高出力紫外レーザ用光学平面の超精密加工と表面の評価

高功率紫外激光器光学平面的超精密加工和表面评估

基本信息

批准号：
06650154
负责人：
難波義治
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

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。1)金属は赤外および可視域では高い反射率を示すが、紫外域では急速に反射率が低下し、200nm以下ではSiCの反射率の方が高くなる。そこで、高出力紫外レーザ用反射鏡材料として高融点で熱伝導が高く鏡面加工ができるCVD-SiCを採用することを考え、これをレジノイドボンドダイヤモンド砥石と超精密平面研削盤で超精密研削した。その結果、捨て研削をして砥粒切れ刃の高さを調整することにより、研削のみで表面粗さ0.4nm rmsの鏡面が得られた。2)CVD-SiCをレジノイドボンドタイヤモンド砥石で研削した結果、♯1500砥石で延性研削が可能であり、メタルボンドダイヤモンド砥石においては、ドレッシング直後♯2000では延性と脆性の混在面になり、♯4000で延性研削面になることが明らかとなった。3)トロイダル面を創成するため、メタルボンドダイヤモンド砥石と超精密研削加工機でCVD-SiCを研削した結果、長さ500mm、幅50mmの試料をサブミクロンの精度で非球面加工することができた。4)表面粗さの解析法として、フラクタルを利用した方法を考案し、各種測定法間の測定値の互換性を得ることが出来るようになった。

这项研究旨在提供高精度，高透射率或反射率，高激光耐药性和高可靠性的平面光学元件，可用于高功率紫外线激光器，并为高功率激光激光器和激光融合的开发提供更强的支持。高功率激光器目前受到激光照射损坏的最大问题。更高的激光损伤阈值使开发高功率激光器更容易，并且可以将整个设备微型化和高度可靠。该阈值取决于材料，表面粗糙度和表面层状态。 1）金属在红外且可见的范围内表现出很高的反射率，但其反射率在紫外线范围内迅速降低，而SIC反射率在200 nm或以下时更高。因此，我们决定使用CVD-SIC，该CVD-SIC具有高熔点，高导热率，并且可以反映为高输出紫外线激光器的反射材料，并且我们使用了Resinoid Bonded Diamond Grinding轮和超精确的平面磨床，使用了超精美的磨削。结果，通过丢弃和研磨，调整了磨料晶粒切割边缘的高度，并通过单独磨削获得表面粗糙度为0.4 nm rms的镜面。 2）由于CVD-SIC用树脂键轮胎磨碎，据透露，＃1500磨轮可以进行延性磨碎，并且在金属键钻石磨砂轮中，在敷料后立即进行了＃2000，在敷料后立即达到糖尿病和brittles的混合表面，并实现了4000的混合表面。 3）为了创建环形表面，使用金属键合的钻石磨石和超精确磨床的CVD-SIC进行地面，并以500 mm的长度和宽度为50 mm的样品以次级精度为500 mm，宽度为50 mm。 4）已经设计了一种使用分形的方法作为分析表面粗糙度的方法，现在可以获得各种测量方法之间测量值的兼容性。