2017 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge to highly-efficient ultra-precision machining for next-generation optical element by assisting optical resonance
| Project/Area Number |
16K14137
|
|---|
| Research Institution | Keio University |
|---|
Principal Investigator |
柿沼 康弘 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (70407146)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 超精密加工 / 光援用加工 / 近接場 / 光学材料 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では光共振現象を援用した光学素子の超精密加工法の開発に取り組み，従来の硬脆材料加工をより高精度かつ高能率にすることを目的としている．
平成28年度はファブリペロー共振系における光吸収率が10%にも満たないことが明らかになったため，光学素子の新たな高能率加工法として，光学材料表面に発生させた近接場に微小工具を近づけ，光エネルギを工具先端に集中させることで，アブレーションを生じさせながら切削加工を行う加工方法を提案した．最終年度である平成29年度は，始めに提案手法を実現するための光学系および実験系を構築した．プリズムを介して，レーザ光を被削材である光学材料に入射し被削材表面で全反射させることで局在波を発生させ，この点に微小径工具を近づけることで，アブレーションが発生する加工装置を試作した．レーザ発振直後とプリズム透過後のエネルギを測定評価したところ，90%のエネルギ損失が生じてはいるが，光学系が構築できていることを確認した．
試作した加工装置を用いて，提案手法の有効性を評価すべく，無回転工具による押し込み試験ならびに極小径エンドミルによる加工試験を実施した．無回転工具を用いた場合，0.3N以下の押し込み力では被削材に押し込み痕が形成されなかったが，レーザを援用することで0.15Nでも押し込み痕が形成されることを確認した．また，エンドミル加工試験の結果，レーザの援用により光学材料を低切削力で加工できることを実験的に示した．
以上より，局在波を作り出しアブレーションを生じながら除去加工を行うレーザ援用切削加工法の有効性が実験的に示された．
|
