JPH0915408A - 石英ガラス反射鏡素材及びその製造方法 - Google Patents
石英ガラス反射鏡素材及びその製造方法Info
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- JPH0915408A JPH0915408A JP7186678A JP18667895A JPH0915408A JP H0915408 A JPH0915408 A JP H0915408A JP 7186678 A JP7186678 A JP 7186678A JP 18667895 A JP18667895 A JP 18667895A JP H0915408 A JPH0915408 A JP H0915408A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
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Abstract
射面を形成できる透明石英ガラス層を積層した石英ガラ
ス反射鏡材料において、前記石英ガラス発泡基体が粗な
層と密な層とが交互に少なくとも1層存在し、かつ気泡
が独立気泡からなることを特徴とする石英ガラス反射鏡
材料及びその製造方法。 【効果】本発明の石英ガラス反射鏡材料は、それを構成
する石英ガラス発泡基体の強度が大きいところから、大
型反射鏡を作成しても自重による変形がほとんどみられ
ない。前記石英ガラス反射鏡材料は、独立気泡で粗密な
層を複数層有する石英ガラス発泡基体を透明石英ガラス
に熱融着するといった簡便な手段で製造でき工業的にも
有用な材料である。
Description
及びその製造方法、さらに詳しくは、粗密な層を有する
石英多孔質基体と透明石英ガラスとを積層してなる石英
ガラス反射鏡素材及びその製造方法に関する。
高エネルギー集束用反射鏡は、熱膨張率の小さいセラミ
ックスやガラス等の素材を研磨して作成されていたが、
大型化により重量が増し、その保持装置に変形が起こっ
たり、また自重により鏡面の歪みが発生し光学性能を損
ったり、或は反射鏡の姿勢稼働装置が複雑で大きくなり
重量増加が起こる等の問題が提起されていた。前記問題
を解決するため反射鏡の基体をハニカム構造体とする反
射鏡や石英ガラス発泡体を基体とする軽量化反射境が提
案された。ところが前記ハニカム構造体を基体とする反
射鏡はハニカム部と非ハニカム部での反射面の光学特性
を均一に維持するのが難しく、満足できる反射鏡が得ら
れなかった。また、軽量化反射鏡は通常の石英ガラスの
1/2〜1/10の比重を有する石英ガラス発泡体を基
体とするため軽量で反射鏡の保持装置や姿勢稼働装置の
負担を軽くできるが、石英ガラス発泡体の弾性係数が小
いさく変形し易い上に、自重による鏡面の歪みを十分解
消できないという欠点を有していた。
本発明者等は鋭意研究を続けた結果、石英ガラス多孔質
基体にその少なくとも1面に反射面を形成できる透明石
英ガラス層を積層する石英ガラス反射鏡素材において、
石英ガラス多孔質基体を粗な層と密な層とが交互に複数
層存在する石英ガラス多孔質基体を使用することで上記
問題点のない反射鏡素材が得られることを見出し、本発
明を完成したものである。すなわち、
分な強度を有する石英ガラス反射鏡素材を提供すること
を目的とする。
存在する石英ガラス多孔質基体と透明石英ガラスとを積
層してなる石英ガラス反射鏡素材を提供することを目的
とする。
素材の製造方法を提供することを目的とする。
明は、石英ガラス多孔質基体にその少なくとも1面に反
射面を形成できる透明石英ガラス層を積層した石英ガラ
ス反射鏡素材において、前記石英ガラス多孔質基体が粗
な層と密な層とが交互に少なくとも1層存在する基体で
あることを特徴とする石英ガラス反射鏡材料及びその製
造方法に係る。
英ガラス層と石英ガラス多孔質基体とが積層した反射鏡
材料であって、前記透明石英ガラス層を研磨することで
良好な反射面が形成される石英ガラス反射鏡素材であ
る。前記石英ガラス反射鏡素材を構成する石英ガラス多
孔質基体は多孔質体から形成され、その多孔質体は見掛
け密度が0.1〜1.5g/cm3で、粗な層と密な層
とが複数交互に層状をなして存在し、前記粗な層の密度
が0.1〜1.4g/cm3 、密な層の密度が0.4〜
2.2g/cm3 で、密な層の密度が粗な層の密度より
少なくとも0.4g/cm3 大きい多孔質体であれば良
い。特に石英ガラス発泡体が好適である。前記多孔質体
の粗密な層は透明石英ガラス層に対して狭角で10〜9
0°の範囲にある。特に90°が好ましい。前記狭角を
有する構造の石英ガラス多孔質体の例を図2(a)、
(b)に示す。前記狭角が10〜90°であることによ
り石英ガラス多孔質基体の機械的強度が向上し、基体の
補強が十分なされ、反射鏡の反射面の歪みが防止でき
る。
が0.1g/cm3以上であることにより透明石英ガラ
ス層を研磨しても石英ガラス多孔質基体が破壊すること
がない。さらに見掛け密度が1.5g/cm3以下であ
ることにより軽量化が十分達成できる上に、自重による
変形が無視できる程度に少なくてすむ。さらに石英ガラ
ス多孔質基体の粗な層の密度が0.1〜1.4g/cm
3であることにより石英ガラス反射鏡素材全体の軽量化
が達成でき、また密な層の密度が0.5〜2.2g/c
m3であって、粗な層の密度より少なくとも0.4g/
cm3大きいことにより前記粗な層を補強し石英ガラス
反射鏡素材の自重による変形を防止できる。特に石英ガ
ラス多孔質基体が多数の独立気泡からなる石英ガラス発
泡体であると、石英ガラス反射鏡の立体的強度が維持さ
れ好ましい。
円形の形状に切り出され板体で使用され、透明石英ガラ
ス板体と接合されるが、前記石英ガラス多孔質基体の粗
密な層が同心円状か又は中心対称で配置された構造が好
ましい。これにより反射の非対称で起こる局部的な歪み
が防止でき精度の高い反射鏡が製造できる。石英ガラス
多孔質基体を構成する層が同心円状か又は中心対称の例
を図3(a)、(b)に示す。
る石英ガラス多孔質基体、特に石英ガラス発泡体は図1
(a)〜(c)に示す製造方法により製造される。すな
わち、珪素ハロゲン化物を酸水素火炎1中で、加水分解
して生成した酸化珪素を回転する柱状ターゲット3の周
囲に水酸基の量や密度等の物性値が異なるように堆積さ
せ、得られた物性値の異なる多層構造の多孔質シリカ母
材2を600〜1300℃の高温でアンモニアガス処理
し、次いで1500〜2000℃で加熱発泡し粗密層4
を複数層有する石英ガラス発泡基体5を製造し、それを
透明石英ガラス6と融着する製造方法等による。前記多
孔質シリカ母材に異なる物性値の層を形成するにはバー
ナーに供給する原料の流量やバーナーの移動速度を変え
たり、またはターゲット上に堆積したすす状シリカ微粒
子を直接酸水素火炎で間欠的に加熱することで達成でき
る。
成するには例えば図4(a)〜(c)に示すようにター
ゲット上に吹き付けるすす状シリカ微粒子の方向に角度
をもたせるのが良い。
るが、本発明はこれによって限定されるものではない。
8Nm3/h及び酸素0.2Nm3/hをキャリアガスと
する気体四塩化珪素1500g/hを供給しすす状シリ
カ微粒子を形成し、それをアルミナを主体とする直径8
0mm、長さ250mmの円柱状ターゲットに吹き付
け、堆積させた。前記円柱状ターゲットは回転してお
り、バーナーはターゲットの軸方向に往復運動し堆積幅
は150mmである。前記バーナーへの四塩化珪素気体
の供給は5分毎に1分間の停止があり、その間酸水素火
炎のみの放射が行なわれた。その結果、直径280m
m、幅180mmの多孔質シリカ母材3がえられた。前
記多孔質シリカ母材をターゲットから抜き出し、幅20
mm、直径280mmの輪切り片に複数個カットした。
その1つについて観察したところ輪切り片の垂直面に同
心円状に粗密な層が形成されていた。
電気炉内に入れ、アンモニアガス0.1Nm3/hで1
200℃の温度で3時間処理して発泡体前駆体を形成し
た。前記発泡体前駆体を窒素置換雰囲気中で1700℃
に30分間加熱保持し発泡したところ、同心円状に、粗
密な発泡層を有する外径480mm、厚み28mmで中
央にφ50mmの貫通孔のある石英ガラス発泡体が得ら
れた。前記石英ガラス発泡体4を外径480mm、中央
穴径50mm、厚み4mmの透明石英ガラス円輪板と、
電気炉内においてカーボン型中でプレスしながら160
0℃で1時間融着を行ない、外径480mm、中央穴径
50mm、厚み30mmの石英ガラス反射鏡素材を製造
した。前記石英ガラス反射鏡素材の1つをダイヤモンド
カッターで切断し、断面を観察したところ、中心の穴か
ら交互に同心円状に密度の異なる発泡層が観察された。
前記層の密な層及び粗な層について密度及び層厚を測定
したところ、密な層の密度は0.8g/cm3でその層
厚は2〜3mmであり、また粗な層の密度は0.2g/
cm3でその層厚が10〜14mmであった。
8Nm3/h及び酸素0.2Nm3/hをキャリアガスと
する気体四塩化珪素1500g/hを供給しすす状シリ
カ微粒子粉末を製造した。前記粉末を電気炉中でアンモ
ニアガス0.1Nm3/hのガス流雰囲気と1200℃
で3時間接触したのち、カーボン型中で窒素置換雰囲気
で1700℃に30分間保持した。見掛け密度0.3g
/cm3で、中央にφ50mmの穴のある外径480m
m、厚み28mmの均一な石英ガラス発泡体が得られ
た。前記石英ガラス発泡体を外径480mm、中央穴径
50mm、厚み28mmの透明石英ガラス円輪板と、電
気炉内においてカーボン型中でプレスしながら1600
℃で1時間融着処理を行ない、外径480mm、中央穴
径50mm、厚み30mmの石英ガラス反射鏡素材を形
成した。前記石英ガラス反射鏡素材の1つをダイヤモン
ドカッターで切断し、断面を観察したところ、粗な層が
なく、密度が均一であった。
例1及び比較例1で得られた石英ガラス反射鏡素材の反
射面を研磨して反射鏡を形成し、それを380mmの中
心間距離をもつφ20mmの平行に配置された丸棒の上
に設置し、鏡面変位の状況を光干渉計で測定した。その
結果、実施例1で得られた反射鏡は比較例1で得られた
反射鏡に比べ自重による歪み(変位)が、約1/2であ
った。その歪みは比較例1では、平行な丸棒に沿って強
くみられたが、実施例1の反射面には局部的な歪みがほ
とんどみられなかった。
を構成する石英ガラス多孔質基体の強度が大きいところ
から、大型反射鏡を作成しても自重による変形がほとん
どみられない。前記石英ガラス反射鏡素材は、粗密な層
を複数層有する石英ガラス多孔質基体を透明石英ガラス
に熱融着するといった簡便な手段で製造でき工業的にも
有用な素材である。
図を示す。
す。
し、(a)は同心円状を(b)は中心対称の例を示す。
子を吹き付けて多孔質シリカ母材を製造する概略図を示
す。
Claims (9)
- 【請求項1】石英ガラス多孔質基体にその少なくとも1
面に反射面を形成できる透明石英ガラス層を積層した石
英ガラス反射鏡素材において、前記石英ガラス多孔質基
体が粗な層と密な層とが交互に少なくとも1層存在する
基体であることを特徴とする石英ガラス反射鏡素材。 - 【請求項2】粗密な層が透明石英ガラス層に対して狭角
で10〜90°の角度を有することを特徴とする請求項
1記載の石英ガラス反射鏡素材。 - 【請求項3】石英ガラス多孔質基体の粗な層の密度が
0.1〜1.4g/cm3、密な層の密度が0.5〜
2.2g/cm3であって、密な層の密度が粗な層の密
度より少なくとも0.4g/cm3大きいことを特徴と
する請求項1記載の石英ガラス反射鏡素材。 - 【請求項4】石英ガラス多孔質基体が多角形板体又は略
円形板体であって、粗密な層が透明石英ガラス層の垂直
方向に対して中心対称又は同心円状であることを特徴と
する請求項1記載の石英ガラス反射鏡素材。 - 【請求項5】石英ガラス多孔質基体が石英ガラス発泡体
であることを特徴とする請求項1記載の石英ガラス反射
鏡素材。 - 【請求項6】珪素ハロゲン化物を酸水素火炎中で、加水
分解して生成したすす状シリカ微粒子を回転する柱状タ
ーゲットの周囲に堆積させ多孔質シリカ母材を形成し、
次いで前記多孔質シリカ母材を600〜1300℃でア
ンモニアガス処理を行い、それを1500〜2000℃
で加熱して石英ガラス多孔質基体を製造したのち、該石
英ガラス多孔質基体と透明石英ガラス板を加熱接合する
石英ガラス反射鏡材料の製造方法において、前記多孔質
シリカ母材がその堆積方向に物性値の異なる層を複数層
有する多層構造であることを特徴とする石英ガラス反射
鏡素材の製造方法。 - 【請求項7】多層構造の多孔質シリカ母材を珪素ハロゲ
ン化物の供給量の変動で形成することを特徴とする請求
項5記載の石英ガラス反射鏡素材の製造方法。 - 【請求項8】多層構造の多孔質シリカ母材を酸水素火炎
で間欠的に加熱処理して形成することを特徴とする請求
項5記載の石英ガラス反射鏡素材の製造方法。 - 【請求項9】多層構造の多孔質シリカ母材が回転するタ
ーゲットにすす状シリカ微粒子を角度をもって吹き付
け、ターゲットの垂直方向に対して10〜90°の方向
に物性値が異なる層を少なくとも1層形成することを特
徴とする請求項5記載の石英ガラス反射鏡素材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18667895A JP3664412B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 石英ガラス反射鏡素材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18667895A JP3664412B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 石英ガラス反射鏡素材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0915408A true JPH0915408A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3664412B2 JP3664412B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=16192741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18667895A Expired - Fee Related JP3664412B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 石英ガラス反射鏡素材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3664412B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114035129A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 中国科学技术大学 | 具有高透射率的原子气室及其制作方法以及原子磁力仪 |
-
1995
- 1995-06-30 JP JP18667895A patent/JP3664412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114035129A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-11 | 中国科学技术大学 | 具有高透射率的原子气室及其制作方法以及原子磁力仪 |
| CN114035129B (zh) * | 2021-11-05 | 2022-12-30 | 中国科学技术大学 | 具有高透射率的原子气室及其制作方法以及原子磁力仪 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3664412B2 (ja) | 2005-06-29 |
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