JPS59174535A - 光伝送用石英母材の製造方法 - Google Patents
光伝送用石英母材の製造方法Info
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- JPS59174535A JPS59174535A JP4751683A JP4751683A JPS59174535A JP S59174535 A JPS59174535 A JP S59174535A JP 4751683 A JP4751683 A JP 4751683A JP 4751683 A JP4751683 A JP 4751683A JP S59174535 A JPS59174535 A JP S59174535A
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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- C03B2207/62—Distance
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光伝送用石英母材、特には３価の酸化チタン（
Ｔｉ２０３）を全く含まない、４価の酸化チタン（Ｔｉ
ｏ２）でドーグされた光伝送用石英母材の製造方法に関
するものである。
Ｔｉ２０３）を全く含まない、４価の酸化チタン（Ｔｉ
ｏ２）でドーグされた光伝送用石英母材の製造方法に関
するものである。
石英を材料とする光伝送用母材の製造については、１）
気相軸付法、２）内付けＯＶＤ法、３）外付けＯＶＤ法
などが知られているが、これらの方法で製られた石英母
材はそのガラスの屈接率を制御するために各種の金属酸
化物を含むものとされている。そして、この屈待率を上
げる物質としては、Ｇｅｍ２．Ｔｉｅ。、ＳｎＯ，Ａｔ
２０３．ＺｒＯ，。
気相軸付法、２）内付けＯＶＤ法、３）外付けＯＶＤ法
などが知られているが、これらの方法で製られた石英母
材はそのガラスの屈接率を制御するために各種の金属酸
化物を含むものとされている。そして、この屈待率を上
げる物質としては、Ｇｅｍ２．Ｔｉｅ。、ＳｎＯ，Ａｔ
２０３．ＺｒＯ，。
Ｔ ａ ２０３などが知られているが、これらの中では
単独でガラス化することができ、＠料としてのＣ＋ｅＣ
３Ｌ４が半導体工業などで精製技術が確立されているこ
と、また油接率が石英ガラスより大きく。
単独でガラス化することができ、＠料としてのＣ＋ｅＣ
３Ｌ４が半導体工業などで精製技術が確立されているこ
と、また油接率が石英ガラスより大きく。
作業温度が石英ガラスよりも２００〜３００℃低く成形
加工が容易であり、しかも対放射線性も良好であるとい
うことから、ＧｅＯが最も広く使用されている。しかし
、このＧｅＯｌ二ついては、その原料となるＧｅ０１が
ＳｉＯ２，ＴｉＯ／、 ｌ二比べ４
４ ４て高価であり、また５１ａｔ
−＋Ｂｉ□ の反応と２ Ｇｅ０１−＋ ＧｅＯの反応が反応効率１反応速度で２ かなり相違しているために屈梓率分布の誠節が難しく、
油接率の精密な分布形状の制御が困難であるという不利
があり、これ（二はまた石英母材の製造時における反応
温度や多孔質シリカ焼結体の表面温度が敦わるとその分
布形状も変わるので、分布形状の再現性がむづかしいと
いう欠点がある。
加工が容易であり、しかも対放射線性も良好であるとい
うことから、ＧｅＯが最も広く使用されている。しかし
、このＧｅＯｌ二ついては、その原料となるＧｅ０１が
ＳｉＯ２，ＴｉＯ／、 ｌ二比べ４
４ ４て高価であり、また５１ａｔ
−＋Ｂｉ□ の反応と２ Ｇｅ０１−＋ ＧｅＯの反応が反応効率１反応速度で２ かなり相違しているために屈梓率分布の誠節が難しく、
油接率の精密な分布形状の制御が困難であるという不利
があり、これ（二はまた石英母材の製造時における反応
温度や多孔質シリカ焼結体の表面温度が敦わるとその分
布形状も変わるので、分布形状の再現性がむづかしいと
いう欠点がある。
他方、このドーグ剤としてのＴｌｏ２については。
その顔料であるＴｉ０ｔ についての精製技術が確豆さ
れているし、それがＧｅ ０１ にくらべて非常に安
価であること、またこのＴｉＯは屈折率上昇割合が大き
く、少量の添加で大きな屈折率差が得られるので、目的
とする光ファイバーの原材料費を小さくすることができ
るという利点があるが。
れているし、それがＧｅ ０１ にくらべて非常に安
価であること、またこのＴｉＯは屈折率上昇割合が大き
く、少量の添加で大きな屈折率差が得られるので、目的
とする光ファイバーの原材料費を小さくすることができ
るという利点があるが。
これには３価の酸化チタン（Ｔｉｅ）が固足し３
易いものであるため、この混入によって目的とするガラ
スが紫色〜黒色に着色してしまい、そのため光の吸収に
よってファイバーの低損失性が失なわれるという大きな
欠点がある。そのため−このＴｉＯによるドーグは気相
軸付法においてもせいぜいＴｉＯとして６〜７重量％添
加が限界とされているが、この場合にはそのＴｉ Ｏを
Ｔｌｏに ３２ するために７００℃以上の高温で１０時間以上の熱処理
を行なう必要があるため、これは生産性がわるく、かつ
はこの熱処理によってファイバーの強度が低下するとい
う欠点もあるので、このＴ１０．ドーグという方法はあ
まり実用化されていない。
スが紫色〜黒色に着色してしまい、そのため光の吸収に
よってファイバーの低損失性が失なわれるという大きな
欠点がある。そのため−このＴｉＯによるドーグは気相
軸付法においてもせいぜいＴｉＯとして６〜７重量％添
加が限界とされているが、この場合にはそのＴｉ Ｏを
Ｔｌｏに ３２ するために７００℃以上の高温で１０時間以上の熱処理
を行なう必要があるため、これは生産性がわるく、かつ
はこの熱処理によってファイバーの強度が低下するとい
う欠点もあるので、このＴ１０．ドーグという方法はあ
まり実用化されていない。
なお、このＴｉＯをドーグした石英母材の製造について
は、四塩化けい素と四塩化チタンとをアルゴンプラズマ
炎中で酸化させて石英母材を作るという方法も提案され
ている（特開昭４８−２６２０８％参照）が、この方法
は四塩化けい累。
は、四塩化けい素と四塩化チタンとをアルゴンプラズマ
炎中で酸化させて石英母材を作るという方法も提案され
ている（特開昭４８−２６２０８％参照）が、この方法
は四塩化けい累。
四塩化チタンをプラズマガス中に混入するものであるた
め、これにはｌ）プラズマ炎が不安定となり、これによ
って四塩化チタンの酸化が不充分となり、得られるガラ
スがＴｉ Ｏを含むものとなＩｓ り着色する。２）プラズマバーナーの壁面に酸化物の微
粒子が多量に付着する。という不利があり。
め、これにはｌ）プラズマ炎が不安定となり、これによ
って四塩化チタンの酸化が不充分となり、得られるガラ
スがＴｉ Ｏを含むものとなＩｓ り着色する。２）プラズマバーナーの壁面に酸化物の微
粒子が多量に付着する。という不利があり。
これは四塩化チタンの濃度が高い場合、また単位時間当
りの原料供給量の多い場合には特ｄこの傾向が著しくな
り、生産性が低下するという欠点がある。
りの原料供給量の多い場合には特ｄこの傾向が著しくな
り、生産性が低下するという欠点がある。
本発明は王妃した不利を解決した四塩化チタンをドーグ
剤とする光伝送用石英母材の製造方法に関するものであ
り、これは四塩化けい累と四塩化チタンとの気相酸化反
応またげ火炎加水分解反応によって発生して酸化チタン
を含むシリカを耐熱性基体上で直接溶融させて軸方向に
連続的に石英母材を成長させる方法において、この反応
系に導入する酸素量を理論値の１０倍以上にすると共に
。
剤とする光伝送用石英母材の製造方法に関するものであ
り、これは四塩化けい累と四塩化チタンとの気相酸化反
応またげ火炎加水分解反応によって発生して酸化チタン
を含むシリカを耐熱性基体上で直接溶融させて軸方向に
連続的に石英母材を成長させる方法において、この反応
系に導入する酸素量を理論値の１０倍以上にすると共に
。
四塩化けい素、四塩化チタンのガス供給口と耐熱性基体
との距離を５０〜２００Ｉｌｌｌ＋とすることを特徴と
するものである。
との距離を５０〜２００Ｉｌｌｌ＋とすることを特徴と
するものである。
これを説明すると１本発明者らは四塩化チタンをドーグ
剤とする石英母材製造法の有利性に注目し−この場合に
おける三価のチタン（Ｔ１□ｏ３）の混入による着色を
防止する方法について種々検討し、これについては四塩
化けい累、四塩化チタンの酸化反応、加水分解反応を従
来公知の方法にくらべて多量の酸素ガスの存在下で行な
わせればこれらの反応が促進され、特に四塩化チタンの
反応についてはＴｉ０ｔ→Ｔ１０ の反応が抑制さ４
２ ３ れてＴｉｅｔ−） ＴｉＯ□の反応が有利に進行すると
いうことを見出し−これについてさら（二検討を進め、
この酸素量をその酸化反応、加水分解反応に必要とされ
る理論量の１０倍以上とすればＴｉ０ｔ４→Ｔ１□０３
の反応を完全になくすことができ、結果においてＴｉ、
Ｏ，ｌを全く含まず。
剤とする石英母材製造法の有利性に注目し−この場合に
おける三価のチタン（Ｔ１□ｏ３）の混入による着色を
防止する方法について種々検討し、これについては四塩
化けい累、四塩化チタンの酸化反応、加水分解反応を従
来公知の方法にくらべて多量の酸素ガスの存在下で行な
わせればこれらの反応が促進され、特に四塩化チタンの
反応についてはＴｉ０ｔ→Ｔ１０ の反応が抑制さ４
２ ３ れてＴｉｅｔ−） ＴｉＯ□の反応が有利に進行すると
いうことを見出し−これについてさら（二検討を進め、
この酸素量をその酸化反応、加水分解反応に必要とされ
る理論量の１０倍以上とすればＴｉ０ｔ４→Ｔ１□０３
の反応を完全になくすことができ、結果においてＴｉ、
Ｏ，ｌを全く含まず。
ＴｉＯ□だけでドーグされた合成石英母材を得ることが
できること−またこの場合に原料ガスとしての四塩化け
い素、四塩化チタンのガス供給口とこの反応によって得
られるＴ１０．を含むシリカ粉を堆積させる耐熱性基体
との距離を５０ｍ＋〜２００朝の範囲内に設ければこれ
が近接すぎて反応未完でＴｌ、 ０３を含むシリカが堆
積されることがなく−また。この原料ガスが拡散されす
ぎることもないので有利に目的物を得ることができると
いう事実を確認して本発明を完成した。
できること−またこの場合に原料ガスとしての四塩化け
い素、四塩化チタンのガス供給口とこの反応によって得
られるＴ１０．を含むシリカ粉を堆積させる耐熱性基体
との距離を５０ｍ＋〜２００朝の範囲内に設ければこれ
が近接すぎて反応未完でＴｌ、 ０３を含むシリカが堆
積されることがなく−また。この原料ガスが拡散されす
ぎることもないので有利に目的物を得ることができると
いう事実を確認して本発明を完成した。
以下にこれなさら（：畦述すると１本発明の方法は石英
′母材を構成するための主材として四塩化けい素を、ま
たこの石英母材の油接率を制御するドーグ剤として四塩
化チタンを使用するものであるが、この母材の製造は例
えばグラズマ炎を使用する酸化反応による方法、酸水素
火炎を利用する加水分解による方法で行なえばよい。
′母材を構成するための主材として四塩化けい素を、ま
たこの石英母材の油接率を制御するドーグ剤として四塩
化チタンを使用するものであるが、この母材の製造は例
えばグラズマ炎を使用する酸化反応による方法、酸水素
火炎を利用する加水分解による方法で行なえばよい。
このグラズマ炎による酸化反応で実施する場合。
このプラズマ作動ガスとしては酸素ガスまたは酸素ガス
とアルゴンガスとの混合ガスを使用する必要があり、こ
のｅ素ガス量を四塩化けい素、四塩化チタンの酸化反応
に必要とされる理論量の１０倍以上とすることが必須と
されるが、この酸素量はこのプラズマ作動ガスがアルゴ
ンとの混合ガスとされる場合（二はこれを酸素過剰にし
ないとガス供給口と耐熱性基体との距離が５０〜２００
ｍの範囲ではＴｉｅｔ の酸化が不完全になり、それが
Ｔｉ Ｏとして固化され易くなるので、これはそ３ の混合ガス中の少なくと４１６０％が酸素ガスであるよ
うにすることがよい。また、この反応系に導入される四
塩化けい素、四塩化チタンはこれをプラズマ作動ガスと
混合したり、あるいは同感族のプラズマバーナーからプ
ラズマ作動ガスと共に供給すると、前記したようにプラ
ズマが不安定となって四塩化チタンの酸化が不充分とな
るので、これはプラズマバーナーとは全く別個のガス供
給口からグラズマ火炎中シニ導入することがよく、これ
によればプラズマバーナー中に原料ガスの酸化物粒子が
付着することもなくなるし、四塩化チタンの多量添加に
よって４七の不完全酸化による三価のチタン酸化物の混
入することがないので、目的とする石英母材を有利に得
ることができる。
とアルゴンガスとの混合ガスを使用する必要があり、こ
のｅ素ガス量を四塩化けい素、四塩化チタンの酸化反応
に必要とされる理論量の１０倍以上とすることが必須と
されるが、この酸素量はこのプラズマ作動ガスがアルゴ
ンとの混合ガスとされる場合（二はこれを酸素過剰にし
ないとガス供給口と耐熱性基体との距離が５０〜２００
ｍの範囲ではＴｉｅｔ の酸化が不完全になり、それが
Ｔｉ Ｏとして固化され易くなるので、これはそ３ の混合ガス中の少なくと４１６０％が酸素ガスであるよ
うにすることがよい。また、この反応系に導入される四
塩化けい素、四塩化チタンはこれをプラズマ作動ガスと
混合したり、あるいは同感族のプラズマバーナーからプ
ラズマ作動ガスと共に供給すると、前記したようにプラ
ズマが不安定となって四塩化チタンの酸化が不充分とな
るので、これはプラズマバーナーとは全く別個のガス供
給口からグラズマ火炎中シニ導入することがよく、これ
によればプラズマバーナー中に原料ガスの酸化物粒子が
付着することもなくなるし、四塩化チタンの多量添加に
よって４七の不完全酸化による三価のチタン酸化物の混
入することがないので、目的とする石英母材を有利に得
ることができる。
他方、これを酸水素火炎の加水分解反応で実施する場合
には、この酸水素火炎を形成させるための酸素量はこれ
を四塩化けい素、四塩化チタンの加水分解反応に必要と
される理論量の１０倍以上とすればよいのであるが−こ
の酸素量はまた水素と混合されるときに酸素過剰にしな
いとＴｉｅ／、４の酸化が不完全となってＴ１□０３の
固化を招き島〈なり、他方これが過剰にすぎると火炎の
温度が低下して微粒子酸化物の溶融が難しくなるので。
には、この酸水素火炎を形成させるための酸素量はこれ
を四塩化けい素、四塩化チタンの加水分解反応に必要と
される理論量の１０倍以上とすればよいのであるが−こ
の酸素量はまた水素と混合されるときに酸素過剰にしな
いとＴｉｅ／、４の酸化が不完全となってＴ１□０３の
固化を招き島〈なり、他方これが過剰にすぎると火炎の
温度が低下して微粒子酸化物の溶融が難しくなるので。
これは酸水素炎を形成させるための水素ガスを完全に酸
化するのに必要とされる理論量の１．ぎ〜２．０倍の範
誇することがよく、これζ二よれば三価のチタン酸化物
を全く含まないＴｉＯ２でドーグされた透明な石英母材
を容易に得ることができるという有利性が与えられる。
化するのに必要とされる理論量の１．ぎ〜２．０倍の範
誇することがよく、これζ二よれば三価のチタン酸化物
を全く含まないＴｉＯ２でドーグされた透明な石英母材
を容易に得ることができるという有利性が与えられる。
つぎにこれを添付の図面にもとづいて説明すると、第１
図は従来公知の方法によるグラダマ火炎法による石英母
材の製造装置を示したものであり。
図は従来公知の方法によるグラダマ火炎法による石英母
材の製造装置を示したものであり。
第２図、第３図は本発明方法による石英母材の製造装置
を夾したもので、第２図はグラズマ火炎法−第３図は酸
水紫火炎法による装置を図示したものである。
を夾したもので、第２図はグラズマ火炎法−第３図は酸
水紫火炎法による装置を図示したものである。
第１１２における反応装置１は高周波電源２から給電さ
れる高周波コイル８を備えており、これにはその中心部
ａから四塩化けい素、四塩化チタンおよび酸素またはア
ルゴンガスからなる原料ガス。
れる高周波コイル８を備えており、これにはその中心部
ａから四塩化けい素、四塩化チタンおよび酸素またはア
ルゴンガスからなる原料ガス。
またその外側ｉｂ、ｃからプラズマ作動ガスとしての酸
素とアルゴンとめ混合ガスが供給されるようになってい
る多重同心円バーナー４から原料ガスとプラズマ作動ガ
スが同時に供給されるようＣ二なっている。この反応は
反応９８ ｆ ｔ： ｂ −ｃからさせ、ついでａから
原料ガスを供給してこのプラズマ火炎中で反応させてこ
の反応で生じたチタンの酸化物を含むシリカ粉を耐熱性
基体６に堆積させ、これをプラズマ火炎の顕熱で溶融ガ
ラス化して石英母材を得るのであるが、この場合には原
料ガスがプラズマ作動ガスと同時に供給されるので。
素とアルゴンとめ混合ガスが供給されるようになってい
る多重同心円バーナー４から原料ガスとプラズマ作動ガ
スが同時に供給されるようＣ二なっている。この反応は
反応９８ ｆ ｔ： ｂ −ｃからさせ、ついでａから
原料ガスを供給してこのプラズマ火炎中で反応させてこ
の反応で生じたチタンの酸化物を含むシリカ粉を耐熱性
基体６に堆積させ、これをプラズマ火炎の顕熱で溶融ガ
ラス化して石英母材を得るのであるが、この場合には原
料ガスがプラズマ作動ガスと同時に供給されるので。
プラズマ火炎が不安定となり、これば二よって四塩化チ
タンの酸化が不充分となって、得られる石英母材力（３
価のチタン酸化物を含むものとなって着色する。という
不利があるほか、この場合Ｃ４工。
タンの酸化が不充分となって、得られる石英母材力（３
価のチタン酸化物を含むものとなって着色する。という
不利があるほか、この場合Ｃ４工。
このプラズマバーナーの壁面（二酸化物微粒子が付着す
る。という欠点もあり、さらにＩＸこれらの不利が四塩
化チタン濃度の増大と共ζ二人きくなるので、この場合
には石英母材中へのＴｌＯ２の添加がせいぜい６〜７％
が上限とされる。という不利もあった。
る。という欠点もあり、さらにＩＸこれらの不利が四塩
化チタン濃度の増大と共ζ二人きくなるので、この場合
には石英母材中へのＴｌＯ２の添加がせいぜい６〜７％
が上限とされる。という不利もあった。
しかるに、第２図に示したよう１ｍ、この原料ガスをプ
ラズマバーナー１４からは供給せず、このプラズマバー
ナー１４のｂ’ 、 ｏ’ からはプラズマ作業ガスと
しての酸素または酸素とアルゴンとの混合ガスだけを供
給し、高周波コイル１３に１〜ｌ ＯＭＨｚ −５〜１
１）ＯＫＩＩＩの高周波電源１２からの高周波電力を印
加してプラズマ火炎１５を発生させたのち、このプラズ
マ火炎１５に対しプラズマバーナー１４とは全く別個（
二設けた原料ガス供給口ａ′から原料ガスを供給して反
応させれば。
ラズマバーナー１４からは供給せず、このプラズマバー
ナー１４のｂ’ 、 ｏ’ からはプラズマ作業ガスと
しての酸素または酸素とアルゴンとの混合ガスだけを供
給し、高周波コイル１３に１〜ｌ ＯＭＨｚ −５〜１
１）ＯＫＩＩＩの高周波電源１２からの高周波電力を印
加してプラズマ火炎１５を発生させたのち、このプラズ
マ火炎１５に対しプラズマバーナー１４とは全く別個（
二設けた原料ガス供給口ａ′から原料ガスを供給して反
応させれば。
プラズマ火炎１５が安定しているので、原料ガスの酸化
反応が順胸Ｃ二進行し、この際の酸素量を前記したよう
に原料ガスの酸化反応に必要とする理論量の１０倍以上
とし、このガス供給口ａ′ と耐熱性基体暑６との距離
を５０〜２００噴とすればこの酸化反応が完全に進行す
るので、３価のチタン酸化物を全く含まない、Ｔｉｅ、
たけでドーグされた石英母材が客易に得られ、これによ
ればそのプラズマ火炎が安定していること、また原料ガ
スの酸化が完全に行なわれるということから原料ガス中
の四塩化チタン濃度を例えば１５％まで高めることがで
きるので１石英母材の油接率上昇を大きくすることがで
きるという有利性も弓えることができる。
反応が順胸Ｃ二進行し、この際の酸素量を前記したよう
に原料ガスの酸化反応に必要とする理論量の１０倍以上
とし、このガス供給口ａ′ と耐熱性基体暑６との距離
を５０〜２００噴とすればこの酸化反応が完全に進行す
るので、３価のチタン酸化物を全く含まない、Ｔｉｅ、
たけでドーグされた石英母材が客易に得られ、これによ
ればそのプラズマ火炎が安定していること、また原料ガ
スの酸化が完全に行なわれるということから原料ガス中
の四塩化チタン濃度を例えば１５％まで高めることがで
きるので１石英母材の油接率上昇を大きくすることがで
きるという有利性も弓えることができる。
また、第３図は酸水票火炎法を示したものであるが、こ
の場合Ｃ：は耐熱性基体２１に酸水素炎パ二ナー２２か
らの酸水素火炎が照射され、この火炎中での加水分解反
応で発生した酸化チタンを含むシリカ粉がこの基体２１
の上に堆積され、これが酸水素火炎の顕熱によって溶融
ガラス化されてこの基体上に石英母材として成長される
のであるが、この酸水素炎バーナ−２２は第４図に示し
たような断面をもつ多重内式とされており、その中央部
ａ′からは四塩化けい素、四塩化チタンおよびキャリヤ
ーガスとしての酸素またはアルゴンとの混合ガスが−ｂ
ｌからは酸素または水素ガスあるいは不活性ガス、Ｃ′
からは酸素ガス、ｄ′からは水素ガスまたはメダンガス
などの燃料ガスが噴射されるよう１ニなっている。そし
て、この場合もこの系内に導入される酸素量が原料ガス
を完全に加水分解反応させるのｌ二必要とされる理論量
の１０倍以上とされ、さらＣ二この酸水素バーナ−２２
と基体２１との距離が５０〜２００１とされているので
、四塩化けい素、四塩化チタンの加水分解反応は完全に
行なわれ、その結果として３価のチタン酸化物を全く含
まないＴｉＯでドー１された石英母材を容易に得ること
ができるという有利性が与えられる。
の場合Ｃ：は耐熱性基体２１に酸水素炎パ二ナー２２か
らの酸水素火炎が照射され、この火炎中での加水分解反
応で発生した酸化チタンを含むシリカ粉がこの基体２１
の上に堆積され、これが酸水素火炎の顕熱によって溶融
ガラス化されてこの基体上に石英母材として成長される
のであるが、この酸水素炎バーナ−２２は第４図に示し
たような断面をもつ多重内式とされており、その中央部
ａ′からは四塩化けい素、四塩化チタンおよびキャリヤ
ーガスとしての酸素またはアルゴンとの混合ガスが−ｂ
ｌからは酸素または水素ガスあるいは不活性ガス、Ｃ′
からは酸素ガス、ｄ′からは水素ガスまたはメダンガス
などの燃料ガスが噴射されるよう１ニなっている。そし
て、この場合もこの系内に導入される酸素量が原料ガス
を完全に加水分解反応させるのｌ二必要とされる理論量
の１０倍以上とされ、さらＣ二この酸水素バーナ−２２
と基体２１との距離が５０〜２００１とされているので
、四塩化けい素、四塩化チタンの加水分解反応は完全に
行なわれ、その結果として３価のチタン酸化物を全く含
まないＴｉＯでドー１された石英母材を容易に得ること
ができるという有利性が与えられる。
つぎに本発明方法の実施例をあげる。
実施例１゜
第２図に示した装置Ｃ二おいて、プラズマ作動ガスとし
て酸素ガスまたは第１表に示した酸素濃度（＃累容ｆｉ
ｌの酸素とアルゴンガスとの混合ガスを反応装置内に供
給し、この高周波コイルに周波数３λ４Ｈｚ、 出力
３０瞑の高周波発振機から高周波電力を印加してこ−（
ニプラズマ炎を発生させてから−こ＼シニ第１表に示し
た５ｉＯｔ４とＴ１０ｔ４を供給し、この反応で生成し
たｙ ＩＪ力を。
て酸素ガスまたは第１表に示した酸素濃度（＃累容ｆｉ
ｌの酸素とアルゴンガスとの混合ガスを反応装置内に供
給し、この高周波コイルに周波数３λ４Ｈｚ、 出力
３０瞑の高周波発振機から高周波電力を印加してこ−（
ニプラズマ炎を発生させてから−こ＼シニ第１表に示し
た５ｉＯｔ４とＴ１０ｔ４を供給し、この反応で生成し
たｙ ＩＪ力を。
そのガス供給口から２０〜４４０萌離れて設けた合成石
英基体上に堆積させ、これをグラズマ炎の顕熱で溶融ガ
ラス化して石英母体を作ったところ。
英基体上に堆積させ、これをグラズマ炎の顕熱で溶融ガ
ラス化して石英母体を作ったところ。
第１表に併記したよ５な結果が得られ、グラダマ作業ガ
ス中の酸素濃度が６０容ｉｔｓ以上で、かつガス供給口
と基体との距離（ｒｗ）＠’５０〜２００−の範囲にあ
ったときには３価のチタン酸化物を全く、含まず、した
がって透明な石英母体を得ることができた。
ス中の酸素濃度が６０容ｉｔｓ以上で、かつガス供給口
と基体との距離（ｒｗ）＠’５０〜２００−の範囲にあ
ったときには３価のチタン酸化物を全く、含まず、した
がって透明な石英母体を得ることができた。
この第１表中におけるＴｉＯｆｉ度はＸ線マイク０アナ
ライザー１＝よる分析結果を示したものであり、Ｔ１０
はこの分析によって均一に分布されていることが確認さ
れた。
ライザー１＝よる分析結果を示したものであり、Ｔ１０
はこの分析によって均一に分布されていることが確認さ
れた。
また、第５図はこの実験結果を図示したものであり、こ
＼には得られた石英母材中の３価のチタン酸化物の含有
量が、基体とガス供給口との距離（横軸）とプラズマ作
動ガス中の酸素濃度（縦軸）との相関で示されており、
これによればその距離を５０〜２００ｍとし、酸素ガス
＃度を６０〜１００容量ｓとしたときに３価のチタン酸
化物が全く含まれなくなるということとが図中に斜線部
で示されている。
＼には得られた石英母材中の３価のチタン酸化物の含有
量が、基体とガス供給口との距離（横軸）とプラズマ作
動ガス中の酸素濃度（縦軸）との相関で示されており、
これによればその距離を５０〜２００ｍとし、酸素ガス
＃度を６０〜１００容量ｓとしたときに３価のチタン酸
化物が全く含まれなくなるということとが図中に斜線部
で示されている。
なお１本実施例は８１０４ の供給量を２２０Ｃ，Ｃ
，７分の一足値として行なったものであるが。
，７分の一足値として行なったものであるが。
この供給量はそれを増減させても３価のチタン酸化物の
混入は誌められなかった。
混入は誌められなかった。
実施例２゜
第３図１＝示した装置において、ＩＷ水素炎を形成させ
るガス中の酸素量を水素ガスを児今に酸化させるための
理論量の１．０〜２．２倍となるようにして、酸素と水
素とを酸水素炎バーナーに供給して酸水素火炎を発注さ
せたのち−このバーナーの中央部にｓ ｉ ａｔ４とＴ
ｉ０ｔ４との混合ガスを供給してこの火炎中で加水分解
反応させ、この反応で得られたりリカを、そのガス供給
口から３０〜２４０曝離れて設けた合成石英基体上に堆
積させ。
るガス中の酸素量を水素ガスを児今に酸化させるための
理論量の１．０〜２．２倍となるようにして、酸素と水
素とを酸水素炎バーナーに供給して酸水素火炎を発注さ
せたのち−このバーナーの中央部にｓ ｉ ａｔ４とＴ
ｉ０ｔ４との混合ガスを供給してこの火炎中で加水分解
反応させ、この反応で得られたりリカを、そのガス供給
口から３０〜２４０曝離れて設けた合成石英基体上に堆
積させ。
これを酸水素炎の顕熱で溶融ガラス化し、これを順次上
方に引上げることによって直径２０１〜３０嗜、長さ５
０〜１５０−の石英母材を作ったところ、第２表に示し
たような結果が得られ、この酸素量を水素を完全に酸化
させるための理論量の１．５〜２．０倍とすると共に一
ガス供給口と基体との距離を５０〜２００−としたとき
には３価のチタン酸化物を全く含まず、したがって透明
な石英母材を得ることができた。
方に引上げることによって直径２０１〜３０嗜、長さ５
０〜１５０−の石英母材を作ったところ、第２表に示し
たような結果が得られ、この酸素量を水素を完全に酸化
させるための理論量の１．５〜２．０倍とすると共に一
ガス供給口と基体との距離を５０〜２００−としたとき
には３価のチタン酸化物を全く含まず、したがって透明
な石英母材を得ることができた。
この第２表におけるＴｉＯ濃度は実施例１と同様にＸ線
マイグロアナライザーでの分析結果を示したものであり
１表中のＬ−８についてはその分布も均一であった。
マイグロアナライザーでの分析結果を示したものであり
１表中のＬ−８についてはその分布も均一であった。
また、第６図はこの実験結果を図示したものであり、こ
−には得られた石英母材中の３価のチタン酸化物の含有
量が、ガス供給口と基体との距離（横軸）と酸水素炎用
ガス体の水素を完全に酸化−させるための理論値の倍数
値で示した酸素量（縦軸）との相関で示されており、こ
れ２二よればその距離を５０〜２００曝とし、酸素量を
１．５〜２．０倍としたときに３価のチタン酸化物が全
く含まれなくなるということが図中に斜線部に示されて
いる。
−には得られた石英母材中の３価のチタン酸化物の含有
量が、ガス供給口と基体との距離（横軸）と酸水素炎用
ガス体の水素を完全に酸化−させるための理論値の倍数
値で示した酸素量（縦軸）との相関で示されており、こ
れ２二よればその距離を５０〜２００曝とし、酸素量を
１．５〜２．０倍としたときに３価のチタン酸化物が全
く含まれなくなるということが図中に斜線部に示されて
いる。
比較例
第１図に示した装置を使用し一実施例１で用いたと同じ
高周波電源を使用し、このプラズマバーナーから酸素と
アルゴンガスの混合ガス（酸累量７０容１に％）を供給
してプラズマ火炎を発生させたのち、このプラズマバー
ナーから四塩化けい素と四塩化チタンの混合ガスを供給
したところ、こめ原料ガスの供給開始と同時にプラズマ
火炎が非常に不安定となって火炎が激しく揺れ動いた＼
め。
高周波電源を使用し、このプラズマバーナーから酸素と
アルゴンガスの混合ガス（酸累量７０容１に％）を供給
してプラズマ火炎を発生させたのち、このプラズマバー
ナーから四塩化けい素と四塩化チタンの混合ガスを供給
したところ、こめ原料ガスの供給開始と同時にプラズマ
火炎が非常に不安定となって火炎が激しく揺れ動いた＼
め。
プラズマ発生部となっている石英製のバーナーの壁面に
酸化物の微粒子が多量に付着し、これによって長時間の
運転をすることが不可能となったほか、この場合には原
料ガスの酸化反応も不充分となり、耐熱性基体上に堆積
された石英母材は着色した本のとなった。
酸化物の微粒子が多量に付着し、これによって長時間の
運転をすることが不可能となったほか、この場合には原
料ガスの酸化反応も不充分となり、耐熱性基体上に堆積
された石英母材は着色した本のとなった。
第１図は従来公知のプラズマ火炎法による石英母材の製
造装置を示す縦断面要因、第２図、第３図は本発明方法
による石英母材の製造装置を示す縦断面要因で第２図は
プラズマ火炎法によるもの。 第３図は酸水素火炎法によるもの、第４図は第３図の装
置に使用される酸水素炎バーナーの横断面図を示したも
のであり、第５図は実施例１．第６図は実施例２による
実験結果をグラフとして示した亀のである。 １．１１・・・プラズマ反応装置。 ２．１２・・・高周波電源− ８，１８・・・高周波コイル。 ４．１４・・・プラズマバーナー− ５、曹５・・・プラズマ火炎、 ６．１６．２卜・・耐熱性基体。 ２２・・・酸水素炎バーナ−。 ａｓ ａ’ 、ａ’・・・原料ガス供給口。 ｂ、ｂ、’ 、ｏ、ｏ’・・・プラズマ作動ガス供給口
。 ｂ′、 ｏ’ ＋ ａ＃・・・酸水素炎ガス供給口。 特許出願人 信越化学工業株式会社 第３図 第４図 、ＩＩ 第５図 ｊｌ！６図 １♂２ ｍｍ
造装置を示す縦断面要因、第２図、第３図は本発明方法
による石英母材の製造装置を示す縦断面要因で第２図は
プラズマ火炎法によるもの。 第３図は酸水素火炎法によるもの、第４図は第３図の装
置に使用される酸水素炎バーナーの横断面図を示したも
のであり、第５図は実施例１．第６図は実施例２による
実験結果をグラフとして示した亀のである。 １．１１・・・プラズマ反応装置。 ２．１２・・・高周波電源− ８，１８・・・高周波コイル。 ４．１４・・・プラズマバーナー− ５、曹５・・・プラズマ火炎、 ６．１６．２卜・・耐熱性基体。 ２２・・・酸水素炎バーナ−。 ａｓ ａ’ 、ａ’・・・原料ガス供給口。 ｂ、ｂ、’ 、ｏ、ｏ’・・・プラズマ作動ガス供給口
。 ｂ′、 ｏ’ ＋ ａ＃・・・酸水素炎ガス供給口。 特許出願人 信越化学工業株式会社 第３図 第４図 、ＩＩ 第５図 ｊｌ！６図 １♂２ ｍｍ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、四塩化けい素と四塩化チタンとの気相酸化反応また
は火炎加水分解反応によって生じる酸化チタンを含むシ
リカを耐熱性基体上に堆積させ。 この直接溶融によって軸方向Ｃ：連続的に石英母材を成
長させる方法において、この反応系に導入する酸素量を
理論値の１０倍以上にすると共に、四塩化けい素、四塩
化チタンのガス供給口と耐熱性基体との距離を５０〜２
００ｗｍとすることを特徴とする光伝送用石英母材の製
造方法。 ２、気相酸化反応がその６０容ＩＫ係以上が酸素である
酸素ガスまたは酸素とアルゴンとの混合ガスをプラズマ
作動ガスとする高温グラズマ炎を熱源として行なわれる
特許請求の範囲第１項記載の光伝送用石英母材の製造方
法。 ３、火炎加水分解反応がその水素ガスを完全に酸化する
に必要とされる理論量の１．５〜２．０′倍の量の酸素
ガスと水素ガスとから作られる酸水素火炎中で行なわれ
る特許請求の範囲第１項記載の光伝送用石英母材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4751683A JPS59174535A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 光伝送用石英母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4751683A JPS59174535A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 光伝送用石英母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59174535A true JPS59174535A (ja) | 1984-10-03 |
| JPS6225617B2 JPS6225617B2 (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=12777269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4751683A Granted JPS59174535A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | 光伝送用石英母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59174535A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067439B2 (en) * | 2002-06-14 | 2006-06-27 | Applied Materials, Inc. | ALD metal oxide deposition process using direct oxidation |
| EP2426091A1 (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Titania-doped quartz glass and making method |
| WO2012105513A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 旭硝子株式会社 | チタニアを含有するシリカガラス体の製造方法およびチタニアを含有するシリカガラス体 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010064915A (ja) | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 光ファイバ母材の製造方法 |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP4751683A patent/JPS59174535A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7067439B2 (en) * | 2002-06-14 | 2006-06-27 | Applied Materials, Inc. | ALD metal oxide deposition process using direct oxidation |
| EP2426091A1 (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-07 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Titania-doped quartz glass and making method |
| US8820122B2 (en) | 2010-09-02 | 2014-09-02 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Titania-doped quartz glass and making method |
| WO2012105513A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 旭硝子株式会社 | チタニアを含有するシリカガラス体の製造方法およびチタニアを含有するシリカガラス体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6225617B2 (ja) | 1987-06-04 |
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