JP2003165727A - 石英ガラス成形体の屈折率均一性を改善する装置 - Google Patents
石英ガラス成形体の屈折率均一性を改善する装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】石英ガラス成形体中での屈折率均一性を改善す
る。 【解決手段】溶融装置中で少なくとも１つのバーナー
が、製造されるべき石英ガラス成形体に対して可動に配
置されており、原料供給用のバーナー、Ｈ2−供給管及
びＯ2供給管は、主に同軸状に相互に配置された３つの
ノズルグループを有する。石英ガラス成形体の中央部と
周縁部との間のＯＨ及びＨ2の予め調査された分布推移
に応じて混合比を変更するために、バーナーガスのＨ2
−体積流量及び／又はＯ2−体積流量をバーナー位置に
依存して変更する。
る。 【解決手段】溶融装置中で少なくとも１つのバーナー
が、製造されるべき石英ガラス成形体に対して可動に配
置されており、原料供給用のバーナー、Ｈ2−供給管及
びＯ2供給管は、主に同軸状に相互に配置された３つの
ノズルグループを有する。石英ガラス成形体の中央部と
周縁部との間のＯＨ及びＨ2の予め調査された分布推移
に応じて混合比を変更するために、バーナーガスのＨ2
−体積流量及び／又はＯ2−体積流量をバーナー位置に
依存して変更する。
Description
（発明技術分野）
【０００１】本発明は、特許請求の範囲の上位概念に記
載された石英ガラス成形体の屈折率均一性を改善する装
置に関する。 （従来の技術）
載された石英ガラス成形体の屈折率均一性を改善する装
置に関する。 （従来の技術）
【０００２】円柱の直径にわたり高度に均一な屈折率分
布を有する石英ガラス製品の製造のために、円柱の直径
にわたる所定の材料特性の調整された分配を保証する必
要があることは公知である。これには、石英ガラス中で
の物理的に溶解した水素Ｈ2並びにＯＨの形の化学的に
溶解した水の分配が挙げられる。石英ガラス中でのこの
ような特性の調整は、特に析出の間のバーナーフレーム
中での化学的現象並びに周囲のガス雰囲気と熱い溶融キ
ャップ部との拡散を決定する相互作用によって決定され
る。
布を有する石英ガラス製品の製造のために、円柱の直径
にわたる所定の材料特性の調整された分配を保証する必
要があることは公知である。これには、石英ガラス中で
の物理的に溶解した水素Ｈ2並びにＯＨの形の化学的に
溶解した水の分配が挙げられる。石英ガラス中でのこの
ような特性の調整は、特に析出の間のバーナーフレーム
中での化学的現象並びに周囲のガス雰囲気と熱い溶融キ
ャップ部との拡散を決定する相互作用によって決定され
る。
【０００３】先行技術は、国際公開（ＷＯ−Ａ１）第０
１／２７０４４号パンフレットによると、バーナーロッ
キングを用いてキャップ部にわたる均一な塗布及び均一
な温度分布の実現を行っており、この場合には、一定の
バーナーガス体積流において所定の距離−時間−法則に
よりバーナーが円柱状の石英ガラスのキャップ部表面に
対して相対運動が行われる。しかしながら、熱的及び流
動技術的な差異の結果、このキャップ部表面にわたりこ
の場合にもなお石英ガラス中に残留する不均一性が生じ
ることがあり、この不均一性はガラス成形体の周縁部に
規則通りに、有利に放物線状に増大する。
１／２７０４４号パンフレットによると、バーナーロッ
キングを用いてキャップ部にわたる均一な塗布及び均一
な温度分布の実現を行っており、この場合には、一定の
バーナーガス体積流において所定の距離−時間−法則に
よりバーナーが円柱状の石英ガラスのキャップ部表面に
対して相対運動が行われる。しかしながら、熱的及び流
動技術的な差異の結果、このキャップ部表面にわたりこ
の場合にもなお石英ガラス中に残留する不均一性が生じ
ることがあり、この不均一性はガラス成形体の周縁部に
規則通りに、有利に放物線状に増大する。
【０００４】従って、本発明の課題は、バーナーフレー
ム中の化学的現象を意図的に変更すること、場合により
この変更と、石英ガラス成形体のキャップ部にわたるい
わゆるバーナーロッキングとを組み合わせることであっ
た。
ム中の化学的現象を意図的に変更すること、場合により
この変更と、石英ガラス成形体のキャップ部にわたるい
わゆるバーナーロッキングとを組み合わせることであっ
た。
【０００５】前記の課題は、本発明により、第１の請求
項の特徴部に記載された装置により解決される。
項の特徴部に記載された装置により解決される。
【０００６】溶融させるべき石英ガラス成形体のキャッ
プ部に対してバーナーのコントロールされた運動を「バ
ーナーロッキング」と称する場合、有利にＨ2及びＯ2で
あるバーナーガスの混合比の位置に依存した変更を「ガ
スロッキング」と見なすことができる。バーナーガス流
の変更のために、特に同軸状にリング状スリットを有す
る外部混合型のバーナーが適している。このバーナーは
原料供給用に相応する供給管を備えた中央に配置された
キャリアガスノズル、並びに内側から外側へ交互にＯ2
及びＨ2を供給する相応する供給管を備えた有利に５〜
９つの同軸状に配置されたリング状スリットノズルを有
する。これらの全体のノズルはキャリアガスノズルに対
して有利に同軸に配置されている。バーナーガス流の変
更により、石英ガス成形体中のＯＨ−基及びＨ2−分子
の含有量について明白な差異が生じ、これが高度に均一
な屈折率分布を提供する。個々のバーナーノズルの混合
比Ｈ 2：Ｏ2の変更によって、ＯＨ−基及びＨ2−分子の
分布は多様に著しく影響が及ぼされる。
プ部に対してバーナーのコントロールされた運動を「バ
ーナーロッキング」と称する場合、有利にＨ2及びＯ2で
あるバーナーガスの混合比の位置に依存した変更を「ガ
スロッキング」と見なすことができる。バーナーガス流
の変更のために、特に同軸状にリング状スリットを有す
る外部混合型のバーナーが適している。このバーナーは
原料供給用に相応する供給管を備えた中央に配置された
キャリアガスノズル、並びに内側から外側へ交互にＯ2
及びＨ2を供給する相応する供給管を備えた有利に５〜
９つの同軸状に配置されたリング状スリットノズルを有
する。これらの全体のノズルはキャリアガスノズルに対
して有利に同軸に配置されている。バーナーガス流の変
更により、石英ガス成形体中のＯＨ−基及びＨ2−分子
の含有量について明白な差異が生じ、これが高度に均一
な屈折率分布を提供する。個々のバーナーノズルの混合
比Ｈ 2：Ｏ2の変更によって、ＯＨ−基及びＨ2−分子の
分布は多様に著しく影響が及ぼされる。
【０００７】Ｈ2：Ｏ2の混合比の変更のためにＨ2−流
だけか又はＯ2−流だけに相応して影響を及ぼすのが有
利である。それにより、制御技術の簡素化が可能であ
る。高いＯＨ−水準及び低いＨ2−水準を達成するため
には、Ｈ2の変更により生じる＜２．３の混合比である
べきである。反対に、内部混合比が＞２．８である場合
には、低いＯＨ−水準及び高いＨ2−水準が生じる。
だけか又はＯ2−流だけに相応して影響を及ぼすのが有
利である。それにより、制御技術の簡素化が可能であ
る。高いＯＨ−水準及び低いＨ2−水準を達成するため
には、Ｈ2の変更により生じる＜２．３の混合比である
べきである。反対に、内部混合比が＞２．８である場合
には、低いＯＨ−水準及び高いＨ2−水準が生じる。
【０００８】バーナー位置に適合させた、水素体積流及
び／又は酸素体積流の連続的変更及びそれによりバーナ
ーフレーム中での混合比の連続的変更によりＯＨ−水準
及びＨ2−水準は粒子形成の際に、ＯＨ−推移及びＨ2−
推移は円柱中央部から円柱周縁部まで十分に比較可能に
なるように調整される。この場合、ＯＨ−分布における
変化は５ｐｐｍより小さな値に低下し、水素分布におけ
る変化は５Ｅ１７分子／ｃｍ3より小さな値に低下す
る。これは、最終的に石英ガラス成形体における補整さ
れた屈折率分布（ｄｎ−ＰＶ＜＋／−０．５ｐｐｍ）を
生じ、マイクロリソグラフィーにおいてブランクとして
使用するため並びにさらに特別なＵＶレーザー使用のた
めの高い光学的要求を満たしている。
び／又は酸素体積流の連続的変更及びそれによりバーナ
ーフレーム中での混合比の連続的変更によりＯＨ−水準
及びＨ2−水準は粒子形成の際に、ＯＨ−推移及びＨ2−
推移は円柱中央部から円柱周縁部まで十分に比較可能に
なるように調整される。この場合、ＯＨ−分布における
変化は５ｐｐｍより小さな値に低下し、水素分布におけ
る変化は５Ｅ１７分子／ｃｍ3より小さな値に低下す
る。これは、最終的に石英ガラス成形体における補整さ
れた屈折率分布（ｄｎ−ＰＶ＜＋／−０．５ｐｐｍ）を
生じ、マイクロリソグラフィーにおいてブランクとして
使用するため並びにさらに特別なＵＶレーザー使用のた
めの高い光学的要求を満たしている。
【０００９】本発明を次に図面を用いて詳細に説明す
る。図面は次のものを表す：
る。図面は次のものを表す：
【００１０】図１ではバーナーＢの排出面が図示されて
おり、この排出面において、キャリアガス用のノズルＤ
１はＨ2用の２〜４つのノズル（Ｄ３）及びＯ2用の３〜
５つのノズル（Ｄ２）により同軸状に取り囲まれてい
る。バーナーＢは流動技術的な理由から少なくとも５〜
９つの管状ノズルを有していると一般に言うことができ
る。溶融装置内でのバーナーの基本的な配置は、たとえ
ばすでに記載した国際公開（ＷＯ−Ａ１）第０１／２７
０４４号パンフレットから推知することができる。
おり、この排出面において、キャリアガス用のノズルＤ
１はＨ2用の２〜４つのノズル（Ｄ３）及びＯ2用の３〜
５つのノズル（Ｄ２）により同軸状に取り囲まれてい
る。バーナーＢは流動技術的な理由から少なくとも５〜
９つの管状ノズルを有していると一般に言うことができ
る。溶融装置内でのバーナーの基本的な配置は、たとえ
ばすでに記載した国際公開（ＷＯ−Ａ１）第０１／２７
０４４号パンフレットから推知することができる。
【００１１】本発明の適用の前に調整すべき溶融システ
ム用の析出試験が行われる。特にバーナーの析出特性の
調査及びバーナー出力（総水素量）を達成すべき割合に
適合させることが重要である。
ム用の析出試験が行われる。特にバーナーの析出特性の
調査及びバーナー出力（総水素量）を達成すべき割合に
適合させることが重要である。
【００１２】図２ではＯＨ−含有量が混合比に関してｐ
ｐｍでプロットされており、図３ではＨ2−含有量が混
合比に関してモル／ｃｍ3でプロットされている。これ
は析出試験において調査された。これらのグラフ中の相
応する一連の点Ｐ１及びＰ２は逆方向に低下するかもし
くは上昇して推移するため、バーナー中での所定のガス
値の調整が石英ガラス中の特徴的な特性水準を生じると
推測される。たとえば内部混合比ＭＶＩが＜２．３であ
る場合には、高いＯＨ水準及び低いＨ2−水準が生じる
ことになり；内部混合比ＭＶＩが＞２．８である場合に
は、低いＯＨ−水準及び高いＨ2−水準が生じることに
なる。ガス体積流量に関して調整可能な混合比の技術的
に利用可能な可変領域は、１．６リットル／リットル〜
３．５リットル／リットルにある。
ｐｍでプロットされており、図３ではＨ2−含有量が混
合比に関してモル／ｃｍ3でプロットされている。これ
は析出試験において調査された。これらのグラフ中の相
応する一連の点Ｐ１及びＰ２は逆方向に低下するかもし
くは上昇して推移するため、バーナー中での所定のガス
値の調整が石英ガラス中の特徴的な特性水準を生じると
推測される。たとえば内部混合比ＭＶＩが＜２．３であ
る場合には、高いＯＨ水準及び低いＨ2−水準が生じる
ことになり；内部混合比ＭＶＩが＞２．８である場合に
は、低いＯＨ−水準及び高いＨ2−水準が生じることに
なる。ガス体積流量に関して調整可能な混合比の技術的
に利用可能な可変領域は、１．６リットル／リットル〜
３．５リットル／リットルにある。
【００１３】図４では、標準化された半径ｒに関して石
英ガラス成形体中でのＯＨ及びＨ2の分布を示してお
り、この石英ガラス成形体は本発明による要求を満たさ
ずに製造されている。この相応する屈折率分布Δｎは図
５から明らかであり、この図５においては円柱形の石英
ガラス成形体の直径ｄにわたる均一性がプロットされて
いる。このＯＨ−分布及びＨ2−分布は明らかな屈折率
の変動を表し、このような屈折率変動では先行技術によ
り製造された石英ガラス成形体は特にその周縁部領域に
おいて高い精度を目的としてさらに加工しなければ使用
できない。
英ガラス成形体中でのＯＨ及びＨ2の分布を示してお
り、この石英ガラス成形体は本発明による要求を満たさ
ずに製造されている。この相応する屈折率分布Δｎは図
５から明らかであり、この図５においては円柱形の石英
ガラス成形体の直径ｄにわたる均一性がプロットされて
いる。このＯＨ−分布及びＨ2−分布は明らかな屈折率
の変動を表し、このような屈折率変動では先行技術によ
り製造された石英ガラス成形体は特にその周縁部領域に
おいて高い精度を目的としてさらに加工しなければ使用
できない。
【００１４】図６では、標準化された半径に関して曲線
ｃとして混合比ＭＶがプロットされている。析出調査か
ら図示されていない石英成形体のキャップ部に関するＯ
Ｈ及びＨ2の目標とされる補整された特性分布につい
て、ガス体積流についてもしくはバーナーノズル（図１
中のＤ２及びＤ３）の混合比についての位置に依存する
関数が示されている。
ｃとして混合比ＭＶがプロットされている。析出調査か
ら図示されていない石英成形体のキャップ部に関するＯ
Ｈ及びＨ2の目標とされる補整された特性分布につい
て、ガス体積流についてもしくはバーナーノズル（図１
中のＤ２及びＤ３）の混合比についての位置に依存する
関数が示されている。
【００１５】図７及び図８では、本発明の適用（ガスロ
ッキング）による相応する石英ガラス成形体中での半径
もしくは直径にわたるＯＨ−分布及びＨ2−分布並びに
相応する屈折率分布ｎｖがプロットされている。１．８
リットル／リットルから２．４リットル／リットルまで
のバーナーフレーム中でのＨ2：Ｏ2の混合比の位置に依
存する変更により、石英ガラス成形体の周縁部に関して
図４のものに比べてＯＨ−水準が低下しかつＨ2−水準
が上昇している。ガス体積流及びそれによるＨ2：Ｏ2の
混合比の位置に依存する変更から、図８による平坦な屈
折率推移Δｎが生じた。
ッキング）による相応する石英ガラス成形体中での半径
もしくは直径にわたるＯＨ−分布及びＨ2−分布並びに
相応する屈折率分布ｎｖがプロットされている。１．８
リットル／リットルから２．４リットル／リットルまで
のバーナーフレーム中でのＨ2：Ｏ2の混合比の位置に依
存する変更により、石英ガラス成形体の周縁部に関して
図４のものに比べてＯＨ−水準が低下しかつＨ2−水準
が上昇している。ガス体積流及びそれによるＨ2：Ｏ2の
混合比の位置に依存する変更から、図８による平坦な屈
折率推移Δｎが生じた。
【図１】図１はバーナー出口面の平面図を表す。
【図２】図２は混合比に依存するＯＨ−含有量について
のグラフを表す。
のグラフを表す。
【図３】図３は混合比に依存するＨ2−含有量について
のグラフを表す。
のグラフを表す。
【図４】図４は本発明を適用しない場合の、石英ガラス
成形体の半径わたるＯＨ−分布及びＨ2−分布について
のグラフを表す。
成形体の半径わたるＯＨ−分布及びＨ2−分布について
のグラフを表す。
【図５】図５は図４に相当する屈折率分布のグラフを表
す。
す。
【図６】図６は半径に依存する混合比についてのグラフ
を表す。
を表す。
【図７】図７は本発明の適用のもとでの、石英ガラス成
形体の半径にわたるＯＨ−分布及びＨ2−分布について
のグラフを表す。
形体の半径にわたるＯＨ−分布及びＨ2−分布について
のグラフを表す。
【図８】図８は図７に相当する屈折率分布のグラフを表
す。
す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ゴルドン フォン デア ゲンナ
ドイツ連邦共和国 Ｄ−07749 イエナ
カムスドルファー ストラッセ 10
(72)発明者 ルドルフ マルティン
ドイツ連邦共和国 Ｄ−07743 イエナ
ドルンブルガー ストラッセ 174
Ｆターム(参考） 4G014 AH11
Claims (4)
- 【請求項１】 溶融装置中に少なくとも１つのバーナー
が作成すべき石英ガラス成形体に対して可動に配置され
ており、このバーナーは原料供給用、Ｈ2−供給用及び
Ｏ2−供給用に３つのほぼ同軸にそれぞれ配置されたノ
ズルグループを有する石英ガラス成形体の屈折率均一性
を改善する装置において、石英成形体の中央部と周縁部
との間のＯＨ及びＨ2の分配プロセスに応じて、バーナ
ーガスの混合比の変更のために、石英ガラス成形体に対
するバーナー位置に依存してバーナーガスのＨ2−体積
流及び／又はＯ2−体積流を変えることを特徴とする、
石英ガラス成形体の屈折率均一性を改善する装置。 - 【請求項２】 混合比の変更のためにＨ2−体積流を変
えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 混合比の変更のためにＯ2−体積流を変
えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 混合比が１．６リットル／リットル〜
３．５リットル／リットルの間にあることを特徴とす
る、請求項１から３までのいずれか１に項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10149655.9. | 2001-10-08 | ||
| DE10149655 | 2001-10-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003165727A true JP2003165727A (ja) | 2003-06-10 |
Family
ID=7701836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002292911A Pending JP2003165727A (ja) | 2001-10-08 | 2002-10-04 | 石英ガラス成形体の屈折率均一性を改善する装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030131626A1 (ja) |
| EP (1) | EP1300369A3 (ja) |
| JP (1) | JP2003165727A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005100273A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Sebit Co., Ltd | Apparatus for manufacturing high heat-resistant quartz glass |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008063299B4 (de) * | 2008-12-29 | 2012-12-06 | J-Fiber Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines kompakten synthetischen Quarzglases, ein Muffelofen zur Durchführung des Verfahrens, sowie das damit erhaltene Quarzglas |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4358181A (en) * | 1977-09-29 | 1982-11-09 | Corning Glass Works | Gradient index optical waveguide and method of making |
| JPS5913452B2 (ja) * | 1979-04-24 | 1984-03-29 | 日本電信電話株式会社 | 光フアイバ−母材の製造方法 |
| JPS5650135A (en) * | 1979-09-26 | 1981-05-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of optical fiber base material |
| JPS60161346A (ja) * | 1984-01-05 | 1985-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバプリフオ−ムの製造方法及び装置 |
| JPS6241735A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-23 | N T T Gijutsu Iten Kk | 光フアイバ母材の製造方法 |
| JPS6374932A (ja) * | 1986-09-13 | 1988-04-05 | Fujikura Ltd | 光フアイバ母材の製造方法 |
| US5325230A (en) * | 1989-06-09 | 1994-06-28 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Optical members and blanks of synthetic silica glass and method for their production |
| US5699183A (en) * | 1993-02-10 | 1997-12-16 | Nikon Corporation | Silica glass member for UV-lithography, method for silica glass production, and method for silica glass member production |
| JP3369730B2 (ja) * | 1994-06-16 | 2003-01-20 | 株式会社ニコン | 光リソグラフィー用光学部材の評価方法 |
| TW440548B (en) * | 1997-05-14 | 2001-06-16 | Nippon Kogaku Kk | Synthetic silica glass optical member and method of manufacturing the same |
| EP1149056B1 (de) * | 1999-10-14 | 2005-02-16 | Schott Ag | Anordnung zur erzeugung optisch homogener, schlierenfreier quarzglaskörper durch flammenhydrolyse |
-
2002
- 2002-10-01 US US10/262,395 patent/US20030131626A1/en not_active Abandoned
- 2002-10-04 JP JP2002292911A patent/JP2003165727A/ja active Pending
- 2002-10-08 EP EP02022560A patent/EP1300369A3/de not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| WO2005100273A1 (en) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Sebit Co., Ltd | Apparatus for manufacturing high heat-resistant quartz glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1300369A3 (de) | 2004-08-11 |
| US20030131626A1 (en) | 2003-07-17 |
| EP1300369A2 (de) | 2003-04-09 |
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