具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施方式，但所描述的实例是出于说明性目的，不言而喻，在不背离本发明技术概念的范围内可以进行各种修改。

根据本发明的含钛石英玻璃中钛的平均浓度为10ppm或更高。如果钛的平均浓度低于10ppm，则无法充分阻挡200nm或更短的光，显然，当石英玻璃特别用于低压汞灯时，不可能阻挡185nm的光，这是发射线中仅次于254nm的最强烈的光，并且无法抑制臭氧的形成。

此外，根据本发明的含钛石英玻璃中钛的平均浓度为500ppm或更低。

专利文献4描述了一种采用掺杂有氧化钛的石英玻璃的灯，其中当灯主体的温度升高时，钛吸收的波长向长波长侧移动。本申请的发明人制作了一个能够测量到1000℃的分光光度计，并且当测量钛浓度为600ppm、厚度为2mm、25℃下的50％透射率波长为251nm的样品在800℃下的透射率偏移量时，50％透射率波长为大约300nm。当玻璃的厚度为5mm时，这相当于大约310nm。当用于达到非常高的温度并采用300nm或更长的发射线的高压汞灯的光源时，玻璃的厚度也可能超过5mm，由于吸光度与光的传输长度成正比，玻璃本身的吸收率会随着厚度的增加而增加，而且会进一步向长波长侧偏移，因此很明显，包含600ppm钛的石英玻璃不能用于此类应用。

本申请的发明人进一步制作了厚度为2mm的样品，其中钛浓度如下表1所示变化，并进行了相同的测量。如表1所示，在钛浓度为500ppm或更低的样品中，800℃下的透射率的偏移量减少，显然这种玻璃也可以有利地用于达到非常高的温度并采用300nm或更长的发射线的高压汞灯的光源。

[表1]

在含钛石英玻璃中，当厚度为2mm时，25℃下的50％透射率波长优选在220nm与250nm之间的范围内。通过设定这个范围，如表1所示，800℃下的50％透射率波长在235nm与290nm之间，即使厚度为5mm，800℃下的50％透射率波长也保持在300nm或更短，因此可以有利地将含钛石英玻璃用于约250m至300nm水平的UV使用应用，特别是含钛石英玻璃可以有利地用作不形成臭氧的物品。

根据本发明的含钛石英玻璃优选具有钛浓度的均匀分布。具体而言，当含钛石英玻璃中钛的平均浓度为100ppm或更低时，玻璃中钛浓度的最小值和最大值之间的差值Δ优选为30ppm或更低，而当钛的平均浓度超过100ppm时，钛浓度的最小值和最大值之间的差值Δ优选为50ppm或更低。

含钛石英玻璃中含有的钛的离子价应为四价态。如后文所述，当多孔石英玻璃母材掺杂有钛，然后在还原气氛中热处理形成透明玻璃时，大部分的钛是三价的，并且所得石英玻璃呈黑色或紫色等颜色，这样在可见光区域的透射率就会降低。根据本发明的含钛石英玻璃包含四价钛，并且在UV照射前是无色的。应注意，在本发明中，“无色”是指肉眼无色，严格地说，是指厚度为2mm的样品在25℃下的300nm透射率为91％或更高。

根据本发明的含钛石英玻璃中元素Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo和V中每一种的浓度最大值为50ppb或更低，并且其总和为150ppb或更低。专利文献1指出，当石英玻璃中含有的杂质浓度等于或大于固定值时，通过UV照射就会产生显色。根据本发明的含钛石英玻璃具有上述纯度，因此可以获得这样的石英玻璃：在UV照射过程中不会因色心的形成而发生显色，也不会发生可见光区域的透射率下降。为了达到这种纯度，合成石英玻璃是优选的。

具体而言，例如当含钛石英玻璃以30mW/cm²的照射能量用UV辐射照射1000小时时，优选没有显色，并且含钛石英玻璃是无色的。此外，当含钛石英玻璃以30mW/cm²的照射能量用UV辐射照射1000小时时，优选不会由于在800nm或更短的波长处形成色心而导致透射率下降。

将根据本发明的含钛石英玻璃中OH基团浓度的范围(最小值至最大值)调整至10ppm与350ppm之间。OH基团的调整可以在多孔石英玻璃母材掺杂作为掺杂剂的钛化合物之前进行，或者在掺杂后的透明玻璃化时进行。

低压汞灯的灯光源侧的石英玻璃的表面部分被250nm或更低的UV光照射损坏，这使得Si-O键断裂，从而形成Si·并产生作为结构缺陷的氧缺陷。当石英玻璃包含OH基团时，玻璃中的OH基团被用于修复这些缺陷，因此发生在200-300nm区域的氧缺陷产生的吸收被抑制，但如果OH基团小于10ppm，OH基团对缺陷的修复是有限度的，因此由于氧缺陷产生的吸收不能被充分修复，例如当使用254nm的光时，由于灯泡壁的吸收，相同波长的输出会减少，玻璃可能由于氧缺陷增加造成的应变而破裂。因此，含钛玻璃的OH基团浓度为10ppm或更高。

如果OH基团超过350ppm，仍然会出现氧缺陷，但缺陷被存在的OH基团充分修复，并且在接近200nm-300nm的透射率中出现的氧缺陷产生的吸收被抑制。然而，如果OH基团超过350ppm，则会产生靠近玻璃表面的应力应变并增加，其结果是透射光受到应变的影响而不可能获得所需的光量，此外，从本研究中了解到，存在玻璃破裂的风险。这种作用的原理无法确定，但可能的原因在于，由于在石英玻璃的最上表面反复进行缺陷修复，导致玻璃在特定位置的致密化继续进行。

此外，当石英玻璃用于灯中时，温度有时可能超过600℃，如果石英玻璃包含大量的OH基团，则存在粘度降低和灯变形的风险，作为本研究的结果，发现OH基团浓度需要在350ppm或更低。

因此，含钛石英玻璃中的OH基团浓度为350ppm或更低，优选100ppm或更低，并且更优选50ppm或更低。如果OH基团浓度为100ppm或更低，粘度也会进一步增加并且灯变形的风险也会降低。

根据本发明的含钛石英玻璃中氯浓度的最大值小于30ppm。当氯浓度为30ppm或更高的石英玻璃受到UV照射时，Si-Cl键会断裂，从而形成Si·并且在接近200nm-300nm的透射率中会有作为结构缺陷的明显吸收，例如在使用254nm的光时会产生影响，不仅透射率会下降，这也会由于结构缺陷而导致应力应变，有可能破裂，所以必须事先排除氯。

根据本发明的含钛石英玻璃具有优异UV吸收，并且当厚度为2mm时，优选地在25℃下的185nm波长的透射率为1％或更低。

根据本发明的含钛石英玻璃不含气泡和夹杂异物等，这些都是在高亮度放电灯的灯泡材料或UV阻隔玻璃片材等加工过程中的问题，而且还含有高纯度钛。具体而言，玻璃优选地含有每100g两个或更少的直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm的气泡和/或夹杂异物，每100g不超过一个直径在0.5mm与1mm之间的气泡和/或夹杂异物，并且没有直径超过1mm的气泡和/或夹杂异物。100g石英玻璃相当于外径为50mm、壁厚为5mm、长度为大约65mm的玻璃管。天然石英玻璃通常含有每100g四个或更多的气泡或夹杂异物，这是一个问题。本发明可以获得含钛石英玻璃，它不含直径超过1mm的气泡和夹杂异物，而且具有每100g三个或更少的直径为1mm或更小的可目视确认的气泡或夹杂异物。应注意，直径为0.1mm是可目视确认的气泡的下限值。

生产根据本发明的含钛石英玻璃的方法优选包括：制备高纯度多孔石英玻璃母材的步骤；钛掺杂步骤，其中对多孔石英玻璃母材用钛掺杂剂进行掺杂；以及对钛掺杂步骤后的多孔石英玻璃母材在含氧气氛下进行加热处理，然后进行透明玻璃化的步骤。

高纯度多孔石英玻璃母材优选以这样的方式制备，即获得掺杂有钛的石英玻璃作为起始母材，其中元素Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo和V中每一种的浓度最大值为50ppb或更低，并且其总和为150ppb或更低。

通过化学气相沉积(CVD)生产的多孔石英玻璃母材优选用作高纯度多孔石英玻璃母材。OVD(外部气相沉积)对于预期最终形状为管状的石英玻璃是优选的，而VAD(气相轴向沉积)对于块状石英玻璃是优选的。通过使用高纯度硅化合物，例如四氯化硅(SiCl₄)或八甲基环四硅氧烷(C₈H₂₄O₄Si₄)，多孔石英玻璃母材可以获得其中元素Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo和V中每一种的浓度为50ppb或更低，并且其总和为150ppb或更低的石英玻璃。

在钛掺杂步骤中，多孔石英玻璃母材用掺杂剂进行掺杂，从而获得钛的平均浓度在10ppm与500ppm之间的石英玻璃，并且将含有多孔石英玻璃材料的容器内部暂时置于温度在100℃与500℃之间的真空下，将多孔石英玻璃材料保持在0.1MPa或更低的减压气氛下，然后引入掺杂剂，加热材料并保持在密封容器内的方法特别优于在进入容器的气流下进行加热处理的方法，因为掺杂量可以确定，而且掺杂剂的损失也很小，整个母材可以被均匀地掺杂。引入的掺杂剂可以是钛化合物预先在汽化器中气化的状态下的汽化掺杂剂，或其可以作为液体引入密封容器内并在容器内汽化。

用作钛掺杂剂的钛化合物可以是众所周知的钛掺杂剂，且优选钛的氯化合物或有机钛化合物。

四氯化钛作为钛的氯化合物是优选的。

原钛酸四异丙酯(C₁₂H₂₈O₄Ti)、二氯二乙氧基钛(C₄H₁₀Cl₂O₂Ti)、三异丙氧基氯钛(C₉H₂₁ClO₃Ti)或四(三甲基硅烷氧基)钛(C₁₂H₃₆O₄Si₄Ti)等可用作有机钛化合物。具有低沸点的原钛酸四异丙酯(C₁₂H₂₈O₄Ti)等由于易于处置掺杂剂而特别优选。

钛掺杂步骤中的加热处理优选在100℃与500℃之间进行。当使用钛的氯化合物作为掺杂剂时，在100℃或更高的温度下进行热处理，从而使钛的氯化合物汽化并渗透到多孔石英玻璃母材中。同时，如果温度超过500℃，除了钛的氯化合物的氧化反应外，Si-OH与氯之间的反应性也会增加，导致Si-Cl键的增加。Si-Cl很难通过在含氧气氛中的随后热处理减少，因此有必要将采用钛的氯化合物的掺杂步骤的温度设定为500℃或更低，以确保石英玻璃中的氯浓度低于30ppm。当使用钛的有机化合物作为掺杂剂时，温度使得掺杂剂在渗透母材之前不会发生降解，同时使与OH基团的反应减到最少，并且需要无氧气氛以确保不与氧发生反应；温度优选为500℃或更低。

钛掺杂步骤后的多孔石英玻璃母材在含氧气氛下在100℃与1300℃之间进行加热处理，从而利用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氢氯处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。可以引用的含氧气氛包括单独的氧气，或包含氧气与氮气、氩气和氦气中的至少一种气体的混合气氛。

掺杂钛的多孔石英玻璃母材在含氧气氛下在100℃或更高的温度下进行加热处理，从而使钛开始氧化，钛的离子价被控制为四价，并获得无色石英玻璃。

如果不在含氧气氛中进行处理就进行透明玻璃化，或者如果通过在还原气氛中进行热处理来进行透明玻璃化，大部分钛会变成三价，所得石英玻璃呈黑色或紫色等颜色，导致可见光区域的透射率降低。

例如，当充当钛的氯化合物的四氯化钛被用作掺杂剂时，在多孔石英玻璃母材中的氧化反应如下式(1)和(2)所示，并形成氯气和盐酸。

TiCl₄+O₂→TiO₂+2Cl₂ …(1)

TiCl₄+2H₂O→TiO₂+4HCl (2)

存在于多孔石英玻璃母材中的大部分氯被认为是以Cl₂和HCl的状态存在，很明显，当掺杂的温度为500℃或更低时，可以抑制对Si-Cl的反应，同时也可以通过随后在含氧气氛下在100℃或更高温度下的热处理，将氯原子以氯气和盐酸的形式排出到母材外。

然而，如果在含氧气氛下的热处理温度超过1300℃，则多孔石英玻璃母材的表面开始玻璃化，因此OH基团、Cl₂和HCl就不容易被去除到母材外。

因此，掺杂钛的多孔石英玻璃母材的加热处理是在含氧气氛下在100℃与1300℃之间进行。

在含氧气氛下加热处理后的透明玻璃化步骤期间的条件优选使得在0.1MPa或更低的减压气氛下进行加热处理，并进行透明玻璃化，以便将OH基团浓度设定为350ppm或更低。

此外，生产方法优选包括将含钛石英玻璃中的OH基团浓度调整为10ppm与350ppm之间的范围的步骤。OH基团的调整可以在钛掺杂步骤之前在多孔石英玻璃母材中进行，或者可以在钛掺杂步骤之后的透明玻璃化期间进行。OH基团优选在钛掺杂步骤前与掺杂量相称地加以调整，因为当钛的氯化合物用作掺杂剂时，汽化的钛的氯化合物会渗透到母材中，同时与母材内的OH基团反应。

示例性实施例

本发明将通过以下示例性实施例进行更具体的描述，但不言而喻，这些示例性实施例是出于说明目的而给出的，不应该以限制性方式来解释。

本申请说明书中的物理特性值如下测量。

·Ti浓度的测量：通过ICP-MS测量(检测限：1ppb)。

·OH基团浓度的测量：通过红外吸收分光光度法测量(检测限：0.1ppm)。

·杂质浓度的测量：通过ICP-MS测量(检测限：1ppb)。

·氯浓度的测量：通过X射线荧光测量(检测限：30ppm)。

·表观透射率的测量：相对于厚度为2mm并且两个表面都经过镜面处理的样品，在25℃下通过分光光度计测量150nm-900nm范围内的光的透射率。

·高温透射率的测量：本发明人制作了一种能够承受大约1000℃高温状态的分光光度计，相对于厚度为2mm并且两个表面都经过镜面处理的样品，使用这种分光光度计在800℃下测量150nm-900nm范围内的光的透射率。

·UV照射后的测量：厚度为2mm并且两个表面都经过镜面处理的样品用照射能量为30mW/cm²的低压汞灯(185nm，254nm)照射1000小时，之后在25℃下通过分光光度计测量150nm-900nm范围内的光的透射率，目视和通过300nm透射率确认是否存在显色(色心)，并且通过锐敏色法确认应变(检测限：5nm/cm²)。

·目视确认气泡和夹杂异物。

(示例性实施例1)

在表2所示的条件下进行以下步骤a-e，以获得含钛石英玻璃。

<步骤a>多孔石英玻璃母材制备步骤

使用高纯度四氯化硅作为起始材料，通过化学气相沉积(CVD)生产大约100kg的多孔石英玻璃母材，四氯化硅是一种合成石英玻璃起始材料。

<步骤b>OH基团浓度调整步骤

将步骤a中得到的多孔石英玻璃母材在100℃的氮气气氛下进行加热处理20小时，以调整多孔石英玻璃母材中含有的OH基团。

<步骤c>钛掺杂步骤

将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在300℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至<0.1MPa，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl₄)以液态引入烘箱中，其量为大约100kg多孔石英玻璃母材重量的1％，并在烘箱内汽化，然后在300℃下保持10小时。

<步骤d>含氧气氛下的加热处理步骤

将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在400℃的氧气气氛下进行加热处理10小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氯化氢处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

<步骤e>透明玻璃化处理步骤

将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材在1600℃下在<0.1MPa的减压气氛下保持5小时，并进行透明玻璃化处理，得到外径为200mm、长度为2000mm的石英玻璃体。

[表2]

测量所得石英玻璃体的物理特性值。通过在石英玻璃体的纵向方向上从中央部分和两端部分切下圆形切片，并在径向方向上将圆形切片进一步分成10个等份来测量物理特性的值。在切割样品之前，通过检查整个玻璃来确认气泡和夹杂异物。

结果显示在表3和4以及图1-3中。在表中，钛的浓度值表示测量值的最小值-最大值和平均值，OH基团的浓度值表示测量值的最大值和最小值，氯的浓度值表示测量值的最大值。在与纯度有关的表中，元素Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo和V中每一种的浓度值表示各测量点的最大值，并且总和表示各元素浓度最大值的总和。图1-3是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

各元素的检测限：1ppb

氯浓度的检测限：30ppm

应变的检测限：5nm/cm²

[表3]

[表4]

如表3所示，300nm透射率为92.4％，且钛被认为是四价的。此外，185nm透射率<1％，显然可以阻挡185nm的光，这是低压汞灯所希望阻挡的，并且还可以抑制臭氧的形成。

使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。

此外，玻璃含有每100g两个直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm的气泡和/或夹杂异物，含有每100g一个直径在0.5mm与1mm之间的气泡和/或夹杂异物，以及0个直径超过1mm的气泡和/或夹杂异物。

(示例性实施例2)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表2所示。

<步骤c>

将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在500℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl₄)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的2％，并在烘箱内汽化，使容器内的压力稳定，然后使用氮气恢复到大气压力，并将材料在500℃下保持10小时。

<步骤d>

将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在1300℃的氧气气氛下进行加热处理10小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氯化氢处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表3和4以及图1和2中。图1和2是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

如表3所示，300nm透射率为92.2％，且钛被认为是四价的。当测量玻璃在800℃下的透射率的偏移量时，厚度为2mm的玻璃的50％透射率波长为大约290nm。使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(示例性实施例3)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表2所示。

<步骤b>将通过步骤a得到的多孔石英玻璃母材在1300℃、0.1MPa或更低的减压气氛下进行加热处理100小时，以调整多孔石英玻璃母材中含有的OH基团。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在500℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl₄)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的2％，并在烘箱内汽化，使容器内的压力稳定，然后使用氮气恢复到大气压力，气体被母材吸收，并将材料在500℃下保持10小时。

<步骤d>将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在1300℃、包含20％氧气的氮气混合气氛下进行处理20小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氯化氢处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

<步骤e>将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材在1500℃、1Pa或更低的减压气氛下保持50小时，并进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表3和4以及图1和2中。图1和2是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

如表3所示，300nm透射率为92.2％，且钛被认为是四价的。当测量玻璃在800℃下的透射率的偏移量时，厚度为2mm的玻璃的50％透射率波长为大约290nm。很明显，在照明过程中，300nm或更短的发射线可以被充分阻断，即使石英玻璃被用于采用300nm或更长的发射线的光源，例如达到高温的高压汞灯。使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(示例性实施例4)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表2所示。

<步骤b>将通过步骤a得到的多孔石英玻璃母材在1000℃的氮气气氛下进行加热处理20小时，以调整多孔石英玻璃母材中含有的OH基团。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在200℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl₄)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的0.2％，并在烘箱内汽化，使容器内的压力稳定，然后使用氮气恢复到大气压力，并将材料在200℃下保持10小时。

<步骤d>将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在400℃、包含20％氧气的氮气混合气氛下进行处理20小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氯化氢处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

<步骤e>将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材在1500℃、1Pa或更低的减压气氛下保持30小时，并进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表3和4以及图1和2中。图1和2是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

如表3所示，300nm透射率为92.4％，且钛被认为是四价的。使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(示例性实施例5)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表2所示。

<步骤b>将通过步骤a得到的多孔石英玻璃母材在1300℃、<0.1MPa的减压气氛下进行加热处理100小时，以调整多孔石英玻璃母材中含有的OH基团。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在150℃，并进行加热10小时，目的是使母材直至其内部均匀受热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl₄)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的0.1％，并在烘箱内汽化，使容器内的压力稳定，然后使用氮气恢复到大气压力，并将材料在150℃下保持10小时。

<步骤d>将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在150℃的氧气气氛下进行处理10小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氯化氢处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

<步骤e>将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材在1500℃、1Pa或更低的减压气氛下保持50小时，并进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表3和4以及图1和2中。图1和2是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

如表3所示，300nm透射率为92.4％，且钛被认为是四价的。使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。此外，185nm透射率<1％，并且可以阻挡低压汞灯中希望阻挡的185nm的光。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(示例性实施例6)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表2所示。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在200℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl₄)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的0.1％，并在烘箱内汽化，使容器内的压力稳定，然后使用氮气恢复到大气压力，并将材料在200℃下保持10小时。

<步骤d>将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在150℃的氧气气氛下进行处理10小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行脱氯和脱氯化氢处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表3和4以及图1和2中。图1和2是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

如表3所示，300nm透射率为92.4％，且钛被认为是四价的。使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。此外，185nm透射率为1％或更小，并且可以阻挡低压汞灯中希望阻挡的185nm的光。

此外，玻璃含有每100g两个直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm的气泡或夹杂异物，含有每100g一个直径在0.5mm与1mm之间的气泡或夹杂异物，并且不能观察到直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(示例性实施例7)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表2所示。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在300℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至<0.1MPa，并将材料保持并密封，之后将原钛酸四异丙酯(C₁₂H₂₈O₄Ti)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的1.6％，并在烘箱内汽化，将材料在300℃下保持10小时。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表3和4以及图1和2中。图1和2是显示UV照射前透射率的测量结果的图，并且UV照射1000小时后得到的结果与UV照射前得到的结果相同。

如表3所示，300nm透射率为92.4％，且钛被认为是四价的。使来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收。此外，当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。此外，185nm透射率为1％或更小，并且可以阻挡低压汞灯中希望阻挡的185nm的光。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例1)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤d>将步骤c后得到的掺杂有四氯化钛(TiCl₄)的多孔石英玻璃母材在400℃的氮气气氛下进行热处理10小时。

[表5]

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7以及图3中。图3是显示UV照射前透射率的测量结果的图。

[表6]

[表7]

OH基团的检测限：0.1ppm；

氯浓度的检测限：30ppm

应变的检测限：5nm/cm

各元素的检测限：1ppb

如表6和表7所示，对于元素浓度获得了与示例性实施例1相同的物理特性，但由于在步骤d中，加热处理是在作为还原性气氛的氮气气氛中进行的，而不是在氧气气氛下的加热处理，所以在波长长于300nm的区域有吸收，确认了淡黑色的显色，300nm透射率为90.8％，并且认为钛是三价的。因此，没有进行来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光照射。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例2)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得OH基团浓度小于10ppm的含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤b>将步骤a中得到的多孔石英玻璃母材在1300℃、<0.1MPa的减压气氛下进行加热处理100小时，以调整多孔石英玻璃母材中含有的OH基团。

<步骤d>将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在1000℃的氧气气氛下进行加热处理10小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行氯离子去除处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

<步骤e>为了去除OH基团，将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材进一步在1300℃、<1Pa的减压气氛下保持100小时，在此过程中，母材表面的透明玻璃化没有进展，之后将母材在1500℃、<1Pa的减压气氛下保持30小时以进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7中。如表6所示，石英玻璃体的OH基团浓度最大为5ppm。照射来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光，但在300小时的照射下，多处破裂对样品表面造成了损坏。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例3)

将相当于100ppm钛浓度的二氧化钛与天然晶体粉末混合，通过氧氢火焰熔融进行玻璃化，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃体的物理特性值。结果显示在表6和7以及图4中。在表7中，仅显示了比较例3的元素Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo和V中每一种的最小浓度值和总浓度。图4是显示UV照射前透射率的测量结果的图。

如表7所示，石英玻璃体的纯度使得元素Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo和V中每一种的浓度超过50ppb。如表6和图4所示，当来自照射能量为30mW/cm2的低压汞灯的光照射1000小时后，确认了棕色的显色，透射率也显示出直至700nm区域的吸收，300nm的透射率为88.9％。当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。

然而，玻璃含有每100g四个直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm的气泡或夹杂异物，以及含有每100g三个直径在0.5mm与1mm之间的气泡或夹杂异物。存在两个直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例4)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得氯浓度为30ppm或更高的含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在1000℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl4)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的1％，并在烘箱内汽化，将材料在1000℃下保持10小时。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7中。

如表6所示，石英玻璃的氯浓度最大为200ppm。当来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光照射1000小时时，在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收，但在200-300nm区域有明显的氧缺陷型的吸收，而且由于其它结构缺陷，整体透射率也有所下降，300nm透射率为80.4％。当通过锐敏色法确认应变时，没有观察到应变。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例5)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得钛的平均浓度小于10ppm并且OH基团浓度小于10ppm的含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤b>将步骤a中得到的多孔石英玻璃母材在1300℃、0.1MPa或更低的减压气氛下进行加热处理100小时，以调整多孔石英玻璃母材中含有的OH基团。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在50℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl4)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的0.1％，并将材料在50℃下保持10小时。

<步骤d>将通过步骤c得到的多孔石英玻璃母材在1300℃的氧气气氛下进行处理10小时，并使用氧气和母材中含有的OH基团进行氧化处理，进行氯离子去除处理，并进行控制钛的离子价为四价的处理。

<步骤e>为了去除OH基团，将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材进一步在1300℃、1Pa或更低的减压气氛下保持100小时，在此过程中，母材表面的透明玻璃化没有进展，之后将母材在1500℃、1Pa或更低的减压气氛下保持30小时以进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7以及图5中。图5是显示UV照射前透射率的测量结果的图。

如表6所示，石英玻璃的钛的平均浓度为5ppm，并且OH基团浓度最大为7ppm。如图5所示，185nm透射率为大约20％，几乎不可能阻挡来自低压汞灯的185nm的光。使来自照射能量为30mW/cm2的低压汞灯的光持续照射1000小时，但在500小时的照射下，多处破裂对样品表面造成了损坏。

此外，可以确认玻璃中不含直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm、直径在0.5mm与1mm之间或直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例6)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得钛的平均浓度大于500ppm并且OH基团浓度大于350ppm的含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在200℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl4)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的2.2％，并将材料在200℃下保持10小时。

<步骤e>将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材在1600℃的氮气气氛下常压保持5小时以进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7中。

如表6所示，石英玻璃中钛的平均浓度为600ppm，并且OH基团浓度最大为450ppm。

当测量玻璃在800℃下的透射率的偏移量时，厚度为2mm的玻璃的50％透射率波长为大约300nm。由于吸光度与光的传输长度成正比，当厚度增加时，玻璃本身的吸收也会增加，而且会进一步向长波长侧偏移，因此很明显，这种石英玻璃不能应用于达到极高温度并使用300nm或更长发射线的高压汞灯的光源。

作为来自照射能量为30mW/cm2的低压汞灯的光照射1000小时的结果，在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收，但当通过锐敏色法确认应变时，观察到15nm/cm的应变，这在示例性实施例中是看不到的。

此外，玻璃含有每100g两个直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm的气泡或夹杂异物，含有每100g一个直径在0.5mm与1mm之间的气泡或夹杂异物，以及0个直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(比较例7)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得钛的平均浓度小于10ppm并且OH基团浓度大于350ppm的含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，用氮气置换气氛，之后将烘箱内的温度保持在50℃，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。然后使用真空泵将压力降至0.1MPa或更低，并将材料保持并密封，之后将四氯化钛(TiCl4)以液态引入烘箱中，其量为多孔石英玻璃母材重量的0.1％，并将材料在50℃下保持10小时。

<步骤e>将通过步骤d得到的多孔石英玻璃母材在1600℃的氮气气氛下常压保持5小时以进行透明玻璃化处理，得到石英玻璃体。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7以及图5中。

如表6所示，石英玻璃中钛的平均浓度为7ppm，并且OH基团浓度最大为400ppm。如图5所示，185nm透射率为大约12％，完全不可能阻挡来自低压汞灯的185nm的光。

作为来自照射能量为30mW/cm2的低压汞灯的光照射1000小时的结果，在可见光区域没有看到因显色而产生的吸收，但当通过锐敏色法确认应变时，观察到10nm/cm的应变，这在示例性实施例中是看不到的。

此外，玻璃含有每100g 0个直径等于或大于0.1mm且小于0.5mm的气泡或夹杂异物，含有每100g一个直径在0.5mm与1mm之间的气泡或夹杂异物，以及0个直径超过1mm的气泡或夹杂异物。

(实验例1)

除以下步骤外，通过与示例性实施例1中相同的方法获得含钛石英玻璃，如表5所示。

<步骤c>将步骤b后得到的多孔石英玻璃母材引入密封容器中，通过管道从容器的下部引入氮气，将烘箱内的温度保持在300℃，同时使氮气以这样的方式流动，以便从上部管道排出，并进行加热10小时，目的是使母材至其内部均热。之后，将氮气置换为包含浓度比为2％的四氯化钛(TiCl4)和氮气的混合气体，并将材料在1000℃下保持10小时，同时使该混合气体同样从容器底部流向顶部。对于相同的钛浓度，所使用的四氯化钛的量需要是示例性实施例1的大约三倍。

测量所得石英玻璃的物理特性值。结果显示在表6和7中。在实验例1中，钛浓度在径向方向的平均值在垂直方向(纵向方向)显示出差异，因此表6中的钛浓度平均值显示了各位置径向方向上的平均值的最小值-最大值，测量值表示所有测量点的最小值-最大值。如表6所示，在纵向方向上，容器下端的径向方向上的平均值为100ppm，上端的平均值为20ppm，因此钛浓度存在分布。因此没有测量透射率，并且没有照射来自照射能量为30mW/cm²的低压汞灯的光。