高出力紫外レーザ用光学平面の超精密加工と表面の評価

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650154
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 難波 義治 中部大学, 工学部, 教授 (40029129)
• Keywords: 紫外レーザ / CVD-SiC / 超精密研削 / 表面粗さ / 延性研削 / レーザ耐力 / 反射率 / フラクタル

Research Abstract

本研究は、紫外の高出力レーザに使用できる高精度、高透過率もしくは高反射率、高レーザ耐力、高信頼性を有する平面光学素子を提供し、高出力エキシマ・レーザおよびレーザ核融合の開発を側面より強力に支援することを目的とする。高出力レーザの現状での最大の問題点は、レーザ照射による光学素子の損傷である。レーザ損傷のしきい値が高くなれば、高出力レーザの開発が容易になると共に、装置全体を小型化し、高信頼化できる。このしきい値は材料、表面粗さ、表面層の状態に依存する。
1)金属は赤外および可視域では高い反射率を示すが、紫外域では急速に反射率が低下し、200nm以下ではSiCの反射率の方が高くなる。そこで、高出力紫外レーザ用反射鏡材料として高融点で熱伝導が高く鏡面加工ができるCVD-SiCを採用することを考え、これをレジノイドボンドダイヤモンド砥石と超精密平面研削盤で超精密研削した。その結果、捨て研削をして砥粒切れ刃の高さを調整することにより、研削のみで表面粗さ0.4nm rmsの鏡面が得られた。
2)CVD-SiCをレジノイドボンドタイヤモンド砥石で研削した結果、♯1500砥石で延性研削が可能であり、メタルボンドダイヤモンド砥石においては、ドレッシング直後♯2000では延性と脆性の混在面になり、♯4000で延性研削面になることが明らかとなった。
3)トロイダル面を創成するため、メタルボンドダイヤモンド砥石と超精密研削加工機でCVD-SiCを研削した結果、長さ500mm、幅50mmの試料をサブミクロンの精度で非球面加工することができた。
4)表面粗さの解析法として、フラクタルを利用した方法を考案し、各種測定法間の測定値の互換性を得ることが出来るようになった。

Research Products

• [Publications] G.S.Lodha: "Platinum/carbon multi/ayer reflectors for soft-X-ray Optics" Applied Optics. 33. 5869-5874 (1994)
• [Publications] 鈴木弘: "斜入射X線ミラー用超精密研削加工機の開発" 精密工学会誌. 60. 1309-1313 (1994)
• [Publications] 難波義治: "光散乱法" 砥粒加工学会誌. 39. 20 (1995)
• [Publications] 難波義治: "無機非線形光学結晶KTPの超精密研削" 1994年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 421-424 (1994)
• [Publications] 難波義治: "カップ型ダイヤモンド砥石を用いた光学ガラスの超精密研削における接触弧の形状" 1994年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. 425-428 (1994)
• [Publications] 佐川雅一: "有機SHG結晶APDAを用いた外部共振器による青色レーザ発振" 1994年度応用物理学会学術講演会講演予稿集. 996 (1994)
• [Publications] 難波義治: "超精密研削した光学ガラス表面の散乱特性" 1994年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 789-790 (1994)
• [Publications] J.Yu: "Stationary area in supersmooth surface roughness measurements with STM" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (1995)
• [Publications] 難波義治: "低熱膨張ガラスセラミックスの超精密加工と曲げ強度" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (1995)
• [Publications] 佐伯守彦: "有機非線形光学結晶加工面の時間的特性変化とその防止策" 1995年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. (1995)
• [Publications] Y.Namba: "Ultraviolet laser damage threshold of optical glasses finished by various methods" Proceedings of CLEO′95. (1995)
• [Publications] M.Sagawa: "Organic SHG crystal of 8-(4′-acetylphenyl)-1,4-dioxa-8-azaspiro〔4,5〕de cane and its application for LD pumped blue laser" Proceedings of CLEO′95. (1995)
• [Publications] 森脇俊道: "超精密生産技術大系、第2巻 実用技術" フジ・テクノシステム, 1553 (1994)
• [Publications] 藤本真克: "重点領域研究「重力波天文学」研究成果報告" 重点領域研究「重力波天文学」, 366 (1994)
• [Publications] 井上一: "宇宙放射線シンポジウム" 宇宙科学研究所, 85 (1994)
• [Publications] 高部英明: "レーザー研シンポジウム′94共同研究成果報告書" 大阪大学レーザー核融合センター, 232 (1994)