JP2006526560A - 光学的な構成部分を製造するための石英ガラス円筒体ならびにその製造方法 - Google Patents

Abstract

光学的な構成部分を製造するための公知の石英ガラス円筒体であって、内孔を有しており、該内孔が最終寸法になるように機械的に加工されていて、この機械的加工に続くエッチング処理によりエッチング構造が設けられている形式のものにおいて、プリフォームおよび光学的なファイバを製造するために使用する場合に、コアとクラッドとの間の境界面に沿って生じる気泡を減じるように改善するために、本発明によれば、エッチング構造が、最大深さ２．０ｍｍ、最大幅１００μｍのクラックを有していることが提案される。このような形式の最終寸法になるように機械的に加工された石英ガラス円筒体を製造するための方法は、機械的加工が、徐々に小さくなる除去深さを有する相次いで行われる複数の除去過程を有しており、最後の除去過程後に内孔が最大２ｍｍの深さを有する皮下クラックを有しており、次いで内孔に、最大５０μｍの深さのエッチング除去を行うようにエッチング処理を施すことを特徴としている。

Description

本発明は、光学的な構成部分を製造するための石英ガラス円筒体であって、内孔を有しており、該内孔が最終寸法になるように機械的に加工されていて、この機械的加工に続くエッチング処理によりエッチング構造が設けられている形式のものに関する。

さらに本発明は、内孔を備えた石英ガラス円筒体を製造するための方法であって、前記石英ガラス円筒体の内孔を機械的に最終寸法に加工し、次いでエッチング処理を施す方法に関する。

このような形式の石英ガラス円筒体は、光学的なファイバおよび光学的なファイバのプリフォームを製造するために使用される。この石英ガラス円筒体は、コアロッドにジャケットガラスを被覆するために、いわゆる「ジャケット管」として使用される。被覆は、その内孔にコアロッドが挿入されている石英ガラス中空円筒体の同心的な配置を圧潰および引き延ばしすることにより行われる。このような形式でプリフォームが製造され、次いでこのプリフォームから光学的なファイバが引かれる。ファイバ引き出し中に中空円筒体をコアロッドに被せ嵌めることも公知である。この場合、この方法は、「ＯＤＤ法」（Overclad-During-Drawing）と言われる。

冒頭で述べた形式の石英ガラス円筒体とその製造方法はドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２１４０２９号明細書により公知である。ここに記載された方法では、管は合成石英ガラスから製造されていて、この場合、ＳｉＣｌ４の火炎加水分解により、スート体が形成され、これは石英ガラス中空円筒体を形成するようにガラス化され、この石英ガラスブロックが次いでコア穿孔によって加工される。このように得られた管の精密な最終加工のために、内壁をホーニング機によって後加工し、最後に微粉度♯８００の研磨材を使用してホーニングする。表面張力を減じ、表面加工による損傷をなくすために、加工された管はフッ酸においてエッチングされる。

これに平行して、いわゆるコアロッドが製造される。コアロッドは、ゲルマニウムドープされたＳｉＯ２製のコアガラスから成っていて、ドープされていないＳｉＯ２から成るクラッドガラスによって取り囲まれている。

光学的なファイバを製造するためにコアガラスロッドは、石英ガラス中空円筒体の内孔に挿入されて、そこで同心的な配置を形成しながら固定されている。この配置は、下端部を起点として上方から、電気的に加熱されたファイバ引き炉へと所定の送り速度で供給され、そこで２１８０℃に加熱され、この場合所定の区域ごと軟化される。軟化された領域から、１２５μｍの外径を有した光学的なファイバが引かれる。炉における塑性変形の結果、コアロッドと石英ガラス中空円筒体との間のリングギャップが閉じ、この場合このギャップには負圧が維持される。

ＥＰ５９８３４９Ａ号特許明細書には、光学的なファイバのための大きな体積のプリフォームを製造するための肉厚の石英ガラス円筒体が記載されている。この肉厚の円筒体は、引き延ばしの際にコアロッドに上に融着一体化される（圧潰しながらの被せ嵌められる）。このような方法は、ＲＩＣ法（Ｒｏｄ Ｉｎ Ｃｙｌｉｎｄｅｒ）として知られている。石英ガラス円筒体の製造のためには複数の方法形式が提案される。第１の方法形式は２つのステップから成る。第１の方法ステップで円筒体状の石英ガラス素材を準備する。第２のステップでこの素材を、中心孔を形成するために、コアドリルを使用して機械的に穿孔するか、または孔を形成するために加熱据え込み法が施す。第２の方法ステップでは、多孔質のケイ酸スートを耐熱性のある支持管上に堆積させ、次いでこの支持管を取り除き、このように得られたスート管を脱水してガラス化する。

公知の方法により製造されたプリフォームはしばしばコアロッドと中空円筒体との間の境界面に気泡を有していて、このようなプリフォームから引かれたファイバの品質もしばしば不十分である。この場合、コアとクラッドとの間の境界面に沿った長い気泡が特に注目される。この気泡により繊維強度が弱くなり、特に繊維の接合の際に問題が生じる。

本発明の根底をなす課題は、プリフォームおよび光学的な繊維を製造するために使用する際に上記欠点を回避できるような石英ガラス円筒体を提供することである。さらに本発明の課題は、このような形式の石英ガラス円筒体を製造するための方法を提供することである。

石英ガラス円筒体に関して、この課題は、冒頭で述べた形式の石英ガラス円筒体において、エッチング構造が、最大深さ２．０ｍｍで最大幅１００μｍのクラック（亀裂）を有していることにより解決される。

公知のホーニング・グライディング法を使用して行う機械的加工（特にドリリング、ホーニング、グラインディング）とこのために適した市販の装置により、外径１００ｍｍ以上で、長さ２ｍ以上の石英ガラス中空円筒体を製造することができる。この石英ガラス中空円筒体は、正確な円形横断面と１／１００ｍｍの範囲の僅かな寸法誤差を有する正確な円筒対称性であることを特徴としている。

これまでは、ＲＩＣ法でコアロッドを被覆するための使用に円筒体を適合させるために重要な品質基準は、正確な寸法精度と円筒対称性の他に、機械的に加工された中空円筒体の表面粗さであることが前提である。このことは例えば冒頭で引用したＥＰ０５９８３４９Ａ１号明細書により公知である。この明細書では、石英ガラス中空円筒体の機械的に加工された内面の品質は、粗さデータによって定義される。

しかしながら、機械的に加工された内孔を有した石英ガラス中空円筒体を使用して得られたプリフォームとファイバとはしばしば、コアロッド材料との境界面に気泡を有していることが示されている。即ち、極めて平滑な、入念に加工された内表面を有した石英ガラス中空円筒体が使用された場合でも、このようなことが生じる。ＲＩＣ法により得られたプリフォームにおける中空円筒体の内孔の粗さと、境界面の品質またはこのプリフォームから引かれたファイバの品質との明らかな相関関係は確定できない。特に、１００ｍｍ以上の外径を有した壁の厚い石英ガラス中空円筒体を使用する際に問題が生じる。

表面粗さは通常、表面粗さ測定器具の針が測定すべき表面に沿って所定の距離だけ動き、表面プロフィールを記録するような測定方法により規定される。詳細な検査により、中空円筒体の機械的加工に基づき、表面近くの領域にクラック（内層面クラック）が生じていることがわかった、このクラックは通常は閉じられていて、従って通常の粗さ測定方法によっては検出されない。

今や、このようなクラックの深さは、それぞれ先行する除去プロセスにより生ぜしめられる損傷層が、後続する加工過程により徐々に小さくされ、最後の加工過程でなお、僅かな力で表面に作用し、これにより僅かな除去を行う場合に驚くほど大きいことがあることがわかった。しかしながら、このクラックは恐らく無害なものである。何故ならばクラックは閉じられていて、従って、石英ガラス円筒体をコアロッド上に圧潰しながら被せ嵌める際に溶融され、この場合、完全に消えるからである。

しかしながらこのことは、石英ガラス中空円筒体が、使用直前にエッチング溶液において通常の洗浄プロセスを施される場合には当てはまらない。このようなエッチングプロセスでは、存在している内層面クラックが全深さにわたって開かれ、この場合、クラックは同時にエッチングプロセス中に横方向で拡大する。酸洗浄により拡大されたクラックだけが、続く圧潰しながらの被せ嵌め過程の際に、クラックがもはや閉じられないならば、コアロッドと石英ガラス中空円筒体との間の境界面の領域における損傷となる。即ち、エッチング構造のクラックが広く深くなるほど、圧潰しながら被せ嵌める際の表面の粘性が高くなるほど、圧潰被せ嵌め時間が短くなるほど問題は大きくなる。

１００ｍｍ以上の外径を有する肉厚の石英ガラス円筒体は、圧潰被せ嵌めの際に内孔の領域では通常、肉薄の円筒体よりも僅かな粘性を有しているので、もはや溶融されていないエッチング構造に伴う問題が強調されて肉厚の石英ガラス円筒体で生じる。石英ガラス中空円筒体とコアロッドとの間のギャップ幅が比較的大きい場合には、ギャップ幅が比較的小さい場合よりも、内表面がコアロッドに接触する前に内表面の欠損が溶融する傾向が強い。石英ガラス円筒体の機械的な加工とエッチングの結果による、プリフォームとファイバにおける欠損の発生または残留のこのような多様な条件が恐らく、この問題がこれまで気付かれなかった原因であろう。

説明したように、エッチング構造によるプリフォームおよびファイバ品質への不都合な作用は、適当な加熱プロセスによって、例えば極めてゆっくりな圧潰被せ嵌めによって減じられるが、有利には表面欠損の回避のために最適な内表面が、加熱プロセスを生ぜしめるコストを考慮して利用される。

従って、表面粗さがＲＩＣ法への円筒体の適合のための最も重要な基準ではなく、エッチングプロセスの結果、存在する表面クラックの拡大により生じるエッチング構造が重要であることがわかる。従って本発明により、最も注目されるべきであるのは表面粗さではなく、一方では機械的加工の結果生じた石英ガラス円筒体の内孔の領域における内層面クラックの最小化であり、他方では、続くエッチングプロセスによる最大値までのクラックの拡大が制限されることである。これにより圧潰被せ嵌め過程の際に不都合な条件（低い温度、速い圧潰被せ嵌め過程、僅かなギャップ幅）のもとでも十分に溶融され、石英ガラス中空円筒体とコアロッドとの間の境界面における欠陥をなくす又は減じることができる。

重要な基準は、エッチングプロセス後のエッチング構造におけるクラック深さとクラック幅である。機械的加工後は、石英ガラス円筒体の内壁において２．０ｍｍよりも深いクラックが残ってはならず、同時に、エッチング後に得られたエッチング構造は、１００μｍよりも大きい幅のクラックを有していてはならない。

上記説明から、機械的に最終寸法に加工された円筒体とは本願発明では、内表面が機械的に最終寸法にまで加工されていて、次いでエッチングによりクリーニングされた円筒体と理解されていることがわかる。同様のエッチングプロセスにより、中空円筒体のジオメトリックな最終形状（例えば湾曲部または横断面の楕円性）は変更されない。

エッチング構造が、最大深さ１．０ｍｍ、最大幅５０μｍのクラックを有していると、中空円筒体とコアロッドとの間の制限面の特に高い品質が得られる。特に、有利には、エッチング構造が、最大深さ０．５ｍｍ、最大幅２０μｍのクラックを有している。

他方では、除去するまたは回避するのに特に多大な時間とコストがかかるエッチング構造の特に小さく細いクラックは、圧潰被せ嵌め過程の不都合な条件のもとであっても、もはや不都合ではなくなる。従ってコスト面での理由からも、クラックを完全に回避または除去しようとするのではなく、少なくとも３０μｍの深さでかつ少なくとも５μｍの幅のクラックを有するエッチング構造は残した方が有利であることがわかった。

有利には本発明による石英ガラス円筒体は少なくとも１５０ｍｍの外径を有している。

エッチング構造に関する上記措置は、少なくとも１５０ｍｍの外径を有する体積の大きな中空円筒体を使用する場合に特に有利である。体積の大きな石英ガラス円筒体は一般的に、圧潰被せ嵌めの際に良好に全体を加熱するのが難しく、従って内孔の領域において、もはや溶融されないエッチング構造に伴う問題を助長する比較的高い粘性を有しているからである。

方法に関しては、上記技術的課題は、冒頭で述べた形式の方法から出発して本発明によれれば、石英ガラス円筒体の機械的加工が、徐々に小さくなる除去深さを有する相次いで行われる複数の除去過程を有しており、最後の除去過程後に内孔が最大２ｍｍの深さを有する皮下クラックを有しており、次いで内孔に、最大５０μｍの深さのエッチング除去を行うようにエッチング処理を施すことにより解決される。

内孔表面の機械的加工により必然的にクラックが生じる。クラック深さは、研削工程とポリッシング工程またはホーニング工程を相次いで繰り返すことにより、クラック深さが最大２ｍｍになるまで減じることができる。本発明により許容できるクラック深さにより、内壁の機械的処理の手間が減じられた、従って比較的安価に製造可能な中空円筒体を使用することができる。

従って石英ガラス円筒体の機械的処理の終了後には、内孔の表面は、最大深さ２ｍｍの閉じられたクラックを有している。続くエッチング過程の結果、このクラックは開かれる。この場合クラック深さは変わらないがクラック幅は変わる。クラック幅は、面におけるエッチング除去のほぼ２倍の大きさである。面におけるエッチング除去が最大５０μｍのの場合には、約１００μｍの最大クラック幅のクラックを有したエッチング構造が生じる。

ＲＩＣ法における中空円筒体の圧潰被せ嵌め後の石英ガラス円筒体とコアロッドとの間の境界面の品質に対する、このようなエッチング構造の有利な作用に関しては、本発明による石英ガラス円筒体のための上記説明を参照されたい。

中空円筒体とコアロッドとの間の境界面の特に良好な品質は、エッチング処理により、最大深さ２５μｍのエッチング除去、有利には最大深さ１０μｍのエッチング除去が行われる場合に得られる。

面におけるこのようなエッチング除去により、存在しているクラックには横方向で５０μｍ〜２０μｍの最大の拡大が生じる。

有利には、エッチング処理により、少なくとも２．５μｍの深さのエッチング除去が行われる。

エッチング処理がフッ酸を含むエッチング溶液における第１のエッチングステップと、硝酸を含むエッチング溶液における第２のエッチングステップとを有していると、境界面品質はさらに改善される。

フッ酸を含むエッチング溶液における第１のエッチングステップにより、ＳｉＯ２表面の除去が行われ、これにより存在しているクラックが僅かに拡大される。硝酸を含むエッチング溶液における第２のエッチングステップにより、ＳｉＯ２表面がさらに除去されることはなく、存在する不純物がさらに溶解される。前述のクラック拡大により、クラックの領域において硝酸を含むエッチング溶液による攻撃を促進する。

エッチング処理を最大３μｍ／分の平均エッチング速度で行うと有利であることがわかった。

３μｍ／分よりも僅かなエッチング速度により、特にエッチング除去自体が小さい場合に所定のエッチング除去を維持することが容易になる。最大１μｍ／分の平均エッチング速度が有利であり、特に最大０．１μｍ／分の平均エッチング速度が有利である。

本発明による石英ガラス円筒体は有利には、ＲＩＣ法における光学的なファイバのためのプリフォームの製造のために使用される。この場合、円筒体はコアロッド上に圧潰されながら被せ嵌められ、同時にプリフォームを形成しながら引き延ばされる。

同様に、本発明による石英ガラス円筒体を、ＲＩＣ−ＯＤＤ法における光学的なファイバの製造のために使用すると有利である。この方法では、円筒体はコアロッド上に圧潰されながら被せ嵌められ、同時にファイバを形成しながら引き延ばされる。

次に本発明を実施例と特許図面につき詳しく説明する。

図１は、初期クラックを有したファイヤポリッシングされたガラス表面の断面図を、エッチングの進行状態に応じて示した図であって、
図２は、機械的加工後の本発明による石英ガラス円筒体の表面を撮影した図であって、
図３は、ＨＦ含有のエッチング溶液における１分間のエッチング過程後に、図２の石英ガラス円筒体の表面を撮影した図であって、
図４は、ＨＦ含有のエッチング溶液における５０分間のエッチング過程後に、図３と同じ表面を撮影した図である。

まず、ＯＶＤ法による石英ガラス円筒体の製造について説明する。このためには、長手方向軸線を中心として回転する支持体上に、一連の堆積バーナの往復運動により層状にスート（Ｓｏｏｔ）粒子を堆積させる。この場合、堆積バーナにはＳｉＣｌ４が供給され、バーナー火炎で酸素のもとでＳｉＯ２となるように酸化させ、加水分解させる。堆積終了後、支持体を取り外すとスート管が得られる。このスート管を脱水処理し、この場合、鉛直方向で脱水炉に導入し、８５０℃〜約１０００℃の範囲の温度で塩素含有の雰囲気中で処理する。この処理は約６時間行う。

次にこのように処理したスート管を１３５０℃の温度範囲にあるガラス化炉で、合成石英ガラスから成る管状の石英ガラス素材を形成しながらガラス化する。その外壁は、♯８０の砥石を備えたＮＣ周面研削装置で粗研削する。内孔はホーニング装置によって加工する。この場合、研磨の程度は、ホーニングバーを交換することにより継続的により精密にされる。最終処理は♯８００のホーニングバーで約６０μｍの除去を行う。図２の写真は、加工された内壁の表面を示している。これについては下記に詳しく説明する。

次いでこの管を、フッ酸エッチング溶液においてエッチングする。このエッチング溶液は室温で約１μｍ／分のエッチング速度である。これによると最大の表面粗さＲｍａｘは、内壁の領域では３．５μｍであり、外壁の領域では７７μｍである。

研削またはホーニングによる石英ガラス表面の機械的加工の結果、材料が取り除かれるだけではなく、表面近くの内層面（皮下）にクラックが生じる。このようなクラックは極めて狭いので、表面粗さ測定によっても光学的な測定法によっても外乱のない検出法は得られない。このような表面近くのクラックは量的に測定される。

非破壊的ではないが唯一の方法は、表面クラックを表面のエッチングにより可視的にすることにある。これによると、管の一部分における別個のテストによって、存在する皮下の表面クラックの深さを算出する。この場合、管部材を６８％のフッ酸で、クラック基部が視覚的に、または表面粗さ測定器具によって検出可能になるまでエッチングする。このクラック深さ測定の結果は表１の列２にまとめてある。

図１には、文献により公知のファイヤポリッシングされた表面におけるクラックのエッチング時間経過に伴う形状変化が概略的に示されている。図示されたプロフィールは位置「０」（エッチング時間＝０）の場合に、表面からの所定の深さの１つのクラックを概略的に示している。エッチング時間が２分経過すると、このクラックは僅かに拡大し、その表面に向かう開口部では、小さなクレーターが形成されている。しかしながら、今や幾分低く位置している新たな表面を起点とするとクラック深さは変わらない。４分、８分、３０分、４５分のエッチング時間が経過したところで、エッチングによってクラックの深さは増加させずに明らかに拡大しているクラックが示されている。しかしながらクラックの側方の境界壁は平らな表面の約２倍の速度で除去される。従ってクラック幅はエッチング時間の経過と共に増大するが、クラック基部は、平らな表面と同じエッチング速度で深くなるので、クラック深さはほぼ変化しない。従ってエッチング時間の経過と共にクラックプロフィールは球面形状になる。

図２の写真には、研削され、石英ガラス管のために上述したようにホーニング仕上げされた石英ガラスサンプルの表面が示されている。その表面には、微粒子研磨剤にもかかわらず研削痕跡が認められる。しかし研削痕跡を別とすれば図２に示した表面は平滑であり、平均的な表面粗さＲａは約０．１μｍである。

測定サンプルの表面が、この実施例のように研削及びホーニングにより最終加工されているか（周期的な表面プロフィールではない）、または旋削加工により最終加工されているか（周期的な表面プロフィール）どうかによって、表面粗さＲａの定義はＥＮ ＩＳＯ４２８７により規定され、測定条件はＥＮ ＩＳＯ４２８８またはＥＮ ＩＳＯ３２７４により規定される。

６８％のＨＦ溶液においてこのように処理された表面を１分間エッチングした結果は図３に示されている。この写真でもなお、弱い線として研削痕跡が見られる。この場合、エッチング処理により、前の写真では見えなかった、または殆ど見えなかった研削痕跡も見えるようになっている。しかしながらこれに加えてさらに特に目に付くように、エッチングされていない表面の写真では見られなかったクラックも今や認められる。表面は、狭く分布する、研削痕跡の経過とは無関係に生じるクラックによって覆われている。これらのクラックはエッチング処理後に７μｍの幅を有している。別個のエッチングテストによると、クラック深さは１ｍｍ以下であることがわかっている。平均的な表面粗さＲａは、このようにエッチングされた表面では、表面粗さ測定機器によって測定して約０．５μｍである。

石英ガラス円筒体の内壁においてこのような深さと幅を有したクラックは、ＲＩＣ法においてコアロッド上に圧潰しながら被せ嵌められる際にさらに閉じられる。この場合、内壁の特別低い粘性に関して特別な措置は必要ない。

しかしながら、エッチング時間が５０分にまで延長されると、図４の表面写真に示されているように、表面品質は明らかに悪化する。クラックの平均的なクラック幅は、エッチング処理後、今や１４０μｍである。エッチング深さは通常の表面粗さ測定器具により簡単に測定することができる。

ＲＩＣ法において得られる、円筒体とその内部に挿入されたコアロッドとの間の境界面の品質に対する、石英ガラス円筒体の内壁処理の形式による影響を測定するために、種々異なる処理をされた内孔を有する石英ガラス円筒体が製作され（表１参照）、以下で詳しく説明するＲＩＣ法が行われる。

表１に記載された内孔の品質を有する石英ガラス中空円筒体にそれぞれコアロッドが挿入されて、内部で固定されている。コアロッドはそれぞれ、支持管の内壁にＭＣＶＤ法によってＳｉＯ２クラッドとコアガラス層を堆積することにより製造される。特に僅かなＯＨ含量（＜１重量ｐｐｂ）のコアガラスロッドを得るために、水素を含まない出発物質を使用する。この場合、支持管を取り囲む、電気的に加熱されたリング炉によって堆積区域が加熱される。このリング炉は支持管の長手方向軸線の方向で運動する。

円筒体は全ての試験で１５０ｍｍの外径と６０ｍｍの内径を有し、コアロッドの直径はそれぞれ５８ｍｍである。

中空円筒体とコアロッドとから成る結合体は、鉛直方向で上方から電気的に加熱された炉へと所定の送り速度で供給され、ここで所定の区域ごとに、２０００〜２４００℃の範囲の温度へ加熱される。この場合、軟化された領域からプリフォームが引かれる。送りは全ての場合に同じであって、引き出し速度は、８５．０ｍｍ±０．５ｍｍのプリフォームの目標直径が得られるように調整される。他の方法パラメータは変更されず、この場合特に引張温度と言われている。コアロッドと中空円筒体との間の１ｍｍのリングギャップにはそれぞれ、２〜１０ｋＰａの範囲の真空が維持されている。

プリフォームのコア領域と中空円筒体によって形成されるクラッドガラスとの間の境界面の品質を顕微鏡により調べる。この場合、特に、境界面に沿った長く延ばされた気泡が注意される。さらに、ファイバをその初期長さより１％延ばすことにより、プリフォームから得られたファイバのファイバ強度を測定し、石英ガラス円筒体の製造に伴うコストが評価される。この場合に得られた質的な結果は、表１の最後の３つの列に記載されている。この場合、「＋＋」の記号は「大変良い」を、「＋」は「良い」を「−」は「悪い」を意味している。

表の列５に記入されたファイバの引張強さは境界面の純度を反映している。コアロッドから生じる石英ガラスとクラッドガラスとの間の境界面の領域における粒子はファイバ強度を損なうことがある。ＲＩＣプロセス前に円筒体にエッチングすることにより、いずれにせよ純度は改善される。表１の試験では、ＨＦ含有溶液におけるエッチング除去は約１μｍ／分に調節されている。しかしながらエッチング過程では、先行して行われる機械的加工による表面の状態が考慮される。表１の列３に記入された、面におけるエッチング除去によりクラック幅は数字的に約２倍になる。エッチングにより内層面に存在するクラックが、約１００μｍのクラック幅が生じるほど拡大されるならば、これは境界面品質の悪化として現れる。このことはそれぞれ１００μｍのエッチング除去の結果、２００μｍのクラック幅が生じたテスト１０，１１が示していて、これに対して約半分の大きさの除去深さで行ったテスト４，５は比較的良好な境界面品質を有している。テスト９，１２のように、特に手間のかかる機械的加工により、確かに内層面のクラックは最小にされるが、そのために必要な手間は経済的には容認しがたい。

従って表１のデータにより、中空円筒体内孔の粗い機械的加工においても、極めて精密な機械的加工においても不都合な結果が生じることがわかるが、エッチングプロセスが行われない場合または長いエッチングプロセスでも同様である。

初期クラックを有したファイヤポリッシングされたガラス表面のプロフィールを、エッチングの進行に応じて概略的に示した図である。 機械的加工後の本発明による石英ガラス円筒体の表面を撮影した図である。 ＨＦ含有のエッチング溶液における１分間のエッチング過程後に、図２の石英ガラス円筒体の表面を撮影した図である。 ＨＦ含有のエッチング溶液における５０分間のエッチング過程後に、図３と同じ表面を撮影した図である。

Claims (15)

1. 光学的な構成部分を製造するための石英ガラス円筒体であって、内孔を有しており、該内孔が最終寸法になるように機械的に加工されていて、この機械的加工に続くエッチング処理によりエッチング構造が設けられている形式のものにおいて、
   エッチング構造が、最大深さ２．０ｍｍ、最大幅１００μｍのクラックを有していることを特徴とする、光学的な構成部分を製造するための石英ガラス円筒体。
2. エッチング構造が、最大深さ１．０ｍｍ、最大幅５０μｍのクラックを有している、請求項１記載の石英ガラス円筒体。
3. エッチング構造が、最大深さ０．５ｍｍ、最大幅２０μｍのクラックを有している、請求項１記載の石英ガラス円筒体。
4. エッチング構造が、少なくとも３０μｍの深さおよび少なくとも５μｍの幅を有するクラックを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の石英ガラス円筒体。
5. 少なくとも１５０ｍｍの外径を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の石英ガラス円筒体。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の、内孔を備えた石英ガラス円筒体を製造するための方法であって、前記石英ガラス円筒体の内孔を機械的に最終寸法に加工し、次いでエッチング処理を施す方法において、
   機械的加工が、徐々に小さくなる除去深さを有する相次いで行われる複数の除去過程を有しており、最後の除去過程後に内孔が最大２ｍｍの深さを有する皮下クラックを有しており、次いで内孔に、最大５０μｍの深さのエッチング除去を行うようにエッチング処理を施すことを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の、内孔を備えた石英ガラス円筒体を製造するための方法。
7. 最大２５μｍの深さのエッチング除去を行うエッチング処理を施す、請求項６記載の方法。
8. 最大１０μｍの深さのエッチング除去を行うエッチング処理を施す、請求項６記載の方法。
9. 少なくとも２．５μｍの深さのエッチング除去を行うエッチング処理を施す、請求項６から８までのいずれか１項記載の方法。
10. フッ酸を含有するエッチング溶液における第１のエッチングステップと、硝酸を含有するエッチング溶液におけるにおける第２のエッチングステップとを有するエッチング処理を施す、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 最大３μｍ／分の平均エッチング速度でエッチング処理を行う、請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 平均エッチング速度が最大１μｍ／分である、請求項１１記載の方法。
13. 平均エッチング速度が最大０．１μｍ／分である、請求項１１記載の方法。
14. ＲＩＣ法で光学的なファイバのためのプリフォームを製造するために、請求項１から５までのいずれか１項記載の石英ガラス円筒体を使用する方法であって、円筒体をコアロッド上に圧潰しながら被せ嵌め、同時にプリフォームを形成しながら引き延ばす、請求項１から５までのいずれか１項記載の石英ガラス円筒体を使用する方法。
15. ＲＩＣ−ＯＤＤ法で光学的なファイバを製造するために、請求項１から５までのいずれか１項記載の石英ガラス円筒体を使用する方法であって、円筒体をコアロッド上に圧潰しながら被せ嵌め、同時にファイバを形成しながら引き延ばす、請求項１から５までのいずれか１項記載の石英ガラス円筒体を使用する方法。

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