高出力紫外レ-ザ用光学平面の超精密加工と表面の評価

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650104
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 難波 義治 中部大学, 工学部, 教授 (40029129)
• Keywords: 超精密研削 / フロ-ト・ポリシング / 紫外レ-ザ / レ-ザ耐力 / 表面粗さ / 走査型トンネル顕微鏡 / レ-ザ核融合 / エキシマレ-ザ

Research Abstract

日本の工業技術を先導している半導体産業において、VLSIをより高集積化する努力が精力的になされ、リソグラフィ-用光源として紫外光であるエキシマレ-ザが注目され、レ-ザの開発並びにその応用の研究が鋭意進められている。また、レ-ザ核融合研究においても、燃料ペレットへの効率的なレ-ザ源として非線型光学結晶で高調波に変換した紫外レ-ザが注目されている。いずれにしても、紫外光を扱うため、光学材料が従来のものと異なり、かつ波長が短かいため従来よりも形状精度が高く、表面粗さが小さい面が必要となり、エネルギ-が高いためレ-ザ損傷が問題となっている。このような要求を満たす平面光学素子を提供するため、以下のような研究を行なった。
1)超精密加工および超精密表面粗さ測定のための恒温・恒湿のクリ-ンル-ムを構築し、各装置に対しては防振基礎を設置した。
2)ノマルスキ-式微分干渉顕微鏡搭載の走査型トンネル顕微鏡(STM)に写真撮影装置を設置し、より明瞭な表面観察を可能とした。STMによる測定の較正を回析格子を使用して行ない、より正確な表面粗さ測定を可能とした。MnーZnフェライトについては、無コ-ティングでSTM像を得ることに成功した。
3)各種光学ガラスを超精密平面研削盤によりワンパス研削し、従来の光学部品よりも滑かな面に仕上げることに成功した。また、レ-ザガラスに対しては、超精密研削により従来の光学研磨面に比べレ-ザ耐力の高い面が得られることを明らかにした。レ-ザ耐力は表面粗さの関数であると共に、コンタミネ-ションに強く依存することを明らかにした。
4)上記レ-ザガラス研削面にフロ-ト・ポリシングを施すことにより、30J/cm^2のレ-ザ耐力が得られ、従来の光学研磨面の2倍のレ-ザ耐力を示した。

Research Products

• [Publications] Y.NAMBA: "UltraーPrecision Grinding of Optical Materials to Produce Smooth Optical Components" OSA 1990 Technical Digest Series. 9. 38-41 (1990)
• [Publications] J.M.BENNETT: "Ductile Grinding Study of Glass Using an UltraーPrecision Surface Grinder and Different Grinding Wheels" OSA 1990 Technical Digest Series. 9. 43-46 (1990)
• [Publications] I.YAMADA: "XーRay Characteristics of Atomically Flat Gold Films Deposited by ICB" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. (1991)
• [Publications] 難波 義治: "光学ガラスの超精密研削" 光学. 20. 78-79 (1991)
• [Publications] G.H.TAKAOKA: "XーRay Characteristics of Atomically Flat Gold Films Prepared by Ionized Cluster Beam" Proc.of 13th Symposium on Ion Sources and IonーAssisted Technology. 127-130 (1990)
• [Publications] I.YAMADA: "Preparation of Atomically Flat Gold Films by Ionized Cluster Beam" Abstracts 8th Int'l Conf.on Implantation Technology. 1-16 (1990)
• [Publications] 佐藤 文彦: "X線反射ミラ-用ICBーAu薄膜の表面粗さ" 1990年秋季第51回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 501 (1990)
• [Publications] 難波 義治: "MnーZnフェライト単結晶の精密研削" 1990年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 243-244 (1990)
• [Publications] 難波 義治: "MnーZnフェライト単結晶の精密研削面の微小表面形状" 1990年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 245-246 (1990)
• [Publications] 難波 義治: "アルミニウム合金の超精密非球面切削" 1991年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (1991)
• [Publications] 難波 義治: "各種光学ガラスの超精密研削" 1991年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (1991)
• [Publications] 難波 義治: "レ-ザ散乱計による加工表面の評価" 1991年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (1991)
• [Publications] 難波 義治: "21世紀への展望" 中部大学, 336 (1990)
• [Publications] Robert S.Cutler: "Engineering in Japan" Technology Transfer society, to be published (1991)
• [Publications] 山下 広順: "重点領域研究「X線結像光学」第8回研究会講演資料集" 重点領域研究「X線結像光学」, 90 (1990)
• [Publications] 波岡 武: "重点領域研究「X線結像光学」第2回公開シンポジウム講演資料集" 重点領域研究「X線結像光学」, 180 (1991)