JPS6395124A - 屈折率分布を有するガラス体の製造方法 - Google Patents

屈折率分布を有するガラス体の製造方法

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JPS6395124A
JPS6395124A JP24226886A JP24226886A JPS6395124A JP S6395124 A JPS6395124 A JP S6395124A JP 24226886 A JP24226886 A JP 24226886A JP 24226886 A JP24226886 A JP 24226886A JP S6395124 A JPS6395124 A JP S6395124A
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JP
Japan
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silica gel
refractive index
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aqueous solution
glass body
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JP24226886A
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Kazuo Shingyouchi
新行内 和夫
Shiro Konishi
小西 史郎
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
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    • C03B37/016Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by a liquid phase reaction process, e.g. through a gel phase
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は屈折率分布を有するガラス体の製造方法に係り
、特に光フアイバ母材、ロンドレンズ、その他の光学部
品などに適用される屈折率分布を有するガラス体の製造
方法に関するものである。
[従来の技術1 従来、ガラス体にその厚み方向に屈折率分布を設ける方
法としてイオン交換法、化学的検相IW積法すなわちC
VD法等が知られている。
この他の有効な方法として発明者等はシリコン以外の金
属を少なくとも1種類以上添加したシリカゲルを少なく
とも1種以上の溶出液中に浸漬し、金属成分の一部分を
溶出した後、乾燥、焼結する技術を見出した。この方法
によれば簡単、かつ安価に所望の屈折率分布を有するガ
ラス体を製造することができる。しかし乍ら焼結時にし
ばしば気泡が発生してガラス体の特性および品質が影響
を受けることがあった。
[発明が解決しようとする問題点] 上記従来技術は焼結ガラス化時に気泡が発生する問題を
有していた。
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、焼結時の
気泡発生防止を可能とした屈折率分布を有覆るガラス体
の製造方法を提供することを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段] 上記目的は、含有金属成分の一部を溶出させたシリカゲ
ルを、シリコンアルコキシドを含む水溶液中に浸漬し、
浸漬後これを乾燥し、次いで焼結してガラス化すること
により、達成される。
[作  用] 含有金属成分の−・部を溶出させたシリカゲルをシリコ
ンアルコキシド水溶液中に浸漬させることにより、溶出
により生成した欠陥部を補強してシリカゲルに強固な網
目構造を形成する。この結果、乾燥時の収縮が小さくな
って、かさ密度の小さな乾燥シリカゲルが得られるよう
になり、焼結後のガラス中に含まれる気泡を大幅に低減
できる。
このシリコンアルコキシド水溶液としては5t(OCH
3)4水溶液、 S ! (QC2Hll ) a水溶液、S f (Q
C3fly ) a水溶液のいずれの水溶液を用いても
同様の効果を得ることができる。ただし、その濃度が1
%以下では十分な補強が得られず、気泡低減化の効果が
見られない。一方、濃度が20%以上では3t成分の付
着量が増し、屈折率分布形状において中心部の屈折率と
周辺部の屈折率との差が小さくなる。すなわち開口数が
低下する現象が顕著となる。
[実 施 例1 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
1図(a)〜(f)には本発明の一実施例が示されてい
る。同図に示されているように屈折率分布を有するガラ
ス体を¥A込するには、少なくとも1種以上の金属成分
を含有するシリカゲル1を、その温度が沸点以下で、か
つ金属成分の一部を溶出する溶出液中に浸漬し、含有金
属成分の一部を溶出させたシリカゲル1aが使用される
このような製造方法で本実施例では含有金属成分の一部
を溶出されたシリカゲル1aを、シリコンアルコキシド
を含む水溶液中に浸漬し、浸漬後これを乾燥し、次いで
焼結してガラス化した。このようにすることにより焼結
時の気泡の発生が防止されるようになって、焼結時の気
泡発生防止を可能とした屈折率分布有するガラス体の製
造方法を得ることができる。
すなわちまず、30モル%の Ge(○CH:l)4を含有スル S i  (OCH3)41モルに、4.5モルのアル
コールおよび4モルの1/100規定のHcJl水溶液
を加えて加水分解し、内径8n+mのガラス溶器2内で
シリカゲル化し、シリカゲル1を作成する(同図(a)
)。このシリカゲル1の一部分を溶出液である20c!
R3の水3に室温で約90分子1浸漬する(同図(b)
)。このようにして含有金属成分の一部を溶出させたシ
リカゲル1aを、シリコンアルコキシドを含む水溶液、
例えば −8i (QC)h )aと水とメチルアルコ
ールとがId/1m/98mの混合液4中に室温で約4
時間浸漬した(同図(C))。次いでこのシリカゲル1
aをメタノールと水とが1対1の混合液5に室温で約1
時間浸漬した(同図(d))後、メタノール6中に約1
時間浸漬して洗浄した(同図(C))。この後、室温か
ら洗浄液の沸点を越えないよう120℃まで1時間に1
℃の速度で弁温して徐々に乾燥し、乾燥後は電気炉7を
用いて1200℃で焼結処理を行ない、ガラス化した(
同図(f))。このようにして直径2.7m+++。
長さ約10mmのガラスロンドを得た。
このようにして製作したガラスロンドを、その軸に垂直
な方向に切断して径方向の屈折率分布を測定した。測定
結果は縦軸に屈折率をとり、横軸に径方向をとって中心
に対する径方向の屈折率分布が示されている第2図のよ
うに、中心部分で高く、周辺部分で低い曲線8のような
屈折率分布が得られた。更に、この屈折率分布を詳細に
調べたところ、中心の回折率をn。とすると、半径rの
位置における屈折率n(r)は、aを定数としたとき n (r)−no (1−ar2) に近い屈折率分布を有することが判った。このように良
好な屈折率特性を有するガラスロンドが得られたのは、
含有金属成分の一部を溶出したシリカゲルをシリコンア
ルコキシドを含む水溶液に浸漬したため、シリガルに強
固な網目構造が形成されて乾燥時の収縮が小さくなり、
焼結時の気泡の発生が防止されるようになったためであ
る。
このように本実施例によれば焼結時の気泡の発生が防止
されるようになって、気泡を含まない高品質のガラス体
を製造することができる。
また、溶出液によるシリカゲルの処理温度は比較的低温
でよく、かつ短時間の処理操作で所望の屈折率分布を右
するガラス体を作成することができる。そしてまた、屈
折率の大きいシリカ系の材料を使用することができるの
で、耐候性にすぐれたものとすることができる。更に、
量産化が容易なので、低価格で生産できるなどの工業的
効果を奏することができる。
本発明の他の実流例として含有金属成分の−・部を溶出
させたシリカゲルを浸漬するシリコンアルコキシドを含
む水溶液に、S ! (OC2Ha )aと水とエチル
アルコールとの混合液を使用したが、この場合も焼結時
の気泡の発生が防止されるようになって、前述の場合と
同様な作用効果を奏することができる。
すなわち15モル%のT ! (OCa Is )aを
含有するS t (OCR:+ )t 1モルに、6モ
ルのアルコールおよび4モルの1/100規定NHaO
H水溶液を加えて加水分解し、内径8mmのガラス容器
内でゲル化し、ウェットのシリカゲルを作成する。この
ウェットのシリカゲルの一部分を20α3の0.5規定
82804水溶液に室温で約3時間浸漬する。このよう
にして含有金属成分の一部を溶出したシリカゲルを、シ
リコンアルコキシドを含む水溶液、例えば S i  (OC2Ha )4と水とエチルアルコール
とが10d/10d/80mの混合液中に室温で約4時
間浸漬した。この後は前述の場合と全く同様な処理を行
なって直径2.7mm、長さ約10mmのガラスロッド
を得たが、このガラスロンドは気泡がなく、屈折率分布
も前述の場合と同様である。
本発明の更に他の実施例として含有金属成分の一部を溶
出させたシリカゲルを浸漬するシリコンアルコキシドを
含む水溶液に、 S i (OC3)IT )aと水とプロピルアルコー
ルとの混合液を使用したが、この場合も焼結時の気泡の
発生が防止されるようになって、前述の場合と同様な作
用効果を奏することができる。
すなわち10モル%のT a (OC2Hs ) sを
含有するS i (OCH3) a 1モルに、8モル
のアルコールおよび2モルの1/100規定NHaOH
水溶液を加えて加水分解し、内径8mmのガラス容器内
でゲル化し、ウェットのシリカゲルを作成する。このウ
ェットのシリカゲルの−・部分を2013の0.1重量
%ぶつ化水素酸水溶液に室温で約4時間浸漬する。この
ようにして含有金属成分の一部を溶出したシリカゲルを
、シリコンアルコキシドを含む水溶液、例えば S i  (OC3Hr )aと水とプロピルアルコー
ルとが20m/20d60mの混合液中に室温で約4時
間浸漬した、この後は前述の場合と全く同様な処理を行
なって直径2.5mm、長さ約10mmのガラスロンド
を得たが、このガラスロンドは気泡がなく、屈折率分布
も前述の場合と同様である。
なお、以上の各実施例ではロンド状ガラスに関するもの
であるが、板状のシリカゲルを用いれば板の厚み方向に
屈折率分布を有する板ガラスを作成することができるこ
とは云うまでもない。
[発明の効果] 上述のように本発明は焼結時の気泡の発生が防止される
ようになって、焼結時の気泡発生防止を可能とした屈折
率分布を有するガラス体の製造方法を得ることができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の屈折率分布を有するガラス体の製造方
法の一実施例のシリカゲルの処理工程を示す縦断側面図
、第2図は本発明の屈折率分布を有するガラス体の製造
方法の一実施例によるガラスロンドの屈折率分布を示す
特性図である。 1:1種以上の金属成分を含有するシリカゲル、1a:
含有金属製成分の一部を溶出させたシリカゲル、 3:水(溶出液)、 4 :S i (OCH3)4と水とメチルアルコール
との混合液(シリコンアルコキシドを含む水溶液)、 5:メタノールと水との混合液、 6 : メ  タ  ノ  〜 ル、 7 :電   気   炉。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1種以上の金属成分を含有するシリカ
    ゲルを、その温度が沸点以下で、かつ上記金属成分の一
    部を溶出する溶出液中に浸漬して、前記含有金属成分の
    一部を溶出させたシリカゲルが使用される屈折率分布を
    有するガラス体の製造方法において、前記含有金属成分
    の一部を溶出させたシリカゲルを、シリコンアルコキシ
    ドを含む水溶液中に浸漬し、浸漬後これを乾燥し、次い
    で焼結してガラス化したことを特徴とする屈折率分布を
    有するガラス体の製造方法。
  2. (2)前記金属成分が、Ge、P、B、Ta、Ti、Z
    r、Sb、Al、Nb、Sn、Pb、Znのいずれかで
    ある特許請求の範囲第1項記載の屈折率分布を有するガ
    ラス体の製造方法。
  3. (3)前記シリコンアルキシドを含む水溶液が、シリコ
    ンアルキシドの含有量が1ないし20容量%の濃度であ
    る特許請求の範囲第1項記載の屈折率分布を有するガラ
    ス体の製造方法。
  4. (4)前記シリコンアルコキシドを含む水溶液が、Si
    (OCH_3)_4水溶液、 Si(OC_2H_3)_4水溶液、 Si(OC_3H_7)_4水溶液のいずれかである特
    許請求の範囲第1項または第3項記載の屈折率分布を有
    するガラス体の製造方法。
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