機上測定を用いた超精密加工機の性能評価手法

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20760092
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 森田 晋也 The Institute of Physical and Chemical Research, 加工応用チーム, 研究員 (30360655)
• Keywords: 機上測定 / 超精密加工機 / 超精密切削 / 干渉測定 / 高脆材料 / 硫化亜鉛 / セレン化亜鉛 / 回折格子

Research Abstract

本研究は、赤外線領域での高い波長分解能を有する回折格子であるイマージョングレーティングの開発を行うために,レーザオートフォーカス機上計測法をはじめとする加工面性状精密計測を超精密加工機上で用い、マイクロ切削加工あるいはマイクロ研削加工による微細溝形状評価を行い、加工機の運動性能と工具磨耗を計測させ、加工計測フィードバックにより10ナノメートルの形状精度での溝加工法を確立することを目的とする。今年度においては、赤外領域において使用される回折溝を作成する母材として、難削材である硫化亜鉛ウエハーを入手し、赤外線領域での回折格子として機能させるための単結晶ダイヤモンドを用いた延性モード切削を試みた。回折格子の溝として機能させるためには長距離の加工長が必要となるため、工具長寿命化のため、単結晶ダイヤモンドの結晶方向を高脆材料の加工に最適化した工具の開発を行った。開発された工具を用いて母材表面への溝加工試験を行い、加工性能の評価を行った。レーザオートフォーカス式機上測定器を超精密3次元加工機に設置した。工作機械の加工中に常に表面の形状をモニターして加工にフィードバックする「クローズド・ループ」加工制御を行うためのソフトウエアを開発し、計測評価・補正のためのアルゴリズムの調整が可能となった。また、加工機上でスポット測定を行うことを目的として、加工された面による出射光を測定・評価する手法の基礎的検討を行い、加工機外での出射光測定を実施した。