紫外線透過率が高い丸形透明溶融石英ディスク

溶融石英ディスクの主な材料は非晶質二酸化ケイ素であり、圧電効果を持たない。しかし、その優れた光学特性（高い光透過率、広帯域の光透過範囲）、極めて低い熱膨張係数、高い化学的安定性および耐熱性により、光学、半導体、光通信などの分野で広く使用されている。

 透明溶融石英ディスクの製造プロセスの中心は、石英砂原料を高温で溶融し均質なガラス体を形成した後、熱間成形および冷間加工を行うことである。

フェーズ1：原料の準備と溶融

これは工程全体の基礎であり、材料の純度と基本的特性を決定する。

1. 労働力 クォーツガラスプレート 原材料の選択と加工

• 原材料:高純度天然クォーツ砂や合成シリコン粉末を使用する. 光学級のアプリケーションでは,極めて高い純度が必要であり,金属不純度総量は通常百万分の数 (ppm) 未満である必要があります.
• 処理: 原材料は,浮遊,磁気分離,酸洗浄などの物理的および化学的方法によって浄化され,金属イオンや塵などの不浄物質を除去する必要があります.

2. 溶融

• 目的: 水晶石英砂 (SiO) の変換 2 について ) を,無形溶融クォーツガラスに
• 方法: 主に2種類あります
• 電気溶融方法 :

電気炉で真空または惰性ガス (アルゴンなど) で保護され,温度が2000度を超えると °Cは電極やグラフィットヒーターで生成される弧で供給されます.

この方法により,非常に低水酸化物 (OH) の溶融石英が作れます. ⁻) 紫外線帯域での応用に適したコンテンツ

• 炎溶融法：

石英砂粉末を水素-酸素炎または酸素-水素炎によってターゲット上に噴霧し、その後クラッドしながら層状に堆積させる。

この方法で製造された溶融石英は通常比較的高いOH含有量を持つため、赤外線帯域に適しており、大口径のブランク材の製造に使用できる。

3. 成形およびアニール処理

• 目的：溶融石英ガラスを所望の初期形状（ブロック、棒状、板状など）に成形し、内部応力を除去すること。
• 工程：溶融状態の石英ガラス液体を金型に注入するか、冷却プロセスを制御することで特定の形状の「ブランク」を形成する。その後、ブランクをアニール炉に入れ、精密に制御された温度範囲内（例えば1100℃以上から800℃以下まで）をゆっくりと通過させる。 °C から 800℃未満 °このプロセスにより、内部の熱応力を最大限にまで低減し、均一化することが可能となり、その後の加工時や使用中に亀裂や変形が生じるのを防ぎます。

石英ディスクの利点：

• 優れた光学特性：

• 高透過率：石英ディスクは、深紫外域（UV）から近赤外域（NIR）にわたる広いスペクトル範囲で非常に高い透過率を示します。
• 低蛍光性：石英ディスクは本質的に背景蛍光が低く、感度の高い光学測定において極めて重要です。

• 卓越した熱安定性：

• 非常に低い熱膨張係数：急激な温度変化下でも熱衝撃や変形に対して非常に耐性があります。
• 高い軟化点：石英ディスクは非常に高い作動温度に耐えることができます。石英板は長時間1100度まで耐えられ、短時間での作業温度は1200度まで可能です。

• 優れた化学的純度および耐性：

• 不活性：ほとんどの酸、塩類および金属による腐食に対して非常に高い耐性を示します。フッ化水素酸を除き、石英ガラスは化学処理において他の酸とほとんど反応せず、その耐酸性はセラミックの30倍、ステンレス鋼の150倍です。

• 優れた電気絶縁性能 :

石英ディスクの抵抗値は通常のガラスの10,000倍に相当し、優れた電気絶縁材料であり、高温下でも良好な電気的特性を維持します。 ‌

• 高純度：石英ディスクは極めて不純物が少ない状態で製造可能であり、感度の高いプロセスにおける汚染を防ぎます。
• 優れた電気絶縁性：石英ディスクは高い誘電強度と低い誘電損失を備えています。
• 高いレーザー損傷閾値：石英ディスクは高出力のレーザー光束にも損傷を受けず、レーザー用途に最適です。

主な応用分野：

• 光学およびフォトニクス：

• レンズ、ウィンドウ、プリズム：UVリソグラフィ装置、高出力レーザーシステム、望遠鏡、分光器機器に使用されます。
• 光ファイバー：通信およびデータ伝送に使用される高純度光ファイバーのコア材料。

• 半導体製造:

• ウェハーキャリアおよびプロセスチューブ：純度と熱的安定性により、シリコン結晶の成長やチップ製造における高温プロセスでるつぼ、拡散管、ウェハーボートとして使用されます。

• 照明：

• 高強度放電（HID）ランプ：水銀灯、金属ハライド灯、キセノンアークランプのエンベロープ材料として使用され、高温および紫外線照射に耐えられます。

• 実験室機器：

• キュベットおよび実験器具：UV-Vis分光法や化学的不活性性および熱衝撃抵抗性が求められる用途に使用されます。

透明石英ディスクの技術データ