水とエキシマレーザーを用いた合成石英ガラスの研磨

使用水和准分子激光抛光合成石英玻璃

• 批准号: 14655028
• 负责人: 村原 正隆
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655028/
• 关键词: エキシマレーザー; フッ素樹脂; 水; 石英ガラス; フッ酸; 研磨; 数値制御; エッチング

被加工物より硬い微粒粉などの研磨剤は一切使わず、水と紫外線レーザーの光化学的性質およびパルス性を用い、テフロンと水との光化学反応で生成した弗化水素水により、光学部品の被加工面をエッチングすると同時に、光学部品と接触してスライドしているテフロンにより研磨を行い、研磨の最適条件を特定した。本方法をPCP(Photo Chemical Polishing)加工と命名した。本年度特に特筆すべき点は、中古フライス盤を購入し、これを改造して研磨装置を試作した結果、従来の面接触研磨法を打破し、新たに点接触研磨法を打ち出したことが最大の成果である。1)研磨剤としてのフッ酸生成2mm間隔の金電極を蒸着した石英板とフッ素樹脂板との間隙に水を挟み、そこにArFエキシマレーザー光をパルス照射して、光化学反応によって生成されたフッ酸濃度をホイストンブリッジを用いて高精度測定を行った。その結果フッ素樹脂としてFEPを用いれば、レーザーエネルギー密度20〜50mJ/cm^2で効率よくフッ酸が生成し、レーザー光1パルスで0.1オングストロング深さのエッチングがなされることがわかった。この成果は2002年12月オーランドで開催された2nd Polymer Compositesに於いて招待講演を行った。2)研磨装置の試作中古縦型フライス盤を購入し、ドリル部分を改良し、ドリル軸受けからレーザー光線を入射し、ドリルチャックに取り付けたフッ素樹脂板を水を介して被研磨材料に密着させながら、フッ素樹脂板を回転させると同時に、被研磨板をX-Y走査する研磨装置を試作した。X-Y走査はコンピュータ制御によるため、制御プログラムを製作中である。このX-Y走査にフッ素樹脂板の回転軸(Z軸)を同時制御することによって、平面や球面は勿論のこと非球面も研磨できることが可能であると考える。このため平成15年度の科研費(基盤研究(B))に『水とエキシマレーザーを用いた非球面ミラーの研磨』と題して申請し、今後も本研究を実用化に向けて行っていく所存である。

Be processed よ り hard い powder particles な ど の grinding all tonic は makes わ ず, water と ultraviolet レ ー ザ ー の photochemical properties お よ び パ ル ス を use い, テ フ ロ ン と water と の photochemical anti 応 で generated し た water, chemical water element に よ り, optical component の processed surface を エ ッ チ ン グ す る と に at the same time, optical component と contact し て ス ラ イ ド し て い る テ フ ロ The most suitable conditions for grinding を rows and grinding discs are を specific た た. This method をPCP(Photo Chemical Polishing) processing と naming た. This year's に special pen す べ き は, medieval フ ラ イ ス plate を buy し, こ れ を transformation し て grinding device を attempt し た results, 従 の を break し surface contact grinding method, the new た に point contact grinding method を ち type し た こ と が の biggest achievement で あ る. 1) grinding tonic と し て の フ ッ acid generated 2 mm intervals の gold electrode を steamed し た quartz plate と フ ッ element resin plate と の clearance に を carry water み, そ こ に ArF エ キ シ マ レ ー ザ ー light を パ ル ス irradiation し て, photochemical 応 に よ っ て generated さ れ た フ ッ acid concentration を ホ イ ス ト ン ブ リ ッ ジ を with い て high-precision measurement line を っ た. そ の results フ ッ element resin と し て FEP を with い れ ば, レ ー ザ ー エ ネ ル ギ ー density of 20 ~ 50 mj/cm ^ 2 で sharper rate よ く フ ッ acid が generated し, レ ー ザ ー light 1 パ ル ス で 0.1 オ ン グ ス ト ロ ン グ deep さ の エ ッ チ ン グ が な さ れ る こ と が わ か っ た. は こ の results in December 2002 オ ー ラ ン ド で open rush さ れ た 2 nd Polymer Composites に in い て entertaining speeches を line っ た. の try 2) grinding device for middle type 縦 フ ラ イ ス plate を buy し, ド リ ル part modified し を, ド リ ル shaft by け か ら レ ー ザ ー を light incident し, ド リ ル チ ャ ッ ク に take り pay け た フ ッ element resin plate を water を interface し て by grinding material に indiscrete さ せ な が ら, フ ッ element resin plate を back planning さ せ る と に at the same time, by grinding plate を x-y walkthrough す る Grinding device を try to make a た. X-Y check コ コ ピュ ピュ タ タ によるため in production によるため, in production プログラムを である. こ の x-y walkthrough に フ ッ element resin plate の planning axis (the Z axis) を back and suppression す る こ と に よ っ て, plane や spherical は of の こ と aspherical も grinding で き る こ と が may で あ る と exam え る. こ の た め pp.47-53 15 year の KeYanFei (base plate (B)) に "water と エ キ シ マ レ ー ザ ー を with い た aspherical ミ ラ ー の grinding" と topic し て application し, も を this research in the future be to け in turn に て line っ て い く the stored で あ る.

项目成果

村原 正隆: "エキシマレーザーによるフッ素樹脂の光化学的接着"接着と技術. 22(3). 53-57 (2002)

Masataka Murahara：“使用准分子激光的氟树脂光化学粘合”粘合与技术 53-57 (2002)。

H.Omuro, K.Hamada, T.Nakajima, E.Sinpuku, M.Nakagawa, H.Fukuda, M.Murahara: "UV Laser Induced Amino Group Substitution on PET Ligament to Promote Inhibition of Collagen"Mat. Res. Soc. Symp.. 711. 85-90 (2002)

H.Omuro、K.Hamada、T.Nakajima、E.Sinpuku、M.Nakakawa、H.Fukuda、M.Murahara：“UV 激光诱导 PET 韧带上的氨基取代以促进胶原蛋白的抑制”Mat。

M.Murahara: "Excimer Laser-induced Photochemical Polishing of SiC Mirror"Laser-Induced Damage in Optical Materials/Proc. SPIE. 4679. 69-74 (2002)

M.Murahara：“SiC 镜的准分子激光诱导光化学抛光”光学材料中的激光诱导损伤/过程。