JPH0761829A - Synthetic quartz glass optical member and its production - Google Patents

Synthetic quartz glass optical member and its production

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JPH0761829A
JPH0761829A JP5212001A JP21200193A JPH0761829A JP H0761829 A JPH0761829 A JP H0761829A JP 5212001 A JP5212001 A JP 5212001A JP 21200193 A JP21200193 A JP 21200193A JP H0761829 A JPH0761829 A JP H0761829A
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Abstract

PURPOSE:To provide an optical member efficiently and selectively cutting VUV light of <= approximately 200nm and good in transmittance on the side of longer wavelengths than a transmitting limit wavelength, and to provide a method for producing the same. CONSTITUTION:An optical member comprises synthetic quartz glass having metal impurity contents of <=50ppb, an internal transmittance of >=99.9% at 260-700nm, a transmitting limit wavelength of <=250nm and a wavelength inclination width of <=400nm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばオゾンフリ−U
V(紫外)ランプ、UV・VUV(真空紫外)域用光学
フィルタ−等に利用される、合成石英ガラス光学部材及
びその製造方法に関するものである。更に詳しくは、約
200nm以下のVUV光を効率良く選択的にカット
し、耐熱性の高い合成石英ガラス光学部材及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to, for example, ozone-free U.
The present invention relates to a synthetic quartz glass optical member used in a V (ultraviolet) lamp, an optical filter for UV / VUV (vacuum ultraviolet) region, and the like, and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a synthetic quartz glass optical member that efficiently and selectively cuts VUV light of about 200 nm or less and has high heat resistance, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学フィルタ−は可視域を対象と
していた。その光学フィルターには着色ガラスが用いら
れる。着色ガラスとは、ベ−スとなるガラス組成に、F
e,Ni,Co,等の遷移金属や、Nd,Pr,Er,
Ho等の希土類元素を着色剤として含有したものであ
り、溶融条件による酸化還元反応の制御、熱処理条件に
よる光の波長より微小な分散粒子のコロイド化等によ
り、分光透過率を調整したものである。着色ガラスを光
学フィルター、特にJIS B7113に規定されるシ
ャ−プカットフィルタ−(波長傾斜幅35nm、平均透
過率85%以上のもの)に用いる場合の性能は波長傾斜
幅、透過限界波長、平均透過率で表される。波長傾斜幅
とは、図2に示すように、吸収端付近の透過率が72%
となる波長Aと5%になる波長Bの間隔で表示される。
透過限界波長は、波長傾斜幅の中央にあたる波長を表
す。また、平均透過率は、波長A〜700nmまでの透
過率の平均値である。
2. Description of the Related Art Conventionally, optical filters have been targeted in the visible range. Colored glass is used for the optical filter. Colored glass is based on the glass composition that becomes F
e, Ni, Co, and other transition metals, Nd, Pr, Er,
It contains a rare earth element such as Ho as a colorant, and its spectral transmittance is adjusted by controlling the redox reaction under melting conditions and colloidizing dispersed particles smaller than the wavelength of light under heat treatment conditions. . When the colored glass is used as an optical filter, particularly as a sharp cut filter defined by JIS B7113 (wavelength inclination width of 35 nm, average transmittance of 85% or more), the performance is wavelength inclination width, transmission limit wavelength, average transmission. Expressed as a rate. As shown in Fig. 2, the wavelength inclination width means that the transmittance near the absorption edge is 72%.
It is displayed at an interval between the wavelength A of 5% and the wavelength B of 5%.
The transmission limit wavelength represents a wavelength corresponding to the center of the wavelength gradient width. Further, the average transmittance is an average value of the transmittances from the wavelength A to 700 nm.

【0003】可視域より短波長の光学フィルターとして
は、透過限界波長が400nm以下のTi4+、Ce4+等
を含有する鉛ガラス着色ガラスがある。また、紫外用と
しては、Fe等の不純物の少ない燐酸塩または珪酸塩ガ
ラスが多く用いられるが、紫外限界透過率は最も短波長
なもので、フィルタ−No.UV22の220nmであ
る。従って、それ以下の波長の光を選択的にカットまた
は透過する様なフィルタ−用ガラス材料は実質上存在し
なかった。
As an optical filter having a wavelength shorter than the visible range, there is lead glass colored glass containing Ti4 +, Ce4 +, etc., having a transmission limit wavelength of 400 nm or less. Further, for ultraviolet use, phosphate or silicate glass containing few impurities such as Fe is often used, but the ultraviolet limit transmittance is the shortest wavelength, and the filter No. It is 220 nm of UV22. Therefore, there is substantially no glass material for a filter that selectively cuts or transmits light having a wavelength shorter than that.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したようにフィル
タ−ガラスの透過限界波長は、最も短いものでフィルタ
−No.UV22の220nm程度である。また、紫外
域で使用される着色ガラスのベースとなるガラス組成は
燐酸塩あるいは珪酸塩ガラスが多く、Corex、Uv
iol、Vita、あるいはリンデマンガラスのような
ホウ酸塩ガラスである。これらのベースガラス組成のフ
ィルターガラスの透過限界波長は、Corexで218
nm、Uviolで268nm、Vitaで252nm
程度である。
As described above, the transmission limit wavelength of the filter-glass is the shortest and the filter-No. It is about 220 nm of UV22. In addition, the glass composition that is the base of the colored glass used in the ultraviolet region is mostly phosphate or silicate glass, and Corex, Uv
Borate glass such as iol, Vita, or Lindeman glass. The transmission limit wavelength of the filter glass having these base glass compositions is 218 in Corex.
nm, 268 nm for Uviol, 252 nm for Vita
It is a degree.

【0005】そこで、石英ガラスをベースとして用いて
透過限界波長の短いフィルターガラスを構成することが
考えられる。例えば、溶融石英ガラスであれば、透過限
界波長は210nm程度である。しかしながら、主に水
晶または硅石を原料としたベルヌイ法で合成された溶融
石英ガラスでは原料中に例えば、Al、Fe、Ti、N
a等の不純物金属元素を0.1〜数ppmを必然的に含
んでいる。この為、これらの不純物濃度に依存して、約
250nm以上の透過率が低くなり、本来の透過限界波
長(210nm)よりも長波長側の透過率が低くなる。
また、250nm吸収帯のほかにも構造欠陥等に依存す
る吸収帯が多数存在し、透過限界波長より長波長側の内
部透過率が低下し、光学フィルターとしての性能が低下
する。さらに、波長傾斜幅が広いので、シャープカット
フィルターを得ることは難しい。
Therefore, it is possible to construct a filter glass having a short transmission limit wavelength by using quartz glass as a base. For example, in the case of fused silica glass, the transmission limit wavelength is about 210 nm. However, in the fused silica glass synthesized by the Bernoulli method mainly using quartz or silica as a raw material, for example, Al, Fe, Ti, N
Inevitably, 0.1 to several ppm of the impurity metal element such as a is contained. Therefore, the transmittance of about 250 nm or more becomes low depending on the concentration of these impurities, and the transmittance on the long wavelength side becomes lower than the original transmission limit wavelength (210 nm).
In addition to the 250 nm absorption band, there are many absorption bands that depend on structural defects, etc., and the internal transmittance on the longer wavelength side than the transmission limit wavelength decreases, and the performance as an optical filter decreases. Furthermore, it is difficult to obtain a sharp cut filter because the wavelength tilt width is wide.

【0006】本発明は、このような問題を解決し、約2
00nm以下のVUV光を効率良く選択的にカットし、
透過限界波長よりも長波長側では透過率の良い光学部材
及びその製造方法を提供することを目的とする。
The present invention solves such a problem and provides about 2
Efficiently and selectively cut VUV light of 00 nm or less,
It is an object of the present invention to provide an optical member having a good transmittance on a wavelength side longer than a transmission limit wavelength and a manufacturing method thereof.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
ベースガラス組成として各金属不純物が50ppb以下であ
り、260nm以上の内部透過率が良好な合成石英ガラ
スを用いることを考えた。上述したように、金属不純物
は250nm以上の透過率を低下させるが、合成石英ガ
ラスの金属不純物濃度を50ppb以下にすることにより、
透過限界波長より長波長側の内部透過率を99.9%以上と
することが可能である。合成石英ガラスの本来の透過限
界波長は約160nmである。
Therefore, the present inventors have
As a base glass composition, it was considered to use a synthetic quartz glass in which each metal impurity is 50 ppb or less and which has a good internal transmittance of 260 nm or more. As described above, metal impurities reduce the transmittance of 250 nm or more, but by setting the metal impurity concentration of synthetic quartz glass to 50 ppb or less,
The internal transmittance on the longer wavelength side than the transmission limit wavelength can be set to 99.9% or more. The original transmission limit wavelength of synthetic quartz glass is about 160 nm.

【0008】そこで、本発明者らは、合成石英ガラスの
透過率特性と、合成条件及び熱処理条件との関係を長年
に渡り鋭意研究した結果、以下の事が解った。250nm
以下の吸収帯を生成する石英ガラスの製造方法におい
て、 合成石英ガラス素材を水素ガス中またはその他の還元
ガス中または真空中で、800℃以上で熱処理する事
で、175nm(7.1eV)を中心波長とする半値幅
約1.05eVの比較的ブロ−ドな吸収帯が生成する。
この吸収帯は処理温度の上昇や、処理時間が長いと増加
する。 カ−ボン容器等を使用して、合成石英ガラス素材を水
素ガス中またはその他の還元ガス中または不活性ガス中
または真空中1000〜1800℃で熱処理するとと
同一の吸収帯が生成する。 火炎加水分解法により合成石英ガラス素材を合成する
際に、還元性雰囲気で合成する事でと同様な吸収帯が
発生する。
Therefore, the present inventors have conducted extensive studies for many years on the relationship between the transmittance characteristics of synthetic quartz glass and the synthesis conditions and heat treatment conditions, and as a result, have found the following. 250 nm
In the method for producing quartz glass that produces the following absorption bands, the synthetic quartz glass material is subjected to heat treatment at 800 ° C. or higher in hydrogen gas or other reducing gas or in vacuum, so that the center of 175 nm (7.1 eV) A relatively broad absorption band having a half-value width of about 1.05 eV as a wavelength is generated.
This absorption band increases as the processing temperature rises and the processing time increases. When a synthetic quartz glass material is heat-treated at 1000 to 1800 ° C. in hydrogen gas, other reducing gas, inert gas or vacuum using a carbon container or the like, the same absorption band is produced. When synthesizing a synthetic quartz glass material by the flame hydrolysis method, an absorption band similar to that obtained by synthesizing in a reducing atmosphere is generated.

【0009】よって、本発明は上記の製造方法により、
各金属不純物が50ppb以下の合成石英ガラスからなり、
260nm〜700nmの内部透過率が99.9%以上、透
過限界波長が250nm以下、波長傾斜幅が40nm以
下であることを特徴とする合成石英ガラス光学部材を提
供するものである。ここで、内部透過率とは、光学ガラ
スの反射損失を含まない分光透過率をいう(日本光学硝
子工業会規格 JOGIS17より引用)。
Therefore, according to the present invention, according to the above-mentioned manufacturing method,
Each metallic impurity consists of synthetic quartz glass with 50 ppb or less,
The present invention provides a synthetic quartz glass optical member having an internal transmittance of 99.9% or more at 260 nm to 700 nm, a transmission limit wavelength of 250 nm or less, and a wavelength inclination width of 40 nm or less. Here, the internal transmittance refers to a spectral transmittance that does not include reflection loss of optical glass (quoted from Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS17).

【0010】さらに、従来の光学フィルターの透過限界
波長は、ガラスの組成によって決まるものであるのに対
し、本発明においては、160〜250nmの間に形成
する吸収帯によるものである。このことから、処理条件
を調整することにより、光学フィルターの透過限界波長
を160〜250nmの間の任意の値に制御することが
可能となった。
Further, the transmission limit wavelength of the conventional optical filter is determined by the composition of glass, whereas in the present invention, it is due to the absorption band formed between 160 and 250 nm. From this, by adjusting the processing conditions, it became possible to control the transmission limit wavelength of the optical filter to an arbitrary value between 160 and 250 nm.

【0011】よって、本発明は、熱処理時の処理条件を
調整することにより、透過限界波長を160〜250n
mの任意の値に設定することを特徴とする合成石英ガラ
ス光学部材の製造方法を提供するものである。
Therefore, according to the present invention, the transmission limit wavelength is 160 to 250 n by adjusting the processing conditions during the heat treatment.
The present invention provides a method for producing a synthetic quartz glass optical member, which is characterized by setting an arbitrary value of m.

【0012】[0012]

【作用】上記の事実から、水素ガスおよびその他の還元
性ガス(例えばCH4)もしくは真空中で合成石英ガラ
スを熱処理する事で、200nm以下の透過率を制御す
る方法を見いだした。これを利用すれば、処理温度、処
理時間または合成条件等を最適化する事で、所望の透過
限界波長を有する合成石英ガラス光学部材を製造する事
が出来る。
From the above facts, the inventors have found a method of controlling the transmittance of 200 nm or less by heat-treating synthetic quartz glass in hydrogen gas and other reducing gases (for example, CH 4 ) or in vacuum. If this is utilized, a synthetic quartz glass optical member having a desired transmission limit wavelength can be manufactured by optimizing the treatment temperature, the treatment time, the synthesis conditions and the like.

【0013】水素ガス雰囲気で処理する場合、その濃度
は99%以上が吸収帯生成効率あるいは水素が可燃性ガ
スであるため安全の面からも望ましい。特に酸素濃度は
低ければ低いほど良い。前述した通り、水素ガスで合成
石英ガラスを熱処理する事で175nm(7.1eV)
を中心波長とする半値幅約1.05eVの比較的ブロ−
ドな吸収帯が生成する。この現象はその他の還元性ガス
雰囲気中でも起こる事から、SiO2ネットワ−クの還
元反応により生成されているものと考えられる。
When the treatment is carried out in a hydrogen gas atmosphere, the concentration of 99% or more is desirable from the viewpoint of absorption band generation efficiency or safety because hydrogen is a combustible gas. In particular, the lower the oxygen concentration, the better. As described above, heat treatment of synthetic quartz glass with hydrogen gas produces 175 nm (7.1 eV).
A comparatively broad half-value width of about 1.05 eV
A strong absorption band is generated. Since this phenomenon also occurs in other reducing gas atmospheres, it is considered that the phenomenon is generated by the reduction reaction of the SiO 2 network.

【0014】この吸収帯の帰属としては、状況から推測
すると、≡Si−Si−Si≡または=Si:(Silico
n Lone Pair Center : SLPC)の様な状態が考えられ
る。≡Si−Si−Si≡はVAD石英ガラスの製造中
において、ス−トの焼結過程を真空中で行う事で生成す
ると言われており、さらに目視観察でも黒くなっている
事から、Siクラスタ−も生成している事が提唱されて
いる(*1粟津 他 第37回応用物理学関係連合講演会 29
P-ZC-16 (1990.3))。また、=Si:(SLPC)は、Si
2ス−トを水素雰囲気下で焼結する事で生成すると考
えられている(*2 M.Kohketsu et.J.J. of Appl.Phys.
vol.28,No.4,April,1989,pp.615-621)。SLPCは250
nm吸収帯(B2β)の原因と考えられ、O=Siガス
分子が180、250、325nmに吸収帯を持つ事か
ら250nm以外の吸収帯も生成する事が予測される。
≡Si−Si−Si≡または、=Si:(SLPC)と仮定
すると、例えば次の4つのような反応式が考えられる。
Assuming from the situation, the attribution of this absorption band is that ≡Si-Si-Si≡ or = Si: (Silico
n Lone Pair Center: SLPC). ≡Si-Si-Si≡ is said to be produced by performing the soot sintering process in a vacuum during the production of VAD quartz glass, and since it is black even by visual observation, Si clusters. -Is also proposed to be generated (* 1 Awazu et al. 37th Joint Lecture on Applied Physics 29
P-ZC-16 (1990.3)). Also, = Si: (SLPC) is Si
It is considered to be generated by sintering O 2 soot in a hydrogen atmosphere (* 2 M. Kohketsu et. JJ of Appl. Phys.
vol.28, No.4, April, 1989, pp.615-621). SLPC is 250
This is considered to be the cause of the nm absorption band (B 2 β), and O = Si gas molecules have absorption bands at 180, 250, and 325 nm, and therefore it is predicted that absorption bands other than 250 nm will also be generated.
Assuming that ≡Si-Si-Si≡ or = Si: (SLPC), the following four reaction equations are possible.

【0015】[0015]

【化1】 [Chemical 1]

【0016】しかしながら、≡Si−Si−Si≡は、
ESCA等の機器分析装置で未だ検出不能な事、副生成
物と推測されるH2Oの増加がIRで検出されていない
事、一方、SLPCは、250nm帯、325nm帯も
同時に生成するはずが、本発明における実験では検出さ
れていない等、不明確な点も多い。しかし、本発明にお
ける実験結果から判断すると、いずれにせよ何らかのS
iO2ネットワ−クの還元物質が原因であると思われ
る。石英ガラスのUVまたはVUV域吸収帯の代表的な
ものとしては、163nm(≡Si−Si≡)、215
nm(E’センタ-)、225nm(E’2センタ-)、250
nm(B2α:≡Si−X−Si≡(X:酸素空孔)、
2β:O2=Si:)、260nm(NBOHCまたは
Si−O-他不明)、325nm(酸素過剰欠陥、また
はCl関連)、165nm以下(OH基)等が存在する
が、これらを制御する事でも、UVまたはVUV域の透
過率を制御する事が出来るが、制御の簡便さや吸収帯の
安定性から考えて、本発明による、175nm吸収帯を
利用する事が望ましい。利用したい波長によっては、他
の吸収帯を利用する事もできる。
However, ≡Si-Si-Si≡ is
The fact that it cannot be detected by an instrumental analyzer such as ESCA, that the increase of H 2 O presumed to be a by-product has not been detected by IR, while SLPC should simultaneously generate the 250 nm band and the 325 nm band. However, there are many unclear points such as not being detected in the experiment of the present invention. However, judging from the experimental results of the present invention, any S
It seems that the reducing substance of the iO 2 network is the cause. The typical UV or VUV absorption band of quartz glass is 163 nm (≡Si-Si≡), 215 nm.
nm (E 'center), 225 nm (E' 2 center), 250
nm (B 2 α: ≡Si-X-Si≡ (X: oxygen vacancy),
B 2 β: O 2 = Si :), 260 nm (NBOHC or Si—O −, etc. unknown), 325 nm (oxygen excess defect, or Cl-related), 165 nm or less (OH group), etc. exist, but these are controlled. In this case, the transmittance in the UV or VUV range can be controlled, but it is desirable to use the 175 nm absorption band according to the present invention in view of the ease of control and the stability of the absorption band. Other absorption bands can be used depending on the wavelength to be used.

【0017】次に、実際の実験結果及び実施例について
解説する。まず、図1に水素雰囲気熱処理による透過率
の処理温度依存性を示したグラフを示す。サンプルは、
10mm厚の両面研磨品を使用した。水素ガス100%
雰囲気、6気圧下で60h、500〜1100℃で処理
した後のサンプル、及び未処理品、1000℃ N2雰囲
気下で処理したサンプルの反射損失含みの透過スペクト
ルである。処理温度が高くなる事で、175nm吸収帯
が大きく生成している事、及びN2雰囲気では殆ど吸収
が発生しない事が解る。H2とN2の効果の差は拡散速度
及び還元力の差によると思われる。1100℃以上の高
温で長時間処理する事でN2でも比較的表面付近では吸
収が発生する事が解っている。また、カ−ボン容器中で
処理しても同一の吸収が発生する事も確認されている。
しかし、吸収量の制御と云う点からは、水素雰囲気が望
ましい。実験に用いたサンプルのOH基濃度は約130
0ppmである為、160nmよりやや長波長側で透過
率が殆ど0になっている。このため、163nm帯は仮
に生成していたとしても、この場合観察されない。
Next, actual experimental results and examples will be described. First, FIG. 1 shows a graph showing the processing temperature dependence of the transmittance by the heat treatment in a hydrogen atmosphere. sample,
A double-sided polishing product having a thickness of 10 mm was used. Hydrogen gas 100%
Atmosphere, 60h under 6 atm, the sample after treatment with 500 to 1100 ° C., and untreated, is a transmission spectrum of the reflection loss include the samples treated under 1000 ° C. N 2 atmosphere. It can be seen that the 175 nm absorption band is large due to the increase in the processing temperature, and that almost no absorption occurs in the N 2 atmosphere. The difference between the effects of H 2 and N 2 seems to be due to the difference in diffusion rate and reducing power. It has been found that absorption of N 2 occurs relatively near the surface by long-time treatment at a temperature of 1100 ° C. or higher. It has also been confirmed that the same absorption occurs even when treated in a carbon container.
However, from the viewpoint of controlling the amount of absorption, a hydrogen atmosphere is desirable. The OH group concentration of the sample used in the experiment is about 130.
Since it is 0 ppm, the transmittance is almost zero on the wavelength side slightly longer than 160 nm. Therefore, even if the 163 nm band is generated, it is not observed in this case.

【0018】次に生成した吸収帯の形状を解析してみ
る。解析したグラフを図3に示す。横軸は光子エネルギ
−(eV)、縦軸は吸収係数(α cm-1)である。吸
収係数αは、未処理の10mmサンプルの透過率に対す
る、各温度(1100、1000、900℃)で処理し
たサンプルの透過率の比で算出した数値である。厳密に
言うと見かけの吸収係数と云う表現になる。各温度につ
いて、□(1100℃)、+(1000℃)、◇(90
0℃)の各シンボルでプロットした。7.5eVより高
エネルギ−側では、未処理のサンプルの透過率も低くな
るため、誤差成分を多く含む。また、この吸収帯の形状
を、ガウシアン型と仮定し、ピ−ク位置7.1eV、半
値幅1.05eVで計算した曲線を点線で表示した。高
エネルギ−側の誤差成分を考慮すると、かなり良くフィ
ットしていると考えられる。これはほぼ単一の吸収帯と
判断できる。そのため、処理温度依存性(図4)、処理
時間依存性(図5)は、非常に良い直線関係が得られる
と思われる。これは、吸収量を制御する事が非常に簡便
である事を示す。逆に、この吸収さえ抑制されれば、2
00nm付近の高透過率化にも役立つ技術である。高透
過率化のためには、この吸収帯が生成しないような条件
で製造すれば良い。
Next, the shape of the generated absorption band will be analyzed. The analyzed graph is shown in FIG. The horizontal axis represents photon energy (eV), and the vertical axis represents absorption coefficient (α cm −1 ). The absorption coefficient α is a numerical value calculated by the ratio of the transmittance of the sample treated at each temperature (1100, 1000, 900 ° C.) to the transmittance of the untreated 10 mm sample. Strictly speaking, the expression is an apparent absorption coefficient. □ (1100 ° C), + (1000 ° C), ◇ (90
(0 ° C.) is plotted for each symbol. On the energy side higher than 7.5 eV, the transmittance of the unprocessed sample is also low, and therefore contains many error components. Further, assuming that the shape of this absorption band is a Gaussian type, a curve calculated at a peak position of 7.1 eV and a half value width of 1.05 eV is shown by a dotted line. Considering the error component on the high energy side, it is considered that the fit is fairly good. This can be judged to be an almost single absorption band. Therefore, the processing temperature dependency (FIG. 4) and the processing time dependency (FIG. 5) are considered to have a very good linear relationship. This shows that controlling the amount of absorption is very simple. On the contrary, if this absorption is suppressed, 2
This is a technique that is useful for increasing the transmittance near 00 nm. In order to increase the transmittance, it may be manufactured under the condition that this absorption band is not generated.

【0019】次に、合成条件による吸収の発生について
解説する。合成石英ガラスは、一般的に、酸水素火炎バ
−ナ−にSiCl4を導入して、SiO2微粒子を形成す
ると同時に、回転しているタ−ゲットに堆積されガラス
塊を得るという方法で造られる。図5に合成時の酸水素
バ−ナ−に供給されるO2/H2流量比を0.1〜0.2
(水素過剰)及び0.4〜0.5(通常の条件)で合成
されたサンプル、それぞれの透過スペクトルを図6に示
す。図6から、この吸収は水素熱処理時に生成される吸
収と同一である事が解る。
Next, the occurrence of absorption due to the synthesis conditions will be described. Synthetic quartz glass is generally manufactured by a method in which SiCl 4 is introduced into an oxyhydrogen flame burner to form SiO 2 fine particles and, at the same time, a glass lump is obtained by being deposited on a rotating target. To be FIG. 5 shows the flow rate ratio of O 2 / H 2 supplied to the oxyhydrogen burner at the time of synthesis of 0.1 to 0.2.
FIG. 6 shows the transmission spectra of the samples synthesized under (hydrogen excess) and 0.4 to 0.5 (normal conditions). From FIG. 6 it can be seen that this absorption is the same as the absorption generated during hydrogen heat treatment.

【0020】吸収の生成法に関して、熱処理による方法
と合成による方法の長所短所を比較する。透過率の3次
元的な均質性に関しては合成の方が優れている。熱処理
による場合、還元反応による副生成物の拡散による影響
を受けるため表面付近の吸収係数が大きくなる。その為
均質性はやや劣る。しかし、コストや透過率の制御精
度、簡便さ等は熱処理による方法が優れる。処理温度は
表面失透(結晶化)防止の面から、1100℃以下もし
くは1800℃以上が望ましい。また、1900℃以上
の処理はSiO2の昇華が顕著になるため避けた方が良
い。
Regarding the method of generating absorption, the advantages and disadvantages of the method by heat treatment and the method by synthesis are compared. Synthesis is superior in terms of three-dimensional homogeneity of transmittance. In the case of heat treatment, the absorption coefficient near the surface becomes large because it is affected by the diffusion of by-products due to the reduction reaction. Therefore, the homogeneity is slightly inferior. However, the heat treatment method is superior in terms of cost, transmittance control accuracy, and simplicity. From the viewpoint of preventing surface devitrification (crystallization), the treatment temperature is preferably 1100 ° C. or lower or 1800 ° C. or higher. Further, the treatment at 1900 ° C. or higher should be avoided because the sublimation of SiO 2 becomes remarkable.

【0021】[0021]

【実施例1】標準的な合成石英ガラスを水素雰囲気中、
6気圧、1100℃、600h処理する事で、175n
m(7.1eV)での吸収係数α=20cm-1、及びそ
の吸収帯の形状がガウシアン型で半値幅約1.05eV
の石英ガラスを得る事が出来た。
Example 1 Standard synthetic quartz glass in a hydrogen atmosphere,
175n by processing at 6 atmospheres, 1100 ° C for 600h
Absorption coefficient α = 20 cm -1 at m (7.1 eV), and its absorption band has a Gaussian shape and a half-value width of about 1.05 eV.
It was possible to obtain quartz glass of.

【0022】[0022]

【実施例2】標準的な合成石英ガラスを水素雰囲気中、
6気圧、1800℃、6h処理する事で、175nm
(7.1eV)での吸収係数α=200cm-1、及びそ
の吸収帯の形状がガウシアン型で半値幅約1.05eV
の石英ガラスを得る事が出来た。
Example 2 A standard synthetic quartz glass was placed in a hydrogen atmosphere,
175nm by 6 atmospheric pressure, 1800 ℃, 6h treatment
Absorption coefficient α at (7.1 eV) = 200 cm -1 , and its absorption band has a Gaussian shape with a half value width of about 1.05 eV.
It was possible to obtain quartz glass of.

【0023】[0023]

【実施例3】標準的な合成石英ガラスを水素雰囲気中、
6気圧、1100℃、24h処理する事で、175nm
(7.1eV)での吸収係数α=800cm-1、及びそ
の吸収帯の形状がガウシアン型で半値幅約1.05eV
の石英ガラスを得る事が出来た。
Example 3 A standard synthetic quartz glass was used in a hydrogen atmosphere.
175nm by 6 atmospheric pressure, 1100 ℃, 24h treatment
Absorption coefficient at (7.1 eV) α = 800 cm -1 , and its absorption band is Gaussian type with a half value width of about 1.05 eV
It was possible to obtain quartz glass of.

【0024】[0024]

【実施例4】標準的な合成石英ガラスをメタン(C
4)雰囲気中、6気圧、1100℃、600h処理す
る事で、175nm(7.1eV)での吸収係数α=5
cm-1、及びその吸収帯の形状がガウシアン型で半値幅
約1.05eVの石英ガラスを得る事が出来た。水素雰
囲気より吸収係数が低いのは、拡散性の影響と思われ
る。
Example 4 Standard synthetic quartz glass was converted into methane (C
H 4 ) atmosphere at 6 atmosphere, 1100 ° C., 600 h, absorption coefficient α = 5 at 175 nm (7.1 eV)
It was possible to obtain quartz glass having a cm −1 and absorption band shape of Gaussian type and a half width of about 1.05 eV. The lower absorption coefficient than hydrogen atmosphere is considered to be due to the diffusivity.

【0025】[0025]

【実施例5】標準的な合成石英ガラスをカーボン容器中
でAr雰囲気中、6気圧、1800℃、60h処理する
事で、175nm(7.1eV)での吸収係数α=50
cm -1、及びその吸収帯の形状がガウシアン型で半値幅
約1.05eVの石英ガラスを得る事が出来た。この様
に、雰囲気に還元性がなくとも表面が容器のカーボンと
接しているため、SiO2が還元され吸収帯が生成す
る。
Example 5 Standard synthetic quartz glass in a carbon container
In Ar atmosphere at 6 atm, 1800 ° C. for 60 h
Therefore, the absorption coefficient at 175 nm (7.1 eV) α = 50
cm -1, And the shape of its absorption band are Gaussian type and half width
It was possible to obtain quartz glass of about 1.05 eV. Like this
In addition, even if the atmosphere is not reducing, the surface is
Since they are in contact with each other, SiO2Is reduced and an absorption band is generated
It

【0026】実施例1〜5の石英ガラスの透過スペクト
ルと、理論透過率に近いOH基20ppm、通常合成さ
れるOH基1300ppmの石英ガラスの透過スペクト
ルを比較したグラフを図7に示す。α=800cm-1
ものは220nm以下の短波長光を殆ど透過しないた
め、オゾンフリ−UVランプやその窓材として十分使用
できる。また、条件を最適化する事で所望の透過率特性
をもつUV、VUV光カットフィルタ−、窓材を得る事
が出来る事が解った。また吸収帯がほぼ単一であり、ガ
ウシアン型であるため、透過曲線がなめらかなカ−ブと
なり、フィルタ−として使用し易いと思われる。
FIG. 7 shows a graph comparing the transmission spectra of the silica glass of Examples 1 to 5 with the transmission spectra of silica glass having an OH group of 20 ppm, which is close to the theoretical transmittance, and a normally synthesized OH group of 1300 ppm. Since those having α = 800 cm −1 hardly transmit light having a short wavelength of 220 nm or less, they can be sufficiently used as ozone-free UV lamps and window materials thereof. Further, it has been found that by optimizing the conditions, it is possible to obtain a UV / VUV light cut filter and a window material having desired transmittance characteristics. Further, since the absorption band is almost single and it is a Gaussian type, the curve becomes a curve with a smooth transmission, and it seems that it is easy to use as a filter.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の石英ガラスの製造方法によれ
ば、水素ガス、カ−ボン容器等を用いた還元熱処理条
件、真空熱処理または水素過剰下で合成する事で生成す
る吸収帯を利用し、UV、VUV域の透過率を調整した
石英ガラスの製造が可能となる。つまり、熱処理、合成
の条件を調整することで所望の透過スペクトルをもつ石
英ガラスが得られる。また、この方法は、Na、Al、
Fe等の不純物金属元素等をド−プする方法と異なり純
度を下げる事無く、透過率のみを変化させる事が出来る
特徴ももつ。この技術を利用することで、特に以下に列
記した有意性及び特徴を生ずる。 使用する光透過域において、吸収端付近以外に吸収帯
をもたないため、UV,VUV域のシャ−プカットフィ
ルタ−として、非常によい特性が得られる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for producing quartz glass of the present invention, hydrogen gas, a reduction heat treatment condition using a carbon container or the like, a vacuum heat treatment or an absorption band formed by synthesis under hydrogen excess is utilized. It is possible to manufacture quartz glass with adjusted transmittance in the UV, UV, and VUV regions. That is, by adjusting the conditions of heat treatment and synthesis, quartz glass having a desired transmission spectrum can be obtained. In addition, this method uses Na, Al,
Unlike the method of doping an impurity metal element such as Fe, etc., it has the feature that only the transmittance can be changed without lowering the purity. Utilizing this technique yields the significance and characteristics listed below, among others. Since there is no absorption band other than near the absorption edge in the light transmission region used, very good characteristics can be obtained as a sharp cut filter in the UV and VUV regions.

【0028】例えば、図7に示した α=800cm-1
の場合、透過限界波長228nm、波長傾斜幅13n
m、平均透過率90%以上の品質が得られている。ま
た、αを減少させることで、波長傾斜幅、平均透過率は
同等で、透過限界波長を160nm程度まで任意に選択
することだ出来る。また、透過限界波長は、OH基が1
60nm付近に吸収をもつことから、OH基濃度にも依
存する。例えば、OH基1200ppmでは、透過限界
波長の選択範囲は、約170〜250nmとなり、OH
基100ppm以下では、透過限界波長は、約160〜
250nmで選択可能となる。この技術は、分光光度計
などの光学的計測器、や様々な光学系に使用される光学
フィルタ−や、オゾンの発生を防止するため220nm
以下の、UV・VUV光をカットする用途等に利用でき
る。 この技術により、300nm以下のUV、VUV域に
おいて、光源の使用波長の透過率を石英ガラスの理論透
過率の範囲内で、内部透過率0〜100%の範囲で自由
に調整可能となる。この技術は、光学レンズ等の用途に
より、特定の波長の透過率を任意に調整し、選択するこ
とが出来る。例えば不要な短波長側の光を、レンズ自体
でカットする事が出来る。このVUV域の吸収帯生成原
因が解っているため、この吸収帯の生成を抑えること
で、99%以上の高透過率の要求にも対応できる。
For example, α = 800 cm-1 shown in FIG.
In the case of, the transmission limit wavelength is 228 nm, the wavelength inclination width is 13 n
m, and an average transmittance of 90% or more is obtained. Further, by decreasing α, the wavelength inclination width and the average transmittance are the same, and the transmission limit wavelength can be arbitrarily selected up to about 160 nm. The transmission limit wavelength is 1 for OH groups.
Since it has absorption around 60 nm, it also depends on the OH group concentration. For example, when the OH group is 1200 ppm, the selection range of the transmission limit wavelength is about 170 to 250 nm.
Below 100 ppm, the transmission limit wavelength is about 160-
It becomes selectable at 250 nm. This technology uses optical measuring instruments such as a spectrophotometer, optical filters used in various optical systems, and 220 nm to prevent the generation of ozone.
It can be used for the following purposes such as cutting UV / VUV light. With this technique, in the UV and VUV regions of 300 nm or less, the transmittance of the wavelength used by the light source can be freely adjusted within the range of the theoretical transmittance of quartz glass and within the range of internal transmittance of 0 to 100%. In this technique, the transmittance of a specific wavelength can be arbitrarily adjusted and selected depending on the application such as an optical lens. For example, unnecessary short wavelength light can be cut by the lens itself. Since the cause of the generation of the absorption band in the VUV region is known, by suppressing the generation of this absorption band, it is possible to meet the requirement of high transmittance of 99% or more.

【0029】更に、この方法は溶融石英ガラスなどその
他の製法で製造された石英ガラスにも適用する事が出来
る。また、この事実を応用し、合成条件や熱処理条件時
の、酸化還元反応を制御する事で、材料のVUV域の高
透過率化にも役立てる事が出来る。また、高純度対応で
あるべき合成装置の汚染防止や、設備投資などのコスト
の面からも、あえて、TiやNa等の不純物をド−プし
て、透過率を調整する様な事は通常は行われない。
Furthermore, this method can also be applied to quartz glass manufactured by other manufacturing methods such as fused silica glass. Further, by applying this fact and controlling the oxidation-reduction reaction under the synthesis condition or the heat treatment condition, it can be useful for increasing the transmittance in the VUV region of the material. In addition, from the viewpoint of preventing the pollution of the synthesis equipment that should be of high purity and the cost of equipment investment, it is usually the case that impurities such as Ti and Na are doped to adjust the transmittance. Is not done.

【0030】この方法により品質を改質または調整する
事で、合成石英ガラスの用途拡大につながるため、結果
的にコストダウンにもつながる。
By modifying or adjusting the quality by this method, the application of the synthetic quartz glass is expanded, resulting in cost reduction.

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

【図1】 水素雰囲気熱処理による透過率の処理温度及
び雰囲気依存性を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the dependency of transmittance on the processing temperature and the atmosphere by the heat treatment in a hydrogen atmosphere.

【図2】 光学フィルタ−の特性を示す用語の説明をす
るためのグラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining terms indicating characteristics of an optical filter.

【図3】 横軸を光子エネルギ−、縦軸に吸収係数をと
り各処理温度における実測値をプロットし、ガウシアン
モデルと比較したグラフである。
FIG. 3 is a graph in which measured values at each processing temperature are plotted with a horizontal axis representing photon energy and a vertical axis representing an absorption coefficient, and compared with a Gaussian model.

【図4】 水素雰囲気熱処理による吸収係数αの処理温
度による挙動をプロットしたグラフである。
FIG. 4 is a graph plotting the behavior of the absorption coefficient α according to the processing temperature in the hydrogen atmosphere heat treatment.

【図5】 水素雰囲気熱処理による吸収係数αの時間依
存性ををプロットしたグラフである。
FIG. 5 is a graph plotting the time dependence of absorption coefficient α by heat treatment in a hydrogen atmosphere.

【図6】 合成条件による透過率の挙動を示したグラフ
である。
FIG. 6 is a graph showing the behavior of the transmittance depending on the synthesis conditions.

【図7】 本発明の石英ガラスの製造方法により得られ
た各吸収係数αに調整した石英ガラスと通常の石英ガラ
スの透過率を比較した透過スペクトルのグラフである。
FIG. 7 is a transmission spectrum graph comparing the transmittances of quartz glass adjusted to each absorption coefficient α and obtained by the method for producing quartz glass of the present invention, and ordinary quartz glass.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月8日[Submission date] November 8, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Name of item to be corrected] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0003】可視域より短波長の光学フィルターとして
は、透過限界波長が400nm以下のTi 4+ 、Ce 4+
を含有する鉛ガラス着色ガラスがある。また、紫外用
としては、Fe等の不純物の少ない燐酸塩または珪酸塩
ガラスが多く用いられるが、紫外限界透過率は最も短波
長なもので、フィルターNo.UV22の220nmで
ある。従って、それ以下の波長の光を選択的にカットま
たは透過する様なフィルター用ガラス材料は実質上存在
しなかった。
As an optical filter having a wavelength shorter than the visible region, there is lead glass or colored glass containing Ti 4+ , Ce 4+, etc., having a transmission limit wavelength of 400 nm or less. Further, phosphate or silicate glass containing few impurities such as Fe is often used for ultraviolet light, but the ultraviolet limit transmittance is the shortest, and the filter No. It is 220 nm of UV22. Therefore, there is substantially no glass material for a filter that selectively cuts or transmits light having a wavelength shorter than that.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】よって、本発明は、熱処理時の処理条件
よび合成時の雰囲気を調整することにより、透過限界波
長を160〜250nmの任意の値に設定すること、ま
た、300nm以下のUV、VUV域において、内部透
過率を0〜100%の範囲で任意の値に設定すること
特徴とする合成石英ガラス光学部材の製造方法を提供す
るものである。
Therefore, according to the present invention, the processing conditions for the heat treatment are
By adjusting the atmosphere in the preliminary synthesis, by setting the transmission threshold wavelength to an arbitrary value of 160~250Nm, or
In addition, in the UV and VUV regions of 300 nm or less, the internal transmission
The present invention provides a method for manufacturing a synthetic quartz glass optical member, which is characterized in that the excess ratio is set to an arbitrary value within the range of 0 to 100% .

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0017[Correction target item name] 0017

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0017】次に、実際の実験結果及び実施例について
解説する。まず、図1は、水素雰囲気熱処理による透過
率の処理温度及び雰囲気依存性を示したグラフである。
サンプルは、10mm厚の両面研磨品を使用した。水素
ガス100%雰囲気、6気圧下で60h、500〜11
00℃で処理した後のサンプル、及び未処理品、100
0℃ N2雰囲気下で処理したサンプルの反射損失含みの
透過スペクトルである。処理温度が高くなる事で、17
5nm吸収帯が大きく生成している事、及びN 2雰囲気
では殆ど吸収が発生しない事が解る。H2とN2の効果の
差は拡散速度及び還元力の差によると思われる。110
0℃以上の高温で長時間処理する事でN 2でも比較的表
面付近では吸収が発生することが解っている。また、カ
ーボン容器中で処理しても同一の吸収が発生することも
確認されている。しかし、吸収量の制御という点から
は、水素雰囲気が望ましい。実験に用いたサンプルのO
H基濃度は約1300ppmである為、160nmより
やや長波長側で透過率が殆ど0になっている。このた
め、163nm吸収帯は仮に生成していたとしても、こ
の場合観察されない。
Next, actual experimental results and examples
Explain.First, Fig. 1 shows the permeation by hydrogen atmosphere heat treatment.
It is a graph which showed the processing temperature and atmosphere dependence of the rate.
As the sample, a double-side polished product having a thickness of 10 mm was used. hydrogen
100% gas atmosphere, 6 hours under 60 hours, 500-11
Samples after treatment at 00 ° C and untreated, 100
0 ° C N2Including reflection loss of sample processed in atmosphere
It is a transmission spectrum. As the processing temperature rises, 17
Large generation of 5 nm absorption band, and N 2atmosphere
It turns out that absorption hardly occurs in. H2And N2Of the effect of
The difference may be due to the difference in diffusion rate and reducing power. 110
N by treating for a long time at high temperature above 0 ℃ 2But relatively table
It is known that absorption occurs near the plane. In addition,
Even if treated in a carbon container, the same absorption may occur.
It has been confirmed. However, in terms of controlling the amount of absorption
Is preferably a hydrogen atmosphere. O of the sample used for the experiment
Since the H group concentration is about 1300 ppm, from 160 nm
The transmittance is almost zero on the slightly longer wavelength side. others
Therefore, even if the 163 nm absorption band is generated, this
Is not observed.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0019[Correction target item name] 0019

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0019】次に、合成条件による吸収の発生について
解説する。合成石英ガラスは、一般的に、酸水素火炎バ
ーナーにSiCl4を導入して、SiO2微粒子を形成す
ると同時に、回転しているターゲットに堆積されガラス
塊を得るという方法で造られる。合成時の酸水素火炎バ
ーナーに供給されるO2/H2流量比を0.1〜0.2
(水素過剰)及び0.4〜0.6(通常の条件)で合成
されたサンプル、それぞれの透過スペクトルを図6に示
す。図6から、この吸収は水素熱処理時に生成される吸
収と同一であるである事が解る。
Next, the occurrence of absorption due to the synthesis conditions will be described. Synthetic quartz glass is generally produced by introducing SiCl 4 into an oxyhydrogen flame burner to form SiO 2 fine particles and at the same time depositing on a rotating target to obtain a glass gob. Oxyhydrogen flame during synthesis
The O 2 / H 2 flow rate ratio supplied to the burner is 0.1 to 0.2
(Hydrogen excess) and 0.4-0.6 (normal conditions)
Figure 6 shows the transmission spectra of each sample.
You From FIG. 6 it can be seen that this absorption is identical to the absorption generated during hydrogen heat treatment.

【手続補正6】[Procedure correction 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】[0023]

【実施例3】標準的な合成石英ガラスを水素雰囲気中、
6気圧、1800℃、24h処理する事で、175nm
(7.1eV)での吸収係数α=800cm-1、及びそ
の吸収帯の形状がガウシアン型で半値幅約1.05eV
の石英ガラスを得る事が出来た。
Example 3 A standard synthetic quartz glass was used in a hydrogen atmosphere.
175nm by 6 atmospheric pressure, 1800 ℃ , 24h treatment
Absorption coefficient at (7.1 eV) α = 800 cm -1 , and its absorption band is Gaussian type with a half value width of about 1.05 eV
It was possible to obtain quartz glass of.

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0026[Correction target item name] 0026

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0026】実施例1〜3の石英ガラスの透過スペクト
ルと、理論透過率に近いOH基20ppm、通常合成さ
れるOH基1300ppmの石英ガラスの透過スペクト
ルを比較したグラフを図7に示す。α=800cm-1
ものは220nm以下の短波長光を殆ど透過しないた
め、オゾンフリーUVランプやその窓材として十分使用
できる。また、条件を最適化する事で所望の透過率特性
をもつUV、VUV光カットフィルター、窓材を得る事
が出来る事が解った。また吸収帯がほぼ単一であり、ガ
ウシアン型であるため、透過曲線がなめらかなカーブと
なり、フィルターとして使用し易いと思われる。
FIG. 7 shows a graph comparing the transmission spectra of the silica glass of Examples 1 to 3 with the transmission spectra of silica glass having an OH group of 20 ppm and a normally synthesized OH group of 1300 ppm, which are close to the theoretical transmittance. Since those having α = 800 cm −1 hardly transmit light having a short wavelength of 220 nm or shorter, they can be sufficiently used as ozone-free UV lamps and window materials thereof. It was also found that by optimizing the conditions, it is possible to obtain a UV / VUV light cut filter and a window material having desired transmittance characteristics. Also, since the absorption band is almost single and it is of Gaussian type, the transmission curve becomes a smooth curve, and it seems that it is easy to use as a filter.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】例えば、図7に示したα=800cm -1
場合、透過限界波長228nm、波長傾斜幅13nm、
平均透過率90%以上の品質が得られている。また、α
を減少させることで、波長傾斜幅、平均透過率は同等
で、透過限界波長を160nm程度まで任意に選択する
こと出来る。また、透過限界波長は、OH基が160
nm付近に吸収をもつことから、OH基濃度にも依存す
る。例えば、OH基1200ppmでは、透過限界波長
の選択範囲は、約170〜250nmとなり、OH基1
00ppm以下では、透過限界波長は、約160〜25
0nmで選択可能となる。この技術は、分光光度計など
の光学的計測器や、様々な光学系に使用される光学フィ
ルターや、オゾンの発生を防止するため220nm以下
の、UV・VUV光をカットする用途等に利用できる。 この技術により、300nm以下のUV、VUV域に
おいて、光源の使用波長の透過率を石英ガラスの理論透
過率の範囲内で、内部透過率0〜100%の範囲で自由
に調整可能となる。この技術は、光学レンズ等の用途に
より、特定の波長の透過率を任意に調整し、選択するこ
とが出来る。例えば不要な短波長側の光を、レンズ自体
でカットする事が出来る。このVUV域の吸収帯生成原
因が解っているため、この吸収帯の生成を抑えること
で、99%以上の高透過率の要求にも対応できる。
For example, in the case of α = 800 cm −1 shown in FIG. 7, the transmission limit wavelength is 228 nm, the wavelength inclination width is 13 nm,
A quality with an average transmittance of 90% or more is obtained. Also, α
By decreasing the wavelength inclination width, the average transmittance equal, the transmission threshold wavelength can be selected arbitrarily to about 160 nm. In addition, the transmission limit wavelength is 160
Since it has absorption near nm, it also depends on the OH group concentration. For example, when the OH group is 1200 ppm, the selection range of the transmission limit wavelength is about 170 to 250 nm.
Below 00 ppm, the transmission limit wavelength is about 160-25.
It becomes selectable at 0 nm. This technique, and optical measuring instruments such as a spectrophotometer, can be utilized various and optical filters used in the optical system, the 220nm or less for preventing the generation of ozone, in applications such as cutting the UV · VUV light . With this technique, in the UV and VUV regions of 300 nm or less, the transmittance of the wavelength used by the light source can be freely adjusted within the range of the theoretical transmittance of quartz glass and the internal transmittance of 0 to 100%. In this technique, the transmittance of a specific wavelength can be arbitrarily adjusted and selected depending on the application such as an optical lens. For example, unnecessary short wavelength light can be cut by the lens itself. Since the cause of the generation of the absorption band in the VUV region is known, it is possible to meet the requirement of high transmittance of 99% or more by suppressing the generation of this absorption band.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平岩 弘之 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Hiroyuki Hiraiwa 3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nikon Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各金属不純物が50ppb以下の合成石英ガラ
スからなり、260nm〜700nmの内部透過率が9
9.9%以上、透過限界波長が250nm以下、波長傾斜
幅が40nm以下であることを特徴とする合成石英ガラ
ス光学部材。
1. An internal transmittance of 260 nm to 700 nm of 9 made of synthetic silica glass in which each metal impurity is 50 ppb or less.
A synthetic quartz glass optical member having a transmittance limit wavelength of 9.9% or more, a wavelength of 250 nm or less, and a wavelength inclination width of 40 nm or less.
【請求項2】各金属不純物が50ppb以下の合成石英ガラ
ス素材を原料とし、これを水素ガス中またはその他の還
元ガス中または真空中で熱処理し、250nm以下に吸
収帯を生成することを特徴とする合成石英ガラス光学部
材の製造方法。
2. A synthetic quartz glass material having metal impurities of 50 ppb or less as a raw material, which is heat-treated in hydrogen gas or other reducing gas or in vacuum to form an absorption band at 250 nm or less. A method of manufacturing a synthetic quartz glass optical member.
【請求項3】各金属不純物が50ppb以下の合成石英ガラ
ス素材を原料とし、これを水素ガス中またはその他の還
元ガス中または不活性ガス中または真空中に設けた還元
力のある容器内で熱処理し、250nm以下に吸収帯を
生成することを特徴とする合成石英ガラス光学部材の製
造方法。
3. A heat treatment is carried out in a container having a reducing power, which is made of a synthetic quartz glass material in which each metal impurity is 50 ppb or less and which is provided in hydrogen gas, other reducing gas, inert gas or vacuum. And producing an absorption band at 250 nm or less, a method for producing a synthetic quartz glass optical member.
【請求項4】請求項3に記載の合成石英ガラス光学部材
の製造方法において、前記還元力のある容器が、カーボ
ンからなることを特徴とする合成石英ガラス光学部材の
製造方法。
4. The method for producing a synthetic quartz glass optical member according to claim 3, wherein the container having a reducing power is made of carbon.
【請求項5】請求項2または請求項3に記載の合成石英
ガラス光学部材の製造方法において、前記熱処理時の処
理条件を調整することにより、透過限界波長を160〜
250nmの任意の値に設定することを特徴とする合成
石英ガラス光学部材の製造方法。
5. The method for manufacturing a synthetic quartz glass optical member according to claim 2 or 3, wherein the transmission limit wavelength is 160 to 160 by adjusting the processing conditions during the heat treatment.
A method of manufacturing a synthetic quartz glass optical member, which is set to an arbitrary value of 250 nm.
【請求項6】火炎加水分解法により合成した各金属不純
物が50ppb以下の合成石英ガラス素材を原料とし合成石
英ガラス光学部材を製造する方法において、前記合成石
英ガラス素材の合成時の雰囲気を還元性雰囲気に調整す
ることにより、透過限界波長を160〜250nmの任
意の値に設定することを特徴とする合成石英ガラス光学
部材の製造方法。
6. A method for producing a synthetic quartz glass optical member using a synthetic quartz glass material as a raw material, wherein each metal impurity synthesized by a flame hydrolysis method is 50 ppb or less, and the atmosphere during the synthesis of the synthetic quartz glass material is reducible. A method for manufacturing a synthetic quartz glass optical member, characterized in that the transmission limit wavelength is set to an arbitrary value of 160 to 250 nm by adjusting the atmosphere.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007272251A (en) * 2002-05-17 2007-10-18 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical fiber bundle
JP2009035483A (en) * 2008-11-06 2009-02-19 Ushio Inc Light-transmitting member

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