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2007 年度 実績報告書

500℃以上の耐熱性を有する紫外線透過光学材料の高強度室温接着

研究課題

研究課題/領域番号 19360329
研究機関東京工業大学

研究代表者

村原 正隆  東京工業大学, イノベーション研究推進体, 教授 (40166301)

研究分担者 佐々木 孝友  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50029237)
實野 孝久  大阪大学, レーザーエネルギー研究センター, 准教授 (30162811)
吉田 国雄  東京工業大学, イノベーション研究推進体, 教授 (70029338)
内田 成明  東京工業大学, イノベーション研究推進体, 教授 (20260177)
佐藤 雄二  東京工業大学, イノベーション研究推進体, 助教 (40422547)
キーワードシリコーンオイル / エキシマランプ / 光酸化膜 / 紫外線透過接着膜 / アモルファスガラス / 耐熱性 / 非線形光学結晶 / 耐水性
研究概要

平成19年度の研究目的は、石英ガラス同士の被接合面に塗布されたシリコーンオイルに紫外線を照射して、光酸化によって無機ガラスに変質させる過程で、元来石英ガラスが有している高強度性、耐熱性、高紫外線透過性を維持したまま室温下での接着を実用化する事であった。特筆すべき成果を以下に示す。
a)小型多機能光照射装置の開発:被接着材料同士をシリコーンオイルで挟み、接着層に均一に外圧をかけながら真空紫外光を照射する装置を試作した。この装置の特徴は接着部と外圧部を2部屋構造にし、接着層には低気圧の希釈酸化剤ガスを、加圧側には高気圧の窒素ガスを封入したことである。この装置によって接着した試料の接着層のZYGO干渉計による接着ひずみは殆ど無く、接着層の気泡も無くなった。
b)レーザーダメージテスト:石英ガラス同士の接着層に1〜80J/cm^2のYAGレーザー光(1.06μm,パルス幅10ns)を照射した。石英ガラス自身のレーザー耐性は70J/cm^2であったが、接着層の耐性は1/4以下の15J/cm^2であった。比較のために、石英ガラス表面にシリコーンオイルをコーティング(塗布)し、光酸化膜(膜厚100nm)を形成した。このときのレーザー耐性は72J/cm^2と石英ガラスと同等の耐力があることがわかった。この結果コーティングの場合は、シリコーンオイルに酸素が十分に供給され、光酸化が進むが、接着の場合はシリコーンオイルが被接着材料同士に挟まれるため、接着層のシリコーンオイルに酸素の供給が不十分となり、接着層のシリコーンオイル中に未反応のメチル基が存在するためと考える。この解決が次年度の課題である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] 紫外線レーザーによる光表面改質 《レーザーでプラスチック表面の分子を入れ替える》2008

    • 著者名/発表者名
      村原 正隆
    • 雑誌名

      光アライアンス 1月号(2008) 19

      ページ: 6-10

  • [雑誌論文] Photo-oxidation adhesion of a calcium fluoride thin plate onto optical Elements with silicone oil for high power laser tolerance in water2007

    • 著者名/発表者名
      Masataka Murahara
    • 雑誌名

      NASA Goddard Space Flight Center Workshop Proceedings (August 1, 2007) Code 546(CD ROM)

  • [雑誌論文] レーザーを用いた光表面改質2007

    • 著者名/発表者名
      村原 正隆
    • 雑誌名

      OPTRONICS 12月号(2007) 312

      ページ: 84-89

  • [学会発表] Adhesion of a halogenide plate to optical elements providing Antireflection and thermal resistance properties for high-power laser2007

    • 著者名/発表者名
      Masataka Murahara, Yuji Sato, Takafumi Funatu, Y. Okamoto
    • 学会等名
      39th BOULDER DAMAGE SYMPOSIUM
    • 発表場所
      Boulder (USA)
    • 年月日
      2007-09-26
  • [産業財産権] 光学部品の接着方法および素子製作装置2007

    • 発明者名
      村原正隆
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 産業財産権番号
      特願2007-192117
    • 出願年月日
      2007-07-24

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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