JPH06132584A - 凹面反射鏡の作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量産に適した小型角型凹面反射鏡の新規
な作成方法の提供を目的とする。 【構成】 板状の基板に所望の大きさの複数個の凹
面光学研磨面を設け、この凹面を有する側全面に反射膜
を施して凹面反射鏡を作成した後、各凹面反射鏡を切断
して分離する。 【効果】 凹面反射鏡を短時間に量産でき、しか
も、洗浄の乾燥によるムラによるシミや付着物の少ない
高品質の凹面反射鏡を提供することが可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小型角型凹面反射鏡の
量産に適した凹面反射鏡作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のレーザを初めとする光学装置は、
ますます小型化している。特に、半導体レーザで固体レ
ーザ素子を励起する半導体励起固体レーザにいたって
は、小型化が著しい。現在、この半導体励起固体レーザ
を構成する、半導体レーザ、集光レンズ、固体レーザ素
子、第２高調波発生素子、出力鏡の中で現在最も小型が
困難とされているのが出力鏡である。この出力鏡は、一
般に石英あるいは光学ガラスから成る直径５ｍｍ以下の
円形の凹面基板にレーザの発振波長に適した誘電体光学
薄膜が施してある凹面反射鏡であり、現状の半導体励起
固体レーザにおいては、機能的な面からすれば、必要と
される凹面反射鏡の有効直径は２ｍｍもあれば充分であ
る。しかしながら、従来凹面反射鏡の作成方法では基板
を個別に加工するために、該直径２ｍｍの凹面反射鏡を
得るために高度な技術と時間を必要とし、量産化は困難
となっている。

【０００３】すなわち、小型凹面反射鏡用の円形基板を
基板毎に光学研磨加工し、洗浄し、例えば真空蒸着装置
等の反射膜を施すため装置に装着し、真空蒸着法により
光学研磨面に反射膜を施すのが常であり、直径５ｍｍ以
下の反射鏡基板を同様に作成しようとすると、洗浄の最
終工程における基板の乾燥や真空蒸着装置への装着作業
が非常に困難であり、反射膜を施す前の基板の汚染をも
たらす可能性が極めて高く、どうしても細心の注意を払
いつつ作業せざるをえないため複数の基板を一括処理出
来ないからである。因みに、汚染した基板に反射膜を形
成して得た凹面反射鏡を前述した半導体励起固体レーザ
に用いて使用すると、付着物によるの光吸収、散乱の損
失のために、レーザの発振効率は著しく低下してしまう
ことは明らかである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたもので、量産に適した小型角型凹面反射鏡の
新規な作成方法の提供を課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の方法は、凹面反射鏡の基板作成において、板状の基
板に所望の大きさの複数個の凹面光学研磨面を設け、こ
の凹面を有する側全面に反射膜を施して凹面反射鏡を作
成した後、各凹面反射鏡を切断して分離するものであ
る。

【０００６】

【作用】前述したように、現状の半導体励起固体レーザ
においては、機能的な面からすれば、必要とされる凹面
反射鏡の有効直径は２ｍｍもあればよく、装置全体で考
えた時、この凹面反射鏡が円形でなければならない理由
はない。本発明はこの着想の上になされたものであり、
本発明の方法によればその表面に凹面鏡部をもつ矩形の
凹面反射鏡が得られる。

【０００７】本発明の反射鏡の作成方法の１例を説明す
ると、まず、両面光学研磨された凹面反射鏡用の基板を
研磨台に固定し、横１列に複数個並んだ、凹面曲率半径
に適合した先端球形の研磨工具を回転させながら基板に
押し付けて、基板に凹面研磨を施す。次に、基板を移動
して、同様に研磨工具を回転させながら基板に押し付け
て、基板に凹面研磨を施す。この作業を繰り返し行い、
基板の全面に所望数の凹面研磨を施す。次いで、同様に
して凹面部を光学研磨し、基板の全ての凹部に光学研磨
を施す。なお、研磨工具は、横１列に並んでいる必要は
なく、横縦に複数本並んでいてもかまわない。その後、
超音波洗浄を行い、次いでこの基板の凹面側に真空蒸着
装置を用いて反射膜を施す。最後に、基板を切断し、多
数の角型凹面反射鏡を得る。

【０００８】本発明の反射鏡の作成方法は、従来の作成
方法とは異なり、反射膜形成終了まで一つの基板として
取扱うことが出来るため量産に適している。加えて、洗
浄の最終工程に行う蒸気乾燥でも乾燥ムラが起こりにく
く、真空蒸着装置に装着する作業も大きな基板を取り扱
うため作業効率がよく、反射膜を施す前の基板を汚して
しまう可能性が低い。従って、本発明の方法により作成
した凹面反射鏡を前述した半導体励起固体レーザに用い
て使用すると、汚染物によるの光吸収、散乱の損失のた
めに、レーザの発振効率の著しい低下の心配はない。な
お、反射膜形成後は所望の基板形状となるように切断す
ることが可能であり、要望に応じて切断すれば良い。ま
た、研磨条件、膜形成条件等は従来の技術を適宜流用す
ればよく、特に限定するものではない。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例について述べる （実施例１）本発明の実施例として、１２ｍｍ角で厚さ
２ｍｍの石英基板から、半導体レーザ励起固体レーザの
出力鏡として用いる曲率半径１００ｍｍの小型角型凹面
反射鏡を９個作成する方法を詳細に説明する。

【００１０】直径３ｍｍ先端の曲率半径１００ｍｍのダ
イヤモンド切削工具を４ｍｍ間隔で１列に３本並列に装
着した装置を用いて、各切削工具を毎分５００回転しつ
つ切削工具１本当り１ｋｇの荷重をかけ、水を切削面に
かけながら、３個の凹面切削加工を同時に行った。次
に、基板を４ｍｍ移動させ、この凹面切削加工を２回繰
り返し、合計９個のを切削凹面を作った。

【００１１】次にそれぞれのダイヤモンド切削工具を直
径３ｍｍ先端の曲率半径１００ｍｍの硬質ポリウレタン
製研磨工具に付け変えた。そして、各切削工具を毎分３
００回転しつつ研磨工具１本当り５００ｇの荷重をか
け、研磨面にコロイダルシリカをかけながら、同時に３
個の凹面光学研磨加工を行った。に、基板を移動させ、
この凹面光学研磨加工を繰り返し、最終的に９個のを光
学研磨凹面を基板表面に形成した。

【００１２】この凹面反射鏡基板を、洗剤を用いて超音
波洗浄をした後、超純水を用いてリンスし、イソプロピ
ルアルール蒸気で乾燥させた。得た凹面反射鏡基板の反
射鏡面部を１００倍の顕微鏡を用いて観察すると従来の
個別に凹面反射鏡基板を作成する方法により作成して得
た小型凹面反射鏡基板と比較して乾燥ムラによるシミが
少なかった。

【００１３】次いで、この凹面反射鏡基板を真空蒸着装
置に配置して、ＳｉＯ₂とＨｆＯ²により構成される３５
層の反射膜を施した。得た基板の反射鏡面部を１００倍
の顕微鏡を用いて観察したところ、従来の方法により作
成して得た反射鏡面と比較して基板と反射膜に存在する
１０μｍ以上のホコリ等の付着物数が約５０％低減して
いることがわかった。

【００１４】最後に、凹面反射鏡部をもつ基板をダイシ
ング装置を用い、ダイヤモンドブレードの送り速度毎秒
１ｍｍ、周速度毎秒１００ｍ、ダイヤモンドの粒径６０
０＃（２０〜３０μｍ）の切断条件で切断加工を行っ
た。そして、出力鏡として用いる曲率半径１００ｍｍの
小型角型凹面反射鏡を９個作成したが、これら９個の小
型角型凹面反射鏡を作成するのに要した時間は、従来の
小型凹面反射鏡を個別に９個作成する方法に比べて約４
０％短縮できた。

【００１５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、大きな基板に小
さな凹部を複数形成し、この凹部を鏡面に加工し、その
後分割するために、凹面反射鏡を短時間に量産でき、し
かも、洗浄の乾燥によるムラによるシミや付着物の少な
い高品質の凹面反射鏡を提供することが可能となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹面反射鏡の基板作成において、板状
   の基板に所望の大きさの複数個の凹面光学研磨面を設
   け、この凹面を有する側全面に反射膜を施して凹面反射
   鏡を作成した後、各凹面反射鏡を切断して分離すること
   を特徴とする凹面反射鏡の作成方法。