JP3054412B2 - 耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線光学素子およびその製造方法 - Google Patents
耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線光学素子およびその製造方法Info
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- JP3054412B2 JP3054412B2 JP11121889A JP12188999A JP3054412B2 JP 3054412 B2 JP3054412 B2 JP 3054412B2 JP 11121889 A JP11121889 A JP 11121889A JP 12188999 A JP12188999 A JP 12188999A JP 3054412 B2 JP3054412 B2 JP 3054412B2
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐紫外線・耐放射線
シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線
光学素子およびその製造方法に係り、詳しくは、紫外線
や放射線による透過率の悪化を抑制することが可能な耐
紫外線・耐放射線シリカガラスおよび当該耐紫外線・耐
放射線シリカガラスによって形成された耐紫外線・耐放
射線光学素子、当該耐紫外線・耐放射線シリカガラスお
よび当該耐紫外線・耐放射線光学素子の製造方法に関す
るものである。
シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線
光学素子およびその製造方法に係り、詳しくは、紫外線
や放射線による透過率の悪化を抑制することが可能な耐
紫外線・耐放射線シリカガラスおよび当該耐紫外線・耐
放射線シリカガラスによって形成された耐紫外線・耐放
射線光学素子、当該耐紫外線・耐放射線シリカガラスお
よび当該耐紫外線・耐放射線光学素子の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】近
年、シリカガラスによって形成された光学素子（例え
ば、光ファイバや光誘起ブラッグ格子などの光導波路素
子、レンズ、光変調器、光偏向器、光ファイバを用いた
ライトガイド、フォトマスクなど）を紫外光にて使用す
ることが求められている。
年、シリカガラスによって形成された光学素子（例え
ば、光ファイバや光誘起ブラッグ格子などの光導波路素
子、レンズ、光変調器、光偏向器、光ファイバを用いた
ライトガイド、フォトマスクなど）を紫外光にて使用す
ることが求められている。
【０００３】特に、エキシマレーザリソグラフィー用フ
ォトマスク、紫外線硬化樹脂の照射用の紫外光伝送用ラ
イトガイドや、微細加工分野や医療分野などに使用され
る紫外光（特に、エキシマレーザ光）の伝送用光ファイ
バおよびライトガイドにおいては、より短波長で且つ光
パワーの大きな紫外光を伝送させることが要求されてい
る。例えば、紫外線硬化樹脂の照射用に使用した場合、
紫外光の短波長化および光パワーの増大により、樹脂の
硬化時間短縮につながるなど、短波長高出力の紫外光の
特性を最大限に活かすことができる。
ォトマスク、紫外線硬化樹脂の照射用の紫外光伝送用ラ
イトガイドや、微細加工分野や医療分野などに使用され
る紫外光（特に、エキシマレーザ光）の伝送用光ファイ
バおよびライトガイドにおいては、より短波長で且つ光
パワーの大きな紫外光を伝送させることが要求されてい
る。例えば、紫外線硬化樹脂の照射用に使用した場合、
紫外光の短波長化および光パワーの増大により、樹脂の
硬化時間短縮につながるなど、短波長高出力の紫外光の
特性を最大限に活かすことができる。
【０００４】しかし、シリカガラスに紫外光を伝送させ
ると、シリカガラス中に構造欠陥が生じて透過率が悪化
するという問題がある。このシリカガラスの透過率の悪
化は、紫外光が短波長であるほど、また、光パワーが大
きいほど顕著にあらわれる。そのため、光源としてエキ
シマレーザを使用する際には、ＫｒＦエキシマレーザ
（波長：２４８ｎｍ）→ＡｒＦエキシマレーザ（波長：
１９３ｎｍ）→Ｆ2エキシマレーザ（波長：１５７ｎ
ｍ）の順番で透過率は悪化する。また、光源として光パ
ワーの小さなランプ類（ハロゲンランプ、重水素ランプ
など）を使用する場合よりも、光パワーの大きなレーザ
（ＫｒＦ，ＡｒＦ、Ｆ2などの各種エキシマレーザ）を
使用する場合の方が透過率は悪化する。
ると、シリカガラス中に構造欠陥が生じて透過率が悪化
するという問題がある。このシリカガラスの透過率の悪
化は、紫外光が短波長であるほど、また、光パワーが大
きいほど顕著にあらわれる。そのため、光源としてエキ
シマレーザを使用する際には、ＫｒＦエキシマレーザ
（波長：２４８ｎｍ）→ＡｒＦエキシマレーザ（波長：
１９３ｎｍ）→Ｆ2エキシマレーザ（波長：１５７ｎ
ｍ）の順番で透過率は悪化する。また、光源として光パ
ワーの小さなランプ類（ハロゲンランプ、重水素ランプ
など）を使用する場合よりも、光パワーの大きなレーザ
（ＫｒＦ，ＡｒＦ、Ｆ2などの各種エキシマレーザ）を
使用する場合の方が透過率は悪化する。
【０００５】そこで、紫外光の照射によるシリカガラス
の透過率の悪化を抑制する（すなわち、紫外線耐性を向
上させる）ために、シリカガラス中の水酸基濃度を高め
る技術が提案されている（特開平４−３４２４２７号、
特開平４−３４２４３６号など）。
の透過率の悪化を抑制する（すなわち、紫外線耐性を向
上させる）ために、シリカガラス中の水酸基濃度を高め
る技術が提案されている（特開平４−３４２４２７号、
特開平４−３４２４３６号など）。
【０００６】しかし、シリカガラス中の水酸基濃度が高
くなると紫外吸収端の波長が長くなるため、短波長（特
に真空紫外域）の紫外光を伝送させることができなくな
るという問題がある。ところで、シリカガラスの紫外線
耐性を向上させれば、放射線の照射によるシリカガラス
の透過率の悪化を抑制する（すなわち、放射線耐性を向
上させる）こともできる。
くなると紫外吸収端の波長が長くなるため、短波長（特
に真空紫外域）の紫外光を伝送させることができなくな
るという問題がある。ところで、シリカガラスの紫外線
耐性を向上させれば、放射線の照射によるシリカガラス
の透過率の悪化を抑制する（すなわち、放射線耐性を向
上させる）こともできる。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、紫外吸収端の波長を長
くすることなく、優れた紫外線耐性および放射線耐性を
得ることが可能な耐紫外線・耐放射線シリカガラスを提
供することにある。また、当該耐紫外線・耐放射線シリ
カガラスによって形成された耐紫外線・耐放射線光学素
子、当該耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよび当該耐
紫外線・耐放射線光学素子の製造方法を提供することに
ある。
れたものであって、その目的は、紫外吸収端の波長を長
くすることなく、優れた紫外線耐性および放射線耐性を
得ることが可能な耐紫外線・耐放射線シリカガラスを提
供することにある。また、当該耐紫外線・耐放射線シリ
カガラスによって形成された耐紫外線・耐放射線光学素
子、当該耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよび当該耐
紫外線・耐放射線光学素子の製造方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の耐紫外線・耐放射線シリ
カガラスの製造方法は、シリカガラスに紫外線を照射し
て該シリカガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生さ
せる工程と、該紫外線照射の後に又は紫外線照射と同時
に熱処理を施して前記構造欠陥を取り除く工程とを含む
ことを特徴とする。
めになされた請求項１に記載の耐紫外線・耐放射線シリ
カガラスの製造方法は、シリカガラスに紫外線を照射し
て該シリカガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生さ
せる工程と、該紫外線照射の後に又は紫外線照射と同時
に熱処理を施して前記構造欠陥を取り除く工程とを含む
ことを特徴とする。
【０００９】次に、請求項２に記載の耐紫外線・耐放射
線光学素子の製造方法は、請求項１に記載の耐紫外線・
耐放射線シリカガラスの製造方法によって形成された耐
紫外線・耐放射線シリカガラスを用いることを特徴とす
る。次に、請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シリカ
ガラスは、請求項１記載の紫外線照射工程と熱処理工程
が施されたことを特徴とする。
線光学素子の製造方法は、請求項１に記載の耐紫外線・
耐放射線シリカガラスの製造方法によって形成された耐
紫外線・耐放射線シリカガラスを用いることを特徴とす
る。次に、請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シリカ
ガラスは、請求項１記載の紫外線照射工程と熱処理工程
が施されたことを特徴とする。
【００１０】次に、請求項４に記載の耐紫外線・耐放射
線光学素子は、請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シ
リカガラスによって形成されたことを特徴とする。 （作用） 請求項１に記載の発明によれば、紫外線照射によりシリ
カガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生させ、次に
又は紫外線照射と同時に、その構造欠陥を熱処理によっ
て取り除くことで、シリカガラス中のＳｉ−Ｏ−Ｓｉネ
ットワークの結合角の平均が処理前の値に比べて広が
り、構造緩和が進んで構造的に安定なガラスとなり、紫
外線照射および放射線照射による欠陥の生成が抑制され
る。従って、シリカガラス中の水酸基濃度を増大させる
ことにより紫外線耐性および放射線耐性を向上させるわ
けではないため、紫外吸収端の波長は長くならない。
線光学素子は、請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シ
リカガラスによって形成されたことを特徴とする。 （作用） 請求項１に記載の発明によれば、紫外線照射によりシリ
カガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生させ、次に
又は紫外線照射と同時に、その構造欠陥を熱処理によっ
て取り除くことで、シリカガラス中のＳｉ−Ｏ−Ｓｉネ
ットワークの結合角の平均が処理前の値に比べて広が
り、構造緩和が進んで構造的に安定なガラスとなり、紫
外線照射および放射線照射による欠陥の生成が抑制され
る。従って、シリカガラス中の水酸基濃度を増大させる
ことにより紫外線耐性および放射線耐性を向上させるわ
けではないため、紫外吸収端の波長は長くならない。
【００１１】尚、前記結合角の変化は、赤外吸収測定に
よる２２６０ｃｍ-1付近の赤外吸収ピーク位置を分析す
れば明らかにできる。具体的には、シリカガラスの構造
緩和が進むほど（すなわち、紫外線耐性および放射線耐
性が向上するほど）赤外吸収測定による２２６０ｃｍ-1
付近の赤外吸収ピーク位置は、約２２５５ｃｍ-1〜約２
２７５ｃｍ-1の範囲で高波数側（低波長側）にシフトす
る。
よる２２６０ｃｍ-1付近の赤外吸収ピーク位置を分析す
れば明らかにできる。具体的には、シリカガラスの構造
緩和が進むほど（すなわち、紫外線耐性および放射線耐
性が向上するほど）赤外吸収測定による２２６０ｃｍ-1
付近の赤外吸収ピーク位置は、約２２５５ｃｍ-1〜約２
２７５ｃｍ-1の範囲で高波数側（低波長側）にシフトす
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態について説明する。本実施形態においては、純粋シ
リカガラスに対して紫外線照射処理後に熱処理を行うこ
とにより、紫外吸収端の波長を長くすることなく、紫外
線耐性および放射線耐性を向上させることが可能なシリ
カガラスを得ることができる。
形態について説明する。本実施形態においては、純粋シ
リカガラスに対して紫外線照射処理後に熱処理を行うこ
とにより、紫外吸収端の波長を長くすることなく、紫外
線耐性および放射線耐性を向上させることが可能なシリ
カガラスを得ることができる。
【００１３】図１は、本実施形態の作用を説明するため
の実験結果を示す特性図である。まず、純粋シリカガラ
スのバルクによって形成された以下のサンプルＡ〜Ｃを
用意した。 サンプルＡ：純粋シリカガラスに対して紫外線照射処理
（ＡｒＦエキシマレーザ照射（１０万ショット））後に
熱処理（１２００℃の電気炉中で１５時間）を行ったも
の。
の実験結果を示す特性図である。まず、純粋シリカガラ
スのバルクによって形成された以下のサンプルＡ〜Ｃを
用意した。 サンプルＡ：純粋シリカガラスに対して紫外線照射処理
（ＡｒＦエキシマレーザ照射（１０万ショット））後に
熱処理（１２００℃の電気炉中で１５時間）を行ったも
の。
【００１４】サンプルＢ：純粋シリカガラスに対して熱
処理（１２００℃の電気炉中で１５時間）のみを行った
もの。 サンプルＣ：紫外線照射処理も熱処理も行わない純粋シ
リカガラス。次に、各サンプルＡ〜Ｃに対してＡｒＦエ
キシマレーザ（照射強度：１５ｍＪ／ｃｍ2）を照射
し、その照射ショット数に対する紫外光（波長：２００
ｎｍ）の透過率の減少度合を測定した。
処理（１２００℃の電気炉中で１５時間）のみを行った
もの。 サンプルＣ：紫外線照射処理も熱処理も行わない純粋シ
リカガラス。次に、各サンプルＡ〜Ｃに対してＡｒＦエ
キシマレーザ（照射強度：１５ｍＪ／ｃｍ2）を照射
し、その照射ショット数に対する紫外光（波長：２００
ｎｍ）の透過率の減少度合を測定した。
【００１５】その結果、各サンプルＢ，Ｃでは、ＡｒＦ
エキシマレーザの照射ショット数が増大するほど透過率
が大きく減少することが認められた。それに対して、サ
ンプルＡでは、照射ショット数が増大しても透過率はほ
とんど減少しないことが認められた。
エキシマレーザの照射ショット数が増大するほど透過率
が大きく減少することが認められた。それに対して、サ
ンプルＡでは、照射ショット数が増大しても透過率はほ
とんど減少しないことが認められた。
【００１６】このように、サンプルＡが優れた紫外線耐
性を得られるのは、まず、紫外線照射処理を行ってシリ
カガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生させ、次
に、その構造欠陥を熱処理を行って取り除くことで、シ
リカガラス中のＳｉ−Ｏ−Ｓｉネットワークの結合角の
平均が処理前の値に比べて広がり、構造緩和が進んで構
造的に安定なガラスとなり、紫外線照射による欠陥の生
成が抑制されるためである。
性を得られるのは、まず、紫外線照射処理を行ってシリ
カガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生させ、次
に、その構造欠陥を熱処理を行って取り除くことで、シ
リカガラス中のＳｉ−Ｏ−Ｓｉネットワークの結合角の
平均が処理前の値に比べて広がり、構造緩和が進んで構
造的に安定なガラスとなり、紫外線照射による欠陥の生
成が抑制されるためである。
【００１７】従って、サンプルＡのシリカガラス中の水
酸基濃度を増大させることにより紫外線耐性を向上させ
るわけではないため、紫外吸収端の波長は長くならず、
真空紫外域までの短波長の紫外光を伝送させることがで
きる。ところで、シリカガラスの紫外線耐性を向上させ
れば、放射線耐性を向上させることもできる。そのた
め、優れた紫外線耐性が得られたサンプルＡは、優れた
放射線耐性をも得られることになる。。
酸基濃度を増大させることにより紫外線耐性を向上させ
るわけではないため、紫外吸収端の波長は長くならず、
真空紫外域までの短波長の紫外光を伝送させることがで
きる。ところで、シリカガラスの紫外線耐性を向上させ
れば、放射線耐性を向上させることもできる。そのた
め、優れた紫外線耐性が得られたサンプルＡは、優れた
放射線耐性をも得られることになる。。
【００１８】また、サンプルＡの初期透過率（ＡｒＦエ
キシマレーザを照射する前の紫外光の透過率）は、各サ
ンプルＢ，Ｃの初期透過率に比べて向上することも確認
された。尚、前記結合角の変化は、赤外吸収測定による
２２６０ｃｍ-1付近の赤外吸収ピーク位置を分析すれば
明らかにできる。つまり、シリカガラスの構造緩和が進
むほど（すなわち、紫外線耐性および放射線耐性が向上
するほど）赤外吸収測定による２２６０ｃｍ-1付近の赤
外吸収ピーク位置は、約２２５５ｃｍ-1〜約２２７５ｃ
ｍ-1の範囲で高波数側（低波長側）にシフトする。その
ため、赤外吸収測定による２２６０ｃｍ-1付近の赤外吸
収ピーク位置を分析すれば、各サンプルＡ〜Ｃが混在す
る中からサンプルＡを容易に識別することができる。
キシマレーザを照射する前の紫外光の透過率）は、各サ
ンプルＢ，Ｃの初期透過率に比べて向上することも確認
された。尚、前記結合角の変化は、赤外吸収測定による
２２６０ｃｍ-1付近の赤外吸収ピーク位置を分析すれば
明らかにできる。つまり、シリカガラスの構造緩和が進
むほど（すなわち、紫外線耐性および放射線耐性が向上
するほど）赤外吸収測定による２２６０ｃｍ-1付近の赤
外吸収ピーク位置は、約２２５５ｃｍ-1〜約２２７５ｃ
ｍ-1の範囲で高波数側（低波長側）にシフトする。その
ため、赤外吸収測定による２２６０ｃｍ-1付近の赤外吸
収ピーク位置を分析すれば、各サンプルＡ〜Ｃが混在す
る中からサンプルＡを容易に識別することができる。
【００１９】ところで、シリカガラスのバルクに対する
紫外線照射処理および熱処理については、以下の条件お
よび特徴があげられる。照射する紫外線の波長は、５０
ｎｍ〜３００ｎｍが適当であり、望ましくは１３０ｎｍ
〜２５０ｎｍ、特に望ましくは１５０ｎｍ〜２００ｎｍ
である。この波長範囲より長くなると紫外線耐性・放射
線耐性向上効果は小さくなる傾向があり、短くなると紫
外線耐性・放射線耐性向上効果は飽和する傾向がある。
紫外線照射処理および熱処理については、以下の条件お
よび特徴があげられる。照射する紫外線の波長は、５０
ｎｍ〜３００ｎｍが適当であり、望ましくは１３０ｎｍ
〜２５０ｎｍ、特に望ましくは１５０ｎｍ〜２００ｎｍ
である。この波長範囲より長くなると紫外線耐性・放射
線耐性向上効果は小さくなる傾向があり、短くなると紫
外線耐性・放射線耐性向上効果は飽和する傾向がある。
【００２０】照射する紫外線の強度は、０．０１ｍＪ／
ｃｍ2〜１０００ｍＪ／ｃｍ2が適当であり、望ましくは
１ｍＪ／ｃｍ2〜５００ｍＪ／ｃｍ2、特に望ましくは１
０ｍＪ／ｃｍ2〜３００ｍＪ／ｃｍ2である。この強度範
囲より強くなるとシリカガラスの劣化が大きくなる傾向
があり、弱くなると紫外線耐性・放射線耐性向上効果は
小さくなる傾向がある。
ｃｍ2〜１０００ｍＪ／ｃｍ2が適当であり、望ましくは
１ｍＪ／ｃｍ2〜５００ｍＪ／ｃｍ2、特に望ましくは１
０ｍＪ／ｃｍ2〜３００ｍＪ／ｃｍ2である。この強度範
囲より強くなるとシリカガラスの劣化が大きくなる傾向
があり、弱くなると紫外線耐性・放射線耐性向上効果は
小さくなる傾向がある。
【００２１】紫外線の照射時間は、紫外線透過率の減少
が確認される時間だけ照射する必要があり、紫外線透過
率の減少が飽和するまで照射すればより確実な紫外線耐
性・放射線耐性向上効果を得ることができる。電気炉に
よる熱処理温度は、１００℃〜１６００℃が適当であ
り、望ましくは２００℃〜１４００℃、特に望ましくは
３００℃〜１３００℃である。この温度範囲を外れると
紫外線耐性・放射線耐性向上効果は小さくなる傾向があ
る。尚、熱処理を行うには、電気炉を用いる方法だけで
なく、赤外線ランプ光を照射する方法（ランプアニール
法）や赤外線レーザ光を照射する方法（レーザアニール
法）など、どのような熱処理方法を用いてもよい。但
し、熱処理方法に関係なく、上記の温度条件を満たすよ
うにする必要がある。
が確認される時間だけ照射する必要があり、紫外線透過
率の減少が飽和するまで照射すればより確実な紫外線耐
性・放射線耐性向上効果を得ることができる。電気炉に
よる熱処理温度は、１００℃〜１６００℃が適当であ
り、望ましくは２００℃〜１４００℃、特に望ましくは
３００℃〜１３００℃である。この温度範囲を外れると
紫外線耐性・放射線耐性向上効果は小さくなる傾向があ
る。尚、熱処理を行うには、電気炉を用いる方法だけで
なく、赤外線ランプ光を照射する方法（ランプアニール
法）や赤外線レーザ光を照射する方法（レーザアニール
法）など、どのような熱処理方法を用いてもよい。但
し、熱処理方法に関係なく、上記の温度条件を満たすよ
うにする必要がある。
【００２２】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において以
下のような変更を加えてもよいことは言うまでもない。 （１）上記実施形態ではシリカガラスに対して紫外線照
射処理後に熱処理を行ったが、紫外線照射処理と熱処理
とを同時に行ってもよい。
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において以
下のような変更を加えてもよいことは言うまでもない。 （１）上記実施形態ではシリカガラスに対して紫外線照
射処理後に熱処理を行ったが、紫外線照射処理と熱処理
とを同時に行ってもよい。
【００２３】（２）本発明は、シリカガラスによって形
成された光ファイバに適用することができる。この場
合、シリカガラスから光ファイバを溶融紡糸した後に紫
外線照射処理および熱処理を行ってもよいし、シリカガ
ラスから光ファイバを溶融紡糸する工程で紫外線照射処
理および熱処理を行ってもよい。
成された光ファイバに適用することができる。この場
合、シリカガラスから光ファイバを溶融紡糸した後に紫
外線照射処理および熱処理を行ってもよいし、シリカガ
ラスから光ファイバを溶融紡糸する工程で紫外線照射処
理および熱処理を行ってもよい。
【００２４】尚、これらの場合、上記（１）と同様に、
紫外線照射処理後に熱処理を行ってもよく、紫外照射処
理と熱処理とを同時に行ってもよい。また、光ファイバ
に対する紫外線照射処理および熱処理の条件および特徴
は、前記したシリカガラスのバルクにおける条件および
特徴と同じである。
紫外線照射処理後に熱処理を行ってもよく、紫外照射処
理と熱処理とを同時に行ってもよい。また、光ファイバ
に対する紫外線照射処理および熱処理の条件および特徴
は、前記したシリカガラスのバルクにおける条件および
特徴と同じである。
【００２５】但し、光ファイバに対する紫外線照射処理
においては、光ファイバの端面側から紫外線照射を行っ
ても前記と同様の効果が得られるが、光ファイバの全長
が長い場合には、光ファイバに被覆を設けず、光ファイ
バの側面側から紫外線照射を行うことにより、紫外線照
射処理の高効率化を図ることが可能になる。
においては、光ファイバの端面側から紫外線照射を行っ
ても前記と同様の効果が得られるが、光ファイバの全長
が長い場合には、光ファイバに被覆を設けず、光ファイ
バの側面側から紫外線照射を行うことにより、紫外線照
射処理の高効率化を図ることが可能になる。
【００２６】また、光ファイバに対する熱処理におい
て、熱処理温度は、１００℃〜１６００℃が適当であ
り、望ましくは２００℃〜１４００℃、特に望ましくは
３００℃〜８００℃である。この温度範囲を外れると紫
外線耐性・放射線耐性向上効果は小さくなる傾向があ
る。そして、光ファイバにおける熱処理方法は、シリカ
ガラスのバルクの場合と同様に、どのような方法を用い
てもよい。
て、熱処理温度は、１００℃〜１６００℃が適当であ
り、望ましくは２００℃〜１４００℃、特に望ましくは
３００℃〜８００℃である。この温度範囲を外れると紫
外線耐性・放射線耐性向上効果は小さくなる傾向があ
る。そして、光ファイバにおける熱処理方法は、シリカ
ガラスのバルクの場合と同様に、どのような方法を用い
てもよい。
【００２７】尚、光ファイバでは、特に望ましい熱処理
温度の上限を８００℃と、シリカガラスのバルクにおい
て特に望ましい熱処理温度の上限である１３００℃に比
べて、５００℃だけ低くすることが望ましい。その理由
は、光ファイバでは、あまり高い温度で熱処理を行う
と、コアとクラッドの間で屈折率の差をつけるために添
加している添加物の拡散が起きてしまい、これが原因と
なって透過特性の劣化が生じるからである。
温度の上限を８００℃と、シリカガラスのバルクにおい
て特に望ましい熱処理温度の上限である１３００℃に比
べて、５００℃だけ低くすることが望ましい。その理由
は、光ファイバでは、あまり高い温度で熱処理を行う
と、コアとクラッドの間で屈折率の差をつけるために添
加している添加物の拡散が起きてしまい、これが原因と
なって透過特性の劣化が生じるからである。
【００２８】（３）本発明は、シリカガラスによって形
成された紫外光用の各種光学素子（例えば、光誘起ブラ
ッグ格子などの光導波路素子、レンズ、光変調器、光偏
向器、光ファイバを用いたライトガイド、フォトマスク
など）に適用することもできる。
成された紫外光用の各種光学素子（例えば、光誘起ブラ
ッグ格子などの光導波路素子、レンズ、光変調器、光偏
向器、光ファイバを用いたライトガイド、フォトマスク
など）に適用することもできる。
【００２９】尚、この場合も上記（１）と同様に、紫外
線照射処理および熱処理を行ったシリカガラスにて光学
素子を形成してもよく、光学素子を形成後に紫外線照射
処理および熱処理を行ってもよい。特に、エキシマレー
ザリソグラフィー用フォトマスク、紫外線硬化樹脂の照
射用の紫外光伝送用ライトガイドや、微細加工分野や医
療分野などに使用される紫外光（特に、エキシマレーザ
光）の伝送用光ファイバおよびライトガイドにおいて
は、より短波長で且つ光パワーの大きな紫外光を伝送さ
せることが切望されているため、本発明の効果を十分に
活かして需要に応えることができる。例えば、紫外線硬
化樹脂の照射用の紫外光伝送用ライトガイドに本発明を
適用した場合、紫外光の短波長化および光パワーの増大
により、樹脂の硬化時間短縮につながるなど、短波長高
出力の紫外光の特性を最大限に活かすことができる。
線照射処理および熱処理を行ったシリカガラスにて光学
素子を形成してもよく、光学素子を形成後に紫外線照射
処理および熱処理を行ってもよい。特に、エキシマレー
ザリソグラフィー用フォトマスク、紫外線硬化樹脂の照
射用の紫外光伝送用ライトガイドや、微細加工分野や医
療分野などに使用される紫外光（特に、エキシマレーザ
光）の伝送用光ファイバおよびライトガイドにおいて
は、より短波長で且つ光パワーの大きな紫外光を伝送さ
せることが切望されているため、本発明の効果を十分に
活かして需要に応えることができる。例えば、紫外線硬
化樹脂の照射用の紫外光伝送用ライトガイドに本発明を
適用した場合、紫外光の短波長化および光パワーの増大
により、樹脂の硬化時間短縮につながるなど、短波長高
出力の紫外光の特性を最大限に活かすことができる。
【００３０】
【００３１】（５）不純物を含まない純粋シリカガラス
のみでなく、水酸基やその他の添加物を含有したシリカ
ガラスに適用してもよい。尚、純粋シリカガラスに不純
物を添加すると、一般に、紫外線耐性および放射線耐性
が向上する反面、紫外吸収端の波長が長くなるため、光
学素子として使用する紫外線の波長に合わせて不純物の
種類および含有量を最適に調整する必要がある。
のみでなく、水酸基やその他の添加物を含有したシリカ
ガラスに適用してもよい。尚、純粋シリカガラスに不純
物を添加すると、一般に、紫外線耐性および放射線耐性
が向上する反面、紫外吸収端の波長が長くなるため、光
学素子として使用する紫外線の波長に合わせて不純物の
種類および含有量を最適に調整する必要がある。
【００３２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、紫外吸
収端の波長を長くすることなく、優れた紫外線耐性およ
び放射線耐性を有する耐紫外線・耐放射線シリカガラス
を製造できる。
収端の波長を長くすることなく、優れた紫外線耐性およ
び放射線耐性を有する耐紫外線・耐放射線シリカガラス
を製造できる。
【００３３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の優れた効果を備えた光学素子を製造でき
る。請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シリカガラス
は、紫外吸収端の波長を長くすることなく優れた紫外線
耐性および放射線耐性を有する。
に記載の発明の優れた効果を備えた光学素子を製造でき
る。請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シリカガラス
は、紫外吸収端の波長を長くすることなく優れた紫外線
耐性および放射線耐性を有する。
【００３４】請求項４に記載の光学素子は、請求項３に
記載の耐紫外線・耐放射線シリカガラスの優れた紫外線
耐性および放射線耐性を有する。
記載の耐紫外線・耐放射線シリカガラスの優れた紫外線
耐性および放射線耐性を有する。
【図１】本発明を具体化した一実施形態の作用を説明す
るための特性図。
るための特性図。
フロントページの続き (72)発明者 生嶋 明 愛知県名古屋市天白区久方２丁目12番１ 号 豊田工業大学内 (72)発明者 小谷 隆之 愛知県名古屋市中区千代田２丁目24番15 号 北川工業株式会社内 (72)発明者 那須田 尚吾 愛知県名古屋市中区千代田２丁目24番15 号 北川工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−29335（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−316445（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−342436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−143844（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−124337（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 20/00
Claims (4)
- 【請求項１】 シリカガラスに紫外線を照射して該シリ
カガラス中に多くの構造欠陥を積極的に発生させる工程
と、 該紫外線照射の後に又は紫外線照射と同時に熱処理を施
して前記構造欠陥を取り除く工程とを含むことを特徴と
する耐紫外線・耐放射線シリカガラスの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の耐紫外線・耐放射線シ
リカガラスの製造方法によって形成された耐紫外線・耐
放射線シリカガラスを用いることを特徴とする耐紫外線
・耐放射線光学素子の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の紫外線照射工程と熱処理
工程が施されたことを特徴とする耐紫外線・耐放射線シ
リカガラス。 - 【請求項４】 請求項３に記載の耐紫外線・耐放射線シ
リカガラスによって形成されたことを特徴とする耐紫外
線・耐放射線光学素子。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11121889A JP3054412B2 (ja) | 1998-07-15 | 1999-04-28 | 耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線光学素子およびその製造方法 |
| DE69916879T DE69916879T2 (de) | 1998-07-15 | 1999-07-14 | Faseroptische Vorrichtung, und Herstellungsverfahren dafür |
| EP01103165A EP1132352B1 (en) | 1998-07-15 | 1999-07-14 | Optical fiber apparatus and manufacturing method therefor |
| DE69915181T DE69915181T2 (de) | 1998-07-15 | 1999-07-14 | Quarzglas, optisches Element und gegen ultraviolette und radioaktive Strahlung resistente faseroptische Vorrichtung, und Herstellungsverfahren dafür |
| EP99113758A EP0972753B1 (en) | 1998-07-15 | 1999-07-14 | Silica glass, optical element and optical fiber apparatus resistant to ultraviolet rays and radioactive rays, and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-200565 | 1998-07-15 | ||
| JP20056598 | 1998-07-15 | ||
| JP11121889A JP3054412B2 (ja) | 1998-07-15 | 1999-04-28 | 耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線光学素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000086258A JP2000086258A (ja) | 2000-03-28 |
| JP3054412B2 true JP3054412B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=26459141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11121889A Expired - Fee Related JP3054412B2 (ja) | 1998-07-15 | 1999-04-28 | 耐紫外線・耐放射線シリカガラスおよびその製造方法、耐紫外線・耐放射線光学素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3054412B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6220772B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2017-10-25 | クアーズテック株式会社 | 石英ガラスルツボの製造方法 |
| CN115521079B (zh) * | 2022-09-29 | 2024-04-19 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种耐辐照光纤的后处理方法 |
-
1999
- 1999-04-28 JP JP11121889A patent/JP3054412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000086258A (ja) | 2000-03-28 |
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