機能性単結晶材料の機能を最大にする超精密加工法の研究

超精密加工方法研究，最大限度发挥功能单晶材料的功能

• 批准号: 12750104
• 负责人: 佐伯 守彦
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Chubu University
• 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: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750104/
• 关键词: 有機非線形光学結晶; 位相整合条件; 角度許容幅; 超精密切削; 単結晶材料; 結晶方位

単結晶材料は結晶方位の異方性により材料の機能が大きく変化するため,これを利用して各種素子が実用化されている.しかし,この異方性という特徴は材料を加工する立場から考えると結晶方位を保証しながら加工する必要があり,これが大きな問題となっている.そこで本研究では単結晶材料の中でも特に角度精度の保証が数秒程度と厳しい有機非線形光学結晶に着目し,材料の機能を最大にする超精密加工法を確立する研究を行っている.現在,光学面創成装置上にレーザ光学系を搭載することで材料の機能を測定し,最適な結晶方位を決定した上で素子へ加工する超精密加工装置を開発しており,本年度の研究により主に以下に示すような研究成果が得られた.1)材料に微少な角度変化を与える角度調整機構についてコンピュータ制御による自動制御を行うプログラムの開発を行った.ステッピングモータ駆動のゴニオステージと回転ステージにより2軸の角度変化を与えると同時にレーザ出力をコンピュータに取り込むシステムを構築した.このシステムを制御するプログラムを開発し,0.001°(3.4秒)の精度でレーザ出力が最大になる位置決めを可能にした.2)光学面創成装置上に搭載したレーザ光学系の最適化を検討し,光源である半導体レーザの高出力化を行い,また,出力ミラーの直径を従来の10倍の直径にすることでレーザ出力の信頼性を向上させた.3)光学面創成装置を用い有機非線形光学結晶のDASTの超精密切削実験を行い,切削速度,切込み,テーブル送り速度などの加工条件を変化させることで最適な加工条件の検討を行った.その結果,最適加工条件の元では,表面粗さ50nm Ry程度の面が得られることを明らかにした.

The crystal orientation and anisotropy of single crystal materials are different from each other, and the functions of single crystal materials are different from each other. The material processing position is different from the crystal orientation, and the processing is necessary. In this paper, we study the establishment of ultra-precision machining method to ensure the angular accuracy of organic nonlinear optical crystals in a few seconds and maximize the function of materials. At present, the optical system is installed on the optical surface creation device, the function of the material is measured, the optimum crystal orientation is determined, and the ultra-precision machining device is developed. This year's research results are shown below: 1) Material angle adjustment mechanism, automatic control mechanism, and development of materials. The angle of rotation of the two axes and the force of rotation of the two axes are constructed. This is the first time that the system has been developed, 0.001 °.(3.4 seconds) Accuracy: Maximum output: Position determination: Possible: 2) Optimization of optical system mounted on optical surface forming device: High output of semiconductor light source: 3) Ultra-precision machining of organic nonlinear optical crystals using optical surface forming device, cutting speed, cutting angle, cutting speed and machining conditions. The results show that the optimum processing conditions are: surface roughness is 50nm Ry; surface roughness is 50nm Ry;

项目成果

佐伯守彦,安井平司,近藤純久,川田昌樹,細川晃: "プラスチックの超精密切削における仕上げ面粗さの実験的検討"精密工学会誌. 67・2. 311-315 (2001)

Morihiko Saeki、Heiji Yasui、Sumihisa Kondo、Masaki Kawada、Akira Hosokawa：“塑料超精密切削中的成品表面粗糙度的实验研究”日本精密工程学会杂志 67・2（2001 年）。

佐伯守彦,難波義治: "非線形光学結晶の機能を最大にする超精密加工装置の開発"2000年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 128 (2000)

佐伯守彦、难波芳晴：“最大限度地发挥非线性光学晶体功能的超精密加工设备的开发”2000年日本精密工程学会秋季会议学术会议论文集128（2000）。