发明名称 制造光学氟化物雷射晶体组件之方法
摘要 胶体矽石粉尘为熔融矽石或超低膨胀性玻璃之化学汽相沉积法的副产物。胶体矽石副产物系指"粉尘"。保持与母质玻璃具有相同的特性以及具有球形形态,胶体矽石粉尘为光学氟化物晶体最终抛光应用之理想材料,特别是光学氟化物晶体例如氟化钙,其对低于300nm光线例如准分子雷射产生之光线具有高度透射性。在与传统胶体或蒸气矽石作比较时,粉尘具有大的颗粒尺寸以及球面形状。
申请公布号 TWI231832 申请公布日期 2005.05.01
申请号 TW090130846 申请日期 2001.12.11
申请人 康宁公司 发明人 罗伯沙巴
分类号 C30B33/00 主分类号 C30B33/00
代理机构 代理人 吴洛杰 台中市北区太原路2段215巷1弄8号
主权项 1.一种制造光学氟化物晶体组件之方法,该方法包含:提供具有初始抛光修饰表面之光学氟化物晶体,其初始修饰表面粗糙度大于1nm RMS以及初始修饰平坦度;提供光学氟化物晶体最终抛光溶液,该最终抛光溶液包含一组多种颗粒性研磨剂胶体矽石粉尘,以及利用该提供光学氟化物晶体最终抛光溶液对光学氟化物晶体初始抛光修饰表面进行抛光至最终抛光表面,该表面平坦度减小不大于50%之该初始修饰平坦度,以及该最终抛光表面具有最终抛光表面粗糙度小于1nm RMS。2.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供具有初始抛光修饰表面之光学氟化物晶体,其初始修饰表面粗糙度大于1nm RMS包含提供具有初始抛光修饰表面之光学氟化物晶体,其初始修饰表面粗糙度不大于5nm RMS。3.依据申请专利范围第1项之方法,其中抛光包含抛光至最终抛光表面具有之最终抛光表面粗糙度小于0.75 nm RMS。4.依据申请专利范围第1项之方法,其中抛光包含抛光至最终抛光表面具有之最终抛光表面粗糙度不大于0.5 nm RMS。5.依据申请专利范围第1项之方法,其中抛光包含抛光至最终抛光表面之平坦度减小并不大于初始修饰平坦度之30%。6.依据申请专利范围第1项之方法,其中抛光包含抛光至最终抛光表面之平坦度减小并不大于初始修饰平坦度之25%。7.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含一组多种颗粒性研磨剂胶体矽石粉尘包含提供光学氟化物晶体最终抛光溶液由一组多种颗粒性研磨剂胶体固态球形熔融矽石粉尘颗粒所构成。8.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含一组多种颗粒性研磨剂胶体矽石粉尘包含提供光学氟化物晶体最终抛光溶液由一组多种颗粒性研磨剂胶体固态球形熔融矽石粉尘颗粒所构成,该颗粒之平均颗粒尺寸在50nm至500nm范围内。9.依据申请专利范围第1项之方法,其中粉尘具有比表面积为20平方米/公克或较小。10.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体包含提供氟化钙晶体。11.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体包含提供氟化钡晶体。12.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体包含提供氟化镁晶体。13.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体包含提供氟化锂晶体。14.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供具有一组多个非凝结固态球形熔融矽石粉尘颗粒,颗粒尺寸分布界于30nm与300nm之间。15.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供高纯度熔融矽石粉尘颗粒。16.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂剂之熔融矽石粉尘颗粒。17.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂Ti之熔融矽石粉尘颗粒。18.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂Ge之熔融矽石粉尘颗粒。19.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂Al之熔融矽石粉尘颗粒。20.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂B之熔融矽石粉尘颗粒。21.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂P之熔融矽石粉尘颗粒。22.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂Zr之熔融矽石粉尘颗粒。23.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂Er之熔融矽石粉尘颗粒。24.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供掺杂Ce之熔融矽石粉尘颗粒。25.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂周期表镧系元素之熔融矽石粉尘颗粒。26.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒平均颗粒尺寸在0.3至0.5微米范围内。27.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积小于100平方米/公克。28.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积并不大于50平方米/公克。29.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积并不大于20平方米/公克。30.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积在10至20平方米/公克范围内。31.依据申请专利范围第14项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含泥浆具有稳定分散之黏滞性。32.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘表面积活性≧1.5x10-5莫耳/米。33.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘内在pKa1为0.00.2以及内在pKa2为7.00.1。34.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘颗粒之等电点(pHIEP)为3.50.1。35.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘内在pKa1为0.00.1以及内在pKa2为5.00.2。36.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘颗粒之等电点(pHIEP)为2.50.1。37.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中胶体矽石粉尘之不溶解稳定性具有颗粒凝结抵抗性。38.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中胶体矽石粉尘之不溶解稳定性具有颗粒胶凝抵抗性。39.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中胶体矽石粉尘具有不溶解稳定性使得泥浆中颗粒具有稳定之黏滞性。40.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供水溶性泥浆粉尘颗粒,使得pH在2-12范围内。41.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供水溶性泥浆粉尘颗粒,使得pH在9-12范围内。42.依据申请专利范围第1项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供非水溶性溶剂。43.依据申请专利范围第42项之方法,其中非水溶性溶剂由乙二醇所构成。44.依据申请专利范围第42项之方法,其中非水溶性溶剂由煤油所构成。45.一种抛光光学氟化物(氟化钙)晶体组件之方法,该方法包含:提供具有光学透射表面之光学氟化物晶体,提供最终抛光熔融矽石粉尘溶液,该最终抛光溶液包含一组多种颗粒性研磨剂胶体固态球形熔融矽石粉尘颗粒,利用该最终抛光胶体固态球形熔融矽石粉尘溶液对光学氟化物晶体光学透射表面进行抛光以提供抛光之光学氟化物晶体光学透射表面。46.依据申请专利范围第45项之方法,其中抛光包含抛光至最终抛光表面粗糙度小于1nm RMS。47.依据申请专利范围第45项之方法,其中抛光包含抛光至最终抛光表面粗糙度小于0.75nm RMS。48.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供最终抛光熔融矽石粉尘溶液包含提供粉尘颗粒之平均颗粒尺寸在50nm至500nm范围内。49.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供最终抛光熔融矽石粉尘溶液包含提供粉尘颗粒之平均颗粒比表面积为20平方米/公克或更小。50.依据申请专利范围第45项之方法,其中光学氟化物晶体包含提供氟化钙晶体。51.依据申请专利范围第45项之方法,其中光学氟化物晶体包含提供氟化钡晶体。52.依据申请专利范围第45项之方法,其中光学氟化物晶体包含提供氟化镁晶体。53.依据申请专利范围第45项之方法,其中光学氟化物晶体包含提供氟化锂晶体。54.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供泥浆,其具有一组多种非凝结固态球形熔融矽石粉尘颗粒,其颗粒尺寸分布界于30nm与300nm之间。55.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供高纯度熔融矽石粉尘颗粒。56.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂剂之熔融矽石粉尘颗粒。57.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂Ti之熔融矽石粉尘颗粒。58.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂Ge之熔融矽石粉尘颗粒。59.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂Al之熔融矽石粉尘颗粒。60.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂B之熔融矽石粉尘颗粒。61.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂P之熔融矽石粉尘颗粒。62.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂Zr之熔融矽石粉尘颗粒。63.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂Er之熔融矽石粉尘颗粒。64.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂Ce之熔融矽石粉尘颗粒。65.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供含有掺杂周期表镧系元素之熔融矽石粉尘颗粒。66.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒平均颗粒尺寸在0.3至0.5微米范围内。67.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积小于100平方米/公克。68.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积并不大于50平方米/公克。69.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积并不大于20平方米/公克。70.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积在10至20平方米/公克范围内。71.依据申请专利范围第45项之方法,其中泥浆具有稳定分散之黏滞性。72.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘表面积活性≧1.5x10-5莫耳/米。73.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘内在pKa1为0.00.2以及内在pKa2为7.00.1。74.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘颗粒之等电点(pHIEP)为3.50.1。75.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘内在pKa1为0.00.1以及内在pKa2为5.00.2。76.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中粉尘颗粒之等电点(pHIEP)为2.50.1。77.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中胶体矽石粉尘之不溶解稳定性具有颗粒凝结抵抗性。78.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中胶体矽石粉尘之不溶解稳定性具有颗粒胶凝抵抗性。79.依据申请专利范围第45项之方法,其中提供光学氟化物晶体最终抛光溶液包含提供粉尘颗粒,其中胶体矽石粉尘具有不溶解稳定性使得泥浆中颗粒具有稳定之黏滞性。80.一种制造光学氟化物晶体抛光泥浆之方法,该方法包含:提供一组多种颗粒性研磨剂固态球形熔融矽石粉尘颗粒,提供光学氟化物晶体抛光预混泥浆溶剂,分散颗粒性研磨剂胶体固态球形熔融矽石粉尘颗粒于光学氟化物晶体抛光预混泥浆溶剂中以形成光学氟化物晶体抛光泥浆;其中包含负载量为大于3%重量比固态球形熔融矽石粉尘颗粒于溶剂中以及分散粉尘颗粒以形成具有胶体固态球形熔融矽石粉尘之泥浆,其中固态球形熔融矽石粉尘之凝结被抑制,及泥浆之胶凝作用被抑制;以及提供具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供一组多种非凝结固态球形熔融矽石粉尘颗粒,其颗粒尺寸分布界于30nm与300nm之间。81.依据申请专利范围第80项之方法,其中包含负载量为大于3%重量比固态球形熔融矽石粉尘颗粒于溶剂中以及分散粉尘颗粒以形成具有胶体固态球形熔融矽石粉尘之泥浆,其中泥浆具有稳定之黏滞性。82.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供高纯度之熔融矽石粉尘颗粒。83.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂剂之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。84.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂Ti之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。85.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂Ge之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。86.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂A1之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。87.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂B之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。88.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂B之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。89.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂Zr之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。90.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂Er之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。91.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂Ce之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。92.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供含有掺杂周期表镧系元素之熔融矽石玻璃粉尘颗粒。93.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供粉尘颗粒平均颗粒尺寸在0.3至0.5微米范围内。94.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积小于100平方米/公克。95.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积并不大于50平方米/公克。96.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积并不大于20平方米/公克。97.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供泥浆具有一组多种颗粒性研磨剂矽石粉尘包含提供粉尘颗粒之颗粒表面积在10至20平方米/公克范围内。98.依据申请专利范围第80项之方法,其中粉尘表面积活性≧1.5x10-5莫耳/米。99.依据申请专利范围第80项之方法,其中粉尘内在pKa1为0.00.2以及内在pKa2为7.00.1。100.依据申请专利范围第80项之方法,其中粉尘颗粒之等电点(pHIEP)为3.50.1。101.依据申请专利范围第80项之方法,其中粉尘内在pKa1为0.00.1以及内在pKa2为5.00.2。102.依据申请专利范围第80项之方法,其中粉尘颗粒之等电点(pHIEP)为2.50.1。103.依据申请专利范围第84项之方法,其中掺杂Ti之熔融矽石玻璃粉尘颗粒具有提高不溶解之表面电荷。104.依据申请专利范围第103项之方法,其中掺杂Ti之熔融矽石玻璃粉尘颗粒在pH値<5.0情况下具有低pH之稳定不溶解性。105.依据申请专利范围第80项之方法,其中提供一组多种固态球形熔融矽石粉尘颗粒包含由化学汽相沉积玻璃制造处理过程收集多个熔融矽石粉尘颗粒为副产物。106.依据申请专利范围第105项之方法,其中收集包含由化学汽相沉积玻璃制造处理过程收集多种熔融矽石粉尘颗粒为副产物。107.依据申请专利范围第105项之方法,其中收集包含由超低膨胀性玻璃制造处理过程收集多种掺杂Ti之熔融矽石粉尘颗粒为副产物。108.依据申请专利范围第105项之方法,其中收集包含由光学波导玻璃制造处理过程收集多种熔融矽石粉尘颗粒为副产物。109.依据申请专利范围第105项之方法,其中提供粉尘颗粒包含由玻璃制造处理过程污染物沉淀/浮除分离出副产物粉尘颗粒。110.依据申请专利范围第105项之方法,其中提供粉尘颗粒包含:提供转化位置;保持转化位置温度高于1300℃;产生转化火焰,将矽供应料化合物加入转化位置火焰内,产生一组多种高纯度矽石预先粉尘中间物;保持该预先粉尘矽石中间物于温度高于1300℃历时较长停留时间;以及在收集粉尘颗粒前同时地成长以及烧结预先粉尘中间物为熔融矽石粉尘球体。图式简单说明:第一图至第五图(图1-5)显示本发明之方法。第六图为本发明矽石粉尘之显微相片图。第七图至第十图显示出本发明方法。第十一图a-b(图11a-b)为本发明矽石粉尘之显微相片图。第十二图a-c(图12a-c)及第十三图a-c(图13a-c)酸硷滴定以及表面电荷平衡滴定曲线图。第十四图a-d(图14a-d)为粉尘之频谱比较图。第十五图为本发明矽石粉尘之显微相片图。第十六图为Degussa OX5蒸气矽石之显微相片图。第十七图为Cabot 10M蒸气矽石之显微相片图。第十八图a-f(图18a-f)为剪变率(1/sec)与剪应力(D/cm2)之曲线图。第十九图至第二十一图(图19-21)为本发明之方法。
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