JP2979839B2 - CVD raw material for fluoride glass - Google Patents

CVD raw material for fluoride glass

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、光通信システム等に
用いる低損失フッ化物ファイバーを製造するためのフッ
化物ガラス用CVD原料に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CVD raw material for fluoride glass for producing a low-loss fluoride fiber used for an optical communication system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光通信システムの進歩発展が目覚
ましく、その一つとして赤外光ファイバーを用いた長距
離通信システムを実現する試みがなされている。その実
現のためには、石英系光ファイバーをはるかにしのぐ低
損失性をもつファイバーが不可欠である。これらの赤外
光ファイバー用の候補材料として、フッ化物ガラス、カ
ルコゲン化物ガラス、ハロゲン化物結晶などがある。こ
の中で、フッ化物ガラスが性能、製法の難易性に対する
見通しなどの点から、最も有望視されている。フッ化物
ガラスの製造法としては、るつぼを用いてフッ化物を熔
解反応させる固相法および各種の気相法が盛んに検討さ
れているが、この方法ではるつぼからの不純物がガラス
中に混入されやすく、未だ確立された製法は無い現状に
ある。このうち、最近は高純度均質ガラスの優れた合成
法としてCVD法が注目を集め、多くの試みがなされて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, the progress of optical communication systems has been remarkable, and as one of them, attempts have been made to realize long-distance communication systems using infrared optical fibers. To achieve this, a fiber having a low loss property far exceeding that of a silica-based optical fiber is indispensable. Candidate materials for these infrared optical fibers include fluoride glass, chalcogenide glass, and halide crystals. Among them, fluoride glass is considered most promising in terms of performance, difficulty in the production method, and the like. As a method for producing fluoride glass, a solid phase method in which a fluoride is melted and reacted using a crucible and various gas phase methods have been actively studied.In this method, impurities from the crucible are mixed into the glass. It is easy to use and there is no established manufacturing method. Of these, recently, the CVD method has attracted attention as an excellent method for synthesizing high-purity homogeneous glass, and many attempts have been made.

【0003】このようなフッ化物ファイバー用材料に要
求される性能としては、低損失であることが最も重要で
ある。また、製造プロセス面では、高速度で容易に製造
できることが挙げられる。特に、低損失なものを得るた
めには、光伝送損失の原因となる不純物および微結晶の
生成を抑制する必要がある。このような観点から、原料
となる有機金属化合物の精製による高純度化が容易であ
り、原料、反応ガス、反応条件等の改善によって微結晶
の抑制が可能なCVD法が上記材料の製造上非常に有利
である。これらのことは、例えば刊行物{第52回応用
物理学会学術講演会予稿集講演番号11a−ZK−9}
などに示されている。
As the performance required of such a material for a fluoride fiber, low loss is the most important. Further, in terms of a manufacturing process, it can be easily manufactured at a high speed. In particular, in order to obtain a low loss, it is necessary to suppress the generation of impurities and microcrystals that cause optical transmission loss. From such a viewpoint, a CVD method that can easily purify an organometallic compound as a raw material by purification and easily suppress microcrystals by improving a raw material, a reaction gas, reaction conditions, and the like is a very important method for manufacturing the above material. Is advantageous. These are described in, for example, the publication {52th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Proceedings No. 11a-ZK-9}.
And so on.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、CVD法によ
って製造することが最も有利であるにもかかわらず、現
在CVD用原料として安定で良好な気化特性を有するも
のが存在しないことは、本来のCVD法のもつ利点を活
かせない大きな問題となっている。これは、主としてC
VD用原料として多用されているβージケトン系のジピ
バロイルメタン(DPM)化合物などの加熱による気化
特性が不良であり、熱分解しやすいことによるものであ
る。この点は例えば刊行物{第52回応用物理学会学術
講演会予稿集講演番号11a−ZK−8}に指摘されて
おり、金属のDPM化合物の本質的な不安定性に起因す
る欠点であると考えられる。このような原料の不安定性
のため、極端な場合には原料を使い捨てにして合成せざ
るをえないという事態も生じている。したがって、上記
の原料に起因する欠点のために、性能の良好かつ作製再
現性のよいフッ化物ファイバー用材料を製造するための
CVD技術は確立されていない現状にある。
However, despite the fact that it is most advantageous to manufacture by the CVD method, the fact that there is no material having a stable and good vaporization characteristic as a CVD material at present does not exist. This is a major problem that cannot take advantage of the advantages of the law. This is mainly due to C
This is because β-ketone-based dipivaloylmethane (DPM) compounds, which are frequently used as a raw material for VD, have poor vaporization characteristics due to heating and are easily thermally decomposed. This point is pointed out, for example, in the publication {The 52nd Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Proceedings No. 11a-ZK-8}, and is considered to be a drawback caused by the intrinsic instability of metal DPM compounds. Can be Due to such instability of the raw materials, in extreme cases, the raw materials have to be disposable and synthesized. Therefore, due to the drawbacks caused by the above-mentioned raw materials, a CVD technique for producing a fluoride fiber material having good performance and good production reproducibility has not been established.

【0005】即ち、従来のCVD法によるフッ化物ファ
イバー用材料の製造においては、原料の安定性および気
化性不良に伴い、低温での加熱によってCVD反応部へ
原料を安定に輸送することは不可能であった。そのた
め、多成分系の組成制御が行いにくく、良好な特性を有
するファイバー用材料の安定かつ高速合成ができないと
いう大きな問題点があった。さらに、原料の気化効率を
上げるために高い温度で加熱すると、原料が熱分解しな
がら輸送されてしまい、堆積物中への不純物の混入、微
結晶生成や組成ズレが不可避であった。そればかりか、
前記のような原料を使い捨てにしなければならないとい
う不都合も起こっていた。また、従来の方法では気化速
度を抑えて合成(反応)時間を長くした場合には、原料
の気化状態が経時的に変化するために、形成した膜の厚
さ方向の組成が不均質になって光損失が増大することが
避けられなかった。そのため、安定かつ低温での良好な
気化が得られる新原料の開発が強く望まれているが、こ
れに関しては未だ全く進展はない現状にある。
That is, in the production of a material for a fluoride fiber by the conventional CVD method, it is impossible to stably transport the raw material to the CVD reaction section by heating at a low temperature due to the poor stability and vaporization of the raw material. Met. Therefore, there has been a great problem that it is difficult to control the composition of a multi-component system, and it is not possible to stably and quickly synthesize a fiber material having good characteristics. Furthermore, if the raw material is heated at a high temperature in order to increase the vaporization efficiency, the raw material is transported while being thermally decomposed, so that the incorporation of impurities into the sediment, the formation of microcrystals, and the composition shift are inevitable. Not only that,
There has also been a disadvantage that the above-mentioned raw materials must be disposable. Further, in the conventional method, when the vaporization rate is suppressed and the synthesis (reaction) time is lengthened, the vaporized state of the raw material changes with time, so that the composition in the thickness direction of the formed film becomes inhomogeneous. It was inevitable that the light loss would increase. Therefore, there is a strong demand for the development of a new raw material that can provide stable and good vaporization at a low temperature, but there is no progress on this at all.

【0006】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたもので、組成の制御性が向上し、良好な特性を
有するフッ化物ガラスが再現性よく高速に合成できるフ
ッ化物ガラス用CVD原料を得ることを目的とするもの
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a fluoride glass CVD raw material having improved controllability of composition and capable of synthesizing a fluoride glass having good characteristics with good reproducibility and high speed. The purpose is to obtain.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明のフッ化物ガラ
ス用CVD原料は、周期率表のIAないしIVA族金属
原子が有機基と結合した有機金属化合物、並びにこの有
機金属化合物を溶解し、テトラヒドロフランおよびテト
ラヒドロフランの沸点よりも高くかつ150℃以下の沸
点を有する有機溶剤からなる溶媒を備えたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION A CVD raw material for a fluoride glass according to the present invention comprises an organometallic compound in which a metal atom belonging to Group IA or IVA of the periodic table is bonded to an organic group, and a solution obtained by dissolving the organometallic compound in tetrahydrofuran. And an organic solvent having a boiling point higher than the boiling point of tetrahydrofuran and 150 ° C. or lower.

【0008】[0008]

【作用】この発明において用いるテトラヒドロフラン
は、沸点が低く周期率表のIAないしIVA族金属の有
機金属原料を良好に溶解することが可能である。有機金
属を溶解した溶液は、有機金属そのものの気化温度より
も低温での加熱によっても良好な気化性を示し、原料が
分解することなく安定に反応部へ送り込むことを可能な
らしめるという働きをなすものと考えられる。また、沸
点がテトラヒドロフランの沸点よりも高くかつ150℃
以下である有機溶剤は、気化時の加熱によるテトラヒド
ロフランの過剰気化を抑制し、溶液の状態を安定化する
働きをなすと推定される。また、この発明のフッ化物ガ
ラス用CVD原料は、多元のものを別々に気化させる必
要のある従来の原料とは異なり、これらを一液状にして
同時に気化させ、かつ安定に反応部へ輸送することがで
き、これに伴って良好な性能を有するフッ化物ガラスフ
ァイバー用材料を合成することのできるフッ化物ガラス
用CVD原料を得ることを可能とするものである。
The tetrahydrofuran used in the present invention has a low boiling point and can satisfactorily dissolve the organometallic raw material of the Group IA or IVA metal of the periodic table. The solution in which the organic metal is dissolved exhibits good vaporization even when heated at a temperature lower than the vaporization temperature of the organic metal itself, and functions to enable the raw material to be stably sent to the reaction section without being decomposed. It is considered something. Further, the boiling point is higher than the boiling point of tetrahydrofuran and 150 ° C.
It is presumed that the following organic solvents function to suppress excessive vaporization of tetrahydrofuran due to heating during vaporization and stabilize the state of the solution. In addition, unlike the conventional raw materials that require the vaporization of multiple raw materials separately, the CVD raw materials for fluoride glass of the present invention must be made into one liquid and vaporized at the same time, and stably transported to the reaction section. Accordingly, it is possible to obtain a fluoride glass CVD raw material capable of synthesizing a fluoride glass fiber material having good performance.

【0009】[0009]

【実施例】本発明者らは、前記のような従来のCVD法
において多用されている固体状DPM化合物などの原料
の気化性について詳細に検討を加えた結果、これらの有
機金属化合物のうち特にフッ化物ガラスの原料成分であ
る周期率表のIAないしIVA族金属(Li、Na、S
r、Ba、Y、La、Al、Zr、Hfなど)の固体状
化合物の安定性および気化性が良好でないことが判明し
た。したがって、これらの金属のフッ化物を主成分とす
るフッ化物ガラスをCVD法によって合成する場合、成
分が3〜6元の多元系であり、目的とする組成に制御す
ることが難しくなることが避けられないことが分かっ
た。そこで本発明者らは、これらの化合物を安定な一つ
の溶液とし、これを熱分解することなく安定に気化させ
ることができれば、組成の制御性が向上し、良好な特性
を有するフッ化物ガラスが再現性よく合成できることを
見いだし、本発明を完成するに至った。特に発明者らは
本発明の中で、多成分系のフッ化物ガラスの合成におい
て、本発明の液体状CVD原料を用いることにより、合
成したガラス組成の制御性および性能が顕著に向上する
ことを明らかにするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present inventors have conducted detailed studies on the vaporization properties of raw materials such as solid DPM compounds frequently used in the conventional CVD method as described above, and as a result, among these organometallic compounds, Group IA to IVA metals (Li, Na, S
It has been found that solid compounds such as r, Ba, Y, La, Al, Zr, and Hf) have poor stability and vaporization. Therefore, when synthesizing a fluoride glass containing a fluoride of these metals as a main component by a CVD method, the component is a multi-component system having 3 to 6 elements, and it is difficult to control the composition to a target composition. I found that I could not do it. Then, the present inventors made these compounds into one stable solution, and if this could be vaporized stably without being thermally decomposed, the controllability of the composition was improved, and a fluoride glass having good properties was obtained. They have found that they can be synthesized with good reproducibility, and have completed the present invention. In particular, the present inventors have found that, in the present invention, in the synthesis of a multi-component fluoride glass, the controllability and performance of the synthesized glass composition are significantly improved by using the liquid CVD raw material of the present invention. It is something to clarify.

【0010】実施例1.五元の原料加熱系統を有する通
常のホットウォールタイプのCVD装置を使用し、この
発明の一実施例の原料を用いてジルコニウム系フッ化物
ガラスである55ZrF4−25BaF2−5LaF3
15YF3を酸化マグネシウム基板上に合成する実験を
行った。まず、従来から存在する各金属のペンタフルオ
ロプロパノイルピバロイルメタネート誘導体を用い、上
記4元の有機金属化合物をそれぞれを上記の成分比に混
合した。この混合物をテトラヒドロフランとイソプロピ
ルアルコール(沸点82.5℃)の体積比1:1の混合
溶媒中に、溶質全体が0.3mol%となるように溶解
して、この発明の一実施例のフッ化物ガラス用CVD原
料とした。合成条件としては、原料の加熱温度を200
℃に設定し、キャリアガスはアルゴン、反応ガスは四フ
ッ化炭素で反応部(炉)内圧力は1Torr、基板温度
は210℃に保持して60分間反応を行った。反応後、
四フッ化炭素気流中で室温まで自然徐冷を行ったとこ
ろ、膜厚約2μmのフッ化物ガラスが得られた。赤外分
光光度計を用い、このガラス母材の光吸収特性を測定し
て、不純物の有無及び光伝送損失の大まかな指標とし
た。
Embodiment 1 FIG. Using a normal hot-wall type CVD apparatus having a pentagonal raw material heating system and using the raw material of one embodiment of the present invention, a zirconium-based fluoride glass, 55ZrF 4 -25BaF 2 -5LaF 3
An experiment for synthesizing 15YF 3 on a magnesium oxide substrate was performed. First, using the pentafluoropropanoylpivaloylmethanate derivative of each metal conventionally existing, each of the above quaternary organometallic compounds was mixed in the above component ratio. This mixture was dissolved in a mixed solvent of tetrahydrofuran and isopropyl alcohol (boiling point: 82.5 ° C.) at a volume ratio of 1: 1 so that the total solute was 0.3 mol%, and the fluoride according to one embodiment of the present invention was dissolved. It was used as a CVD raw material for glass. As the synthesis conditions, the heating temperature of the raw material was set at 200.
The reaction was performed for 60 minutes while the temperature was set to 0 ° C., the carrier gas was argon, the reaction gas was carbon tetrafluoride, the pressure inside the reaction section (furnace) was 1 Torr, and the substrate temperature was 210 ° C. After the reaction,
When natural cooling was performed to room temperature in a stream of carbon tetrafluoride, a fluoride glass having a thickness of about 2 μm was obtained. The light absorption characteristics of the glass base material were measured using an infrared spectrophotometer, and were used as rough indicators of the presence or absence of impurities and the light transmission loss.

【0011】比較例1.実施例1と同一の有機金属化合
物をそれぞれ固体状のまま原料として用い、同一の合成
条件を用いて従来のCVD法により、同一組成のフッ化
物ファイバー用ガラス母材の合成を実施した。その結
果、BaF2とLaF3は基板上への堆積がほとんど認め
られず、200℃の加熱では気化性が不良であることが
判明した。そこで、従来法については原料の加熱温度を
一律260℃に設定し直して100分間合成を行い、本
発明の方法の場合と同様に、反応後四フッ化炭素気流中
で室温まで自然放冷を行って1μmの厚さの膜を得た。
この膜についても同様に、上記と同一基準で光吸収特性
の評価をおこなった。
Comparative Example 1 The same organometallic compound as in Example 1 was used as a raw material in a solid state, and a glass preform for a fluoride fiber having the same composition was synthesized by the conventional CVD method under the same synthesis conditions. As a result, almost no BaF 2 and LaF 3 were deposited on the substrate, and it was found that heating at 200 ° C. had poor vaporization. Therefore, in the conventional method, the heating temperature of the raw material is uniformly reset to 260 ° C., and the synthesis is performed for 100 minutes. As in the case of the method of the present invention, the reaction is allowed to cool naturally to room temperature in a stream of carbon tetrafluoride after the reaction. This was performed to obtain a film having a thickness of 1 μm.
Similarly, the light absorption characteristics of this film were evaluated based on the same criteria as described above.

【0012】図1は、この発明と従来例を比較する上記
実施例1および比較例1で得られた2種類のフッ化物ガ
ラス材料の光吸収スペクトル図であり、図中、A1は実
施例1で得られたフッ化物ガラス材料のスペクトル、B
1は比較例1で得られたフッ化物ガラス材料のスペクト
ルである。図1から明らかなように、従来の原料を用い
たものはこの発明の一実施例の原料を用いたものと比較
して、測定領域全般にわたって吸収(すなわち光損失)
が大きく、特に波長700nm以上の赤外光領域におい
て、原料からの残留有機物(不純物)の吸収が顕著に見
られる。また、前記の実験において、両CVD法のジル
コニウム系フッ化物ガラス合成における堆積速度を比べ
たところ、同一の加熱(気化)温度においてこの発明の
一実施例の原料を用いた場合には、従来原料を用いた場
合に比べて30〜60倍優れていることが判明した。さ
らに、両フッ化物ガラス表面を顕微鏡によって観察した
ところ、従来原料を用いたものでは光損失の原因となる
微結晶の生成が認められたのに対して、この発明の一実
施例の原料を用いたものではこれが全く見られなかっ
た。すなわち、この発明の一実施例の原料を用いると、
光の伝送損失を生ずる原因となる原料からの有機物の吸
収及び微結晶の生成を抑制できることが分かった。これ
らのことから、この発明の一実施例のCVD原料を用い
れば、従来の原料を用いた場合よりはるかに低温での加
熱により、性能の良好なフッ化物ガラスをCVD法によ
って合成することが可能であることが判明した。
FIG. 1 is a light absorption spectrum diagram of two kinds of fluoride glass materials obtained in Example 1 and Comparative Example 1 in which the present invention is compared with a conventional example. In FIG. Spectrum of the fluoride glass material obtained in the above, B
1 is a spectrum of the fluoride glass material obtained in Comparative Example 1. As is clear from FIG. 1, the material using the conventional material absorbs (i.e., light loss) over the entire measurement region, as compared with the material using the material of one embodiment of the present invention.
Absorption of residual organic matter (impurities) from the raw material is particularly noticeable in an infrared light region having a wavelength of 700 nm or more. In the above experiment, when the deposition rates in the synthesis of zirconium-based fluoride glass by both CVD methods were compared, when the raw material of one embodiment of the present invention was used at the same heating (vaporization) temperature, the conventional raw material It was found to be 30 to 60 times better than the case of using. Further, when the surfaces of both fluoride glasses were observed with a microscope, generation of microcrystals causing light loss was observed in the case of using the conventional raw material, whereas the raw material of one embodiment of the present invention was used. I did not see this at all. That is, using the raw material of one embodiment of the present invention,
It has been found that absorption of organic substances and generation of microcrystals from raw materials that cause light transmission loss can be suppressed. From these facts, by using the CVD raw material of one embodiment of the present invention, it is possible to synthesize a fluoride glass having good performance by the CVD method by heating at a much lower temperature than when using the conventional raw material. Turned out to be.

【0013】実施例2.実施例1と同一のCVD装置を
用い、ジルコニウム系フッ化物ガラスである50ZrF4
−15BaF2−10LaF3−5AlF3−20NaF
を酸化マグネシウム基板上に合成する実験を行った。ま
ず、従来から多く用いられている各金属のジピバロイル
メタネート誘導体を出発物質として用い、実施例1と同
様に、これらをテトラヒドロフラン、酢酸エチルおよび
トルエンの体積比が5:2:1となるように調整した混
合溶媒中に溶解させてこの発明の他の実施例のCVD原
料とした。原料溶液中の溶質の濃度は、0.5mol%
とした。この原料を190℃に加熱して気化させた。基
板温度は200℃に設定した。反応ガスはフッ化水素を
使用し、反応部(炉)内圧力は1Torrで80分間反
応を行った。反応後、フッ化水素気流中で室温まで自然
徐冷を行ったところ、膜厚約6μmのフッ化物ガラスが
得られた。実施例1と同様に分光光度計を用い、このガ
ラスの光吸収特性を測定した。
Embodiment 2 FIG. Using the same CVD apparatus as in Example 1, 50ZrF 4 which is a zirconium-based fluoride glass
-15BaF 2 -10LaF 3 -5AlF 3 -20NaF
Was synthesized on a magnesium oxide substrate. First, a dipivaloylmethanate derivative of each metal, which has been widely used, is used as a starting material, and as in Example 1, these are prepared in a volume ratio of tetrahydrofuran, ethyl acetate and toluene of 5: 2: 1. The resulting mixture was dissolved in a mixed solvent prepared as described above to obtain a CVD raw material according to another embodiment of the present invention. The concentration of solute in the raw material solution is 0.5 mol%
And This raw material was heated to 190 ° C. and vaporized. The substrate temperature was set at 200 ° C. Hydrogen fluoride was used as the reaction gas, and the reaction was performed at a pressure in the reaction section (furnace) of 1 Torr for 80 minutes. After the reaction, the mixture was naturally cooled slowly to room temperature in a hydrogen fluoride gas stream, whereby a fluoride glass having a thickness of about 6 μm was obtained. The light absorption characteristics of this glass were measured using a spectrophotometer in the same manner as in Example 1.

【0014】比較例2.実施例2と同一の有機金属化合
物をそのまま従来原料として用い、同一の合成条件を用
いて従来のCVD法により、同一組成のフッ化物ガラス
の合成を実施した。しかし、基板上への堆積はわずかで
あり、190℃の加熱では気化性が不良であることが判
明した。そこで、従来原料の加熱温度を一律280℃に
設定し直して110分間合成を行い、本発明の原料を用
いた場合と同様に、反応後フッ化水素気流中で室温まで
自然放冷を行って2μmの厚さの膜を得た。この膜につ
いても同様に、上記実施例と同一基準で光吸収特性の評
価をおこなった。
Comparative Example 2 The same organometallic compound as in Example 2 was directly used as a conventional raw material, and a fluoride glass having the same composition was synthesized by the conventional CVD method under the same synthesis conditions. However, the deposition on the substrate was slight, and it was found that heating at 190 ° C. resulted in poor vaporization. Therefore, the heating temperature of the conventional raw material is uniformly set to 280 ° C., and the synthesis is performed for 110 minutes. As in the case of using the raw material of the present invention, the reaction is allowed to cool naturally to room temperature in a hydrogen fluoride gas stream after the reaction. A 2 μm thick film was obtained. Similarly, the light absorption characteristics of this film were evaluated based on the same standards as in the above-described example.

【0015】図2は、この発明と従来例を比較する上記
実施例2および比較例2で得られた2種類のフッ化物ガ
ラス材料の光吸収スペクトル図であり、図中、A2は実
施例2で得られたフッ化物ガラス材料のスペクトル、B
2は比較例2で得られたフッ化物ガラス材料のスペクト
ルである。図2から明らかなように、従来の原料を用い
たものはこの発明の他の実施例の原料を用いたものと比
較して、測定領域全般にわたって吸収(すなわち光損
失)が大きく、特に波長700nm以上の赤外光領域に
おいて、原料からの残留有機物(不純物)の吸収が顕著
であるという実施例1の場合と同様の結果が得られた。
さらに、両合成ガラスの膜質を電子顕微鏡で調査した結
果、従来原料を使用したものは比較例1の場合と同様、
所々に微結晶の生成が認められた。また、前記の実験中
に両CVD法のジルコニウム系フッ化物ガラス合成にお
ける堆積速度を比べたところ、同一の加熱(気化)温度
においてこの発明の他の実施例の原料の場合には従来原
料の50〜100倍優れていることが判明した。したが
って、この発明の他の実施例の原料を用いることによ
り、従来原料を用いた場合よりはるかに低温での加熱に
より、性能の良好なフッ化物ガラスをCVD法によって
合成できることが明らかとなった。
FIG. 2 is a light absorption spectrum diagram of two kinds of fluoride glass materials obtained in Example 2 and Comparative Example 2 in which the present invention is compared with the conventional example. In FIG. Spectrum of the fluoride glass material obtained in the above, B
2 is a spectrum of the fluoride glass material obtained in Comparative Example 2. As is clear from FIG. 2, the material using the conventional material has a larger absorption (that is, light loss) over the entire measurement area than the material using the material of the other embodiment of the present invention, and particularly, the wavelength of 700 nm. In the infrared light region described above, the same result as in Example 1 was obtained, in which the residual organic matter (impurity) from the raw material was significantly absorbed.
Further, as a result of examining the film quality of both synthetic glasses with an electron microscope, the one using the conventional raw material was the same as in Comparative Example 1,
Formation of fine crystals was observed in some places. In addition, when the deposition rates in the synthesis of zirconium-based fluoride glass by both CVD methods were compared during the above experiment, it was found that, in the case of the raw material of another embodiment of the present invention at the same heating (vaporization) temperature, 50 It was found to be ~ 100 times better. Therefore, it was clarified that by using the raw materials of the other examples of the present invention, a fluoride glass having good performance can be synthesized by the CVD method by heating at a much lower temperature than in the case of using the conventional raw materials.

【0016】実施例1および2において、比較例で示し
た従来原料を用いた合成ガラスの性能が良好でない最大
の理由は、原料が加熱によって気化しにくく、かつ比較
的高い温度で加熱したために原料の分解が生じ、反応部
まで安定に輸送されにくかったことに起因すると考えら
れる。すなわち、これら従来原料を使用した際の合成ガ
ラスの特性が良好でない主な原因は、実施例中で記述し
たような微結晶の生成、有機物の残留ならびに各原料の
不安定輸送に起因する合成膜中における組成の不均質性
が生じたことによると推定される。
In Examples 1 and 2, the main reason why the performance of the synthetic glass using the conventional raw materials shown in the comparative examples is not good is that the raw materials are hardly vaporized by heating and heated at a relatively high temperature. This is considered to be due to the fact that it was difficult to stably transport to the reaction section. That is, the main reasons for the poor synthetic glass properties when using these conventional raw materials are as follows: the generation of microcrystals, the residual organic matter, and the synthetic film resulting from the unstable transport of each raw material as described in the Examples. It is presumed to be due to the inhomogeneity of the composition in the inside.

【0017】この発明の実施例のCVD原料を用い、実
施例1および2と同様にして、実施例で示した組成に限
らず、ZrF4−BaF2−LaF3−YF3−AlF3
LiF、ZrF4−HfF4−BaF2−LaF3−NaF
−AlF3、ZrF4−BaF2−GaF3−AlF3、Z
rF4−BaF2−LaF3−NaF−AlF3−InF3
などのフッ化物ガラスファイバー用材料をCVD法によ
り製造した。その結果、いずれの場合にも先に示した実
施例1および2と同様に、この発明の実施例のCVD原
料を用いれば、従来法よりも良好な性能を有するフッ化
物ガラスファイバー用材料を高速に製造できることが判
明した。
[0017] Using the CVD material embodiment of the present invention, in the same manner as in Example 1 and 2 is not limited to the composition shown in Example, ZrF 4 -BaF 2 -LaF 3 -YF 3 -AlF 3 -
LiF, ZrF 4 -HfF 4 -BaF 2 -LaF 3 -NaF
—AlF 3 , ZrF 4 —BaF 2 —GaF 3 —AlF 3 , Z
rF 4 -BaF 2 -LaF 3 -NaF- AlF 3 -InF 3
Such a material for a fluoride glass fiber was manufactured by a CVD method. As a result, in each case, as in the case of Examples 1 and 2 shown above, the use of the CVD raw material of the embodiment of the present invention makes it possible to produce a material for a fluoride glass fiber having better performance than the conventional method. It turned out that it can be manufactured.

【0018】この発明に係わる有機金属化合物として
は、周期率表のIAないしIVA族に属するLi、N
a、Ba、Sr、Y、La、Al、Gd、Zr、Hf、
などの金属原子が酸素原子を介して有機基と結合した化
合物であれば、上記の効果が発揮されることを実験によ
って確認した。したがって、この条件に適合するものと
して、上記金属のアセチルアセトネート、ジピバロイル
メタネート、アルコキシド、ヘキサフルオロアセチルア
セトネート、ペンタフルオロプロパノイルピバロイルメ
タネート、シクロペンタジエニルおよびそれらの誘導体
などを使用し、いずれの場合にも前記の気化促進効果が
発現することを確かめた。これらの有機金属化合物はこ
の発明に係わる溶媒に溶解し易いため、溶媒中の濃度に
関しては、目的とするフッ化物ガラスの組成や合成ガラ
スの堆積速度によって、所定の値に決定できる。
Examples of the organometallic compound according to the present invention include Li, N, which belong to groups IA to IVA of the periodic table.
a, Ba, Sr, Y, La, Al, Gd, Zr, Hf,
Experiments have confirmed that the above-mentioned effects are exhibited when the compound is a compound in which a metal atom is bonded to an organic group via an oxygen atom. Therefore, acetylacetonate, dipivaloylmethanate, alkoxide, hexafluoroacetylacetonate, pentafluoropropanoylpivaloylmethanate, cyclopentadienyl, and derivatives thereof of the above-mentioned metals are considered as meeting these conditions. And the like were used, and it was confirmed that the above-described vaporization promoting effect was exhibited in each case. Since these organometallic compounds are easily dissolved in the solvent according to the present invention, the concentration in the solvent can be determined to a predetermined value depending on the desired composition of the fluoride glass and the deposition rate of the synthetic glass.

【0019】この発明に係わる、テトラヒドロフランの
沸点(65℃)よりも高くかつ150℃以下の沸点を有
する機溶剤としては、イソプロピルアルコール等のアル
コール類、エチルプロピルエーテル等のエーテル類、メ
チルエチルケトンおよびエチルプロピルケトン等のケト
ン類、ジピバロイルメタン、ジオキサン、n−ヘキサ
ン、ジメチルフラン、シクロヘキサン、酢酸エチル、ト
ルエン等の多くの有機溶剤を用いることができる。沸点
(65℃)がテトラヒドロフランの沸点よりも低い溶剤
は、CVDプロセスにおける加熱気化時において、溶剤
のみが揮発してしまい、原料成分の良好な堆積が得られ
ない。また、沸点が150℃を越えるものは加熱時に重
合してしまったり、原料の良好な気化を妨げたりするた
め、この発明の効果は得られなかった。したがって、こ
の発明においてテトラヒドロフランとともに用いる有機
溶剤としては、沸点がテトラヒドロフランの沸点(65
℃)よりも高くかつ150℃以下のものを用いる必要が
ある。この有機溶剤の効果の詳細は明かではないが、テ
トラヒドロフランは有機金属を溶解した溶液は、有機金
属そのものの気化温度よりも低温での加熱によっても良
好な気化性を示し、原料が分解することを防止しなが
ら、安定に反応部へ送り込むことを可能にするという働
きをなすと考えられる。沸点がテトラヒドロフランの沸
点(65℃)よりも高くかつ150℃以下である有機溶
剤は、気化時の加熱によるテトラヒドロフランの過剰気
化を抑制し、溶液の状態を安定かする働きをなすと推定
される。の沸点を有する機溶剤およびテトラヒドロフラ
ンの内の少なくとも一種を用いる必要がある。この効果
の詳細については明らかでないが、以上の実験結果から
加熱による原料の分解を抑制し、しかも従来原料に付加
することによって、原料よりも低沸点の付加体を形成
し、このために気化性が向上すると同時に、この付加体
が安定に反応部に輸送される働きをなすものと推定され
る。
Examples of the organic solvent having a boiling point higher than the boiling point (65 ° C.) of tetrahydrofuran and not higher than 150 ° C. include alcohols such as isopropyl alcohol, ethers such as ethyl propyl ether, methyl ethyl ketone and ethyl propyl. Many organic solvents such as ketones such as ketones, dipivaloylmethane, dioxane, n-hexane, dimethylfuran, cyclohexane, ethyl acetate, and toluene can be used. In a solvent having a boiling point (65 ° C.) lower than the boiling point of tetrahydrofuran, only the solvent volatilizes during heating and vaporization in a CVD process, and good deposition of raw material components cannot be obtained. On the other hand, those having a boiling point exceeding 150 ° C. are not polymerized at the time of heating, or hinder good vaporization of the raw materials, so that the effects of the present invention were not obtained. Therefore, the organic solvent used together with tetrahydrofuran in the present invention has a boiling point of tetrahydrofuran (65
° C) and 150 ° C or lower. Although the details of the effect of this organic solvent are not clear, tetrahydrofuran is a solution in which an organic metal is dissolved, and it shows that even when heated at a temperature lower than the vaporization temperature of the organic metal itself, good vaporizability is obtained, and the raw material is decomposed. It is considered that this has a function of enabling stable feeding into the reaction section while preventing the reaction. It is presumed that an organic solvent having a boiling point higher than the boiling point of tetrahydrofuran (65 ° C.) and 150 ° C. or lower suppresses excessive vaporization of tetrahydrofuran due to heating during vaporization and functions to stabilize the state of the solution. It is necessary to use at least one of an organic solvent having a boiling point of and a tetrahydrofuran. Although the details of this effect are not clear, from the above experimental results, decomposition of the raw material due to heating is suppressed, and by adding it to the conventional raw material, an adduct having a lower boiling point than the raw material is formed. It is presumed that at the same time, the adduct functions to stably transport the adduct to the reaction section.

【0020】[0020]

【発明の効果】この発明は、以上説明した通り、周期率
表のIAないしIVA族金属原子が有機基と結合した有
機金属化合物、並びにこの有機金属化合物を溶解し、テ
トラヒドロフランおよびテトラヒドロフランの沸点より
も高くかつ150℃以下の沸点を有する有機溶剤からな
る溶媒を備えたものを用いることにより、組成の制御性
が向上し、良好な特性を有するフッ化物ガラスが再現性
よく高速に合成できるフッ化物ガラス用CVD原料を得
ることができる。
As described above, the present invention relates to an organometallic compound in which a metal atom belonging to Group IA or IVA of the periodic table is bonded to an organic group, and to dissolve the organometallic compound and to increase the boiling point of tetrahydrofuran and tetrahydrofuran. By using a solvent having a high organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or less, the controllability of the composition is improved, and a fluoride glass having good properties can be synthesized with good reproducibility and high speed. CVD raw material can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明と従来例を比較するフッ化物ガラス材
料のスペクトル図である。
FIG. 1 is a spectrum diagram of a fluoride glass material comparing the present invention with a conventional example.

【図2】この発明と従来例を比較するフッ化物ガラス材
料のスペクトル図である。
FIG. 2 is a spectrum diagram of a fluoride glass material comparing the present invention with a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A1 実施例1のフッ化物ガラス材料のスペクトル A2 実施例2のフッ化物ガラス材料のスペクトル B1 比較例1のフッ化物ガラス材料のスペクトル B2 比較例2のフッ化物ガラス材料のスペクトル A1 Spectrum of the fluoride glass material of Example 1 A2 Spectrum of the fluoride glass material of Example 2 B1 Spectrum of the fluoride glass material of Comparative Example 1 B2 Spectrum of the fluoride glass material of Comparative Example 2

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G02B 6/00 356 G02B 6/00 356A (72)発明者 今田 勝大 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (72)発明者 渡井 久男 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (72)発明者 佐藤 建 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電 機株式会社 材料デバイス研究所内 (56)参考文献 特開 平2−275726(JP,A) 特開 平5−117855(JP,A) 特開 平5−132776(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03B 8/04 C03B 37/018 C23C 16/18 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI G02B 6/00 356 G02B 6/00 356A (72) Inventor Katsuhiro Imada 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Hisao Watai 8-1-1, Tsukaguchi-Honcho, Amagasaki-shi Mitsubishi Electric Corporation In-Materials Research Laboratory (72) Inventor, Takeshi Sato 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi Mitsubishi Electric (56) References JP-A-2-275726 (JP, A) JP-A-5-117855 (JP, A) JP-A-5-132776 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 6 , DB name) C03B 8/04 C03B 37/018 C23C 16/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 周期率表のIAないしIVA族金属原子
が有機基と結合した有機金属化合物、並びにこの有機金
属化合物を溶解し、テトラヒドロフランおよびテトラヒ
ドロフランの沸点よりも高くかつ150℃以下の沸点を
有する有機溶剤からなる溶媒を備えたフッ化物ガラス用
CVD原料。
1. An organometallic compound in which a metal atom belonging to Group IA to IVA of the periodic table is bonded to an organic group, and a compound which dissolves the organometallic compound and has a boiling point higher than the boiling point of tetrahydrofuran and tetrahydrofuran and not higher than 150 ° C. CVD raw material for fluoride glass provided with a solvent composed of an organic solvent.
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