高出力短波長レーザ用光学素子の性能向上

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本研究は, 短波長すなわち紫外の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.そこで本年は, 短波長レーザ用光学材料の現状と将来の要望について調査した. まず研究材料として合成石英を取り上げ, 原料ガスが異なる4種類の合成石英の内部および表面に波長1.06μmのガラスレーザおよびそれをKDP結晶により3倍高調波とした0.35μmの紫外レーザを集光させて照射し, レーザ損傷のしきい値の違いを測定した. その結果, 本実験の範囲では, 原料ガスの違いによる微量不純物元素の影響が認められなかった. 紫外光照射における蛍光特性は材料により異なるため, より短波長側での実験を継続する必要性が認められた.超精密平面研磨盤の移設に伴い, クリーン・ルームを新設し, 合成石英をフロート・ポリシングした結果, 表面粗さ1〓rmsが各種測定法で得られた. 1〓程度の表面粗さを測る各種方法・装置の性能の比較を行なった. 紫外用反射鏡材料として有望視されるSiCについては, 単結晶を入手して研磨したが, 現状では材料中の欠陥が多く, 微小寸法ての超鏡面しか得られなかった.62年10月米国のボールダ市で開かれた19th Amnual Symposium on Optical Materials for High Power Lasersで金属鏡のレーザ損傷を逆用した新しい塑性加工法"レーザー・フォーミング"を提案・発表した.