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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。
本研究の研究実績および結果を要約すると以下のようである。
1)各種光学ガラス並びに非線形光学結晶の紫外透過率の測定を行なった。
2)紫外用に新たに開発された光学ガラスを超精密平面研磨し、2オングストロームrmsの表面粗さを得た。
3)光学材料内部の欠陥並びに加工による表面直下の欠陥を測定する方法として内部全反射顕微鏡を開発した。
4)合成石英を超精密平面研磨することにより表面粗さ0.7オングストロームrmsを得た。
5)光学ガラスの超精密研削面を走査型原子間力顕微鏡で測定した結果、測定範囲50μm角で2オングストロームrms以下の世界で最も滑かな研削面を得た。
6)赤外から紫外にかけて一定の反射率を有するアルミニウムを超精密ダイヤモンド切削し、パルス幅3nseeのレーザを照射してレーザ損傷のしきい値を測定した結果、1064nmでは7.2J/mm^2、532nmでは1.8J/mm^2、355nmでは1.2J/mm^2、266nmでは0.8J/mm^2のレーザ耐力が得られた。
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