(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融した後に冷却してガラス材を製造する方法であって、
下方から上方に向かってガスを噴出させて前記ガラス原料塊を浮遊させる工程と、
前記ガラス原料塊を浮遊させた状態で、下方及び上方から前記ガラス原料塊にレーザービームを照射する工程と、
を備え、
前記レーザービームを照射する工程において、前記ガラス原料塊を加熱溶融させ、該加熱溶融により前記ガラス原料塊が完全に融解して溶融ガラス塊となった後に、下方から照射するレーザービームの出力が、上方から照射するレーザービームの出力より高くなるように調整する、ガラス材の製造方法。
【請求項２】
前記下方から照射するレーザービームの出力が、前記上方から照射するレーザービームの出力より高くなるように調整した状態を、冷却時まで保持する、請求項１に記載のガラス材の製造方法。
【請求項３】
前記上方から照射するレーザービームの前記ガラス原料塊が完全に融解するまでの出力が、完全に融解した後の出力以上となるように調整する、請求項１又は２に記載のガラス材の製造方法。
【請求項４】
前記下方から照射するレーザービームの照射部分における前記溶融ガラス塊の粘度が、１０−３Ｐａ・ｓ以上となるように、前記下方から照射するレーザービームの出力を調整する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス材の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス原料塊が、ホウ酸を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無容器浮遊法によるガラス材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガラス材の製造方法として、無容器浮遊法に関する研究がなされている。例えば、特許文献１には、ガス浮遊炉で浮遊させたバリウムチタン系強誘電体の試料にレーザービームを照射して加熱溶融した後に、冷却することにより、バリウムチタン系強誘電体の試料をガラス化させる方法が記載されている。このように、無容器浮遊法では、容器の壁面との接触に起因する結晶化の進行を抑制できるため、従来の容器を用いた製造方法ではガラス化させることができなかった材料であってもガラス化し得る場合がある。従って、無容器浮遊法は、新規な組成を有するガラス材を製造し得る方法として注目に値すべき方法である。
【０００３】
特許文献１に開示された方法では、ガス浮遊炉からガスを噴出させることによりガラス原料塊を浮遊させた状態で、レーザービームをガラス原料塊の上下方向から照射して加熱溶融させている。したがって、下方向から照射するレーザービームは、ガス浮遊炉のガス噴出孔を通して出射されていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス原料塊の上下方向からレーザービームを照射して、加熱溶融させる場合、得られたガラス材の組成が不均質になることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、ガラス原料塊の上下方向からレーザービームを照射しても、組成の均質化が可能である、ガラス材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るガラス材の製造方法は、ガラス原料塊を浮遊させた状態で加熱溶融した後に冷却してガラス材を製造する方法であって、下方から上方に向かってガスを噴出させて前記ガラス原料塊を浮遊させる工程と、前記ガラス原料塊を浮遊させた状態で、下方及び上方から前記ガラス原料塊にレーザービームを照射する工程と、を備え、前記レーザービームを照射する工程において、前記ガラス原料塊を加熱溶融させ、該加熱溶融により前記ガラス原料塊が完全に融解して溶融ガラス塊となった後に、下方から照射するレーザービームの出力が、上方から照射するレーザービームの出力より高くなるように調整することを特徴としている。
【０００８】
本発明においては、前記下方から照射するレーザービームの出力が、前記上方から照射するレーザービームの出力より高くなるように調整した状態を、冷却時まで保持することが好ましい。
【０００９】
本発明においては、前記上方から照射するレーザービームの前記ガラス原料塊が完全に融解するまでの出力が、完全に融解した後の出力以上となるように調整することが好ましい。
【００１０】
本発明においては、前記下方から照射するレーザービームの照射部分における前記溶融ガラス塊の粘度が、１０−３Ｐａ・ｓ以上となるように、前記下方から照射するレーザービームの出力を調整することが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記ガラス原料塊として、例えばホウ酸を含有するものが用いられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガラス原料塊の上下方向からレーザービームを照射しても、組成が不均質になり難く、組成の均質化が可能である、ガラス材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガラス材の製造方法で用いるガラス材製造装置を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の製造方法における第１及び第２のレーザービームの出力と時間の関係を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るガラス材の製造方法において、レーザービームが照射されることにより融液となったガラス原料塊（溶融ガラス塊）のレーザー照射部分を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るガラス材の製造方法において、ガラス原料塊が完全に融解するまでの状態を示す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るガラス材の製造方法における第１及び第２のレーザービームの出力と時間の関係を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るガラス材の製造方法における第１及び第２のレーザービームの出力と時間の関係を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るガラス材の製造方法で用いるガラス材製造装置を示す模式的断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係るガラス材の製造方法で用いるガラス材製造装置を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガラス材の製造方法で用いるガラス材製造装置を示す模式的断面図である。
【００１６】
図１に示すように、ガラス材製造装置１において、ガラス原料塊２は、成形部材１０の成形面１０ａの上方に浮遊した状態で配置されている。成形面１０ａの中央部には、ガス４を下方から上方に向かって噴出する孔３が１つ形成されている。孔３からガス４が噴出することにより、ガラス原料塊２が上方に浮遊している。孔３に、ガスボンベなどのガス供給手段からガス４が供給されることにより、孔３からガス４が噴出する。
【００１７】
ガス４の種類は、特に限定されるものではなく、例えば、空気や酸素であってもよいし、窒素ガスやアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスであってもよいし、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素を含有した還元性ガスであってもよい。
【００１８】
また、成形部材１０は、例えば、炭化ケイ素、超鋼、ステンレス、アルミニウム、ジュラルミン又はカーボン等により構成することができる。
【００１９】
第１の実施形態の製造方法では、図１に示すように、孔３からガス４を噴出させることによりガラス原料塊２を浮遊させた状態で、加熱手段である第１のレーザー光源５からの第１のレーザービーム６を、孔３を通過させてガラス原料塊２に下方から照射する。また、加熱手段である第２のレーザー光源７をガラス原料塊２の上方にも設けており、第２のレーザー光源７からの第２のレーザービーム８もガラス原料塊２に上方から照射する。第１及び第２のレーザービーム６，８を照射することによりガラス原料塊２を加熱溶融して溶融ガラス塊とし、その後、冷却することでガラス材を得ることができる。ガラス原料塊２を加熱溶融する工程と、ガラス材の温度が少なくとも軟化点以下となるまで冷却する工程とにおいては、少なくともガス４の噴出を継続し、ガラス原料塊２や溶融ガラス塊、またはガラス材が成形面１０ａに接触しないようにすることが好ましい。
【００２０】
第１の実施形態の製造方法の特徴は、第１のレーザービーム６（下方から照射するレーザービーム）の出力と、第２のレーザービーム８（上方から照射するレーザービーム）の出力を調整することにある。第１の実施形態における第１及び第２のレーザービーム６，８の調整方法について、以下、図２を参照して説明する。
【００２１】
図２は、第１の実施形態の製造方法における第１及び第２のレーザービームの出力と時間の関係を示す図である。なお、図２においては、実線で第１のレーザービーム６の出力を示し、一点鎖線で第２のレーザービーム８の出力を示している。
【００２２】
第１の実施形態の製造方法では、まず、ガラス原料塊２を浮遊させた状態で、図２に示すように、第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を上昇させる。続いて、目標の出力となった時点でその出力を一定時間保持し、ガラス原料塊２を完全に融解させて溶融ガラス塊とする（図２の時間ｔ）。次に、第１のレーザービーム６の出力をそのまま保持させながら、第２のレーザービーム８の出力を目標の出力まで下降させる。続いて、第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を一定時間保持し、その後第１及び第２のレーザービーム６，８の照射を停止する。最後に、溶融ガラス塊を冷却させ、ガラス材を得る。なお、本発明において、「完全に融解している」とは、溶融ガラス塊中にガラス原料塊２の未溶解物がない状態をいう。
【００２３】
このように、第１の実施形態の製造方法では、加熱溶融によりガラス原料塊２が完全に融解した後に、下方から照射する第１のレーザービーム６の出力が、上方から照射する第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整している。そのため、得られたガラス材において組成の不均質が生じ難い。この理由については、図３を参照して以下のように説明することができる。
【００２４】
図３は、レーザービームが照射されることにより融液となったガラス原料塊（溶融ガラス塊）のレーザー照射部分を示す模式図である。比較例では、ガラス原料塊２が完全に溶解し溶融ガラス塊となった後、第１及び第２のレーザービーム６，８が同じ出力に調整されている。この際、下方から照射される第１のレーザービーム６の照射部分１１には、ガス４が吹き付けられるため、上方から照射される第２のレーザービーム８の照射部分１２より温度が低くなる。そのため、下方の第１のレーザービーム６の照射部分１１における溶融ガラス塊の蒸発量が、上方の第２のレーザービーム８の照射部分１２における溶融ガラス塊の蒸発量より少なくなる。その結果、得られるガラス材の上方及び下方でガラス組成が異なることとなる。特に、上方から照射される照射部分１２の温度が下方の照射部分１１の温度より高いと、溶融ガラス塊内での対流が生じにくく、組成差はそのまま残ることになるので、得られるガラス材は組成が不均質となる。
【００２５】
これに対して、本実施形態では、ガラス原料塊２が完全に溶解し溶融ガラス塊となった後、第１のレーザービーム６の出力が、第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整している。そのため、図３に示す第１のレーザービーム６の照射部分１１の温度を、第２のレーザービーム８の照射部分１２の温度以上とすることができる。第１のレーザービーム６の照射部分１１の温度が、第２のレーザービーム８の照射部分１２の温度と同じである場合、溶融ガラス塊の上下で蒸発量が同じになるため、組成の不均質が生じ難い。他方、第１のレーザービーム６の照射部分１１の温度が、第２のレーザービーム８の照射部分１２の温度より高い場合、対流により溶融ガラス塊の上下が混ざり全体的に温度が均一化される。そのため、この場合においても溶融ガラス塊の融液全体が均質になり、得られるガラス材の組成が均質となる。
【００２６】
従って、下方から照射する第１のレーザービーム６の出力が、上方から照射する第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整することで、得られるガラス材において組成の不均質を生じ難くすることができる。なお、第１の実施形態の製造方法では、加熱溶融によりガラス原料塊２が完全に融解した後に、第１のレーザービーム６の出力が高くなるように調整しているが、完全に融解した後に一定時間出力を保持した後で、第１のレーザービーム６の出力が高くなるように調整してもよい。
【００２７】
また、本実施形態においては、第１のレーザービーム６の出力が、第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整した状態を、冷却時まで保持している。そのため、得られるガラス材において組成の不均質をより一層生じ難くすることができる。もっとも、本発明においては、ガラス原料塊２が完全に融解し溶融ガラスとなった後、第１のレーザービーム６の出力が、第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整されている時間が一定時間あればよい。
【００２８】
さらに、本実施形態では、上方から照射する第２のレーザービーム８のガラス原料塊２が完全に融解するまでの出力が、完全に融解した後の出力以上となるように調整されている。この場合、図４に示すように、上方の融解部分１３が下に流れ易くなるので、ガラス原料塊２をより一層容易に融解させることができる。なお、本発明においては、上方から照射する第２のレーザービーム８の完全に融解するまでの出力が、完全に融解した後の出力より低くなるように調整されていてもよい。もっとも、この場合、上部の粘度が高くなるので、ガラス原料塊２が溶けきらない場合がある。
【００２９】
本発明においては、図３に示す第１のレーザービーム６の照射部分１１における溶融ガラス塊の粘度が、１０−３Ｐａ・ｓ以上となるように、第１のレーザービーム６の出力を調整することが好ましい。照射部分１１の粘度が低すぎると、溶融ガラス塊がガス４により飛び散ったり、凹んだりすることがあるため、溶融ガラス塊の浮上が不安定になることがある。
【００３０】
溶融ガラス塊の浮上をより一層安定化する観点から、照射部分１１における溶融ガラス塊の粘度は、より好ましくは１０−２Ｐａ・ｓ以上、さらに好ましくは１０−１Ｐａ・ｓ以上である。また、溶融ガラス塊をより一層均質化し、組成の不均質をより一層生じ難くする観点から、照射部分１１における溶融ガラス塊の粘度は、好ましくは１０３Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは１０２Ｐａ・ｓ以下、さらに好ましくは１０１Ｐａ・ｓ以下である。
【００３１】
また、本発明において、ガス４は加熱して用いてもよい。この場合、第１のレーザービーム６の照射部分１１がより一層冷却し難くなるため、ガラス材における組成の不均質をより一層生じ難くすることができる。
【００３２】
ガラス原料塊２としては、特に限定されないが、蒸発し易い成分を含有する場合、本発明の効果を享受しやすい。このような成分としては、例えば、ホウ酸、シリカ又はリンが挙げられる。なかでもホウ酸は蒸発し易いため、ホウ酸を含有するガラス材を製造する場合は、本発明の効果を特に享受しやすい。このような成分をガラス原料塊２が含有する場合であっても、本発明の製造方法によれば、得られるガラス材における組成の不均質をより一層生じ難くすることができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態の製造方法における第１及び第２のレーザービームの出力と時間の関係を示す図である。なお、図５においては、実線で第１のレーザービーム６の出力を示し、一点鎖線で第２のレーザービーム８の出力を示している。
【００３４】
図５に示すように、第２の実施形態では、第２のレーザービーム８の出力の方が高くなるように、第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を上昇させる。続いて、目標の出力となった時点でその出力を一定時間保持し、ガラス原料塊２を完全に融解させて、溶融ガラス塊とする（図５の時間ｔ）。なお、図５では第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を同時に上昇させているが、例えば最初は第２のレーザービーム８の出力のみを上昇させ、一定時間経過後に第１のレーザービーム６の出力を上昇させてもよい。次に、第１のレーザービーム６の出力を上昇させるとともに、第２のレーザービーム８の出力を下降させて、第１のレーザービーム６の出力の方が高くなるように調整する。続いて、第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を一定時間保持し、その後第１及び第２のレーザービーム６，８の照射を停止する。最後に、溶融ガラス塊を冷却させ、ガラス材を得る。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００３５】
第２の実施形態の製造方法においても、加熱溶融によりガラス原料塊２が完全に融解して溶融ガラス塊となった後に、下方から照射する第１のレーザービーム６の出力が、上方から照射する第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整している。そのため、得られたガラス材において組成の不均質が生じ難い。
【００３６】
（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態の製造方法における第１及び第２のレーザービームの出力と時間の関係を示す図である。なお、図６においては、実線で第１のレーザービーム６の出力を示し、一点鎖線で第２のレーザービーム８の出力を示している。
【００３７】
図６に示すように、第３の実施形態においても、第２のレーザービーム８の出力の方が高くなるように、第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を上昇させる。続いて、目標の出力となった時点でその出力を一定時間保持し、ガラス原料塊２を完全に融解させて溶融ガラス塊とする（図６の時間ｔ）。次に、第１のレーザービーム６及び第２のレーザービーム８の出力をともに下降させる。ここで、第２のレーザービーム８の出力の下降速度を大きくして、第１のレーザービーム６の出力の方が第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整する。続いて、第１及び第２のレーザービーム６，８の出力を一定時間保持し、その後、第１及び第２のレーザービーム６，８の照射を停止する。最後に、溶融ガラス塊を冷却させ、ガラス材を得る。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００３８】
第３の実施形態の製造方法においても、加熱溶融によりガラス原料塊２が完全に融解して溶融ガラス塊となった後に、下方から照射する第１のレーザービーム６の出力が、上方から照射する第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整している。そのため、得られたガラス材において組成の不均質が生じ難い。
【００３９】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係るガラス材の製造方法で用いるガラス材製造装置を示す模式的断面図である。
【００４０】
図７に示すように、ガラス材製造装置２１において、ガラス原料塊２は、成形部材１０の成形面１０ａの上方に浮遊した状態で配置されている。成形面１０ａは、凹球面状または凹非球面状に設けられていることが好ましい。成形面１０ａの中央部には、ガス４を下方から上方に向かって噴出する第１及び第２の孔３ａ，３ｂが形成されている。第１及び第２の孔３ａ，３ｂからガス４が噴出することにより、ガラス原料塊２が上方に浮遊している。第１及び第２の孔３ａ，３ｂに、ガスボンベなどのガス供給手段からガス４が供給されることにより、第１及び第２の孔３ａ，３ｂからガス４が噴出する。
【００４１】
第２の孔３ｂは成形部材１０の成形面１０ａの中央部に形成されており、第１の孔３ａは第２の孔３ｂより外側に複数形成されている。第１及び第２の孔３ａ，３ｂの孔径は、実質的に同じになるように形成されている。
【００４２】
図７に示すように、第１及び第２の孔３ａ，３ｂからガス４を噴出させることによりガラス原料塊２を浮遊させた状態で、加熱手段である第１のレーザー光源５からの第１のレーザービーム６を、第２の孔３ｂを通過させてガラス原料塊２に照射する。また、本実施形態では、加熱手段である第２のレーザー光源７をガラス原料塊２の上方にも設けており、第２のレーザー光源７からの第２のレーザービーム８もガラス原料塊２に照射する。第１及び第２のレーザービーム６，８を照射することによりガラス原料塊２を加熱溶融して溶融ガラス塊とし、その後、冷却することでガラス材を得ることができる。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００４３】
第４の実施形態では、ガス４が噴出される第１の孔３ａが複数設けられているため、ガラス原料塊２や溶融ガラス塊の浮遊状態をより一層安定に保つことができる。
【００４４】
また、第４の実施形態の製造方法においても、加熱溶融によりガラス原料塊２が完全に融解して溶融ガラス塊となった後に、下方から照射する第１のレーザービーム６の出力が、上方から照射する第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整している。そのため、得られたガラス材において組成の不均質が生じ難い。
【００４５】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係るガラス材の製造方法で用いるガラス材製造装置を示す模式的断面図である。
【００４６】
ガラス材製造装置３１において、成形部材１０は、連通孔を有する多孔質材料から構成されている。図８に示すように、成形部材１０は、その周囲に設けられた保持部材１４によって保持されている。また、保持部材１４を設けることによって、ガス４が成形部材１０の連通孔を通り成形部材１０の側方から漏れないように遮蔽している。成形面１０ａの中央部には、第２の孔３ｂが形成されている。
【００４７】
本実施形態においては、第２の孔３ｂの周囲に存在している成形部材１０の連通孔が、第１の孔３ａを構成している。第１の孔３ａを構成している連通孔は、成形部材１０の下方から上方に向かって連なっている孔である。成形部材１０の下方に供給されたガス４は、この連通孔を通り、成形面１０ａの上方に噴出する。また、成形部材１０の下方に供給されたガス４は、第２の孔３ｂを通ることによっても、成形面１０ａの上方に噴出する。
【００４８】
成形部材１０を構成する多孔質材料としては、炭化ケイ素などの炭化物、窒化物、酸化物などの多孔質セラミック材料を用いることができる。
【００４９】
本実施形態においては、多孔質材料の連通孔を第１の孔３ａとしているので、第１の孔３ａが多数設けられた構成となる。このため、第１の孔３ａから噴出したガス４により、ガラス原料塊２や溶融ガラス塊の浮遊状態を安定に保つことができる。また、第２の孔３ｂの周囲に多数の第１の孔３ａが設けられているので、ガラス原料塊２や溶融ガラス塊の浮遊状態をより安定に保つことができる。なお、複数形成されている第１の孔３ａは、必ずしも互いに同じ孔径である必要はなく、互いに異なっていてもよい。その他の点は、第１の実施形態と同様である。
【００５０】
第５の実施形態の製造方法においても、加熱溶融によりガラス原料塊２が完全に融解して溶融ガラス塊となった後に、下方から照射する第１のレーザービーム６の出力が、上方から照射する第２のレーザービーム８の出力より高くなるように調整している。そのため、得られたガラス材において組成の不均質が生じ難い。
【００５１】
本発明によれば、無容器浮遊法によりガラス材を製造することができるので、網目形成酸化物を含まないような、容器を用いた溶融法によってはガラス化しない組成を有するガラスについて、ガラス材を製造することができる。このようなガラスとしては、例えば、テルビウム−ホウ酸複合酸化物系ガラス材、ランタン−タンタル−ホウ酸系ガラス材、ランタン−ニオブ複合酸化物系ガラス材、ランタン−ニオブ−アルミニウム複合酸化物系ガラス材、ランタン−ニオブ−タンタル複合酸化物系ガラス材、ランタン−タングステン複合酸化物系ガラス材、ランタン−チタン複合酸化物ガラス材、ランタン−チタン−ジルコニア複合酸化物ガラス材等が挙げられる。なかでも、ガラス原料塊２の加熱溶融中に蒸発しやすいホウ酸を含有するランタン−タンタル−ホウ酸系ガラス材等を製造する場合は本発明の効果を享受しやすい。
【００５２】
以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００５３】
（実施例１）
原料粉末を秤量、混合した後、１０００℃前後の温度で仮焼きすることで原料粉末を焼結させた。焼結体から所望の量を切り出し、ガラス原料塊２を作製した。ガラス原料塊２のガラス組成は、５３モル％Ｌａ２Ｏ３−１０モル％Ｔａ２Ｏ５−３７モル％Ｂ２Ｏ３である。
【００５４】
次に、図１に示す第１の実施形態に準じたガラス材製造装置１を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。
【００５５】
まず、０．１５ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。次に、ガス供給手段から孔３にガス４としての窒素ガスを供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方の第１のレーザー光源５から孔３を通過させて第１のレーザービーム６をガラス原料塊２に照射するとともに、上方の第２のレーザー光源７からの第２のレーザービーム８をガラス原料塊２に照射した。第１及び第２のレーザービーム６，８はそれぞれ、２Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力が２０Ｗ（合計４０Ｗ）となった時点で５秒間その出力を保持することでガラス原料塊２を完全に融解させた。なお、完全に融解した時のガラス原料塊２（溶融ガラス塊）の温度は１５５０℃であった。完全に融解後、下方の第１のレーザービーム６の出力を３０Ｗとし、上方の第２のレーザービーム８の出力を１０Ｗとして、３０秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。
【００５６】
その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、扁平なガラス材を得た。得られたガラス材の直径は２．７ｍｍであり、実体顕微鏡による観察で均質であることを確認した。
【００５７】
（実施例２）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２を用い、図７に示す第４の実施形態に準じたガラス材製造装置２１を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。なお、実施例２では、第１の孔３ａの数が２５３個であり、第２の孔３ｂの数が１個であるガラス材製造装置２１を用いた。
【００５８】
まず、０．３２ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。次に、ガス供給手段から第１の孔３ａ及び第２の孔３ｂにガス４として窒素ガスを供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方の第１のレーザー光源５から第２の孔３ｂを通過させて第１のレーザービーム６をガラス原料塊２に照射するとともに、上方の第２のレーザー光源７からの第２のレーザービーム８をガラス原料塊２に照射した。第１のレーザービーム６は１Ｗ／秒、かつ第２のレーザービーム８は２Ｗ／秒で出力を上昇させ、第１のレーザービーム６の出力が２５Ｗ、かつ第２のレーザービーム８の出力が５０Ｗとなった時点で３秒間その出力を保持することでガラス原料塊２を完全に融解させた。なお、完全に融解した時のガラス原料塊２（溶融ガラス塊）の温度は１５５０℃であった。完全に融解後、下方の第１のレーザービーム６の出力を５０Ｗとし、上方の第２のレーザービーム８の出力を２０Ｗとして、３０秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。
【００５９】
その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、扁平なガラス材を得た。得られたガラス材の直径は５．１ｍｍであり、実体顕微鏡による観察で均質であることを確認した。
【００６０】
（実施例３）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２を用い、図８に示す第５の実施形態に準じたガラス材製造装置３１を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。
【００６１】
まず、０．２５ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。成形部材１０としては、炭化ケイ素多孔質体（連通孔の孔径５〜５０μｍ、気孔率４０％）を用いた。次に、ガス供給手段から第１の孔３ａ及び第２の孔３ｂが形成された成形部材１０にガス４として窒素ガスを供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、上方の第２のレーザー光源７からの第２のレーザービーム８をガラス原料塊２に照射した。第２のレーザービーム８は１Ｗ／秒で出力を上昇させ、第２のレーザービーム８の出力が７０Ｗとなった時点で５秒間その出力を保持することでガラス原料塊２を完全に融解させた。なお、完全に融解した時のガラス原料塊２（溶融ガラス塊）の温度は１５５０℃であった。完全に融解後、第２のレーザービーム８は１０Ｗ／秒で出力を下降させ、第２のレーザービーム８の出力を０Ｗとした。また、第２のレーザービーム８の出力を下降させ始める１秒前から、下方の第１のレーザー光源５から第２の孔３ｂを通過させて第１のレーザービーム６をガラス原料塊２に照射した。第１のレーザービーム６は１０Ｗ／秒で出力を上昇させ、第１のレーザービーム６の出力が８０Ｗとなった時点で２０秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。
【００６２】
その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、扁平なガラス材を得た。得られたガラス材の直径は４．７ｍｍであり、実体顕微鏡による観察で均質であることを確認した。
【００６３】
（比較例１）
実施例１と同様の方法で調製したガラス原料塊２及びガラス材製造装置１を用いて、以下の条件で、ガラス原料塊２を加熱溶融することによりガラス材を作製した。具体的な手順を以下に示す。
【００６４】
まず、０．３２ｇのガラス原料塊２を成形部材１０の成形面１０ａの上に配置した。次に、ガス供給手段から孔３にガス４としての窒素ガスを供給し、ガラス原料塊２を成形面１０ａの上方に浮遊させた。この状態で、下方の第１のレーザー光源５から孔３を通過させて第１のレーザービーム６をガラス原料塊２に照射するとともに、上方の第２のレーザー光源７からの第２のレーザービーム８をガラス原料塊２に照射した。第１及び第２のレーザービーム６，８はそれぞれ、２Ｗ／秒で出力を上昇させ、出力が４０Ｗ（合計８０Ｗ）となった時点で５秒間その出力を保持することでガラス原料塊２を完全に融解させた。完全に融解後、さらに３０秒間その出力を保持し、その後レーザー照射を停止した。
【００６５】
その後、ガラス原料塊２の溶融物を冷却させることにより、扁平なガラス材を得た。得られたガラス材の直径は５．１ｍｍであり、実体顕微鏡による観察で組成の不均質に起因する異質相の存在を確認した。
【符号の説明】
【００６６】
１，２１，３１…ガラス材製造装置
２…ガラス原料塊
３…孔
３ａ，３ｂ…第１，第２の孔
４…ガス
５…第１のレーザー光源
６…第１のレーザービーム
７…第２のレーザー光源
８…第２のレーザービーム
１０…成形部材
１０ａ…成形面
１１…第１のレーザービームの照射部分
１２…第２のレーザービームの照射部分
１３…融解部分
１４…保持部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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