JPS6140833A - プラズマを介した光学ガラスの生成方法 - Google Patents
プラズマを介した光学ガラスの生成方法Info
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- JPS6140833A JPS6140833A JP16239984A JP16239984A JPS6140833A JP S6140833 A JPS6140833 A JP S6140833A JP 16239984 A JP16239984 A JP 16239984A JP 16239984 A JP16239984 A JP 16239984A JP S6140833 A JPS6140833 A JP S6140833A
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- plasma
- glass
- pipe
- optical glass
- laser beam
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma- or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01807—Reactant delivery systems, e.g. reactant deposition burners
- C03B37/01815—Reactant deposition burners or deposition heating means
- C03B37/01823—Plasma deposition burners or heating means
- C03B37/0183—Plasma deposition burners or heating means for plasma within a tube substrate
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はプラズマを介して光学ガラスを生成する方法に
関する。
関する。
（従来の技術）
光フアイバ用、イメージガイド用、ライトガイド用、ロ
ッドレンズ用など、各種の光学系ガラス母材を製造する
手段として、プラズマを利用する方法がすでに実施され
ており、これには減圧プラズマＣＶＤ法、常圧プラズマ
ＣＶＤ法、プラズマトーチ法などがある。
ッドレンズ用など、各種の光学系ガラス母材を製造する
手段として、プラズマを利用する方法がすでに実施され
ており、これには減圧プラズマＣＶＤ法、常圧プラズマ
ＣＶＤ法、プラズマトーチ法などがある。
減圧プラズマＣＶＤ法では、第４図のごとくサブストレ
イトとしての石英系ガラスパイプ１内を真空ポンプ２に
より約１０）−ル（Ｔｏｒｒ）前後に減圧し、マイクロ
波発生源からのマイクロ波を上記ガラスパイプ１内に導
入するとともにマイクロ波共振器（または高周波ワーク
コイル）３を介して該パイプ１内にマイクロ波放電を起
こさせ、これによりそのパイプ１内に減圧プラズマを発
生させる。
イトとしての石英系ガラスパイプ１内を真空ポンプ２に
より約１０）−ル（Ｔｏｒｒ）前後に減圧し、マイクロ
波発生源からのマイクロ波を上記ガラスパイプ１内に導
入するとともにマイクロ波共振器（または高周波ワーク
コイル）３を介して該パイプ１内にマイクロ波放電を起
こさせ、これによりそのパイプ１内に減圧プラズマを発
生させる。
原料供給系４からガラスパイプｌ内に供給された気相の
ガラス原料（塩化物原料）はプラズマの発生熱により酸
化反応し、ガラス化されてそのガラスパイプ１の内周面
に堆積される。
ガラス原料（塩化物原料）はプラズマの発生熱により酸
化反応し、ガラス化されてそのガラスパイプ１の内周面
に堆積される。
減圧プラズマＣＶＤ法の場合、プラズマ発生領域（プラ
ズマポール）Ｐが小さいと、ガラスパイプ１の内周面と
プラズマポールＰとの距離が大きくなって透明なガラス
層が得られず、逆にガラスパイプ１の内周面とプラズマ
ポールＰとの距離が小さくなりすぎると、プラズマによ
るガラスエツチング効果が生じ、そのエツチング効果と
ガラス堆積とが競合するようになって良質なガラス層の
堆積が阻害される。
ズマポール）Ｐが小さいと、ガラスパイプ１の内周面と
プラズマポールＰとの距離が大きくなって透明なガラス
層が得られず、逆にガラスパイプ１の内周面とプラズマ
ポールＰとの距離が小さくなりすぎると、プラズマによ
るガラスエツチング効果が生じ、そのエツチング効果と
ガラス堆積とが競合するようになって良質なガラス層の
堆積が阻害される。
このように、減圧プラズマＣＶＤ法ではプラズマの大き
さ、強さを微妙かつ厳密に制御しなければならず、それ
ゆえ制御難度が高いといえる。
さ、強さを微妙かつ厳密に制御しなければならず、それ
ゆえ制御難度が高いといえる。
常圧プラズマＣＶＤ法では、第５図に示すごとく高周波
（Ｒｆ）ワークコイル５を介してガラスパイプ１内にプ
ラズマを発生させる。
（Ｒｆ）ワークコイル５を介してガラスパイプ１内にプ
ラズマを発生させる。
ガラスパイプ１内へ供給されたガラス原料はプラズマに
よりスート状のガラス微粒子となってそのパイプ内周面
に堆積され、酸水素炎バーナ６を介した加熱溶融により
そのガラス微粒子が透明ガラス化される。
よりスート状のガラス微粒子となってそのパイプ内周面
に堆積され、酸水素炎バーナ６を介した加熱溶融により
そのガラス微粒子が透明ガラス化される。
常圧プラズマＣＶＤ法の場合、大気圧でプラズマを発生
させる関係上、大きな電力が必要となり、必然的にプラ
ズマポールＰが大きくなってしまう。
させる関係上、大きな電力が必要となり、必然的にプラ
ズマポールＰが大きくなってしまう。
この場合もプラズマポールＰがガラスパイプ１の内周面
と接触し、ガラス微粒子を不完全に溶融してしまうので
良質のガラス層が堆積形成されない。
と接触し、ガラス微粒子を不完全に溶融してしまうので
良質のガラス層が堆積形成されない。
そのためガラスパイプｌの径を大きくしたり、該パイプ
１を水冷してプラズマによるガラス微粒子の溶融を防止
するなど、適宜の手段が講じられているが、パイプ径を
大きくする場合はその分だけ加工が面倒となり、冷水を
ガラスパイプ１にかけたときは高周波（Ｒｆ）ワークコ
イル５の電磁界が乱され、プラズマが不安定になる。
１を水冷してプラズマによるガラス微粒子の溶融を防止
するなど、適宜の手段が講じられているが、パイプ径を
大きくする場合はその分だけ加工が面倒となり、冷水を
ガラスパイプ１にかけたときは高周波（Ｒｆ）ワークコ
イル５の電磁界が乱され、プラズマが不安定になる。
つまり常圧プラズマＣＶＤ法もプラズマの制御が難しい
。
。
プラズマトーチ法では、第６図のように耐熱性誘電体例
えば石英ガラスからなるパイプ７の外周に高周波（Ｒｆ
）ワークコイル５を巻き、そのパイプ７の一端から他端
に向けてガラス原料、プラズマ発生ガス（アルゴンなど
）を給送するとともに高周波電力によりプラズマを発生
させる。
えば石英ガラスからなるパイプ７の外周に高周波（Ｒｆ
）ワークコイル５を巻き、そのパイプ７の一端から他端
に向けてガラス原料、プラズマ発生ガス（アルゴンなど
）を給送するとともに高周波電力によりプラズマを発生
させる。
これによりパイプ７の端部にはプラズマ炎８が形成され
、ガラス原料はこのプラズマ炎８によりガラス微粒子と
なってサブストレイト側へ噴射堆積され、これが加熱溶
融されながら第６図のごとき棒状の堆積物８に成長する
。
、ガラス原料はこのプラズマ炎８によりガラス微粒子と
なってサブストレイト側へ噴射堆積され、これが加熱溶
融されながら第６図のごとき棒状の堆積物８に成長する
。
プラズマトーチ法の場合、良質のガラス堆積物８を得る
ためにはプラズマ炎８の温度と強度、サブストレイトと
プラズマ炎８との距離、ガラス原料およびプラズマ発生
ガスの種類、流量など、これらを調整、制御する必要が
あるが、微妙な調整過程においてプラズマの消えること
があり、プラズマを安定に維持するのが難しい。
ためにはプラズマ炎８の温度と強度、サブストレイトと
プラズマ炎８との距離、ガラス原料およびプラズマ発生
ガスの種類、流量など、これらを調整、制御する必要が
あるが、微妙な調整過程においてプラズマの消えること
があり、プラズマを安定に維持するのが難しい。
上述したように、プラズマを利用する従来の各法にはそ
のプラズマの状態を制御するのがきわめて難しく、それ
ゆえ良質の光学ガラスが安定して得るのが難しくなって
いる。
のプラズマの状態を制御するのがきわめて難しく、それ
ゆえ良質の光学ガラスが安定して得るのが難しくなって
いる。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記の問題点に鑑み、プラズマを介した光学ガ
ラスの生成方法においてレーザビームを併用することに
よりプラズマの制御性を高め、これにより良質の光学ガ
ラスが安定して得ようとするものである。
ラスの生成方法においてレーザビームを併用することに
よりプラズマの制御性を高め、これにより良質の光学ガ
ラスが安定して得ようとするものである。
（問題を解決するための手段）
本発明はプラズマを介したガラス原料の反応により光学
ガラスを生成する方法において、電気的なプラズマ発生
手段とレーザビームによるプラズマ励起手段とを備なえ
、プラズマの発生領域にレーザビームを照射することを
特徴としている。
ガラスを生成する方法において、電気的なプラズマ発生
手段とレーザビームによるプラズマ励起手段とを備なえ
、プラズマの発生領域にレーザビームを照射することを
特徴としている。
（作用）
本発明方法の場合、電気的なプラズマ発生手段だけでな
く、レーザビームによる励起手段を併用するのでプラズ
マを発生させやすく、しかもプラズマが弱い状態にあっ
てもこれをレーザビームにより励起するのでそのプラズ
マの状態が安定し、プラズマポールの制御性も高まる。
く、レーザビームによる励起手段を併用するのでプラズ
マを発生させやすく、しかもプラズマが弱い状態にあっ
てもこれをレーザビームにより励起するのでそのプラズ
マの状態が安定し、プラズマポールの制御性も高まる。
以下その理由を述べる。
一般に、プラズマはその起動（発生）に際して大きいエ
ネルギを要するが、これを持続するための持続エネルギ
は上記起動エネルギと比べかなり小さい。
ネルギを要するが、これを持続するための持続エネルギ
は上記起動エネルギと比べかなり小さい。
例えば持続エネルギ（電力）の変動によりプラズマが消
えた場合、その持続エネルギ程度ではプラズマが発生せ
ず、再度大きな起動エネルギを要するのが実状であり、
これを考えた場合、上記の関係が理解できる。
えた場合、その持続エネルギ程度ではプラズマが発生せ
ず、再度大きな起動エネルギを要するのが実状であり、
これを考えた場合、上記の関係が理解できる。
一方、レーザはきわめてエネルギ密度が高く。
レーザビームを介して局部的なプラズマを容易に発生さ
せることができる。
せることができる。
また、プラズマにおけるレーザエネルギの吸収は大きい
。
。
したがって電気的なプラズマ発生手段を介してプラズマ
を発生させるとき、これにレーザビームを併用すること
によりプラズマの発生が容易となり、しかも−たん発生
したプラズマはレーザビームにより励起され、その細い
プラズマビームにより常にプラズマの核が形成されるか
ら、供給電力を変動（低下）させてもプラズマの消える
ことがなく、プラズマポールの大きさの制御も容易とな
る。
を発生させるとき、これにレーザビームを併用すること
によりプラズマの発生が容易となり、しかも−たん発生
したプラズマはレーザビームにより励起され、その細い
プラズマビームにより常にプラズマの核が形成されるか
ら、供給電力を変動（低下）させてもプラズマの消える
ことがなく、プラズマポールの大きさの制御も容易とな
る。
（実 施 例）
以下本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は前記第３図で述べた減圧プラズマトーチ法を改
良した本発明の実施例である。
良した本発明の実施例である。
この実施例では第３図と同様にしてガラスバイブ１内に
減圧プラズマを発生させるが、この際のプラズマ発生時
、発生後、そのプラズマ発生領域（プラズマポール）Ｐ
にレーザビームＲを照射して所期のプラズマ励起を行な
うのであり、かかる減圧プラズマの状態においてガラス
パイプ１内にガラス原料を供給し、所定の反応により生
成されたガラス層をそのガラスパイプｌの内周面に堆積
させる。
減圧プラズマを発生させるが、この際のプラズマ発生時
、発生後、そのプラズマ発生領域（プラズマポール）Ｐ
にレーザビームＲを照射して所期のプラズマ励起を行な
うのであり、かかる減圧プラズマの状態においてガラス
パイプ１内にガラス原料を供給し、所定の反応により生
成されたガラス層をそのガラスパイプｌの内周面に堆積
させる。
この際のレーザ発生手段としては、既知の固体レーザ、
気体レーザなどを利用した発振器、増巾器などが用いら
れ、レーザビームＲの照射方向は１例としてガラスパイ
プｌの軸心線に沿う方向とする。
気体レーザなどを利用した発振器、増巾器などが用いら
れ、レーザビームＲの照射方向は１例としてガラスパイ
プｌの軸心線に沿う方向とする。
第２図は第５図で述べた常圧プラズマＣＶＤ法を改良し
た本発明の実施例である。
た本発明の実施例である。
この実施例でも高周波（Ｒｆ）ワークコイル５を介して
ガラスバイブ１内にプラズマを発生させ、そのガラスパ
イプｌ内へ供給されたガラス原料をプラズマによりスー
ト状のガラス微粒子して該パイプ内周面に堆積させ、酸
水素炎バーナ８を介した加熱溶融によりそのガラス微粒
子を透明ガラス化するが、この際のプラズマ発生時、発
生後、第１図と同様の手段で発生させたレーザビームＲ
を図示の方向からプラズマポールＰに向けて照射し、プ
ラズマを該レーザビームＲにより励起する。
ガラスバイブ１内にプラズマを発生させ、そのガラスパ
イプｌ内へ供給されたガラス原料をプラズマによりスー
ト状のガラス微粒子して該パイプ内周面に堆積させ、酸
水素炎バーナ８を介した加熱溶融によりそのガラス微粒
子を透明ガラス化するが、この際のプラズマ発生時、発
生後、第１図と同様の手段で発生させたレーザビームＲ
を図示の方向からプラズマポールＰに向けて照射し、プ
ラズマを該レーザビームＲにより励起する。
第３図は第６図で述べたプラズマトーチ法を改良した本
発明の実施例である。
発明の実施例である。
この実施例では高周波（Ｒｆ）ワークコイル５が外周に
巻かれているパイプ７の一端から他端に向けてガラス原
料、プラズマ発生ガスを給送するとともに高周波電力に
よりプラズマを発生させてそのパイプ７端にブラズヤ炎
８を形成し、以下前記と同様に棒状のガラス堆積物８を
つくるが、この際のプラズマ発生時、発生後、第１図と
同様の手段で発生させたレーザビームＲをパイプ７の長
手方向に沿って、またはその長手方向と交差する方向か
らプラズマポールＰに向けてレーザビームＲを照射し、
プラズマを該レーザビームＲにより励起する。
巻かれているパイプ７の一端から他端に向けてガラス原
料、プラズマ発生ガスを給送するとともに高周波電力に
よりプラズマを発生させてそのパイプ７端にブラズヤ炎
８を形成し、以下前記と同様に棒状のガラス堆積物８を
つくるが、この際のプラズマ発生時、発生後、第１図と
同様の手段で発生させたレーザビームＲをパイプ７の長
手方向に沿って、またはその長手方向と交差する方向か
らプラズマポールＰに向けてレーザビームＲを照射し、
プラズマを該レーザビームＲにより励起する。
こうように本発明方法ではプラズマポールＰにレーザビ
ームＲを照射するから、前述した作用を奏することとな
り、したがって供給電力が小さい場合でもプラズマが安
定し、プラズマポールＰの大きさの制御も容易となり、
良質の光学ガラスが合成できる。
ームＲを照射するから、前述した作用を奏することとな
り、したがって供給電力が小さい場合でもプラズマが安
定し、プラズマポールＰの大きさの制御も容易となり、
良質の光学ガラスが合成できる。
（発明の効果）
以上説明した通り、本発明方法によるときは、電気的な
プラズマ発生手段とレーザビームによるプラズマ励起手
段とを備なえ、プラズマの発生領城にレーザビームを照
射するから、これにより形成された複合プラズマは安定
性、制御性が高く、光学ガラスを生成する際の最適条件
を満足させやすくなり、したがって良質の光学ガラスが
安定して生成できるようになる。
プラズマ発生手段とレーザビームによるプラズマ励起手
段とを備なえ、プラズマの発生領城にレーザビームを照
射するから、これにより形成された複合プラズマは安定
性、制御性が高く、光学ガラスを生成する際の最適条件
を満足させやすくなり、したがって良質の光学ガラスが
安定して生成できるようになる。
第１図〜第３図は本発明方法の各種実施例を略示した説
明図、第４図〜第６図は従来法を略示した説明図である
。 ｌ ・・・ガラスパイプ ２０参拳真空ポンプ ３ Ｏ・・マイクロ波共振器 ４−・・原料供給系 ５・・・高周波ワークコイル ６・・・酸水素炎バーナ ７・・Φパイプ ８ ・・番プラズマ炎 ８・・・ガラス堆積物 Ｐ・・・プラズマ発生領域 （プラズマポール） Ｒ・Φ・レーザビーム 代理人 弁理士 斎 藤 義 雄 部ｆ図 第２図 第３図 １４図 １Ｎ５図 第す図
明図、第４図〜第６図は従来法を略示した説明図である
。 ｌ ・・・ガラスパイプ ２０参拳真空ポンプ ３ Ｏ・・マイクロ波共振器 ４−・・原料供給系 ５・・・高周波ワークコイル ６・・・酸水素炎バーナ ７・・Φパイプ ８ ・・番プラズマ炎 ８・・・ガラス堆積物 Ｐ・・・プラズマ発生領域 （プラズマポール） Ｒ・Φ・レーザビーム 代理人 弁理士 斎 藤 義 雄 部ｆ図 第２図 第３図 １４図 １Ｎ５図 第す図
Claims (4)
- （１）プラズマを介したガラス原料の反応により光学ガ
ラスを生成する方法において、電気的なプラズマ発生手
段とレーザビームによるプラズマ励起手段とを備なえ、
プラズマの発生領域にレーザビームを照射することを特
徴とするプラズマを介した光学ガラスの生成方法。 - （２）常圧プラマＣＶＤ法により光学ガラスを生成する
特許請求の範囲第１項記載のプラズマＣＶＤ法。 - （３）プラズマトーチ法により光学ガラスを生成する特
許請求の範囲第１項記載のプラズマを介した光学ガラス
の生成方法。 - （４）減圧プラマＣＶＤ法により光学ガラスを生成する
特許請求の範囲第１項記載のプラズマを介した光学ガラ
スの生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16239984A JPS6140833A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | プラズマを介した光学ガラスの生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16239984A JPS6140833A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | プラズマを介した光学ガラスの生成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140833A true JPS6140833A (ja) | 1986-02-27 |
Family
ID=15753856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16239984A Pending JPS6140833A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | プラズマを介した光学ガラスの生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0973997A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Natl Res Inst For Metals | レーザ熱プラズマ方法 |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP16239984A patent/JPS6140833A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0973997A (ja) * | 1995-09-04 | 1997-03-18 | Natl Res Inst For Metals | レーザ熱プラズマ方法 |
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