
チルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタ
シロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、およ
びこれらの混合物が挙げられる。
合物には、好ましくは、ハロゲン化物を含まない、いか
なるシクロシロキサン化合物、例えば、ヘキサメチルジ
シロキサン、ポリメチルシクロシロキサンおよびこれら
の混合物などのポリメチルシロキサンがある。特に有用
なポリメチルシクロシロキサンの例としては、オクタメ
チルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタ
シロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、およ
びこれらの混合物が挙げられる。
【００２８】本発明の特に有用な方法のひとつにおいて
は、ハロゲン化物を含まない、以下の化学式で示される
オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ） ---[ＳｉＯ（ＣＨ3 ）2 ]4 --- 等のシクロシロキサン化合物を、溶融シリカボール工程
用の供給原料として、あるいは、光学導波管用途の高純
度溶融シリカの製造に用いるような蒸着工程において用
いる。ＯＨ- 含有量が少ない場合には、ハロゲン化物を
含まないシクロシロキサン化合物に加え、ＳｉＣｌ4 も
また、シリカボール工程の供給原料として用い、本発明
の高純度溶融シリカを製造しても差し支えない。しかし
ながら、安全性と環境上の理由から、ハロゲン化物を含
まないシクロシロキサン化合物が好ましい。低ＯＨ- 含
有量とは、ここではＯＨ- の濃度が50ｐｐｍ未満である
ことを意味する。事実、本発明は、ＯＨ含有量が、ベー
タＯＨの値から測定された、20ｐｐｍ未満、あるいは10
ｐｐｍ未満であるガラスに対して用いても差し支えな
い。
は、ハロゲン化物を含まない、以下の化学式で示される
オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ） ---[ＳｉＯ（ＣＨ3 ）2 ]4 --- 等のシクロシロキサン化合物を、溶融シリカボール工程
用の供給原料として、あるいは、光学導波管用途の高純
度溶融シリカの製造に用いるような蒸着工程において用
いる。ＯＨ- 含有量が少ない場合には、ハロゲン化物を
含まないシクロシロキサン化合物に加え、ＳｉＣｌ4 も
また、シリカボール工程の供給原料として用い、本発明
の高純度溶融シリカを製造しても差し支えない。しかし
ながら、安全性と環境上の理由から、ハロゲン化物を含
まないシクロシロキサン化合物が好ましい。低ＯＨ- 含
有量とは、ここではＯＨ- の濃度が50ｐｐｍ未満である
ことを意味する。事実、本発明は、ＯＨ含有量が、ベー
タＯＨの値から測定された、20ｐｐｍ未満、あるいは10
ｐｐｍ未満であるガラスに対して用いても差し支えな
い。
【００２９】上述のように、高純度溶融シリカブランク
を、高強度短波長照射に暴露された時の光学的損傷に対
する抵抗性を溶融シリカに付与するために十分な時間に
亘り、高圧低温水素環境処理下におく。特に、この水素
処理は、248 ｎｍまたは193ｎｍエクサイマーレーザー
への長期暴露に関連した溶融シリカの190 −300 ｎｍの
光学的吸収を防止するために十分な時間に亘り続けられ
る。
を、高強度短波長照射に暴露された時の光学的損傷に対
する抵抗性を溶融シリカに付与するために十分な時間に
亘り、高圧低温水素環境処理下におく。特に、この水素
処理は、248 ｎｍまたは193ｎｍエクサイマーレーザー
への長期暴露に関連した溶融シリカの190 −300 ｎｍの
光学的吸収を防止するために十分な時間に亘り続けられ
る。
【００３０】ドーピング温度の上限は、水素とシリカと
の反応が観察される温度により決定される。好ましく
は、水素の溶解度はより低温でより高いので、ドーピン
グを低温で行い、ガラス中への水素の含浸を改良する。
設備に関する制限に加えて、圧力の上限は、ガラス中に
注入すべき水素の所望の量、ガラスの厚さその他の変数
に応じて決まる。好ましくは、ガラスブランクを、水素
中で、約500 ℃以下、より好ましくは約350 ℃未満の温
度で、150 気圧より大きい圧力でドーピングする。圧力
を増加させることによって、より短い時間でガラスを含
浸することが可能となり、より高レベルの暴露に対する
保護が供与される。しかし十分に高い圧力は実用上の困
難を伴うことを理解するべきである。故に、最大圧力
は、利用可能な装置の実用上の制限により決定される。
同様に、ドーピング工程の所要時間はガラス部材または
ブランクの光学的距離（optical length）、ドーピング
温度、ドーピング圧力、その他の変数に応じて決まる。
いかなる望まれている用途に関しても、最適なドーピン
グ温度、圧力および所要時間は実験により容易に決定す
ることができる。
の反応が観察される温度により決定される。好ましく
は、水素の溶解度はより低温でより高いので、ドーピン
グを低温で行い、ガラス中への水素の含浸を改良する。
設備に関する制限に加えて、圧力の上限は、ガラス中に
注入すべき水素の所望の量、ガラスの厚さその他の変数
に応じて決まる。好ましくは、ガラスブランクを、水素
中で、約500 ℃以下、より好ましくは約350 ℃未満の温
度で、150 気圧より大きい圧力でドーピングする。圧力
を増加させることによって、より短い時間でガラスを含
浸することが可能となり、より高レベルの暴露に対する
保護が供与される。しかし十分に高い圧力は実用上の困
難を伴うことを理解するべきである。故に、最大圧力
は、利用可能な装置の実用上の制限により決定される。
同様に、ドーピング工程の所要時間はガラス部材または
ブランクの光学的距離（optical length）、ドーピング
温度、ドーピング圧力、その他の変数に応じて決まる。
いかなる望まれている用途に関しても、最適なドーピン
グ温度、圧力および所要時間は実験により容易に決定す
ることができる。
【００３１】
【実施例】実施例１ 実施例のひとつにおいて、スート工程により調製され
た、ＯＨ含有量が非常に少ない高純度溶融シリカガラス
の試料に上述の方法によりＨ2 を供給し、この試料を続
いてエクサイマーレーザー（250 mJ／cm2 ，248 ｎｍ）
に暴露した。ガラス中に浸透したＨ2 の量を、約600 ｐ
ｐｍモル（すなわちＨ2 ／ＳｉＯ2 ）または約1019のＨ
2 分子／ガラスのcm3 と見積った。効果的には、この水
素量は1019のＥ´センターの創出に対する保護をするで
あろう。106 パルスのときに、ＥＳＲ測定により、約10
15−1016のＥ´センターが創出されることが示された。
この計算に基づき、溶存水素の量は水素の圧力に大まか
に比例すると見当をつけた。
た、ＯＨ含有量が非常に少ない高純度溶融シリカガラス
の試料に上述の方法によりＨ2 を供給し、この試料を続
いてエクサイマーレーザー（250 mJ／cm2 ，248 ｎｍ）
に暴露した。ガラス中に浸透したＨ2 の量を、約600 ｐ
ｐｍモル（すなわちＨ2 ／ＳｉＯ2 ）または約1019のＨ
2 分子／ガラスのcm3 と見積った。効果的には、この水
素量は1019のＥ´センターの創出に対する保護をするで
あろう。106 パルスのときに、ＥＳＲ測定により、約10
15−1016のＥ´センターが創出されることが示された。
この計算に基づき、溶存水素の量は水素の圧力に大まか
に比例すると見当をつけた。
【００３２】実施例２ 以下の実施例は、シリカ源としてオクタメチルシクロテ
トラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）を使用したスート工程に
よって調製した溶融シリカ試料を用いて行った。５ｍｍ
の路程（path length ）を有する試料をパー圧力反応器
（Parr pressure reactor ）中に275 ℃、1180ｐｓｉの
Ｈ2 の条件下で20日間配置した。この期間（20日間）
は、試料の中央平面（midplane）で周囲の90％まで水素
を供給することに相当していた。試料を続いて350 mJ／
cm2 ，400 Ｈｚにて、全部で1300万パルスの248 ｎｍエ
クサイマーレーザー照射にさらした。最後の100 万パル
スの間にオンラインで測定した光学スペクトルを、図３
に示す。参考として、オンラインで測定した、未処理試
料中で生じた誘発吸収を図４に示す。
トラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）を使用したスート工程に
よって調製した溶融シリカ試料を用いて行った。５ｍｍ
の路程（path length ）を有する試料をパー圧力反応器
（Parr pressure reactor ）中に275 ℃、1180ｐｓｉの
Ｈ2 の条件下で20日間配置した。この期間（20日間）
は、試料の中央平面（midplane）で周囲の90％まで水素
を供給することに相当していた。試料を続いて350 mJ／
cm2 ，400 Ｈｚにて、全部で1300万パルスの248 ｎｍエ
クサイマーレーザー照射にさらした。最後の100 万パル
スの間にオンラインで測定した光学スペクトルを、図３
に示す。参考として、オンラインで測定した、未処理試
料中で生じた誘発吸収を図４に示す。
【００３３】図示したように、水素処理試料の1300万パ
ルスへの暴露後の誘発吸収は、220ｎｍにおいて0.01cm
-1未満であるのに対し（図３）、未処理試料は僅か100
万パルスの後で0.1 cm-1近かった（図４）。未処理試料
中で明らかに明白である220ｎｍの吸収はＥ´センター
によるものである。
ルスへの暴露後の誘発吸収は、220ｎｍにおいて0.01cm
-1未満であるのに対し（図３）、未処理試料は僅か100
万パルスの後で0.1 cm-1近かった（図４）。未処理試料
中で明らかに明白である220ｎｍの吸収はＥ´センター
によるものである。
【００３４】提案された反応は以下の通りである。
【００３５】 誘導された吸収は、上記の等式で＝Ｓｉ. として示され
ているＳｉＥ´センターからきている。理論により拘束
することを意図するものではないが、Ｈ2 の存在におい
て、反応は以下の形式により進行すると考えられる。
ているＳｉＥ´センターからきている。理論により拘束
することを意図するものではないが、Ｈ2 の存在におい
て、反応は以下の形式により進行すると考えられる。
【００３６】 ２）＝Ｓｉ．＋（１／２）Ｈ2 ＝ ＝ＳｉＨ ３）＝Ｓｉ−Ｏ．＋（１／２）Ｈ2 ＝ ＝Ｓｉ−ＯＨ 水素分子の濃度は、４×1020と評価されている。暴露は
また約1017のセンターを生じさせたと評価される。
また約1017のセンターを生じさせたと評価される。
【図１】 １０6 エクサイマーパルス（248 nm, 250mJ/
cm2 ）への暴露前（曲線１）と暴露後（曲線２）のコー
ド7940ガラスの光学的吸収スペクトル
cm2 ）への暴露前（曲線１）と暴露後（曲線２）のコー
ド7940ガラスの光学的吸収スペクトル
【図２】 レーザー非暴露試料（曲線１）、レーザー暴
露試料（曲線２）および水素処理後にレーザー暴露した
試料（曲線３）の光学的吸収スペクトル
露試料（曲線２）および水素処理後にレーザー暴露した
試料（曲線３）の光学的吸収スペクトル
【図３】 水素処理した試料の光学的スペクトル
【図４】 水素処理していない試料の光学的スペクトル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニコラス フランシス ボレリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14905 エルミラ ウエスト ウォーター スト リート 935 (72)発明者 クリスチャン ルイーズ フォアグリン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14821 キャンプベル クローソン ドライヴ 4748 (72)発明者 チャーリン スミス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14830 コーニング ワトーガ アヴェニュー 222
Claims (9)
- 【請求項１】 190 ｎｍから300 ｎｍまでの波長範囲で
の紫外線による光学的損傷に対し抵抗性を有する高純度
溶融シリカガラス部材であって、ＯＨ- 含有量が50ｐｐ
ｍ以下であることを特徴とする高純度融合シリカガラス
部材。 - 【請求項２】 ガラス１cm3 当たり少なくとも1018のＨ
2 分子を有することを特徴とする請求項１記載の溶融シ
リカガラス部材。 - 【請求項３】 約300 ｎｍ未満の波長範囲を有する光線
に用いる光学部材またはブランクを製造する方法であっ
て、 50重量ｐｐｍ以下の量のＯＨ基を有する高純度合成シリ
カガラスからブランクを形成し、そして、 形成した前記ブランクを水素分子でドーピングして前記
光学部材のレーザー損傷に対する抵抗性を増加させる、
各工程からなることを特徴とする方法。 - 【請求項４】 レーザー損傷に対して高い抵抗性を有す
る高純度溶融シリカガラスを製造する方法であって、 ａ）酸化による熱分解、または火炎加水分解によってＳ
ｉＯ2 へ転化されうる蒸気状態にあるケイ素含有化合物
を含むガス流を生成し、 ｂ）該ガス流を燃焼バーナーの火炎中に通し溶融ＳｉＯ
2 の非晶粒子を形成し、 ｃ）前記非晶粒子を支持体上に付着させ、 ｄ）非晶粒子付着物を透明ガラスボディ固結させ、 ｅ）該透明ガラスボディを高圧低温条件下において水素
分子でドーピングして、光学的損傷に対する高い抵抗性
を有するガラス部材を形成する各工程からなることを特
徴とする方法。 - 【請求項５】 前記透明ガラスボディを、500 ℃以下の
温度、および１気圧から150 気圧までの範囲の圧力にお
いて、水素でドーピングすることを特徴とする請求項４
記載の方法。 - 【請求項６】 前記工程ｄ）において、前記非晶粒子付
着物を塩素含有雰囲気下で固結して、ＯＨ含有量が50ｐ
ｐｍ以下の透明ガラスボディを形成することを特徴とす
る請求項４記載の方法。 - 【請求項７】 前記ケイ素含有化合物が、ハロゲン化物
を含まないポリメチルシロキサンからなることを特徴と
する請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 前記ポリメチルシロキサンが、ヘキサメ
チルジシロキサン、ポリメチルシクロシロキサン、およ
びそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴
とする請求項７記載の方法。 - 【請求項９】 前記ポリメチルシクロシロキサンが、オ
クタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロ
ペンタシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサ
ン、およびそれらの混合物からなる群より選択されるこ
とを特徴とする請求項８記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/422,104 US5616159A (en) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | Method of forming high purity fused silica having high resistance to optical damage |
| US422104 | 1995-04-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08290935A true JPH08290935A (ja) | 1996-11-05 |
| JP4263256B2 JP4263256B2 (ja) | 2009-05-13 |
Family
ID=23673410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09232196A Expired - Lifetime JP4263256B2 (ja) | 1995-04-14 | 1996-04-15 | 光学的損傷に対する耐性を有する高純度溶融シリカガラス部材およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5616159A (ja) |
| EP (1) | EP0737654B2 (ja) |
| JP (1) | JP4263256B2 (ja) |
| DE (1) | DE69613268T3 (ja) |
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| JP2005519301A (ja) * | 2002-03-05 | 2005-06-30 | コーニング インコーポレイテッド | 光学部材および光学部材と光学系の性能を予測する方法 |
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| JP2009035483A (ja) * | 2008-11-06 | 2009-02-19 | Ushio Inc | 光透過部材 |
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