気相合成ダイヤモンドの高出力炭酸ガスレーザ用レンズへの適用に関する研究

气相人造金刚石在高功率二氧化碳激光器透镜中的应用研究

• 批准号: 09750133
• 负责人: 平田 敦
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750133/
• 关键词: ダイヤモンド; 光透過性; 気相合成; 炭酸ガスレーザ; プラズマ; 光学窓

本研究は,マイクロ波プラズマCVD法により得られる気相合成ダイヤモンド板の炭酸ガスレーザ用レンズへの適用の可能性について検討するものである.ダイヤモンド板の合成条件および表面研磨法が高エネルギ密度の炭酸ガスレーザビームに対するダイヤモンド板の光透過性に与える影響について調べ,気相合成ダイヤモンドレンズが透過できる炭酸ガスレーザビームのエネルギ密度について明らかにすることを目的とした.研究成果概要は以下のとおりである.1. マイクロ波プラズマCVD法により高光透過性のダイヤモンド板を合成するための合成条件を検討し,最適な基板温度および原料ガス流量比(水素ガスの流量に対するメタンおよび酸素ガスの流量)を選定した.選定した合成条件でのダイヤモンド板の合成速度は約1〜2μm/hであった.そして,直径50mm,厚さ300μmのダイヤモンド板を合成した.2. 合成したダイヤモンド板をYAGレーザ照射により約10mm×10mmに切断し,その表面をダイヤモンド砥石を用いた機械的研磨法で平滑化し,厚さ150〜200μmのダイヤモンド窓を作製した,赤外分光分析により,このダイヤモンドの赤外光(波長約10μm)透過率は約70%であった.これは,従来の炭酸ガスレーザ用窓材であるZnSeとほぼ同等の値であることを確認した.3. 作製したダイヤモンド窓に最高2.0kW/cm^2の高エネルギ炭酸ガスレーザビームを30秒間照射した結果,損傷がなく光透過性に変化がないことを明らかにした.

This study is aimed at exploring the feasibility of application of CVD method in the synthesis of carbon dioxide. The synthesis conditions of carbon dioxide plate and surface grinding method for high carbon dioxide density are discussed. Summary of research results.1. The optimum substrate temperature and raw material flow rate ratio (water flow rate and acid flow rate) were selected by analyzing the synthesis conditions of high light transmittance and high light transmittance in CVD method. The synthesis speed of the selected synthesis conditions is about 1 ~ 2μm/h. For example, the diameter of 50mm, the thickness of 300μm and the thickness of 50 mm. The surface of the composite plate was cut off by YAG irradiation at about 10mm×10mm, and the surface of the composite plate was smoothed by mechanical grinding. The thickness of the composite plate was 150 ~ 200μm. The transmittance of the composite plate was about 70% by infrared spectroscopy. For example, if the carbon dioxide is used as a raw material, the ZnSe content should be equal to the carbon dioxide content. The maximum power of carbon dioxide is 2.0kW/cm^2, and the maximum power of carbon dioxide is 2.0kW/cm^2. The maximum power of carbon dioxide is 2.0kW/cm^2.