JP2915598B2 - 光学用シリカガラスの製造方法 - Google Patents
光学用シリカガラスの製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高屈折率化を可能にし
た光学用シリカガラスの製造方法に係り、特に紫外線用
高屈折率レンズ材料、紫外線用色消しレンズ材料、若し
くはエキシマレーザ光その他の高出力レーザに使用され
る光学ガラス材料として適用可能な光学用シリカガラス
の製造方法に関する。
た光学用シリカガラスの製造方法に係り、特に紫外線用
高屈折率レンズ材料、紫外線用色消しレンズ材料、若し
くはエキシマレーザ光その他の高出力レーザに使用され
る光学ガラス材料として適用可能な光学用シリカガラス
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年におけるＬＳＩの高集積化の進展は
極めて著しく既に４Ｍビット及び１６ＭビットのＤＲＡ
Ｍが実用化され、更に近い将来において６４Ｍビットの
ＤＲＡＭの実用化が検討されている。そしてこの様な高
集積化に伴ない前記ＬＳＩチップを製造するためのウエ
ハ上に集積回路パターンを描画するリソグラフィ技術に
おいてもパターン線巾がサブミクロン単位の、より微細
な線幅が描画可能な描画技術の開発も急務とされてい
る。このような超微細描画技術を開発する上で最も重要
な点が露光光源の一層の短波長化であり、この為従来の
ｇ線からｉ線（３６５ｎｍ)更には３００nm以下の短波
長紫外線を露光光源に用いる技術が種々提案されてい
る。
極めて著しく既に４Ｍビット及び１６ＭビットのＤＲＡ
Ｍが実用化され、更に近い将来において６４Ｍビットの
ＤＲＡＭの実用化が検討されている。そしてこの様な高
集積化に伴ない前記ＬＳＩチップを製造するためのウエ
ハ上に集積回路パターンを描画するリソグラフィ技術に
おいてもパターン線巾がサブミクロン単位の、より微細
な線幅が描画可能な描画技術の開発も急務とされてい
る。このような超微細描画技術を開発する上で最も重要
な点が露光光源の一層の短波長化であり、この為従来の
ｇ線からｉ線（３６５ｎｍ)更には３００nm以下の短波
長紫外線を露光光源に用いる技術が種々提案されてい
る。
【０００３】しかしながら露光光源の短波長化を図る為
に、紫外線を用いた場合は、従来の光学ガラスを用いた
レンズでは使用波長が３６５ｎｍ（i線）付近より光透
過率が急激に低下して、光吸収と発熱が生じ、該レンズ
の焦点位置やその他の特性を狂わせることになる。
に、紫外線を用いた場合は、従来の光学ガラスを用いた
レンズでは使用波長が３６５ｎｍ（i線）付近より光透
過率が急激に低下して、光吸収と発熱が生じ、該レンズ
の焦点位置やその他の特性を狂わせることになる。
【０００４】かかる欠点を解消する為に、レンズ材料を
従来の光学ガラスからシリカガラスに代える事が提案さ
れているが、シリカガラスは従来の光学ガラスに比較し
て屈折率が大幅に低く、この為該シリカガラスを利用し
てレンズ形成した場合、所望の焦点距離ｆ値若しくは集
束性能を得るために、レンズの厚さや曲率を大きくしな
ければならず、この事は曲面収差が大きくなる等の光学
的悪影響が生じてしまう。
従来の光学ガラスからシリカガラスに代える事が提案さ
れているが、シリカガラスは従来の光学ガラスに比較し
て屈折率が大幅に低く、この為該シリカガラスを利用し
てレンズ形成した場合、所望の焦点距離ｆ値若しくは集
束性能を得るために、レンズの厚さや曲率を大きくしな
ければならず、この事は曲面収差が大きくなる等の光学
的悪影響が生じてしまう。
【０００５】又、前記シリカガラスは他の光学ガラスの
様に屈折率を自由に調整できない為に、色消しレンズの
製造が極めて困難であり、この為で前記光リソグラフィ
ー技術に係る従来装置（以下ステッパ装置と云う）にお
いては、露光光源としてスペクトル巾の狭い紫外線レー
ザを用いているが、かかるレーザビームにおいてもスペ
クトル巾が１〜３ｎｍ程度存在し、色収差の発生を完全
に防止できない。
様に屈折率を自由に調整できない為に、色消しレンズの
製造が極めて困難であり、この為で前記光リソグラフィ
ー技術に係る従来装置（以下ステッパ装置と云う）にお
いては、露光光源としてスペクトル巾の狭い紫外線レー
ザを用いているが、かかるレーザビームにおいてもスペ
クトル巾が１〜３ｎｍ程度存在し、色収差の発生を完全
に防止できない。
【０００６】この為、前記従来装置においてはエタロン
板を用いて前記スペクトル巾を大幅に狭小化させている
が、この様な構成を取るとエタロン板透過後のビーム強
度が大幅に低減し、この為高出力な光源を用いなけれな
ならない等の装置構成が煩雑化且つ大型化する。
板を用いて前記スペクトル巾を大幅に狭小化させている
が、この様な構成を取るとエタロン板透過後のビーム強
度が大幅に低減し、この為高出力な光源を用いなけれな
ならない等の装置構成が煩雑化且つ大型化する。
【０００７】かかる欠点はいずれもシリカガラスの屈折
率が低い事に起因するものであり、この為本発明者は屈
折率の向上を図るべく種々の技術を提案している。例え
ば、先願に係る特願昭２ー２９２４８４号において、塊
状の高純度透明合成シリカガラス（ｎｄ：１．４５８）
を、２０００ａｔｍ前後の高圧稀ガス雰囲気下で約１６
００〜２０００℃前後の温度に加熱して再溶融し、該再
溶融状態を所定時間維持した後、少なくとも歪点に至る
まで加圧雰囲気下で徐冷する事により前記シリカガラス
中の絶対屈折率ｎｄを１．４６０前後に向上させた技術
が開示されている。
率が低い事に起因するものであり、この為本発明者は屈
折率の向上を図るべく種々の技術を提案している。例え
ば、先願に係る特願昭２ー２９２４８４号において、塊
状の高純度透明合成シリカガラス（ｎｄ：１．４５８）
を、２０００ａｔｍ前後の高圧稀ガス雰囲気下で約１６
００〜２０００℃前後の温度に加熱して再溶融し、該再
溶融状態を所定時間維持した後、少なくとも歪点に至る
まで加圧雰囲気下で徐冷する事により前記シリカガラス
中の絶対屈折率ｎｄを１．４６０前後に向上させた技術
が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
技術においては屈折率の向上は僅かに０．００４と極め
て微小であり、この様な屈折率の向上ではガラス構造の
高密度化には機能するが、レンズ材としての高屈折率化
には何等機能しないのみならず、特に前記レンズ材を色
消しレンズ（屈折率の異なる複数のレンズの組合せ）に
使用する場合には、少なくとも両レンズ間の屈折率差が
０．０２以上、より好ましくは０．０５以上必要であ
り、従って前記先願技術では、既存のシリカガラス（ｎ
ｄ：１．４５８）より０．０２〜０．０５以上高い屈折
率（ｎｄ：１．４８〜１．５１以上）を有するシリカガ
ラスの製造は不可能である。
技術においては屈折率の向上は僅かに０．００４と極め
て微小であり、この様な屈折率の向上ではガラス構造の
高密度化には機能するが、レンズ材としての高屈折率化
には何等機能しないのみならず、特に前記レンズ材を色
消しレンズ（屈折率の異なる複数のレンズの組合せ）に
使用する場合には、少なくとも両レンズ間の屈折率差が
０．０２以上、より好ましくは０．０５以上必要であ
り、従って前記先願技術では、既存のシリカガラス（ｎ
ｄ：１．４５８）より０．０２〜０．０５以上高い屈折
率（ｎｄ：１．４８〜１．５１以上）を有するシリカガ
ラスの製造は不可能である。
【０００９】又、公知の技術としてシリカガラス中に金
属元素をドープする事により、高屈折率化を図る技術は
多々存在するが、金属元素をドープさせる事は紫外線波
長域での光透過性を大幅に低下させ、光学部材として適
さない。
属元素をドープする事により、高屈折率化を図る技術は
多々存在するが、金属元素をドープさせる事は紫外線波
長域での光透過性を大幅に低下させ、光学部材として適
さない。
【００１０】又「塩素がシリカガラスの屈折率に与える
影響の研究報告」(K.Susa,et.al,Journal of Nou-Cysta
llive Solids,Vol.79,pp165〜176，1986）の文献におい
て、各種塩素濃度のシリカガラスの屈折率を測定した
所、Ｃｌ１wt.％当り屈折率が１×１０-3上昇する事が
明らかにされたと開示されている。しかしながらＣｌを
１ｗｔ．％以上も含有させる事は当然に耐紫外線性を低
下させるのみならず、この方法で例えＣｌを５ｗｔ．％
含有させることが出来たとしても、屈折率は０．００５
しか上昇させることが出来ず、前記先願技術と同様に目
に見える形での高屈折率化を達成し得ない。
影響の研究報告」(K.Susa,et.al,Journal of Nou-Cysta
llive Solids,Vol.79,pp165〜176，1986）の文献におい
て、各種塩素濃度のシリカガラスの屈折率を測定した
所、Ｃｌ１wt.％当り屈折率が１×１０-3上昇する事が
明らかにされたと開示されている。しかしながらＣｌを
１ｗｔ．％以上も含有させる事は当然に耐紫外線性を低
下させるのみならず、この方法で例えＣｌを５ｗｔ．％
含有させることが出来たとしても、屈折率は０．００５
しか上昇させることが出来ず、前記先願技術と同様に目
に見える形での高屈折率化を達成し得ない。
【００１１】又、本発明に類似する技術として、石英ガ
ラスを不活性ガス雰囲気内で、ホットプレスにより１０
００℃以上１５００℃未満に加熱し、且つ１０ＭＰａ以
上に加圧する事を特徴とする技術が開示されている。
（特開昭６３ー２６５８３５）しかしながらかかる技術
は単に石英ガラスの透光性を阻害する事なく高硬度化を
実現せんとするもので、本発明のように高屈折率化を目
的とするものでないためにその目的が異なり、而も実施
例に示すように１０ＭＰａ程度の圧力では屈折率の向上
に何等役に立たない。
ラスを不活性ガス雰囲気内で、ホットプレスにより１０
００℃以上１５００℃未満に加熱し、且つ１０ＭＰａ以
上に加圧する事を特徴とする技術が開示されている。
（特開昭６３ー２６５８３５）しかしながらかかる技術
は単に石英ガラスの透光性を阻害する事なく高硬度化を
実現せんとするもので、本発明のように高屈折率化を目
的とするものでないためにその目的が異なり、而も実施
例に示すように１０ＭＰａ程度の圧力では屈折率の向上
に何等役に立たない。
【００１２】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、レ
ンズ材としての高屈折率化のみならず、既存のシリカガ
ラスとの組合せにおいて色消しレンズとしても適用可能
な光学用シリカガラスの製造方法を提供する事を目的と
する。又本発明の他の目的は高屈折率とともに歪のない
且つ光学部材として好適な透明度を維持し得る光学用シ
リカガラスの製造方法を提供する事を目的とする。又本
発明は、金属元素や多量のＣｌを含有させる事なく、而
も高純度で且つ高透明な状態を維持して高屈折率化を達
成し得る光学用シリカガラスの製造方法を提供する事を
目的とする。
ンズ材としての高屈折率化のみならず、既存のシリカガ
ラスとの組合せにおいて色消しレンズとしても適用可能
な光学用シリカガラスの製造方法を提供する事を目的と
する。又本発明の他の目的は高屈折率とともに歪のない
且つ光学部材として好適な透明度を維持し得る光学用シ
リカガラスの製造方法を提供する事を目的とする。又本
発明は、金属元素や多量のＣｌを含有させる事なく、而
も高純度で且つ高透明な状態を維持して高屈折率化を達
成し得る光学用シリカガラスの製造方法を提供する事を
目的とする。
【００１３】
【課題を解決する為の手段】本発明は出発母材に合成シ
リカガラス特に塊状の透明合成シリカガラスを用いる事
を前提とするものである。けだし、前記したように本発
明は紫外域においても良好な光学特性を得るため金属元
素や多量のＣｌを含有させる事なく、高純度で且つ高光
透過性を維持して高屈折率化を達成し得る必要がある。
リカガラス特に塊状の透明合成シリカガラスを用いる事
を前提とするものである。けだし、前記したように本発
明は紫外域においても良好な光学特性を得るため金属元
素や多量のＣｌを含有させる事なく、高純度で且つ高光
透過性を維持して高屈折率化を達成し得る必要がある。
【００１４】それには先ず出発母材が金属元素を極力低
減させた高純度高均質且つ透明である事が必要であり、
そしてこのような高純度高均質且つ透明である条件は合
成シリカガラス以外達成し得ない。而も出発母材に例え
ば天然石英ガラスを用いるとガラス構造が必ずしも均質
でないための後記するような熱処理を行っても光学部材
として好ましい光透過性能を達成し得ない。
減させた高純度高均質且つ透明である事が必要であり、
そしてこのような高純度高均質且つ透明である条件は合
成シリカガラス以外達成し得ない。而も出発母材に例え
ば天然石英ガラスを用いるとガラス構造が必ずしも均質
でないための後記するような熱処理を行っても光学部材
として好ましい光透過性能を達成し得ない。
【００１５】尚前記出発母材には、金属元素の含有量が
微量である事が前提となるものであるが、０Ｈ基につい
ては逆に高濃度含有させた方が好ましく（特願平１ー４
５２２６他参照）、又Ｃｌについては２００ｗｔ．ｐｐ
ｍ以下の低濃度であれば悪影響を及ぼさないと思慮され
る。
微量である事が前提となるものであるが、０Ｈ基につい
ては逆に高濃度含有させた方が好ましく（特願平１ー４
５２２６他参照）、又Ｃｌについては２００ｗｔ．ｐｐ
ｍ以下の低濃度であれば悪影響を及ぼさないと思慮され
る。
【００１６】次に第２の特徴とするところは、前記先願
技術のように軟化点以上の温度（合成シリカガラスの場
合１６００℃）で熱処理を行うのではなく、歪点（１０
３０℃）前後の約８００〜１２００℃の温度で加熱する
点にある。そして前記温度域に設定した理由は後記実施
例より明らかなように１２００〜１５００℃の温度域で
加熱処理を行うと失透が生じ、又前記先願技術の様に軟
化点以上の温度で加熱／徐冷を行うと、該徐冷時におけ
る１２００〜１５００℃の温度域通過時点で、やはり前
記失透が生じ、好ましくない。又８００℃以下の温度域
では目的とする屈折率の上昇が達成し得ないためであ
る。
技術のように軟化点以上の温度（合成シリカガラスの場
合１６００℃）で熱処理を行うのではなく、歪点（１０
３０℃）前後の約８００〜１２００℃の温度で加熱する
点にある。そして前記温度域に設定した理由は後記実施
例より明らかなように１２００〜１５００℃の温度域で
加熱処理を行うと失透が生じ、又前記先願技術の様に軟
化点以上の温度で加熱／徐冷を行うと、該徐冷時におけ
る１２００〜１５００℃の温度域通過時点で、やはり前
記失透が生じ、好ましくない。又８００℃以下の温度域
では目的とする屈折率の上昇が達成し得ないためであ
る。
【００１７】又第３の特徴とする所は前記加圧力を前記
先願技術における２０００（Ｋｇｆ／ｃｍ2）から数段
高い１００００〜３００００（Ｋｇｆ／ｃｍ2）の圧力
で而も等方性加圧下にて熱処理する事にある。そしてこ
のような温度と圧力で熱処理する事によりガラス構造密
度が高まり、波長５８８（ｎｍ）における絶対屈折率ｎ
ｄを既存のシリカガラス（ｎｄ：１．４５８）より少な
くとも０．０２以上好ましくは０．０４以上も高い屈折
率を有するシリカガラスの製造が可能となり、これによ
り、レンズ材としての高屈折率化のみならず、既存のシ
リカガラスとの組合せで色消しレンズを製造する事も容
易である。
先願技術における２０００（Ｋｇｆ／ｃｍ2）から数段
高い１００００〜３００００（Ｋｇｆ／ｃｍ2）の圧力
で而も等方性加圧下にて熱処理する事にある。そしてこ
のような温度と圧力で熱処理する事によりガラス構造密
度が高まり、波長５８８（ｎｍ）における絶対屈折率ｎ
ｄを既存のシリカガラス（ｎｄ：１．４５８）より少な
くとも０．０２以上好ましくは０．０４以上も高い屈折
率を有するシリカガラスの製造が可能となり、これによ
り、レンズ材としての高屈折率化のみならず、既存のシ
リカガラスとの組合せで色消しレンズを製造する事も容
易である。
【００１８】さて前記の熱処理により高屈折率化が可能
となったが、降温降圧工程時に前記加圧力を前記シリカ
ガラスの歪点（１０２０℃）より充分低い温度、より具
体的には少なくとも８００℃以下好ましくは、５００℃
以下になるまで前記圧力を維持しておかなければ、前記
向上させた屈折率が元に戻ってしまう事も併せて知見さ
れた。
となったが、降温降圧工程時に前記加圧力を前記シリカ
ガラスの歪点（１０２０℃）より充分低い温度、より具
体的には少なくとも８００℃以下好ましくは、５００℃
以下になるまで前記圧力を維持しておかなければ、前記
向上させた屈折率が元に戻ってしまう事も併せて知見さ
れた。
【００１９】即ち本発明は前記先願技術の様に、降温と
降圧を並行して行うのではなく、前記所定時間熱処理し
た後、前記処理圧力の降圧時期を処理温度の降圧時期よ
り遅らせる点、具体的には前記熱処理終了後、前記処理
温度が８００℃以下に低下するまで前記処理圧力を維持
する事を第３の特徴とするものである。
降圧を並行して行うのではなく、前記所定時間熱処理し
た後、前記処理圧力の降圧時期を処理温度の降圧時期よ
り遅らせる点、具体的には前記熱処理終了後、前記処理
温度が８００℃以下に低下するまで前記処理圧力を維持
する事を第３の特徴とするものである。
【００２０】
【実施例】原料四塩化ケイ素を蒸留処理して不純物を除
去させた高純度の四塩化ケイ素(SiCl4)を原料とし、酸
水素加水分解法の直接火炎法（以下ダイレクト法）にて
高純度合成シリカガラスを作成した。（母材Ａ）また、
天然水晶粉を原料とし酸水素炎加熱溶融法（以下ベルヌ
イ法）にて天然シリカガラスを作成した。（母材Ｂ）
去させた高純度の四塩化ケイ素(SiCl4)を原料とし、酸
水素加水分解法の直接火炎法（以下ダイレクト法）にて
高純度合成シリカガラスを作成した。（母材Ａ）また、
天然水晶粉を原料とし酸水素炎加熱溶融法（以下ベルヌ
イ法）にて天然シリカガラスを作成した。（母材Ｂ）
【００２１】次に、前記母材Ａ及びＢから、寸法２０×
２０×t１０ｍｍの０Ｈ基測定用サンプルと、複数の超
高圧処理用出発体を切出した。
２０×t１０ｍｍの０Ｈ基測定用サンプルと、複数の超
高圧処理用出発体を切出した。
【００２２】次にこの母材Ａ及びＢの各サンプルについ
て０Ｈ基濃度を赤外吸収法により測定してみたところ、
ダイレクト法によるガラスでは７３０ｐｐｍであり、ベ
ルヌイ法によるガラスでは２３０ｐｐｍといずれも特願
平１ー４５２２６に示す基準濃度である１００ｐｐｍ以
上と高濃度であった。又屈折率について、顕微鏡を使っ
た薬液法により光の波長５８８ｍｍにおける屈折率測定
を行った所、いずれもｎｄ：１.４５８であった。
て０Ｈ基濃度を赤外吸収法により測定してみたところ、
ダイレクト法によるガラスでは７３０ｐｐｍであり、ベ
ルヌイ法によるガラスでは２３０ｐｐｍといずれも特願
平１ー４５２２６に示す基準濃度である１００ｐｐｍ以
上と高濃度であった。又屈折率について、顕微鏡を使っ
た薬液法により光の波長５８８ｍｍにおける屈折率測定
を行った所、いずれもｎｄ：１.４５８であった。
【００２３】次に母材Ａの出発体をタンタル（Ｔａ）製
カプセルに封入し、その周囲に圧力媒体としての高ケイ
酸ガラス、カツ石を充填し、その外側にヒーターとして
のグラファイトを配置し、それらを、ステンレススチー
ル製ピストンシリンダー型超高圧加圧装置に設置した。
カプセルに封入し、その周囲に圧力媒体としての高ケイ
酸ガラス、カツ石を充填し、その外側にヒーターとして
のグラファイトを配置し、それらを、ステンレススチー
ル製ピストンシリンダー型超高圧加圧装置に設置した。
【００２４】次に図１に示す加圧及び加温カーブに基づ
いて、昇温速度を３０(℃／ｍｉｎ)とし９００℃まで昇
温すると共に、該９００℃に昇温時点でに２００００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2の圧力になるように加圧を行ない、該加圧
温度と加熱温度を３０ｍｉｎ維持して熱処理を行った
後、降温工程に移行する。
いて、昇温速度を３０(℃／ｍｉｎ)とし９００℃まで昇
温すると共に、該９００℃に昇温時点でに２００００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2の圧力になるように加圧を行ない、該加圧
温度と加熱温度を３０ｍｉｎ維持して熱処理を行った
後、降温工程に移行する。
【００２５】降温工程では１０(℃／ｍｉｎ)の降温速度
で室温に至るまで降温する。一方、前記加圧圧力は前記
降温工程が開始されても尚更に３０ｍｉｎ前記圧力を維
持した後、言換えれば前記温度が５００℃に降温するま
で２００００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を維持した後、記圧
力を徐々に開放しながら後常圧まで降圧させ、その後、
ガラスの入ったタンタルカプセルの取り出しを行なっ
た。（実施例１）
で室温に至るまで降温する。一方、前記加圧圧力は前記
降温工程が開始されても尚更に３０ｍｉｎ前記圧力を維
持した後、言換えれば前記温度が５００℃に降温するま
で２００００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力を維持した後、記圧
力を徐々に開放しながら後常圧まで降圧させ、その後、
ガラスの入ったタンタルカプセルの取り出しを行なっ
た。（実施例１）
【００２６】次に、前記加圧圧力を夫々１５０００（ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）、３００００（ｋｇｆ／ｃｍ2）、及び２
０００（ｋｇｆ／ｃｍ2）にした他は前記実施例と同一
条件で熱処理したもの（実施例２、３、比較例１）を製
造する。次に、前記熱処理後の各試料について、タンタ
ルカプセルごとガラスの切断、研磨を行ない厚さt１ｍ
ｍの透過率測定用サンプルを作成して、光の波長２００
(ｎｍ)における見かけの透過率測定を行なったところ、
実施例２については８９％、実施例１及び３については
８７％、比較例１については８９％といずれも光学部材
として満足する数値を示した。
ｇｆ／ｃｍ2）、３００００（ｋｇｆ／ｃｍ2）、及び２
０００（ｋｇｆ／ｃｍ2）にした他は前記実施例と同一
条件で熱処理したもの（実施例２、３、比較例１）を製
造する。次に、前記熱処理後の各試料について、タンタ
ルカプセルごとガラスの切断、研磨を行ない厚さt１ｍ
ｍの透過率測定用サンプルを作成して、光の波長２００
(ｎｍ)における見かけの透過率測定を行なったところ、
実施例２については８９％、実施例１及び３については
８７％、比較例１については８９％といずれも光学部材
として満足する数値を示した。
【００２７】次に残りのガラス片について、顕微鏡を使
った浸液法により光の波長５８８ｍｍにおける屈折率測
定を行った所、実施例１についてはｎｄ：１．５００、
実施例２についてはｎｄ：１．４８５及び実施例３につ
いてはｎｄ：１．５４５と、いずれも高圧加圧処理前の
ガラスの屈折率（１.４５８）に対し、約０.０３以上の
上昇が見られ、本発明の効果が円滑に達成された事が理
解できた。しかしながら比較例１についてはｎｄ：１.
４５９と、処理前後での有意差はみられなかった。
った浸液法により光の波長５８８ｍｍにおける屈折率測
定を行った所、実施例１についてはｎｄ：１．５００、
実施例２についてはｎｄ：１．４８５及び実施例３につ
いてはｎｄ：１．５４５と、いずれも高圧加圧処理前の
ガラスの屈折率（１.４５８）に対し、約０.０３以上の
上昇が見られ、本発明の効果が円滑に達成された事が理
解できた。しかしながら比較例１についてはｎｄ：１.
４５９と、処理前後での有意差はみられなかった。
【００２８】従って上記実験結果より加圧圧力は１５０
００ｋｇｆ／ｃｍ2以上あれば充分である事が確認され
たが、１５０００ｋｇｆ／ｃｍ2で０．０３程度の屈折
率の上昇がある事から前記加圧力は１００００ｋｇｆ／
ｃｍ2以上でも既存のシリカガラス（ｎｄ：１．４５
８）より０．０２程度高い屈折率の向上が得られるもの
と推定される。
００ｋｇｆ／ｃｍ2以上あれば充分である事が確認され
たが、１５０００ｋｇｆ／ｃｍ2で０．０３程度の屈折
率の上昇がある事から前記加圧力は１００００ｋｇｆ／
ｃｍ2以上でも既存のシリカガラス（ｎｄ：１．４５
８）より０．０２程度高い屈折率の向上が得られるもの
と推定される。
【００２９】次に熱処理温度の関係を調べるために、１
１５０℃と２００００ｋｇｆ／ｃｍ 2の加熱温度と加圧
圧力を３０ｍｉｎ維持して熱処理を行った後、１０(℃
／ｍｉｎ)の降温速度で室温に至るまで降温し、一方、
前記加圧圧力は前記降温工程が開始されても尚更に５０
ｍｉｎ前記圧力を維持した後、言換えれば前記温度が６
５０℃に降温するまで２００００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力
を維持した後、記圧力を徐々に開放しながら常圧まで降
圧させて屈折率と光透過性を調べた所、屈折率について
はｎｄ：１．４９８、光透過度については８７％と実施
例１とほぼ同様な性能が得られた。 （実施例４）
１５０℃と２００００ｋｇｆ／ｃｍ 2の加熱温度と加圧
圧力を３０ｍｉｎ維持して熱処理を行った後、１０(℃
／ｍｉｎ)の降温速度で室温に至るまで降温し、一方、
前記加圧圧力は前記降温工程が開始されても尚更に５０
ｍｉｎ前記圧力を維持した後、言換えれば前記温度が６
５０℃に降温するまで２００００ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力
を維持した後、記圧力を徐々に開放しながら常圧まで降
圧させて屈折率と光透過性を調べた所、屈折率について
はｎｄ：１．４９８、光透過度については８７％と実施
例１とほぼ同様な性能が得られた。 （実施例４）
【００３０】次に降温工程における屈折率等の影響を調
べるために、実施例１と同様な昇温昇圧速度条件で、各
々１８００℃及び１５００℃の加熱温度と２００００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2の加圧力で、加熱／加圧を行ない、該加熱
温度を３０ｍｉｎ維持して熱処理を行った後、５００℃
に降温するまで前記圧力を維持しながら、１０(℃／ｍ
ｉｎ)の降温速度で連続的に徐冷した後自然放冷を行っ
たもの（比較例２、３）。 又実施例１と同様な加圧力
（２００００ｋｇｆ／ｃｍ2）と温度（９００℃）を３
０ｍｉｎ維持して熱処理を行った後、降温工程と降圧工
程を同時に並行して、より具体的には５００（ｋｇｆ／
ｃｍ2）／ｍｉｎと１０(℃／ｍｉｎ)の降圧／降温速度
で徐圧／徐冷しながらアニール処理を行った（比較例
４）試料を作成した所、比較例２、３については目視に
て分る失透が見られ、又比較例４については屈折率がｎ
ｄ：１．４５８と元に戻っている事が確認された。
べるために、実施例１と同様な昇温昇圧速度条件で、各
々１８００℃及び１５００℃の加熱温度と２００００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2の加圧力で、加熱／加圧を行ない、該加熱
温度を３０ｍｉｎ維持して熱処理を行った後、５００℃
に降温するまで前記圧力を維持しながら、１０(℃／ｍ
ｉｎ)の降温速度で連続的に徐冷した後自然放冷を行っ
たもの（比較例２、３）。 又実施例１と同様な加圧力
（２００００ｋｇｆ／ｃｍ2）と温度（９００℃）を３
０ｍｉｎ維持して熱処理を行った後、降温工程と降圧工
程を同時に並行して、より具体的には５００（ｋｇｆ／
ｃｍ2）／ｍｉｎと１０(℃／ｍｉｎ)の降圧／降温速度
で徐圧／徐冷しながらアニール処理を行った（比較例
４）試料を作成した所、比較例２、３については目視に
て分る失透が見られ、又比較例４については屈折率がｎ
ｄ：１．４５８と元に戻っている事が確認された。
【００３１】
【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、短波
長紫外線においても充分なる光透過性と少なくともｎ
ｄ：０．０２以上の屈折率の向上を可能とするために、
レンズ材としての高屈折率化のみならず、既存のシリカ
ガラスとの組合せにおいて色消しレンズとしても適用可
能である。又本発明は前記透過率と高屈折率化のみなら
ず、歪も生じさせる事がないために、光学部材として一
層好適である。さらに本発明は、金属元素や多量のＣｌ
を含有させる事なく、而も高純度で且つ高透明な状態を
維持して高屈折率化を達成し得る為に、短波長のＫｒＦ
エキシマレーザ（428nm）、ＫｒＦエキシマレーザ（193
nm）などの紫外線レーザ用ガラス材として有効に利用で
きる。等の種々の著効を有す。
長紫外線においても充分なる光透過性と少なくともｎ
ｄ：０．０２以上の屈折率の向上を可能とするために、
レンズ材としての高屈折率化のみならず、既存のシリカ
ガラスとの組合せにおいて色消しレンズとしても適用可
能である。又本発明は前記透過率と高屈折率化のみなら
ず、歪も生じさせる事がないために、光学部材として一
層好適である。さらに本発明は、金属元素や多量のＣｌ
を含有させる事なく、而も高純度で且つ高透明な状態を
維持して高屈折率化を達成し得る為に、短波長のＫｒＦ
エキシマレーザ（428nm）、ＫｒＦエキシマレーザ（193
nm）などの紫外線レーザ用ガラス材として有効に利用で
きる。等の種々の著効を有す。
【図１】本発明の実施例における熱処理状態を示す温度
と圧力の時系列曲線図である。
と圧力の時系列曲線図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 塊状透明合成シリカガラスを、８００か
ら１２００（℃）の温度で、かつ約１００００（Ｋｇｆ
／ｃｍ２）以上の等方性加圧圧力下にて所定時間熱処理
を行うことにより該シリカガラスの高密度化を行った
後、前記処理圧力の降圧開始時間を、前記処理温度の降
温開始時間より遅らせる事を特徴とする光学用シリカガ
ラスの製造方法。 - 【請求項２】 前記熱処理後の降温工程中、温度が８０
０（℃）以下に低下するまで等方性加圧圧力を維持する
事を特徴とする請求項１記載の光学用シリカガラスの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3048920A JP2915598B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 光学用シリカガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3048920A JP2915598B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 光学用シリカガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265240A JPH04265240A (ja) | 1992-09-21 |
| JP2915598B2 true JP2915598B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=12816691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3048920A Expired - Fee Related JP2915598B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 光学用シリカガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2915598B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11292556A (ja) * | 1998-02-10 | 1999-10-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 低脆性ガラスおよびその製造方法 |
| CN103214161B (zh) * | 2013-05-06 | 2016-10-05 | 吴佑林 | 一种用于玻璃光学元件的非等温模压方法 |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP3048920A patent/JP2915598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04265240A (ja) | 1992-09-21 |
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