JP2604466B2 - 希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法 - Google Patents
希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/01433—Reactant delivery systems for delivering and depositing additional reactants as liquids or solutions, e.g. for solution doping of the porous glass preform
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- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法、特
には光機能を有していることから光ファイバーレーザ
ー、光増幅器、センサ素子として有用とされる希土類元
素ドープ石英ガラスの製造方法に関するものである。
には光機能を有していることから光ファイバーレーザ
ー、光増幅器、センサ素子として有用とされる希土類元
素ドープ石英ガラスの製造方法に関するものである。
（従来の技術） 光機能を有する石英ガラスについては、石英ガラスに
希土類元素を添加した希土類元素ドープ石英ガラスが公
知とされている。
希土類元素を添加した希土類元素ドープ石英ガラスが公
知とされている。
しかして、この希土類元素ドープ石英ガラスの製造に
ついては、内付けCVD法（MCVD法）による方法（特公表6
3−501711号公報参照）、火炎加水分解外付けCVD法で作
った多孔質ガラス母材に希土類元素を含む化合物を添加
したのち、高温で焼結して透明ガラス化する方法（特公
昭53−3980号公報参照）などが知られている。
ついては、内付けCVD法（MCVD法）による方法（特公表6
3−501711号公報参照）、火炎加水分解外付けCVD法で作
った多孔質ガラス母材に希土類元素を含む化合物を添加
したのち、高温で焼結して透明ガラス化する方法（特公
昭53−3980号公報参照）などが知られている。
（発明により解決されるべき課題） しかし、このMCVD法では希土類元素化合物の供給が希
土類元素塩化物の高温加熱での蒸発で行なわれるため
に、供給量の制御が極めて困難であるし、大型の母材を
得ることも難しいという不利があり、火炎加水分解で得
た多孔質ガラス母材に希土類元素化合物を添加し、高温
焼結するという方法にはこの希土類元素化合物の添加が
多孔質ガラス母材を希土類元素化合物の溶液に浸漬する
という方法で行なわれるので、このドープ量の制御が容
易であり、蒸気圧の低い化合物にも適用することができ
るという利点があるものの、これには希土類元素化合物
の溶液に浸漬したのちの乾燥時に毛細管現象によって溶
媒が多孔質ガラス母材の表面を移動し、このときに溶質
も同時に移動してこれが表面近くに蓄積されるために、
得られる石英ガラスにドーパントの濃度分布ができてし
まい、極端な場合には表面と内部との熱膨張係数の差に
よってこれが割れるという問題があり、さらには焼結、
ガラス化の際に希土類元素化合物の一部が揮散するため
に所望のドープ量が得られなくなるという欠点がある。
土類元素塩化物の高温加熱での蒸発で行なわれるため
に、供給量の制御が極めて困難であるし、大型の母材を
得ることも難しいという不利があり、火炎加水分解で得
た多孔質ガラス母材に希土類元素化合物を添加し、高温
焼結するという方法にはこの希土類元素化合物の添加が
多孔質ガラス母材を希土類元素化合物の溶液に浸漬する
という方法で行なわれるので、このドープ量の制御が容
易であり、蒸気圧の低い化合物にも適用することができ
るという利点があるものの、これには希土類元素化合物
の溶液に浸漬したのちの乾燥時に毛細管現象によって溶
媒が多孔質ガラス母材の表面を移動し、このときに溶質
も同時に移動してこれが表面近くに蓄積されるために、
得られる石英ガラスにドーパントの濃度分布ができてし
まい、極端な場合には表面と内部との熱膨張係数の差に
よってこれが割れるという問題があり、さらには焼結、
ガラス化の際に希土類元素化合物の一部が揮散するため
に所望のドープ量が得られなくなるという欠点がある。
そのため、この後者の問題を解決する方法として、多
孔質ガラス母材中に添加された希土類元素化合物をその
融点以下の温度に保持された酸化雰囲気内において酸化
するという方法も提案されている（特開昭63−10121号
公報参照）が、この方法では希土類元素化合物が完全に
は酸化されず、酸化されない希土類元素化合物、例えば
希土類元素塩化物はガラス工程でかなり揮散するし、揮
散せずにガラス中に残存しても、塩化物はガラスネット
ワークの中に入ることができず、微小結晶となるので、
目的とする石英ガラスが白濁した状態となって光伝送損
失を招くことになり、さらにはレーザー発振効率も低い
ものとなるという不利がある。
孔質ガラス母材中に添加された希土類元素化合物をその
融点以下の温度に保持された酸化雰囲気内において酸化
するという方法も提案されている（特開昭63−10121号
公報参照）が、この方法では希土類元素化合物が完全に
は酸化されず、酸化されない希土類元素化合物、例えば
希土類元素塩化物はガラス工程でかなり揮散するし、揮
散せずにガラス中に残存しても、塩化物はガラスネット
ワークの中に入ることができず、微小結晶となるので、
目的とする石英ガラスが白濁した状態となって光伝送損
失を招くことになり、さらにはレーザー発振効率も低い
ものとなるという不利がある。
（課題を解決するための手段） 本発明はこのような不利欠点を解決した希土類元素ド
ープ石英ガラスの製造方法に関するもので、これは火炎
加水分解によって生成するシリカガラス微粒子を堆積し
て得られる多孔質ガラス母材に希土類元素を含む化合物
を添加した後、高温で焼結して透明ガラス化する方法に
おいて、焼結工程の前に、該多孔質ガラス母材を該希土
類元素を含む化合物と反応して不溶性の化合物を生成す
る溶液中に浸漬して希土類元素化合物を固定することを
特徴とするものである。
ープ石英ガラスの製造方法に関するもので、これは火炎
加水分解によって生成するシリカガラス微粒子を堆積し
て得られる多孔質ガラス母材に希土類元素を含む化合物
を添加した後、高温で焼結して透明ガラス化する方法に
おいて、焼結工程の前に、該多孔質ガラス母材を該希土
類元素を含む化合物と反応して不溶性の化合物を生成す
る溶液中に浸漬して希土類元素化合物を固定することを
特徴とするものである。
すなわち、本発明者らは希土類元素をドープした石英
ガラスにおける希土類元素化合物の移動、揮散に伴なう
不利を解決する方法について種々検討した結果、これに
ついては火炎加水分解法で製造した多孔質ガラス母材に
希土類元素を含む化合物を添加したのち、この希土類元
素化合物を化学的処理で不溶性の固体としておけば、こ
れが溶媒に溶けて多孔質ガラス母材の表面に移動するこ
ともなくなるし、焼結時に揮散することもなくなるの
で、希土類元素の供給量の制御が容易となって、所望の
ドーブ量をもつ石英ガラスを得ることができるというこ
とを見出し、この希土類元素化合物の固定化方法につい
ての研究を進めて本発明を完成させた。
ガラスにおける希土類元素化合物の移動、揮散に伴なう
不利を解決する方法について種々検討した結果、これに
ついては火炎加水分解法で製造した多孔質ガラス母材に
希土類元素を含む化合物を添加したのち、この希土類元
素化合物を化学的処理で不溶性の固体としておけば、こ
れが溶媒に溶けて多孔質ガラス母材の表面に移動するこ
ともなくなるし、焼結時に揮散することもなくなるの
で、希土類元素の供給量の制御が容易となって、所望の
ドーブ量をもつ石英ガラスを得ることができるというこ
とを見出し、この希土類元素化合物の固定化方法につい
ての研究を進めて本発明を完成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
（作用） 本発明の希土類元素ドープ石英ガラスの製造は、前記
したように火炎加水分解法で製造した多孔質ガラス母材
に希土類元素を含む化合物を添加したのち、この多孔質
ガラス母材を希土類元素化合物と反応して不溶性化合物
を生成する溶液に浸漬するという方法で行なわれる。
したように火炎加水分解法で製造した多孔質ガラス母材
に希土類元素を含む化合物を添加したのち、この多孔質
ガラス母材を希土類元素化合物と反応して不溶性化合物
を生成する溶液に浸漬するという方法で行なわれる。
この火炎加水分解法による多孔質ガラス母材の製造は
公知の方法、例えば光ファイバー用母材の製造法として
よく知られているCVD法、VAD法で行えばよい。したがっ
て、これは公知の酸水素火炎バーナーに四塩化けい素な
どのけい素化合物を必要に応じドーパントとなる四塩化
ゲルマニウムなどのゲルマニウム化合物と共に供給し、
ここでの加水分解で生成したシリカガラス微粒子または
シリカ微粒子と酸化ゲルマニウム微粒子とからなるガラ
ス微粒子を石英ガラス棒などの担体上に堆積させること
によって作ればよい。しかし、このようにして得られた
多孔質ガラス母材についってはこれを希土類元素化合物
を含む溶液に浸漬したときに、微粒子間の凝集力が失な
われて破壊しないだけの機械的強度をもつものとする必
要があるので、平均かさ密度が0.3g/cm3より大きいもの
とすることがよいし、これはまたこの多孔質ガラス母材
を希土類元素化合物溶液に浸漬したとき、またこの希土
類元素化合物を固定化する溶液に浸漬したとき、これら
の溶液が多孔質ガラス母材の中を容易に拡散移動するこ
とが必要とされるために平均かさ密度が1.0g/cm3より小
さいものとすることがよい。
公知の方法、例えば光ファイバー用母材の製造法として
よく知られているCVD法、VAD法で行えばよい。したがっ
て、これは公知の酸水素火炎バーナーに四塩化けい素な
どのけい素化合物を必要に応じドーパントとなる四塩化
ゲルマニウムなどのゲルマニウム化合物と共に供給し、
ここでの加水分解で生成したシリカガラス微粒子または
シリカ微粒子と酸化ゲルマニウム微粒子とからなるガラ
ス微粒子を石英ガラス棒などの担体上に堆積させること
によって作ればよい。しかし、このようにして得られた
多孔質ガラス母材についってはこれを希土類元素化合物
を含む溶液に浸漬したときに、微粒子間の凝集力が失な
われて破壊しないだけの機械的強度をもつものとする必
要があるので、平均かさ密度が0.3g/cm3より大きいもの
とすることがよいし、これはまたこの多孔質ガラス母材
を希土類元素化合物溶液に浸漬したとき、またこの希土
類元素化合物を固定化する溶液に浸漬したとき、これら
の溶液が多孔質ガラス母材の中を容易に拡散移動するこ
とが必要とされるために平均かさ密度が1.0g/cm3より小
さいものとすることがよい。
このようにして得られた多孔質ガラス母材はついで希
土類元素を含む化合物溶液に浸漬され、これに希土類元
素化合物を含む溶液がその内部にまで浸透させられる。
この希土類元素を含む化合物としてはネオジム、エルビ
ウム、ユーロピウム、セリウムなどの希土類元素の塩化
物、硝酸塩、硫酸塩などが例示され、これは溶剤に対し
て十分な溶解度も有するものであれば特に限定する必要
はないが、一般には入手が容易であり、十分な溶解度を
有するということから塩化物とすることが好ましい。ま
た、この溶剤も多孔質ガラス母材と化学的に反応しない
ものであればよいので特に限定されるものではないが、
水は多孔質ガラス母材の微粒子間の凝集力を弱める作用
が強いので好ましいものではなく、これには上記した希
土類元素化合物の溶解度、多孔質ガラス母材への作用お
よび乾燥速度が早いということからメタノール、エタノ
ールのような低級アルコールとすることがよい。なお、
この希土類元素化合物によるドープは二種以上の化合物
を使用して共ドープとしてもよいが、この場合にクロム
のような遷移金属を光増感剤として添加することは任意
とされる。
土類元素を含む化合物溶液に浸漬され、これに希土類元
素化合物を含む溶液がその内部にまで浸透させられる。
この希土類元素を含む化合物としてはネオジム、エルビ
ウム、ユーロピウム、セリウムなどの希土類元素の塩化
物、硝酸塩、硫酸塩などが例示され、これは溶剤に対し
て十分な溶解度も有するものであれば特に限定する必要
はないが、一般には入手が容易であり、十分な溶解度を
有するということから塩化物とすることが好ましい。ま
た、この溶剤も多孔質ガラス母材と化学的に反応しない
ものであればよいので特に限定されるものではないが、
水は多孔質ガラス母材の微粒子間の凝集力を弱める作用
が強いので好ましいものではなく、これには上記した希
土類元素化合物の溶解度、多孔質ガラス母材への作用お
よび乾燥速度が早いということからメタノール、エタノ
ールのような低級アルコールとすることがよい。なお、
この希土類元素化合物によるドープは二種以上の化合物
を使用して共ドープとしてもよいが、この場合にクロム
のような遷移金属を光増感剤として添加することは任意
とされる。
本発明はこのようにして製造した希土類元素を含む化
合物を含浸させた多孔質ガラス母材をこの希土類元素化
合物を固定化する溶液に浸漬して希土類元素化合物を固
定するのであるが、この希土類元素化合物を不溶性の化
合物とする溶液としてはしゅう酸溶液、アルカリ溶液が
例示される。このしゅう酸については希土類元素化合物
と反応して不溶性の錯体を形成することがよく知られて
おり、アルカリ溶液も希土類元素化合物と反応して不溶
性の水酸化物を形成するが、この反応で得られるしゅう
酸塩、水酸化物は事後における加熱処理によって容易に
酸化物となり、ガラスネットワークに入り易いものとな
るので、高濃度であっても焼結後に得られる石英ガラス
は透明なものになる。なお、ここに使用されるしゅう酸
溶液は上記した希土類元素化合物と同様の理由から水溶
液ではなく、メタノール、エタノール溶液とすることが
好ましく、このアルカリ溶液もアルコール溶液とするこ
とがよいが、このアルカリ溶液はこれを水酸化ナトリウ
ム溶液とすると目的とする石英ガラス中にナトリウムが
残留するおそれがあるので、これはアンモニア溶液とす
ることが好ましい。また、ここに使用する希土類元素化
合物の固化剤としてはしゅう酸溶液とアルカリ溶液を例
示したが、これは希土類元素化合物と反応して不溶性の
化合物を形成するものであればこれ以外のものであって
もよい。
合物を含浸させた多孔質ガラス母材をこの希土類元素化
合物を固定化する溶液に浸漬して希土類元素化合物を固
定するのであるが、この希土類元素化合物を不溶性の化
合物とする溶液としてはしゅう酸溶液、アルカリ溶液が
例示される。このしゅう酸については希土類元素化合物
と反応して不溶性の錯体を形成することがよく知られて
おり、アルカリ溶液も希土類元素化合物と反応して不溶
性の水酸化物を形成するが、この反応で得られるしゅう
酸塩、水酸化物は事後における加熱処理によって容易に
酸化物となり、ガラスネットワークに入り易いものとな
るので、高濃度であっても焼結後に得られる石英ガラス
は透明なものになる。なお、ここに使用されるしゅう酸
溶液は上記した希土類元素化合物と同様の理由から水溶
液ではなく、メタノール、エタノール溶液とすることが
好ましく、このアルカリ溶液もアルコール溶液とするこ
とがよいが、このアルカリ溶液はこれを水酸化ナトリウ
ム溶液とすると目的とする石英ガラス中にナトリウムが
残留するおそれがあるので、これはアンモニア溶液とす
ることが好ましい。また、ここに使用する希土類元素化
合物の固化剤としてはしゅう酸溶液とアルカリ溶液を例
示したが、これは希土類元素化合物と反応して不溶性の
化合物を形成するものであればこれ以外のものであって
もよい。
本発明の希土類元素ドープ石英ガラスは上記で得た希
土類元素化合物を固化した希土類元素ドープ多孔質ガラ
ス母材を焼結することによって得ることができるが、こ
の焼結に当っては予じめこの多孔質ガラス母材を空気中
で風乾するか、50〜150℃に加温して溶媒を除去したの
ち、1,400〜1,700℃に加熱して焼結すればよい。この焼
結は不活性ガス雰囲気で行なうことがよいので、例え
ば、ヘリウムガス雰囲気で行えばよいが、この多孔質ガ
ラス母材についてはここに含有されている希土類元素化
合物を固化物としてのしゅう酸塩、水酸化物を酸素雰囲
気下で加熱処理して酸化物としておくことがよいので、
これについてはこの多孔質ガラス母材を空気中において
250〜500℃に加熱処理することがよい。なお、この焼結
は上記したようにヘリウムガス雰囲気で行えばよいが、
これは脱水を目的としてハロゲンガスを微量混合した形
で行ってもよいし、さらには上記したしゅう酸塩、水酸
化物の酸化物への転換を完全なものとするために酸素ガ
スを微量混合した状態で行なってもよい。
土類元素化合物を固化した希土類元素ドープ多孔質ガラ
ス母材を焼結することによって得ることができるが、こ
の焼結に当っては予じめこの多孔質ガラス母材を空気中
で風乾するか、50〜150℃に加温して溶媒を除去したの
ち、1,400〜1,700℃に加熱して焼結すればよい。この焼
結は不活性ガス雰囲気で行なうことがよいので、例え
ば、ヘリウムガス雰囲気で行えばよいが、この多孔質ガ
ラス母材についてはここに含有されている希土類元素化
合物を固化物としてのしゅう酸塩、水酸化物を酸素雰囲
気下で加熱処理して酸化物としておくことがよいので、
これについてはこの多孔質ガラス母材を空気中において
250〜500℃に加熱処理することがよい。なお、この焼結
は上記したようにヘリウムガス雰囲気で行えばよいが、
これは脱水を目的としてハロゲンガスを微量混合した形
で行ってもよいし、さらには上記したしゅう酸塩、水酸
化物の酸化物への転換を完全なものとするために酸素ガ
スを微量混合した状態で行なってもよい。
（実施例） つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。
実施例１ 石英製同心多重管バーナーに水素ガス5.5／分、酸
素ガス8.0／分を供給し、着火して酸水素火炎を形成
させ、このバーナー中心に四塩化けい素0.75／分をキ
ヤリヤガスとしての酸素ガス0.17／分と共に供給し、
この火炎加水分解で発生したシリカガラス微粒子を担体
としての石英ガラスロッドの軸方向に８時間堆積、成長
させて、外径45mm,長さ300mm,重さ170gで平均かさ密度
が0.35g/cm3である多孔質ガラス母材を作った。
素ガス8.0／分を供給し、着火して酸水素火炎を形成
させ、このバーナー中心に四塩化けい素0.75／分をキ
ヤリヤガスとしての酸素ガス0.17／分と共に供給し、
この火炎加水分解で発生したシリカガラス微粒子を担体
としての石英ガラスロッドの軸方向に８時間堆積、成長
させて、外径45mm,長さ300mm,重さ170gで平均かさ密度
が0.35g/cm3である多孔質ガラス母材を作った。
ついでこの多孔質ガラス母材を塩化エルビウムの１重
量％メタノール溶液に浸漬してその内部にまで塩化エル
ビウムを浸透させ、これを空気中に放置して風乾させた
のち、しゅう酸１重量％メタノール溶液に浸漬して塩化
エルビウムを不溶性のしゅう酸塩としてシリカ微粒子の
表面に付着させた。
量％メタノール溶液に浸漬してその内部にまで塩化エル
ビウムを浸透させ、これを空気中に放置して風乾させた
のち、しゅう酸１重量％メタノール溶液に浸漬して塩化
エルビウムを不溶性のしゅう酸塩としてシリカ微粒子の
表面に付着させた。
つぎにこのように処理をした多孔質ガラス母材を空気
中に放置して風乾させたのち、電気炉内でヘリウムガス
雰囲気下に1,600℃で加熱、焼結処理して透明ガラスし
たところ、得られた石英ガラスは酸化エルビウムを0.5
重量含有するものであり、このものはEPMAで測定したと
ころ、第１図に示したように酸化エルビウムによって半
径方向にほぼ均一にドープされているものであることが
確認された。
中に放置して風乾させたのち、電気炉内でヘリウムガス
雰囲気下に1,600℃で加熱、焼結処理して透明ガラスし
たところ、得られた石英ガラスは酸化エルビウムを0.5
重量含有するものであり、このものはEPMAで測定したと
ころ、第１図に示したように酸化エルビウムによって半
径方向にほぼ均一にドープされているものであることが
確認された。
また、このようにして得た石英ガラスをコアとし、フ
ッ素ドープした石英ガラスをクラッドとした光ファイバ
ー用プリフォームを作成して、光ファイバーでの分光特
性を測定したところ、第２図に示した通りの結果が得ら
れ、このものはエルビウム特有の吸収スペクトルを示し
た。
ッ素ドープした石英ガラスをクラッドとした光ファイバ
ー用プリフォームを作成して、光ファイバーでの分光特
性を測定したところ、第２図に示した通りの結果が得ら
れ、このものはエルビウム特有の吸収スペクトルを示し
た。
実施例２ 実施例１における多孔質ガラス母材の製造時に、酸水
素火炎に供給する四塩化けい素に同時に四塩化ゲルマニ
ウム0.1／分をキヤリヤガスとして酸素ガス0.06／
分と共に供給したほかは実施例１と同様に処理して酸化
ゲルマニウムを含む多孔質ガラス母材を作り、これを塩
化ネオジムの0.5重量％メタノール溶液に浸漬させて多
孔質ガラス母材の内部にまで塩化ネオジムを浸透させ、
空気中に放置して風乾させたのち、アンモニアの３重量
％メタノール溶液に浸漬して塩化ネオジムを不溶性の水
酸化物として微粒子の表面に付着させた。
素火炎に供給する四塩化けい素に同時に四塩化ゲルマニ
ウム0.1／分をキヤリヤガスとして酸素ガス0.06／
分と共に供給したほかは実施例１と同様に処理して酸化
ゲルマニウムを含む多孔質ガラス母材を作り、これを塩
化ネオジムの0.5重量％メタノール溶液に浸漬させて多
孔質ガラス母材の内部にまで塩化ネオジムを浸透させ、
空気中に放置して風乾させたのち、アンモニアの３重量
％メタノール溶液に浸漬して塩化ネオジムを不溶性の水
酸化物として微粒子の表面に付着させた。
ついで、このように処理された多孔質ガラス母材を空
気中に放置して風乾させたのち、電気炉内においてヘリ
ウムガス雰囲気下に1,600℃で加熱、焼結処理して透明
ガラス化したところ、得られた石英ガラスは酸化ネオジ
ムを0.3重量％含有するものであった。
気中に放置して風乾させたのち、電気炉内においてヘリ
ウムガス雰囲気下に1,600℃で加熱、焼結処理して透明
ガラス化したところ、得られた石英ガラスは酸化ネオジ
ムを0.3重量％含有するものであった。
比較例 実施例１と同様の方法で作成した多孔質ガラス母材を
塩化エルビウムの１重量％メタノール溶液に浸漬して多
孔質ガラス母材の内部にまで塩化エルビウムを浸透さ
せ、空気中に放置して風乾させたのち、これを直ちに電
気炉においてヘリウムガス雰囲気下に1,600℃で加熱、
焼結処理して透明ガラス化したところ、得られた石英ガ
ラスには酸化エルビウムが0.09重量含有されていたが、
このものはEPMAで測定したところ、第３図に示したよう
にこの表面は酸化エルビウムによって高濃度にドープさ
れていたが、中心部はこのドープ量が少なく、半径方向
における分布が不均一であることが確認された。
塩化エルビウムの１重量％メタノール溶液に浸漬して多
孔質ガラス母材の内部にまで塩化エルビウムを浸透さ
せ、空気中に放置して風乾させたのち、これを直ちに電
気炉においてヘリウムガス雰囲気下に1,600℃で加熱、
焼結処理して透明ガラス化したところ、得られた石英ガ
ラスには酸化エルビウムが0.09重量含有されていたが、
このものはEPMAで測定したところ、第３図に示したよう
にこの表面は酸化エルビウムによって高濃度にドープさ
れていたが、中心部はこのドープ量が少なく、半径方向
における分布が不均一であることが確認された。
また、このようにした石英ガラスをコアとし、フッ素
ドープした石英ガラスをクラッドとした光ファイバー用
プリフォームを作成し、光ファイバーでの分光特性を測
定したところ、このものは散乱損失が大きく、ファイバ
ー長10mでの測定が不可能であるという結果を示した。
ドープした石英ガラスをクラッドとした光ファイバー用
プリフォームを作成し、光ファイバーでの分光特性を測
定したところ、このものは散乱損失が大きく、ファイバ
ー長10mでの測定が不可能であるという結果を示した。
（発明の効果） 本発明による希土類元素ドープ石英ガラスの製造は、
前記したように火炎加水分解で得られた多孔質ガラス母
材に希土類元素を含む化合物を添加したのち、これをこ
の希土類元素化合物と反応して不溶性を生成する溶液中
に浸漬して希土類元素化合物を固定化し、ついでこれを
焼結して透明ガラス化するものであるが、これによれば
多孔質ガラス母材に添加された希土類元素化合物が不溶
性の固体とされるので、焼結工程における希土類元素化
合物の移動、揮散が防止され、結果において所定量の希
土類元素化合物で均一にドープされた希土類元素ドープ
石英ガラスを容易に得ることができるという工業的な有
利性が与えられる。
前記したように火炎加水分解で得られた多孔質ガラス母
材に希土類元素を含む化合物を添加したのち、これをこ
の希土類元素化合物と反応して不溶性を生成する溶液中
に浸漬して希土類元素化合物を固定化し、ついでこれを
焼結して透明ガラス化するものであるが、これによれば
多孔質ガラス母材に添加された希土類元素化合物が不溶
性の固体とされるので、焼結工程における希土類元素化
合物の移動、揮散が防止され、結果において所定量の希
土類元素化合物で均一にドープされた希土類元素ドープ
石英ガラスを容易に得ることができるという工業的な有
利性が与えられる。
第１図は本発明の実施例１で得られたエルビウムドープ
石英ガラスの濃度分布のEPMA測定グラフ、第２図はこの
実施例１で得られたエルビウムドープ石英ガラスをコア
とし、フッ素ドープ石英ガラスをクラッドとした光ファ
イバーの分光特性図、第３図は比較例として得られたエ
ルビウムドープ石英ガラスの濃度分布のEPMA測定グラフ
を示したものである。
石英ガラスの濃度分布のEPMA測定グラフ、第２図はこの
実施例１で得られたエルビウムドープ石英ガラスをコア
とし、フッ素ドープ石英ガラスをクラッドとした光ファ
イバーの分光特性図、第３図は比較例として得られたエ
ルビウムドープ石英ガラスの濃度分布のEPMA測定グラフ
を示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紺谷 義治 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社精密機能材料研究所内 (56)参考文献 特開 平２−258639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−176315（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】火炎加水分解によって生成するシリカガラ
ス微粒子を堆積して得られる多孔質ガラス母材に希土類
元素を含む化合物を添加した後、高温で焼結して透明ガ
ラス化する方法において、焼結工程の前に、該多孔質ガ
ラス母材を該希土類元素を含む化合物と反応して不溶性
の化合物を生成する溶液中に浸漬して希土類元素化合物
を固定することを特徴とする希土類元素ドープ石英ガラ
スの製造方法。 - 【請求項２】希土類元素を含む化合物と反応して不活性
の化合物を生成する溶液がしゅう酸溶液である請求項１
に記載の希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法。 - 【請求項３】希土類元素を含む化合物と反応して不活性
の化合物を生成する溶液がアリカリ溶液である請求項１
に記載の希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法。 - 【請求項４】多孔質ガラス母材が平均かさ密度0.3〜1.0
g/cm3のものである請求項１に記載の希土類元素ドープ
石英ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP1112630A JP2604466B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112630A JP2604466B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293332A JPH02293332A (ja) | 1990-12-04 |
| JP2604466B2 true JP2604466B2 (ja) | 1997-04-30 |
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ID=14591538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112630A Expired - Fee Related JP2604466B2 (ja) | 1989-05-01 | 1989-05-01 | 希土類元素ドープ石英ガラスの製造方法 |
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| JP (1) | JP2604466B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100946281B1 (ko) * | 2003-05-15 | 2010-03-08 | 주덕래 | 에너지 전이 가능 어븀 도핑 실리카 및 그의 제조방법 |
| JP2013189321A (ja) * | 2010-07-14 | 2013-09-26 | Asahi Glass Co Ltd | 紫外線カットフィルタ用合成石英ガラス及びその製造方法 |
| CN103193386B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-07-29 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 铕掺杂磷酸铝介孔玻璃的制备方法 |
| CN106430920B (zh) * | 2016-09-07 | 2019-08-13 | 中国建筑材料科学研究总院 | 石英玻璃的制备方法及石英玻璃 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02258639A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 石英ガラスの製造方法 |
-
1989
- 1989-05-01 JP JP1112630A patent/JP2604466B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02293332A (ja) | 1990-12-04 |
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