JP5660657B2 - 高屈折率合成シリカガラスの製造方法、該方法に用いるマッフル炉、及び該方法により得られるシリカガラス - Google Patents
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Description
MV内部:H2−2/(O2tr+O2−1+O2−3/2)
MV実算:(H2−2/2+H2−4/2)/O2−3
式中、trは中心反応物ノズルの乾燥酸素を表す。混合比は要求されたOH含量に従って広範囲に亘って変更可能である。その変更範囲は1.7〜2.5であるが、好ましくは1.9〜2.3の範囲内である。
Claims (15)
- a)燃焼チャンバー中に燃料、酸化剤及びガス状珪素化合物が含まれるガス流を生成させ、該ガス状珪素化合物をフレーム加水分解及び化学的酸化処理によってSiO2粒子へ変換させる工程、及び
b)燃焼チャンバー中のターゲットのターゲット面上へSiO2粒子を蒸着させる工程、から構成されるマッフル炉燃焼チャンバー中における合成シリカガラスの製造方法であって、
前記燃焼チャンバーは、チャンバー壁部によって境界が設けられ、及びガス供給口が設けられた前端部とガス排出口が設けられた後端部を有し、前記チャンバー壁部及び前記排出口は燃焼チャンバーの縦軸に対して回転対称に配置され、及び前記燃焼チャンバーはガス供給口からガス排出口の方へ向けて幅広になっており、
ガス流は、燃焼チャンバーの前記前端部に配置された珪素化合物を供給するための中心ノズル、前記中心ノズルに対して同心円状に間隔を空けて配置された酸化剤を供給するための第一リング形状ノズル、及び前記中心ノズルに対して同心円状に配置された、第一リング形状ノズルの直径よりもさらに大きい直径から成る第二リング形状ノズルから成る少なくとも3本のノズルによって生成され、及び
第一リング形状ノズルは第一リングギャップを有し、及び第二リング形状ノズルは第二リングギャップを有し、第二リングギャップ面積の第一リングギャップ面積に対する比が1:4〜1:6.1の範囲内にあることを特徴とする前記合成シリカガラスの製造方法。 - SiCl4がキャリアガスとしての乾燥酸素といっしょに中心ノズルから供給されることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 消費されたガスを除去する工程がさらに含まれることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 消費されたガスが3〜250ミリバールの圧力下での排気又は吸引によって除去されることを特徴とする請求項3項記載の方法。
- ノズル及び吸引のための空間の少なくとも99%がマッフル炉の壁部によって提供されることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- ターゲットのターゲット面温度が、蒸着工程中、1600℃以上となることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 酸化剤及び燃料を、前記中心ノズルの周囲に同心円状に交互に配置された少なくとも4個のリングノズルを通して燃焼チャンバー内へ送り込む工程がさらに含まれることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- 燃焼チャンバーに、ターゲットのターゲット面を200mm以上越えて延びるハウジングが備えられることを特徴とする請求項1項記載の方法。
- マッフル炉壁部内に収容された、縦軸を有し、かつ前部ガス供給口開口部及び後部ガス排出口開口部が設けられ、さらにガス供給口開口部からガス排出口開口部へ向けて幅広になっている燃焼チャンバーであって、さらに前記壁部、前記供給口開口部及び前記排出口開口部が前記縦軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とした前記燃焼チャンバーと、
前記縦軸上の前部供給口開口部付近に配置されるガス状珪素化合物を供給するための中心ノズルと、
前記中心ノズルに対して同心円状に間隔を空けて配置される酸化剤を供給するための第一リング形状ノズルと、
前記中心ノズルに対して同様に同心円状に配置される、第一リング形状ノズルの直径よりも大きい直径をもつ第二リング形状ノズルから構成され、
かつ、第一リング形状ノズルが第一リングギャップを有し、及び第二リング形状ノズルが第二リングギャップを有し、該第二リングギャップ面積の第一リングギャップ面積に対する比が1:4〜1:6.1の範囲内とされることを特徴とする、合成シリカガラス製造用マッフル炉。 - 燃焼チャンバー中におけるターゲット面上へのSiO2粒子の蒸着によって生成されるロール形状シリカガラス体の成長を検知し、さらにシリカガラス体を該シリカガラス体が成長した長さにほぼ等しい距離分燃焼チャンバーからチャンバー外へ移動させる調整モーターを制御するオプトエレクトロニクス装置がさらに含まれることを特徴とする請求項9項記載のマッフル炉。
- シリカガラス体の直径に対する最大直径の比が1.3:1〜2.5:1の範囲内となる最大直径を持つことを特徴とする請求項10項記載のマッフル炉。
- 燃焼チャンバーに、前記オプトエレクトロニクス装置を200mm以上越えて延びるハウジングが備えられることを特徴とする請求項10項または11項記載のマッフル炉。
- 前記ハウジングに下部及び上部が設けられ、該下部は該上部から前記縦軸に沿って前記上部の長さの少なくとも1.1倍に相当する距離だけ外側へ延びていることを特徴とする請求項12項記載のマッフル炉。
- 前記ハウジングの下部の一方の端部に、燃焼チャンバー内部を閉塞するための半リング形状閉塞部材が備えられることを特徴とする請求項13項記載のマッフル炉。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の方法によって得られる、放射屈折率が5×10 −6 未満であり、透過率が99.4%/cm以上であり、レーザ誘導蛍光ピーク比が430nm及び650nmで1:1.3である合成シリカガラス。
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