高出力紫外レ-ザ用光学平面の超精密加工と表面の評価

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01550106
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 難波 義治 中部大学, 工学部, 教授 (40029129)
• キーワード: 超精密加工 / フロ-ト・ポリシング / 表面粗さ / 超精密研削 / STM(走査型トンネル顕微鏡) / 触針式表面粗さ測定器 / 光学式表面粗さ測定器

研究概要

本研究は、紫外の高出力レ-ザに使用できる高精度・高透過率もしくは高反射率、高レ-ザ耐力,高信頼性を有する平面工学素子を提供し、高出力エキシマ・レ-ザおよびレ-ザ核融合の開発を側面より強力に支援することを究極の目的とする。本年度は、以下のように紫外用光学材料の超精密加工、加工表面の微細表面粗さ測定システムの構築、高出力レ-ザ照射による表面機能の測定を行った。
1)レ-ザ、ガラスを超精密平面研削盤とSD1500-75-Bダイヤモンド砥石を使用するワンパス研削により、表面粗さRmax5nm以下の光学面が得られた。紫外用反射鎖材料としてはCVD-SiC on SiCが理想的な材料と考えられ、これをフロ-ト・ポリシングした。CVD膜の配向性が十分でなく、膜内の結晶方向が一定でないため、粒界段差が生じたが、単一結晶粒内では0.2nmrms以下の表面粗さが得られた。今後はより配向性の良いC'VD-SiC膜の作製を図る。透過用材料として合成石英を選び、これをフロ-ト・ポリシングした結果、表面粗さ0.14nmrmsが得られた。
2)超鎖面の表面評価法を確立するために、米国マイケルソン研究所のベネット博士を招へいして、Talystepによる世界最高感度の触針式表面解析システムを構築し、ノイズレベル0.05nmrms以下の表面粗さ測定を可能にした。セイコ-電子工業と共同で、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を開発し、各種表面の評価を行なった。導電性のない試料に対しては日本電子と共同で、大型試料用マグネトロンスパッタ装置を開発し、購入・設置した。
3)超精密研削および光学研磨したレ-ザ・ガラスLHG-8表面に集光した高出力レ-ザを照射して、レ-ザ耐久を測定した結果、従来の光学面のレ-ザ耐力15J/cm^2に対し、研削面では25J/cm^2が得られた。

研究成果

• [文献書誌] Y.Nambe,R.Wada,K.Unno&A.Tsuboi: "Ultra-Precesion Surface Grinder Having a Glass-Ceramic Spindle pf Zero-Thermal Expansion" Annale of the CIRP. 38. 331-334 (1989)
• [文献書誌] Jean M.Bennett&Y.Namba: "Ductile Grinding Study of Glass Using an Ultra-Precision Surface Grinder and Different Grinding Wheels" Technical Digest of Topical Meeting on Science of Optical Finishing. 1-4 (1990)
• [文献書誌] Y.Namba: "Ultra-Precision Grinding of Optical Materials to Produce Smooth Optical Components" Technical Digest of Topical Meeting on Science of Optical Finishing. 1-4 (1990)
• [文献書誌] Y.Namba,K.Yoshida,H.Yoshida&S.Nakai: "Ultra-Precision Grinding of LHG-8 Laser Glass and Lser Damage Thresholds" Proceedings of 21st Annual Symposium on Optical Materials for High Power Lasers. (1990)
• [文献書誌] 小島哲夫,横谷篤至,佐々木孝友,難波義治,中井貞雄: "フラックス育成KTP結晶のレ-ザ-波長変換性" 1989年春季第36回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 835 (1989)
• [文献書誌] 難波義治: "表面粗さの評価法" 日本学術振興会結晶加工と評価技術第145委員会,B分科会(放射光利用)第17回研究会資料. 17-22 (1989)
• [文献書誌] 難波義治: "超精密鏡面加工と評価" 重点領域研究「X線結像光学」第2会研究会講演資料集. 10-13 (1989)
• [文献書誌] 小島哲夫,横谷篤至,佐々木孝友,中井貞雄,難波義治,吉田国雄: "半導体レ-ザ-励起マイクロチップ個体レ-ザ-" 1989年秋季第50回応用物理学学術講演会講演予稿集. 809 (1989)
• [文献書誌] 難波義治,吉田国雄,吉田英次,中井貞雄: "レ-ザ-ガラスの超精密研剤" 1989年秋季第50回応用物理学会学術講演会講演予稿集. 112 (1989)
• [文献書誌] 宮本晃男,横谷篤至,難波義治,佐々木孝友,中井貞雄: "レ-ザ-波長変換用非線形光学結晶KTPの育成" 平成元年電気関係学会関西支部連合大会講演予稿集. 9331 (1989)
• [文献書誌] 難波義治,山田良彦,永納保男: "光学ガラスの超精密研剤" 1989年精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 909-910 (1989)
• [文献書誌] 難波義治: "超精密鏡面加工と評価" 重点領域研究「X線結像工学」第1回公開シンポジウム講演資料集. 69-73 (1990)
• [文献書誌] 日本セラミックス協会編: "セラミック工学ハンドブック" 技報堂出版, 2521 (1989)
• [文献書誌] 難波義治(共著): "精密設計と部品仕上げシステム" 日経技術図書, 724 (1989)
• [文献書誌] 難波義治(共著): "超精密加工マニュアル" 大河出版, 167 (1989)