JP2000239025A - Glass manufacturing method for optical parts - Google Patents
Glass manufacturing method for optical partsInfo
- Publication number
- JP2000239025A JP2000239025A JP11043095A JP4309599A JP2000239025A JP 2000239025 A JP2000239025 A JP 2000239025A JP 11043095 A JP11043095 A JP 11043095A JP 4309599 A JP4309599 A JP 4309599A JP 2000239025 A JP2000239025 A JP 2000239025A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal oxide
- nitrogen
- anion
- glass
- porous glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 23
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 239000005373 porous glass Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 42
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 39
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011276 addition treatment Methods 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007696 Kjeldahl method Methods 0.000 description 1
- 241001655798 Taku Species 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- 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]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/045—Silicon oxycarbide, oxynitride or oxycarbonitride glasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
- C03B2201/24—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with nitrogen, e.g. silicon oxy-nitride glasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/06—Doped silica-based glasses
- C03C2201/20—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide
- C03C2201/24—Doped silica-based glasses containing non-metals other than boron or halide containing nitrogen, e.g. silicon oxy-nitride glasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/50—After-treatment
- C03C2203/52—Heat-treatment
- C03C2203/54—Heat-treatment in a dopant containing atmosphere
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光学部品用ガラス製造方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかる製造方法は、金属酸化物あ
るいは陰イオンの少なくともどちらか一方を含有した二
酸化珪素を主成分とする多孔質ガラス体に、含窒素原子
還元性雰囲気下で窒素を添加し、前記ガラスを透明ガラ
ス化して窒素原子を0.3重量%以上含有する透明な光
学部品用ガラスを製造する方法において、前記金属酸化
物あるいは陰イオンが、前記ガラスの軟化温度が140
0℃以上1700℃以下になるように添加されているこ
とを特徴とする。
(57) [Problem] To provide a method for producing glass for optical parts. The production method according to the present invention comprises the steps of adding nitrogen to a porous glass body mainly containing silicon dioxide containing at least one of a metal oxide and an anion under a nitrogen-containing atom-reducing atmosphere. In the method for producing a transparent glass for optical parts containing 0.3% by weight or more of nitrogen atoms by vitrifying the glass, the metal oxide or the anion may have a softening temperature of 140%.
It is characterized by being added so as to be 0 ° C. or more and 1700 ° C. or less.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学部品用ガラス
の製造方法に関する。より詳細には、窒素原子を0.3
重量%以上含有する、軟化温度が1400℃以上170
0℃以下である透明な光学部品用ガラスの製造方法に関
する。The present invention relates to a method for producing glass for optical parts. More specifically, a nitrogen atom of 0.3
Softening temperature of 1400 ° C or more and 170% by weight or more
The present invention relates to a method for producing a transparent glass for optical parts having a temperature of 0 ° C. or lower.
【0002】[0002]
【従来の技術】光学部品用の石英ガラスの屈折率を上昇
させるために窒素を添加することは知られている。ま
た、窒素を添加することにより該ガラスの軟化温度も上
昇しいわゆる高温耐久性が改善されることも知られてい
る。2. Description of the Related Art It is known to add nitrogen to raise the refractive index of quartz glass for optical components. It is also known that the addition of nitrogen increases the softening temperature of the glass and improves the so-called high-temperature durability.
【0003】一方、かかる窒素添加ガラスを種々の光学
部品に加工するという点からは、この軟化温度があまり
に上昇するという性質は必ずしも好ましいことではな
い。On the other hand, from the viewpoint that such nitrogen-added glass is processed into various optical parts, the property that the softening temperature is excessively increased is not always preferable.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上説明し
た窒素添加石英ガラスの有する問題点を解決し、経済性
のよい窒素添加ガラスであって、しかも加工性がよく、
光学特性(高い屈折率)のよい光学部品用の石英ガラス
の製造方法を提供する。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the problems of the nitrogen-added quartz glass described above, and is an economical nitrogen-added glass with good workability.
Provided is a method for producing quartz glass for optical components having good optical characteristics (high refractive index).
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究
し、窒素添加石英ガラスの屈折率を所定の値に維持しつ
つ、軟化温度を低下させ得る方法を見いだし本発明を完
成した。本発明にかかる製造方法を用いることにより、
経済的に、かつ良好な光学特性と加工性を有する透明な
光学部品用ガラスを製造することが可能となる。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies and have found a method capable of lowering the softening temperature while maintaining the refractive index of nitrogen-added quartz glass at a predetermined value, and have completed the present invention. By using the manufacturing method according to the present invention,
It is possible to economically produce transparent glass for optical components having good optical properties and workability.
【0006】すなわち、本発明にかかる製造方法は、金
属酸化物あるいは陰イオンの少なくともどちらか一方を
含有した二酸化珪素を主成分とする多孔質ガラス体に、
窒素を添加し、前記多孔質ガラスを透明ガラス化する、
窒素含有透明光学部品用ガラスの製造方法において、前
記金属酸化物あるいは陰イオンが、前記ガラスの軟化温
度が特定の範囲になるように添加されていることを特徴
とするものである。That is, the production method according to the present invention provides a method for producing a porous glass body containing silicon dioxide containing at least one of a metal oxide and an anion as a main component.
Adding nitrogen to vitrify the porous glass;
In the method for producing a glass for a nitrogen-containing transparent optical component, the metal oxide or the anion is added so that the softening temperature of the glass is in a specific range.
【0007】より詳細には、本発明は、金属酸化物ある
いは陰イオンの少なくともどちらか一方を含有した二酸
化珪素を主成分とする多孔質ガラス体に、含窒素原子還
元性雰囲気下で前記多孔質ガラス中に窒素を添加し、前
記ガラスを透明ガラス化する処理をして、窒素原子を
0.3重量%以上含有する透明な光学部品用ガラスを製
造する方法において、前記金属酸化物あるいは陰イオン
が、前記ガラスの軟化温度が1400℃以上1700℃
以下になるように添加されていることを特徴とする光学
部品用ガラスの製造方法に関する。More specifically, the present invention relates to a method for producing a porous glass body containing silicon dioxide containing at least one of a metal oxide and an anion under a nitrogen-containing reducing atmosphere. A method for producing a transparent glass for optical parts containing 0.3% by weight or more of nitrogen atoms by adding nitrogen to glass and subjecting the glass to a transparent vitrification process. However, the softening temperature of the glass is 1400 ° C. or more and 1700 ° C.
The present invention relates to a method for producing glass for optical parts, which is added as follows.
【0008】また、前記記載の製造方法であって、前記
金属酸化物が、リン、ボロン、ゲルマニウム、アルミニ
ウム、チタンの酸化物のうち少なくとも一つであること
を特徴とする製造方法に関する。[0008] The present invention also relates to the above-mentioned manufacturing method, wherein the metal oxide is at least one of oxides of phosphorus, boron, germanium, aluminum and titanium.
【0009】また、前記記載の製造方法であって、前記
陰イオンが、水酸イオン、塩素イオン、フツ素イオンの
うち少なくとも一つであることを特徴とする製造方法に
関する。[0009] The present invention also relates to the above-mentioned production method, wherein the anion is at least one of a hydroxide ion, a chloride ion and a fluorine ion.
【0010】さらには、本発明は、前記記載の製造方法
であって、前記金属酸化物あるいは陰イオンの少なくと
もどちらか一方を含有した二酸化珪素を主成分とする多
孔質ガラス体を、前記金属酸化物あるいは陰イオンの少
なくともどちらか一方を気相反応により添加して得るこ
とを特徴とする製造方法に関する。Furthermore, the present invention provides the above-mentioned production method, wherein the porous glass body containing silicon dioxide containing at least one of the metal oxide and the anion as a main component is treated with the metal oxide. The present invention relates to a production method characterized in that at least one of a substance and an anion is obtained by a gas phase reaction.
【0011】また、前記記載の製造方法であって、前記
金属酸化物あるいは陰イオンの少なくともどちらか一方
を含有した二酸化珪素を主成分とする多孔質ガラス体
を、二酸化珪素を主成分とする多孔質ガラス体を形成し
た後、金属酸化物あるいは陰イオンを添加して得ること
を特徴とする製造方法に関する。In the above-mentioned manufacturing method, the porous glass body containing silicon dioxide as a main component containing at least one of the metal oxide and the anion may be replaced with a porous glass body containing silicon dioxide as a main component. The present invention relates to a production method characterized in that after a porous glass body is formed, a metal oxide or an anion is added to obtain the same.
【0012】さらに、本発明は、前記記載の製造方法で
あって、前記金属酸化物を、前記多孔質ガラス体を金属
含有ガスを含む雰囲気中にて加熱処理し、金属酸化処理
を行うことにより添加することを特徴とする製造方法に
関する。Further, the present invention is the production method as described above, wherein the metal oxide is subjected to a heat treatment in an atmosphere containing a metal-containing gas to carry out a metal oxidation treatment. It relates to a production method characterized by being added.
【0013】また、前記記載の製造方法であって、前記
金属酸化物を、前記多孔質ガラス体を金属含有液体に浸
漬し、金属酸化処理を行うことにより添加することを特
徴とする製造方法に関する。[0013] Further, in the above-mentioned manufacturing method, it is preferable that the metal oxide is added by immersing the porous glass body in a metal-containing liquid and performing a metal oxidation treatment. .
【0014】さらに、本発明は、前記記載の製造方法で
あって、前記含窒素原子還元性雰囲気が、アンモニアガ
スを含むことを特徴とする製造方法に関する。Further, the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the nitrogen-containing atom-reducing atmosphere contains ammonia gas.
【0015】この構成によれば、窒素添加により屈折率
を上昇させ、さらに、金属酸化物や陰イオンの添加によ
り好ましい範囲の屈折率(光学特性)と好ましい範囲の
軟化温度(良好な加工性)とを有する透明な窒素添加石
英ガラスを製造することが可能となる。According to this configuration, the refractive index is increased by adding nitrogen, and the refractive index (optical characteristics) in a preferred range and the softening temperature (good workability) in a preferred range are increased by adding a metal oxide or an anion. It is possible to produce a transparent nitrogen-added quartz glass having the following.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学部品用ガラス
の製造方法についてより詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the method for producing glass for optical parts of the present invention will be described in more detail.
【0017】本発明にかかる製造方法は、(1)金属酸化
物あるいは陰イオンの少なくともどちらか一方を含有し
た二酸化珪素を主成分とする多孔質ガラス体に、(2)窒
素を添加する処理を行い、(3)前記(2)の処理を行って得
られた多孔質ガラスを透明ガラス化する処理をして窒素
を含有する透明な光学部品用のガラスを製造する方法で
あり、前記(1)における金属酸化物あるいは陰イオン
が、ガラスの軟化温度が特定の範囲になるように特定の
範囲の量が添加されていることを特徴とするものであ
る。The production method according to the present invention comprises: (1) a treatment of adding (2) nitrogen to a porous glass body mainly containing silicon dioxide containing at least one of a metal oxide and an anion. (3) A method for producing a glass for a transparent optical component containing nitrogen by performing a process of converting the porous glass obtained by performing the process of (2) into a transparent glass, The metal oxide or the anion in the above (1) is added in an amount in a specific range so that the softening temperature of the glass is in a specific range.
【0018】ここで、前記(1)の金属酸化物あるいは陰
イオンの少なくともどちらか一方を含有した二酸化珪素
を主成分とする多孔質ガラス体とは、二酸化珪素を主成
分とする多孔質ガラス体(以下石英ガラス、シリカと記
載する場合がある)であって、種々の公知の方法によ
り、金属酸化物あるいは陰イオンの少なくともどちらか
一方が添加され含有されているものを意味する。また、
多孔質ガラスの構成材料としては、例えば合成石英ガラ
ス、あるいは合成石英ガラスに粘度調整剤等を添加した
ものなどが用いられる。この多孔質ガラス体は、VAD
法、OVD法、MCVDほう、ゾルゲル法等を用いて製
造することができる。具体的は、VADを用いる場合、
酸素、水素ガスにより形成される火炎中に四塩化珪素蒸
気を含むアルゴンガスを導入することにより多孔質ガラ
ス体を得ることができる。Here, the porous glass body containing silicon dioxide as a main component containing at least one of a metal oxide and an anion of (1) is a porous glass body containing silicon dioxide as a main component. (Hereinafter sometimes referred to as quartz glass or silica), which means that at least one of a metal oxide and an anion is added and contained by various known methods. Also,
As a constituent material of the porous glass, for example, synthetic quartz glass, or a material obtained by adding a viscosity adjuster or the like to synthetic quartz glass is used. This porous glass body is made of VAD
It can be manufactured by a method, an OVD method, an MCVD method, a sol-gel method, or the like. Specifically, when using VAD,
By introducing an argon gas containing silicon tetrachloride vapor into a flame formed by oxygen and hydrogen gas, a porous glass body can be obtained.
【0019】前記多孔質ガラスに添加される金属酸化物
あるいは陰イオンについては特に制限はなく、該ガラス
の屈折率を上昇もしくは減少させることが知られている
種々の金属酸化物あるいは陰イオンを適宜選択すること
ができる。本発明において好ましく使用される前記金属
酸化物は、具体的にはリン、チタン、ボロン、ゲルマニ
ウム、アルミニウムの酸化物が挙げられる。また、本発
明において好ましく使用される前記陰イオンには、水酸
イオン、塩素イオン、フッ素イオンが挙げられる。ま
た、これらを単独で、もしくは複数を組み合わせて用い
ることも可能である。かかる組み合わせにうち、好まし
い組み合わせとしては、リンとフッ素、またはチタンと
フッ素が挙げられる。リン、チタンは屈折率を上昇さ
せ、フッ素は屈折率を減少させることが知られており、
かかる組み合わせを調整することにより、窒素添加ガラ
スの屈折率を大きく変化させることなく、軟化温度を低
下させ、粘度を低下させることが可能となる。なお、製
造されたガラス中での前記陰イオンは、必ずしもイオン
性の状態で含まれるものに限定されず、共有結合性、も
しくはそれらの中間的な状態や混合した状態で含まれる
場合を含むものである。The metal oxide or anion added to the porous glass is not particularly limited, and various metal oxides or anions known to increase or decrease the refractive index of the glass may be appropriately changed. You can choose. Specific examples of the metal oxide preferably used in the present invention include oxides of phosphorus, titanium, boron, germanium, and aluminum. The anion preferably used in the present invention includes a hydroxyl ion, a chlorine ion and a fluorine ion. These can be used alone or in combination of two or more. Among such combinations, preferred combinations include phosphorus and fluorine, or titanium and fluorine. It is known that phosphorus and titanium increase the refractive index, and fluorine decreases the refractive index.
By adjusting such a combination, it is possible to lower the softening temperature and lower the viscosity without significantly changing the refractive index of the nitrogen-containing glass. In addition, the said anion in the manufactured glass is not necessarily limited to the thing contained in the ionic state, but includes the case where it is contained in the state of covalent bonding, or an intermediate state or a mixture thereof. .
【0020】これらの金属酸化物、もしくは陰イオン
は、加工性が改善されるためには、少なくとも0.1重
量%含まれる必要があり、あまり多量に添加すると粘度
が高くなりすぎることから10重量%より少ないことが
好ましい。かかる範囲において、所定の軟化温度を有す
るように、選択された金属酸化物もしくは陰イオンの種
類(組み合わせ)と量を適宜選択することは容易であ
る。さらに、金属酸化物もしくは陰イオンの存在量の測
定については特に制限はないが、例えばICP発光分析
法が好ましく使用できる。These metal oxides or anions must be contained at least 0.1% by weight in order to improve the processability, and if added in a large amount, the viscosity becomes too high. % Is preferred. Within such a range, it is easy to appropriately select the type (combination) and amount of the selected metal oxide or anion so as to have a predetermined softening temperature. Further, the measurement of the amount of the metal oxide or the anion is not particularly limited, but, for example, ICP emission spectrometry can be preferably used.
【0021】さらに、前記多孔質ガラスに金属酸化物あ
るいは陰イオンを添加する方法についても特に制限はな
い。ガスを用いる気相反応、または溶液中に浸す液相反
応の条件を使用することが可能である。Further, there is no particular limitation on the method of adding a metal oxide or an anion to the porous glass. It is possible to use the conditions of a gas phase reaction using a gas or a liquid phase reaction immersed in a solution.
【0022】気相反応により金属酸化物あるいは陰イオ
ンを添加する際に好ましく使用可能なものとしては、P
Cl3,オキシ塩化リン、BCl3、BF3、GeCl4、
AlCl3、TiCl4、水、塩素ガス、フッ素ガス等が
挙げられる。気相反応によりこれらの金属酸化物を添加
する方法についても特に制限はなく、例えば、前記多孔
質ガラスを形成する際に、オキシ塩化リン等のガスをア
ルゴン等の不活性ガスを用いて導入し、さらに導入され
た金属を必要ならば酸化することにより添加することで
可能である。Preferable examples of the addition of metal oxides or anions by a gas phase reaction include P
Cl 3 , phosphorus oxychloride, BCl 3 , BF 3 , GeCl 4 ,
Examples include AlCl 3 , TiCl 4 , water, chlorine gas, fluorine gas and the like. There is no particular limitation on the method of adding these metal oxides by a gas phase reaction.For example, when forming the porous glass, a gas such as phosphorus oxychloride is introduced using an inert gas such as argon. Further, it is possible to add the introduced metal by oxidizing it if necessary.
【0023】また、溶液反応により金属酸化物あるいは
陰イオンを添加する際に好ましく使用可能なものとして
は、リン酸、塩酸、硼酸、それらの塩、Ge、アルミニ
ウム、またはチタンの硝酸塩等が挙げられる。溶液反応
によりこれらの金属酸化物を添加する方法についても特
に制限はなく、例えば、前記多孔質ガラスに、アルミニ
ウムの硝酸塩水溶液に浸した後、乾燥し、必要ならば酸
化することにより添加することで可能である。In addition, examples of those which can be preferably used when adding a metal oxide or an anion by a solution reaction include phosphoric acid, hydrochloric acid, boric acid, salts thereof, and nitrates of Ge, aluminum, and titanium. . There is no particular limitation on the method of adding these metal oxides by a solution reaction.For example, the porous glass is immersed in an aqueous solution of aluminum nitrate, dried, and then oxidized if necessary. It is possible.
【0024】本発明の方法に用いる窒素含有ガラスの製
造方法についても特に制限はなく、公知の種々の二酸化
珪素を主成分とするガラスへの窒素添加方法を用いて製
造することが可能である。具体的には、アンモニア等の
含窒素原子を含む還元性雰囲気下で多孔質ガラスを加熱
反応させることにより、窒素原子を所定量添加すること
が可能となる。The method of producing the nitrogen-containing glass used in the method of the present invention is not particularly limited, and it can be produced by using various known methods of adding nitrogen to glass containing silicon dioxide as a main component. Specifically, a predetermined amount of nitrogen atoms can be added by heating and reacting the porous glass in a reducing atmosphere containing nitrogen-containing atoms such as ammonia.
【0025】本発明においてはその添加窒素量は0.3
重量%以上含有することが好ましい(より好ましくは
0.5重量%以上)。0.3重量%より少ない場合に
は、本発明の特徴である窒素含有石英ガラスの特性を十
分に発揮するものではない。さらに、窒素含有量の上限
についても特に制限はなく、すでに知られている窒素の
添加効果に基づいて適宜選択することが容易である。ま
た、窒素の含有量については公知の分析方法が使用可能
であるが、特にキエルダール法が好ましい。In the present invention, the amount of added nitrogen is 0.3
The content is preferably at least 0.5% by weight (more preferably at least 0.5% by weight). When the amount is less than 0.3% by weight, the characteristics of the nitrogen-containing quartz glass which is a feature of the present invention are not sufficiently exhibited. Furthermore, the upper limit of the nitrogen content is not particularly limited, and it is easy to appropriately select the nitrogen content based on the already known effect of adding nitrogen. In addition, a known analysis method can be used for the nitrogen content, and the Kjeldahl method is particularly preferable.
【0026】金属酸化物もしくは陰イオンを適当量添加
して得られる窒素含有石英ガラスは通常多孔性であっ
て、これを透明化して透明ガラスとする方法についても
特に制限はない。例えば適当な不活性ガスの雰囲気下で
適当な温度で、適当な時間加熱することで可能となる。
不活性ガスとしては、窒素、アルゴン等が挙げらる。ま
た、加熱温度、加熱時間については、それぞれの多孔質
ガラスの軟化温度により適宜選択することは容易であ
る。The nitrogen-containing quartz glass obtained by adding an appropriate amount of a metal oxide or an anion is usually porous, and there is no particular limitation on the method of making this transparent glass to obtain a transparent glass. For example, this can be achieved by heating at an appropriate temperature under an appropriate inert gas atmosphere for an appropriate time.
Examples of the inert gas include nitrogen and argon. Further, it is easy to appropriately select the heating temperature and the heating time depending on the softening temperature of each porous glass.
【0027】以上説明した処理により得られる透明な光
学部品用ガラスは、十分な窒素を含み、さらに、金属酸
化物(もしくは陰イオン)添加により好ましい屈折率を
示す光学特性を有する。さらに、軟化温度が、1400
℃以上1700℃以下のものであることから、良好な加
工性(特に高精度加工に対する)を有するものである。The transparent glass for optical parts obtained by the above-described treatment contains sufficient nitrogen and has optical characteristics showing a preferable refractive index by adding a metal oxide (or anion). Further, the softening temperature is 1400
Since it is not less than 1700C and not more than 1700C, it has good workability (especially for high-precision processing).
【0028】以下、本発明にかかる方法を実施例に即し
てさらに詳しく説明する。Hereinafter, the method according to the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0029】[0029]
【実施例】まず、以下の実施例で用いたガラスの製造装
置の概略を図1に示す。原料となる多孔質ガラス8は、
炉心管3の内部に出し入れ自由に挿入される支持棒9の
上に形成される。もしくはあらかじめ支持棒9の上に形
成された多孔質ガラスを炉心管3に挿入する。該炉心管
3は加熱下での処理の際には加熱炉12内に導入され
る。また、加熱炉12はヒーター2により加熱される。
該ヒーター2は適当な制御手段により温度が制御されて
いる。炉心管3には、ガス導入路4、およびガス排出管
5が設けられている。このガス排出管5の先端には、ガ
スを除害処理するための除害処理装置6に接続されてい
る。さらに、ガス路4には種々の必要なガス(反応性ガ
ス、および不活性ガスを含む)を導入するための適当な
数の分岐管4aから4cがそれぞれガス供給源10a〜
10cに接続されている。必要な場合には、該ガス導入
路4は、炉心管3へ複数並列して設けられる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, FIG. 1 schematically shows an apparatus for producing glass used in the following embodiments. The porous glass 8 as a raw material is
It is formed on a support rod 9 which is freely inserted into and removed from the core tube 3. Alternatively, porous glass previously formed on the support rod 9 is inserted into the furnace tube 3. The furnace tube 3 is introduced into the heating furnace 12 during the processing under heating. The heating furnace 12 is heated by the heater 2.
The temperature of the heater 2 is controlled by appropriate control means. The furnace tube 3 is provided with a gas introduction path 4 and a gas discharge pipe 5. The distal end of the gas discharge pipe 5 is connected to an abatement processing device 6 for abating gas. Further, an appropriate number of branch pipes 4a to 4c for introducing various necessary gases (including a reactive gas and an inert gas) into the gas passage 4 are provided with gas supply sources 10a to 10a, respectively.
10c. If necessary, a plurality of the gas introduction passages 4 are provided in parallel with the core tube 3.
【0030】さらに、金属酸化物(もしくは陰イオン)
を溶液反応で導入する場合には、該多孔質ガラス8を炉
心管3から引き出し、適当な溶液中(図示せず)に浸し
た後、再び炉心管3内に挿入し、加熱処理を行った。 (実施例1)まず、VAD法により、酸素、水素ガスに
よる火炎中で、四塩化珪素、およびオキシ塩化リン蒸気
を含むアルゴンガスを導入して、支持棒9の上に直径8
0mm、長さ300mmのリン含有多孔質シリカガラス
体8を形成した。Further, metal oxides (or anions)
When the porous glass 8 is introduced by a solution reaction, the porous glass 8 is pulled out of the furnace tube 3, immersed in an appropriate solution (not shown), inserted again into the furnace tube 3, and subjected to a heat treatment. . (Example 1) First, an argon gas containing silicon tetrachloride and phosphorus oxychloride vapor was introduced into a flame of oxygen and hydrogen gas by a VAD method,
A phosphorus-containing porous silica glass body 8 having a length of 0 mm and a length of 300 mm was formed.
【0031】該多孔質ガラス体8を炉心管3内に挿入
し、炉心管3内をガス導入管4から導入したアンモニア
と窒素が体積比で50:50である混合ガスによる雰囲
気に保ち、加熱炉12により温度900℃にて3時間保
持することにより窒素添加処理を行った。The porous glass body 8 is inserted into the furnace tube 3, and the inside of the furnace tube 3 is maintained in an atmosphere of a mixed gas having a 50:50 volume ratio of ammonia and nitrogen introduced from the gas introduction tube 4. The nitrogen addition treatment was performed by holding the furnace 12 at a temperature of 900 ° C. for 3 hours.
【0032】次ぎに、炉心管3内をガス導入管4から導
入した窒素(100%)雰囲気とし、加熱炉12により
温度1300℃にて5時間保持し、前記多孔質ガラス体
を透明ガラス化させることにより、窒素、リンを含むシ
リカガラス体を作成した。Next, the inside of the furnace tube 3 is set to a nitrogen (100%) atmosphere introduced from the gas introducing tube 4 and is maintained at a temperature of 1300 ° C. for 5 hours by the heating furnace 12 to make the porous glass body transparent vitrified. As a result, a silica glass body containing nitrogen and phosphorus was prepared.
【0033】得られたガラスの一部をとり、平均軟化温
度を測定したところ、1500℃であった。また、屈折
率(NaのD線)は1.481であった。得られたガラス
体を加熱炉にて直径20mmに延伸した後、再度、VA
D法により、酸素、水素ガスにより形成される火炎中に
四塩化珪素蒸気を含むアルゴンガスを導入し、延伸体の
周囲にガラス微粒子を堆積させた。得られたガラス延伸
体多孔質ガラス複合体を加熱炉に挿入し、炉内を100
%ヘリウム雰囲気とし、1450℃にて3時間保持し一
体化、透明ガラス化した。An average softening temperature of a portion of the obtained glass was 1500 ° C. The refractive index (D line of Na) was 1.481. After stretching the obtained glass body in a heating furnace to a diameter of 20 mm, VA was again applied.
According to Method D, an argon gas containing silicon tetrachloride vapor was introduced into a flame formed by oxygen and hydrogen gas, and glass fine particles were deposited around the stretched body. The obtained glass stretched body porous glass composite was inserted into a heating furnace, and the inside of the furnace was
% Helium atmosphere, and kept at 1450 ° C. for 3 hours to form an integrated and transparent glass.
【0034】得られたガラス体から、以下のガラスファ
イバを加熱炉(図示せず)にて1850℃に加熱し、外
径125μmに紡糸しつつ、紫外線硬化型樹脂を塗布硬
化させ外径250μmの光ファイバを得た。From the obtained glass body, the following glass fiber was heated to 1850 ° C. in a heating furnace (not shown), and spin-coated to an outer diameter of 125 μm, and an ultraviolet-curable resin was applied and cured to form an outer diameter of 250 μm. An optical fiber was obtained.
【0035】得られた光ファイバ500mについて波長
850μmにおける伝送損失を測定したところ、7.6
dB/kmであった。 (実施例2)まず、酸素、水素ガスにより形成される火
炎中に、四塩化珪素蒸気を含むアルゴンガスを導入し、
VAD法により、直径80mm、長さ300mmの多孔
質シリカガラス体8を支持棒9の上に形成した。When the transmission loss at a wavelength of 850 μm was measured for the obtained optical fiber 500 m, 7.6 was obtained.
It was dB / km. (Example 2) First, an argon gas containing silicon tetrachloride vapor was introduced into a flame formed by oxygen and hydrogen gases,
A porous silica glass body 8 having a diameter of 80 mm and a length of 300 mm was formed on the support rod 9 by the VAD method.
【0036】得られた多孔質ガラス体9を炉心管3内に
挿入し、炉心管3内をガス導入管4から三弗化ボロンと
ヘリウムの体積比で20:80である混合ガスを導入
し、加熱炉12により温度1000℃にて1時間保持し
た後、炉心管3内のガス雰囲気を、ガス導入管4から酸
素とヘリウムの体積比20:80である混合ガスを導入
して変更し、更に2時間保持した。次ぎに、炉心管3内
をガス導入管4からアンモニアと窒素が体積比で50:
50である混合ガスを導入し、該雰囲気に保ちつつ温度
950℃にて3時間保持して窒素添加処理をおこなっ
た。The obtained porous glass body 9 is inserted into the furnace core tube 3, and a mixed gas having a volume ratio of boron trifluoride and helium of 20:80 is introduced from the gas introduction tube 4 through the furnace core tube 3. After maintaining the temperature in the heating furnace 12 at a temperature of 1000 ° C. for 1 hour, the gas atmosphere in the furnace tube 3 is changed by introducing a mixed gas having a volume ratio of oxygen and helium of 20:80 from the gas introduction tube 4, It was kept for another 2 hours. Next, ammonia and nitrogen are passed through the furnace core tube 3 from the gas introduction tube 4 in a volume ratio of 50:
A mixed gas of 50 was introduced, and a nitrogen addition treatment was performed while maintaining the atmosphere at 950 ° C. for 3 hours.
【0037】その後、炉心管3内をガス導入管4により
窒素雰囲気(100%)とし、温度1350℃にて5時
間保持し、前記多孔質ガラス体8を透明ガラス化させる
ことにより、含窒素、含ボロンシリカガラス体を作成し
た。得られたガラスの一部をとり、平均軟化温度を測定
したところ、1490℃であった。また、屈折率は1.
465であった。Thereafter, the inside of the furnace tube 3 is made into a nitrogen atmosphere (100%) by a gas introducing tube 4, kept at a temperature of 1350 ° C. for 5 hours, and the porous glass body 8 is turned into a transparent glass to obtain A boron-containing silica glass body was prepared. A portion of the obtained glass was measured for an average softening temperature, which was 1490 ° C. The refractive index is 1.
465.
【0038】得られたガラス体をさらに加熱して直径2
0mmに延伸した後、再度VAD法により、延伸体の周
囲に外径50mmとなるように石英ガラス層を形成し
た。The obtained glass body was further heated to a diameter of 2
After stretching to 0 mm, a quartz glass layer was formed again by the VAD method so as to have an outer diameter of 50 mm around the stretched body.
【0039】得られたガラス体から、以下のガラスファ
イバを加熱炉(図示せず)にて加熱炉にて1950℃に
加熱し、外径125μmに紡糸しつつ、紫外線硬化型樹
脂を塗布硬化させ外径250μmの光ファイバを得た。From the obtained glass body, the following glass fiber was heated to 1950 ° C. in a heating furnace (not shown) and spun to an outer diameter of 125 μm, and an ultraviolet curing resin was applied and cured. An optical fiber having an outer diameter of 250 μm was obtained.
【0040】得られた光ファイバ500mについて波長
850μmにおける伝送損失を測定したところ、8dB
/kmであった。 (実施例3)まず、酸素、水素ガスにより形成される火
炎中に、四塩化珪素蒸気を含むアルゴンガスを導入し、
VAD法により、直径80mm、長さ300mmの多孔
質シリカガラス体8を支持棒9の上にを形成した。When the transmission loss at a wavelength of 850 μm was measured for the obtained optical fiber 500 m, 8 dB was obtained.
/ Km. (Example 3) First, an argon gas containing silicon tetrachloride vapor was introduced into a flame formed by oxygen and hydrogen gases,
A porous silica glass body 8 having a diameter of 80 mm and a length of 300 mm was formed on a support rod 9 by the VAD method.
【0041】得られた多孔質ガラス体8を硝酸アルミニ
ウム(Al(NO3)39H2O)の水溶液(アルミニウム重量3
%)(図示せず)中に浸漬した。次いで、得られた多孔
質ガラス体を乾燥窒素気流中に保持し溶媒である水を十
分揮散させた後、炉心管3内に挿入し、ガス導入管4か
ら酸素ガスを導入し、該雰囲気にて、加熱炉12により
800℃、1時間保持して酸化処理を行った。The resultant porous glass body 8 of aluminum nitrate (Al (NO 3) 3 9H 2 O) aqueous solution (aluminum weight 3
%) (Not shown). Next, the obtained porous glass body is kept in a dry nitrogen gas stream, and after sufficiently evaporating water as a solvent, the porous glass body is inserted into the furnace core tube 3, oxygen gas is introduced from the gas introduction tube 4, and oxygen is introduced into the atmosphere. Then, the oxidation treatment was performed while maintaining the heating furnace 12 at 800 ° C. for 1 hour.
【0042】次ぎに炉心管3内をガス導入管4からアン
モニアと窒素が体積比で50:50である混合ガスを導
入して該雰囲気に保ち、加熱炉12により温度950℃
にて3時間保持して窒素添加処理を行った。その後、炉
心管3内をガス導入管4から窒素ガス(100%)を導
入し、窒素雰囲気とし、加熱炉12により温度1400
℃にて5時間保持して前記多孔質ガラス体を透明ガラス
化し、窒素とアルミニウムを含むシリカガラスを作成し
た。得られたガラスの一部をとり、平均軟化温度を測定
したところ、1660℃であった。また、屈折率は1.
487であった。Next, a mixed gas of ammonia and nitrogen in a volume ratio of 50:50 is introduced into the furnace core tube 3 from the gas introducing tube 4 through the gas introducing tube 4 to maintain the atmosphere.
For 3 hours to perform a nitrogen addition treatment. Thereafter, nitrogen gas (100%) is introduced into the furnace core tube 3 from the gas introduction tube 4 to form a nitrogen atmosphere.
The porous glass body was kept transparent at 5 ° C. for 5 hours to produce a silica glass containing nitrogen and aluminum. A portion of the obtained glass was measured for an average softening temperature, which was 1660 ° C. The refractive index is 1.
487.
【0043】得られたガラス体をさらに、加熱して直径
20mmに延伸した後、再度VAD法により、延伸体の
周囲に外径50mmとなるように石英ガラス層を形成し
た。After the obtained glass body was further heated and stretched to a diameter of 20 mm, a quartz glass layer was formed again by the VAD method so as to have an outer diameter of 50 mm around the stretched body.
【0044】得られたガラス体を加熱炉(図示せず)に
て2050℃に加熱し、外径125μmに紡糸しつつ、
紫外線硬化型樹脂を塗布硬化させ外径250μmの光フ
ァイバを得た。The obtained glass body was heated to 2050 ° C. in a heating furnace (not shown) and spun to an outer diameter of 125 μm.
An ultraviolet curable resin was applied and cured to obtain an optical fiber having an outer diameter of 250 μm.
【0045】得られた光ファイバ500mについて波長
850μmにおける伝送損失を測定したところ、8.3
dB/kmであった。 (比較例)実施例1と同様の条件を用いて、リンは添加
せずに多孔質シリカガラスを形成した後、加熱炉内にて
窒素添加処理を行い、1450℃にて4時間保持し、透
明ガラス化処理を行った。これを2本作成した。そのう
ちの1本は白色を呈しており、ガラス中には約1.2重
量%の窒素が含有されたいたが、透明化ガラス化はでき
なかった。The transmission loss at a wavelength of 850 μm was measured for the obtained optical fiber 500 m.
It was dB / km. (Comparative Example) Under the same conditions as in Example 1, after forming a porous silica glass without adding phosphorus, a nitrogen addition treatment was performed in a heating furnace, and the mixture was kept at 1450 ° C. for 4 hours. A transparent vitrification treatment was performed. Two of these were created. One of them was white and contained about 1.2% by weight of nitrogen in the glass, but could not be made vitrified.
【0046】他の1本については、約1.1重量%の窒
素が含有され透明ガラス化したが、その軟化温度は17
40℃であった。また、高温粘性が非常に高く、各種加
工工程においては実施例1に比べ、加工温度を約150
℃以上高くする必要があり、特に線引工程においては、
線引炉内で十分加熱溶融することができず、光ファイバ
を得ることができなかった。The other one contained about 1.1% by weight of nitrogen and was vitrified, but its softening temperature was 17%.
40 ° C. Further, the viscosity at high temperatures is very high, and the processing temperature is set to about 150 in various processing steps as compared with Example 1.
℃ or more, especially in the drawing process,
It could not be heated and melted sufficiently in the drawing furnace, and an optical fiber could not be obtained.
【0047】[0047]
【発明の効果】本発明の構成によれば、窒素添加により
屈折率を上昇させ、さらに、金属酸化物や陰イオンの添
加により好ましい範囲の屈折率(光学特性)と好ましい
範囲の軟化温度(良好な加工性)とを有する透明な窒素
添加石英ガラスを製造することが可能となる。すなわ
ち、石英ガラスに窒素を添加することで屈折率を上昇さ
せ、通常知られているようなゲルマニウム等を添加した
ものに比べ、経済的な製造方法となる。また、金属酸化
物もしくは陰イオンを添加することにより軟化温度を低
下させ、加工性を改善し、成形加工が容易になると共
に、設備も簡単になり経済的となる。さらに、軟化温度
の低下により窒素の脱離による発泡を防ぎ、透明ガラス
を得ることが容易となる。According to the constitution of the present invention, the refractive index is increased by adding nitrogen, and the refractive index (optical characteristics) in a preferred range and the softening temperature (good) in a preferred range are increased by adding a metal oxide or an anion. (Processability) can be produced. In other words, the refractive index is increased by adding nitrogen to quartz glass, and this is a more economical manufacturing method than a known method in which germanium or the like is added. Further, by adding a metal oxide or an anion, the softening temperature is lowered, the workability is improved, the molding process is facilitated, and the equipment is simplified and economical. Further, the lowering of the softening temperature prevents foaming due to desorption of nitrogen, and facilitates obtaining a transparent glass.
【図1】本発明の光学部品用ガラス製造方法を適用する
製造装置の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a manufacturing apparatus to which a glass manufacturing method for an optical component of the present invention is applied.
3…炉心管、4…ガス導入路、4a…分岐管、4b…分
岐管、4c…分岐管、5…ガス排出管、6…除害処理装
置、8…多孔質ガラス、9…支持棒、10a…ガス供給
源、10b…ガス供給源、10c…ガス供給源、12…
加熱炉DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Core tube, 4 ... Gas introduction path, 4a ... Branch tube, 4b ... Branch tube, 4c ... Branch tube, 5 ... Gas discharge tube, 6 ... Abatement processing device, 8 ... Porous glass, 9 ... Support rod, 10a: gas supply source, 10b: gas supply source, 10c: gas supply source, 12 ...
heating furnace
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榎本 正 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 山▲崎▼ 卓 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 4G014 AH02 4G021 BA00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tadashi Enomoto 1 Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works (72) Inventor Yama ▲ saki ▼ Taku 1 Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address F-term in Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works 4G014 AH02 4G021 BA00
Claims (8)
もどちらか一方を含有した二酸化珪素を主成分とする多
孔質ガラス体に、含窒素原子還元性雰囲気下で窒素を添
加し、前記多孔質ガラスを透明ガラス化して窒素原子を
0.3重量%以上含有する透明な光学部品用ガラスを製
造する方法において、前記金属酸化物あるいは陰イオン
が、前記ガラスの軟化温度が1400℃以上1700℃
以下になるように添加されていることを特徴とする光学
部品用ガラスの製造方法。1. A porous glass body mainly containing silicon dioxide containing at least one of a metal oxide and an anion, to which nitrogen is added in a nitrogen-containing atom-reducing atmosphere to form the porous glass. In the method for producing a transparent glass for optical parts containing 0.3% by weight or more of nitrogen atoms by vitrification, the metal oxide or the anion may have a softening temperature of 1400 ° C. to 1700 ° C.
A method for producing glass for optical parts, characterized by being added as follows.
記金属酸化物が、リン、ボロン、ゲルマニウム、アルミ
ニウム、チタンの酸化物のうち少なくとも一つであるこ
とを特徴とする製造方法。2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the metal oxide is at least one of oxides of phosphorus, boron, germanium, aluminum, and titanium.
て、前記陰イオンが、水酸イオン、塩素イオン、フツ素
イオンのうち少なくとも一つであることを特徴とする製
造方法。3. The production method according to claim 1, wherein the anion is at least one of a hydroxyl ion, a chloride ion, and a fluorine ion.
製造方法であって、前記金属酸化物あるいは陰イオンの
少なくともどちらか一方を含有した二酸化珪素を主成分
とする多孔質ガラス体を、前記金属酸化物あるいは陰イ
オンの少なくともどちらか一方を気相反応により添加し
て得ることを特徴とする製造方法。4. The production method according to claim 1, wherein the porous glass is composed mainly of silicon dioxide containing at least one of the metal oxide and the anion. A method for producing a body by adding at least one of the metal oxide and the anion by a gas phase reaction.
造方法であって、前記金属酸化物あるいは陰イオンの少
なくともどちらか一方を含有した二酸化珪素を主成分と
する多孔質ガラス体を、二酸化珪素を主成分とする多孔
質ガラス体を形成した後、金属酸化物あるいは陰イオン
を添加して得ることを特徴とする製造方法。5. The production method according to claim 1, wherein the porous glass body contains silicon dioxide containing at least one of the metal oxide and the anion as a main component. After forming a porous glass body containing silicon dioxide as a main component, adding a metal oxide or an anion.
記金属酸化物を、前記多孔質ガラス体を金属含有ガスを
含む雰囲気中にて加熱処理し、金属酸化処理を行うこと
により添加することを特徴とする製造方法。6. The production method according to claim 5, wherein the metal oxide is added by subjecting the porous glass body to a heat treatment in an atmosphere containing a metal-containing gas and performing a metal oxidation treatment. A manufacturing method characterized by:
記金属酸化物を、前記多孔質ガラス体を金属含有液体に
浸漬し、金属酸化処理を行うことにより添加することを
特徴とする製造方法。7. The method according to claim 5, wherein the metal oxide is added by immersing the porous glass body in a metal-containing liquid and performing a metal oxidation treatment. Production method.
て、前記含窒素原子還元性雰囲気が、アンモニアガスを
含むことを特徴とする製造方法。8. The manufacturing method according to claim 1, wherein said nitrogen-containing atom reducing atmosphere contains ammonia gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043095A JP2000239025A (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Glass manufacturing method for optical parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043095A JP2000239025A (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Glass manufacturing method for optical parts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000239025A true JP2000239025A (en) | 2000-09-05 |
Family
ID=12654289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11043095A Pending JP2000239025A (en) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | Glass manufacturing method for optical parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000239025A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1580170A4 (en) * | 2002-11-29 | 2011-12-28 | Shinetsu Quartz Prod | METHOD FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC QUARTZ GLASS AND ARTICLES FROM SYNTHETIC QUARTZ GLASS |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP11043095A patent/JP2000239025A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1580170A4 (en) * | 2002-11-29 | 2011-12-28 | Shinetsu Quartz Prod | METHOD FOR THE PRODUCTION OF SYNTHETIC QUARTZ GLASS AND ARTICLES FROM SYNTHETIC QUARTZ GLASS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1123684A (en) | Method of making dry optical waveguides | |
| JP4870573B2 (en) | Alkali-doped optical fiber, preform thereof and method for producing the same | |
| JPS6038345B2 (en) | Manufacturing method of glass material for optical transmission | |
| US20060130530A1 (en) | Method of doping silica glass with an alkali metal, and optical fiber precursor formed therefrom | |
| US4203744A (en) | Method of making nitrogen-doped graded index optical waveguides | |
| JPS60260434A (en) | Manufacture of anhydrous glass preform for optical transmission | |
| US4504297A (en) | Optical fiber preform manufacturing method | |
| AU741032B2 (en) | Decreased h2 sensitivity in optical fiber | |
| EP0177040B1 (en) | Method for producing glass preform for optical fiber | |
| US4410345A (en) | Method of producing optical waveguide | |
| JPH0526731B2 (en) | ||
| US20020108404A1 (en) | Drying agent and improved process for drying soot preforms | |
| US4249924A (en) | Process for the production of graded index optical fibres | |
| JPS62246834A (en) | Production of base material for optical fiber | |
| CN1234633C (en) | Method for producing low water peak optic fiber prefabricated piece | |
| JP2000239025A (en) | Glass manufacturing method for optical parts | |
| JP2000327348A (en) | Glass for optical parts | |
| JPH02217331A (en) | Preparation of optical fiber | |
| WO2005054144A1 (en) | Fabrication method of optical fiber preform and optical fiber containing few hydroxyl groups | |
| JPS6289B2 (en) | ||
| JPH01145346A (en) | Method for manufacturing base material for optical fiber | |
| GB1598760A (en) | Optical fibre preforms and their manufacture | |
| JPH038744A (en) | Rare earth element-doped quartz glass fiber preform and preparation thereof | |
| WO2004060822A1 (en) | Method for heat treating a glass article | |
| JPS6259545A (en) | Production of optical fiber preform |