JPH0664203B2 - レ−ザ用光学材料 - Google Patents
レ−ザ用光学材料Info
- Publication number
- JPH0664203B2 JPH0664203B2 JP61309932A JP30993286A JPH0664203B2 JP H0664203 B2 JPH0664203 B2 JP H0664203B2 JP 61309932 A JP61309932 A JP 61309932A JP 30993286 A JP30993286 A JP 30993286A JP H0664203 B2 JPH0664203 B2 JP H0664203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- laser light
- resistance
- power density
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ光耐性に優れた、レーザ部品あるいは
レーザ光に対して使用される光学部品材料に関するもの
である。
レーザ光に対して使用される光学部品材料に関するもの
である。
［従来の技術］ 近年レーザの発達と共に、その単色性、指向性、干渉
性、エネルギー集中性および高輝度性などのレーザの特
性を利用した応用が盛んになってきた。それと共に、レ
ンズ、ミラー、プリズム、ビームスプリッターなどの従
来の光学部品、および薄膜光導波路などを利用した微小
光学部品、さらにはレーザ媒質などに使用される材料が
数多く要求されるようになった。
性、エネルギー集中性および高輝度性などのレーザの特
性を利用した応用が盛んになってきた。それと共に、レ
ンズ、ミラー、プリズム、ビームスプリッターなどの従
来の光学部品、および薄膜光導波路などを利用した微小
光学部品、さらにはレーザ媒質などに使用される材料が
数多く要求されるようになった。
これ等光学材料としては、従来ガラスを代表とする無機
材料が用いられて来た。しかし比重が小さく軽量、成型
加工が容易で加工方法も多い、材料が多様である、さら
には価格の点から有機高分子材料が大いに注目されてい
る。
材料が用いられて来た。しかし比重が小さく軽量、成型
加工が容易で加工方法も多い、材料が多様である、さら
には価格の点から有機高分子材料が大いに注目されてい
る。
近年、光学用高分子材料として、その透明性などの特性
からポリスチレン、ポリカーボネートおよびポリメタク
リル酸メチルなどの材料が用いられて来ている（例え
ば、「光学材料・部品の加工技術」（株）総合技術セン
ター、1983年）。
からポリスチレン、ポリカーボネートおよびポリメタク
リル酸メチルなどの材料が用いられて来ている（例え
ば、「光学材料・部品の加工技術」（株）総合技術セン
ター、1983年）。
しかし、レーザ用光学材料として使用するためには、通
常の光の場合と異なり、レーザ光は単色性でその光パワ
ー密度が非常に大きくなるため、レーザ光による損傷が
問題となる。
常の光の場合と異なり、レーザ光は単色性でその光パワ
ー密度が非常に大きくなるため、レーザ光による損傷が
問題となる。
例えば、30mWの半導体レーザを使用したとしても、その
ビーム径を１μｍに絞り込むと、レーザ光パワー密度は
1MW／cm２と非常に大きくなる。
ビーム径を１μｍに絞り込むと、レーザ光パワー密度は
1MW／cm２と非常に大きくなる。
一般に有機材料は、それが高分子材料であっても無機材
料に比べかなり溶融温度が低く、例えば代表的な耐熱性
高分子であるポリイミドでさえも、1MW／cm２程度の光
パワー密度のレーザ光を照射すると激しく燃焼してしま
う。
料に比べかなり溶融温度が低く、例えば代表的な耐熱性
高分子であるポリイミドでさえも、1MW／cm２程度の光
パワー密度のレーザ光を照射すると激しく燃焼してしま
う。
［発明が解決しようとする問題点］ 従って、レーザ光パワー密度が大きくなる部位で使用さ
れる材料あるいはレーザ照射時間が長く要求される部位
で使用される材料については、このレーザ光に対する耐
性が非常に高くなければならないという問題がある。
れる材料あるいはレーザ照射時間が長く要求される部位
で使用される材料については、このレーザ光に対する耐
性が非常に高くなければならないという問題がある。
本発明の目的は、光パワー密度の大きなレーザ光に対し
ても損傷が生じない、耐性の良い材料を提供することに
ある。
ても損傷が生じない、耐性の良い材料を提供することに
ある。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。
「レーザー光を透過または反射させる材料であって、 A.JIS規格K6911の測定法による体積電気抵抗率が10１ ５
Ωcm以下、 B.吸水率が0.4％以上、 C.100W／cm２以上の光パワー密度のレーザー光に耐性を
有する という３条件を満足し、かつ、ポリウレタン、ポリアミ
ド、エチルセルロース、酢酸セルロース、及びポリビニ
ルアルコールよりなる群より選ばれる高分子化合物を含
有してなることを特徴とするレーザー用光学材料。
Ωcm以下、 B.吸水率が0.4％以上、 C.100W／cm２以上の光パワー密度のレーザー光に耐性を
有する という３条件を満足し、かつ、ポリウレタン、ポリアミ
ド、エチルセルロース、酢酸セルロース、及びポリビニ
ルアルコールよりなる群より選ばれる高分子化合物を含
有してなることを特徴とするレーザー用光学材料。
すなわち、本発明では体積電気抵抗率が一定の値以下、
さらには吸水率が一定の値以上の高分子化合物を用いる
ことにより、レーザ光に対する耐性が著しく向上したレ
ーザ用光学材料を提供できることを見い出した。
さらには吸水率が一定の値以上の高分子化合物を用いる
ことにより、レーザ光に対する耐性が著しく向上したレ
ーザ用光学材料を提供できることを見い出した。
一般に材料のレーザ光損傷は、その局所光電場の大きさ
に起因する誘電破壊類似の機構と、そのレーザ光量の大
きさに起因するレーザ光吸収による発熱を原因とする溶
融、炭化、分解あるいは燃焼の機構があり、これ等が単
独にあるいは併発して生ずると考えられる。
に起因する誘電破壊類似の機構と、そのレーザ光量の大
きさに起因するレーザ光吸収による発熱を原因とする溶
融、炭化、分解あるいは燃焼の機構があり、これ等が単
独にあるいは併発して生ずると考えられる。
本発明で見い出された特性値が直接上記機構に対応して
いると言うことは出来ないが、体積電気抵抗率の低さあ
るいは吸水率の大きさが、誘電破壊の防止あるいは発熱
の解消に寄与していると考えられる。
いると言うことは出来ないが、体積電気抵抗率の低さあ
るいは吸水率の大きさが、誘電破壊の防止あるいは発熱
の解消に寄与していると考えられる。
本発明で規定される体積電気抵抗率（Ωcm）および吸水
率（％）はJIS規格K6911に従い測定されたものである。
率（％）はJIS規格K6911に従い測定されたものである。
体積電気抵抗率10１ ５Ω・cmより大きな高分子化合物と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、
ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレンスルフィド、
ポリエチレンテレフタレートなどがあるが、これ等はい
ずれもレーザ耐性が悪く、レーザ光照射により損傷を受
ける。
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネート、
ポリプロピレンオキシド、ポリプロピレンスルフィド、
ポリエチレンテレフタレートなどがあるが、これ等はい
ずれもレーザ耐性が悪く、レーザ光照射により損傷を受
ける。
本願発明の高分子化合物ではレーザ耐性が良く、レーザ
光照射によっても簡単には損傷を受けない。
光照射によっても簡単には損傷を受けない。
また、体積電気抵抗率は10１ ５Ω・cm以下でも、吸水率
が0.4％以下であるポリメチルメタクリレート、ポリエ
チレンと酢酸ビニルとの共重合体、ポリアセタール等
は、前記した２つの化合物群の中間的なレーザ耐性を示
す。
が0.4％以下であるポリメチルメタクリレート、ポリエ
チレンと酢酸ビニルとの共重合体、ポリアセタール等
は、前記した２つの化合物群の中間的なレーザ耐性を示
す。
また前記した高分子化合物中でも水素結合性基、特に水
酸基を有するものがレーザ光耐性が顕著である。
酸基を有するものがレーザ光耐性が顕著である。
レーザによる損傷は、照射されるレーザ光のパワー密度
と照射時間によって左右され、レーザ光パワー密度が高
い程また照射時間が長い程、損傷を受け易くなる。また
パルスレーザの場合には、そのパルス幅（光パルスの時
間幅）が長い程、損傷を受け易くなる。
と照射時間によって左右され、レーザ光パワー密度が高
い程また照射時間が長い程、損傷を受け易くなる。また
パルスレーザの場合には、そのパルス幅（光パルスの時
間幅）が長い程、損傷を受け易くなる。
これ等の間の相対的な関係は複雑であるが、レーザ光の
場合は一般の光と異なり単色性に優れていることもあっ
て、レーザ光パワー密度が100W／cm２、特に1KW／cm２
以上になるとこのレーザ光損傷が重要な問題となり、本
発明の様な材料が要求される。従って本発明の材料は、
100W／cm２以上のレーザ光パワー密度のレーザ光に耐性
を有することが好ましい。
場合は一般の光と異なり単色性に優れていることもあっ
て、レーザ光パワー密度が100W／cm２、特に1KW／cm２
以上になるとこのレーザ光損傷が重要な問題となり、本
発明の様な材料が要求される。従って本発明の材料は、
100W／cm２以上のレーザ光パワー密度のレーザ光に耐性
を有することが好ましい。
本発明の材料は単に前述した高分子化合物のみからなる
ものだけではなく、その中に他の物質が分散あるいは高
分子鎖中に導入されていても良い。この際含有される物
質がレーザ損傷を受け易い物質であっても、本発明の高
分子中に共存させ材料化した場合には、レーザ損傷を受
けにくくなるという優れた効果も見い出された。
ものだけではなく、その中に他の物質が分散あるいは高
分子鎖中に導入されていても良い。この際含有される物
質がレーザ損傷を受け易い物質であっても、本発明の高
分子中に共存させ材料化した場合には、レーザ損傷を受
けにくくなるという優れた効果も見い出された。
この含有される物質が、単に光を透過させたり一般のレ
ンズのようにその形状による働きだけで光に作用するも
のでなく、その物質自体の特性により光に作用する場合
には、種々の特性を付与させたレーザ耐性の優れた材料
を得ることができる。例えば単に吸収を有する場合もあ
るが、含有される物質が屈折率を変化させたり、フォト
クロミック物質のように光の作用により吸収などを変化
させるなど、外場に応答して変化する特性を有する場合
には、特に有用なレーザ耐性に優れた材料が得られる。
ンズのようにその形状による働きだけで光に作用するも
のでなく、その物質自体の特性により光に作用する場合
には、種々の特性を付与させたレーザ耐性の優れた材料
を得ることができる。例えば単に吸収を有する場合もあ
るが、含有される物質が屈折率を変化させたり、フォト
クロミック物質のように光の作用により吸収などを変化
させるなど、外場に応答して変化する特性を有する場合
には、特に有用なレーザ耐性に優れた材料が得られる。
これらの応用としては、例えば色素などを分散させ、フ
ィルターやレーザ媒質として使用したり、また光スイッ
チングなどいわゆる光能動素子として使用できる。
ィルターやレーザ媒質として使用したり、また光スイッ
チングなどいわゆる光能動素子として使用できる。
［実施例］ 次に実施例により本発明を更に具体的に説明する。
実施例1,比較例1. 各種高分子成形材料について、JIS規格K6911に従い体積
電気抵抗率および吸水率を測定した。レーザ光耐性はNd
＋−YAGレーザ光を用い、ピークパワー密度30MW／cm２
および1MW／cm２、レーザ光のパルス繰り返しを2000Hz
および200Hzで100〜1000μｍ厚の目線で透明な試料に照
射し、燃焼、黒化や穴開きなどの損傷の程度で評価し
た。
電気抵抗率および吸水率を測定した。レーザ光耐性はNd
＋−YAGレーザ光を用い、ピークパワー密度30MW／cm２
および1MW／cm２、レーザ光のパルス繰り返しを2000Hz
および200Hzで100〜1000μｍ厚の目線で透明な試料に照
射し、燃焼、黒化や穴開きなどの損傷の程度で評価し
た。
結果は第１表に示すが、同じ傾向を示し系統別に統合で
きるものは一括して試料名とした。
きるものは一括して試料名とした。
この結果でわかるように体積電気抵抗率10１ ５Ω・cm以
上の高分子はレーザ損傷を受け易く、体積電気抵抗率10
１ ５Ω・cm以下で吸水率が0.4％以上の高分子はレーザ
光に対してきわめて耐性が強い。
上の高分子はレーザ損傷を受け易く、体積電気抵抗率10
１ ５Ω・cm以下で吸水率が0.4％以上の高分子はレーザ
光に対してきわめて耐性が強い。
実施例２ ４′−ニトロ−４−ジメチルアミノアゾベンゼン（NDA
A）の粒径約50μｍの粉末結晶（試料Ａ）を、ポリビニ
ルアルコール（日本合成化学（株）製KP−06）20％水溶
液にKP−06に対し３重量％の濃度に分散させ、流延、乾
燥してNDAAが結晶状態で分散した厚さ100μｍの高分子
フィルムを得た（試料Ｂ）。
A）の粒径約50μｍの粉末結晶（試料Ａ）を、ポリビニ
ルアルコール（日本合成化学（株）製KP−06）20％水溶
液にKP−06に対し３重量％の濃度に分散させ、流延、乾
燥してNDAAが結晶状態で分散した厚さ100μｍの高分子
フィルムを得た（試料Ｂ）。
一方、NDAAをKP−06の10％DMF／エタノール／水＝２／
１／１（重量比）溶液にKP−06に対し３重量％の濃度で
溶解し、流延、乾燥してNDAAが均一にKP−06中に溶解し
た透明な厚さ100μｍの高分子フィルムを得た（試料
Ｃ）。
１／１（重量比）溶液にKP−06に対し３重量％の濃度で
溶解し、流延、乾燥してNDAAが均一にKP−06中に溶解し
た透明な厚さ100μｍの高分子フィルムを得た（試料
Ｃ）。
NDAA粉末結晶をスライドグラス上に粘着テープで貼り付
けた試料（試料Ａ）と、これら２種のフィルム（試料Ｂ
もよびＣ）に、レーザ光繰り返し2KHz、レーザ光パワー
密度30MW／cm２のNd＋−YAGレーザ光を照射し、レーザ
光による損傷を観察した。
けた試料（試料Ａ）と、これら２種のフィルム（試料Ｂ
もよびＣ）に、レーザ光繰り返し2KHz、レーザ光パワー
密度30MW／cm２のNd＋−YAGレーザ光を照射し、レーザ
光による損傷を観察した。
試料Ａでは、即座に燃焼した。試料ＢおよびＣでは３分
間照射しても何等損傷は見られなかった。
間照射しても何等損傷は見られなかった。
［発明の効果］ 本発明では、体積電気抵抗率10１ ５Ωcm以下、および吸
水率が0.4％以上のポリウレタン、ポリアミド、エチル
セルロース、酢酸セルロース、及びポリビニルアルコー
ルよりなる群より選ばれる高分子化合物を用いることに
よりレーザ光耐性の優れたレーザ用光学材料を提供する
ことができた。
水率が0.4％以上のポリウレタン、ポリアミド、エチル
セルロース、酢酸セルロース、及びポリビニルアルコー
ルよりなる群より選ばれる高分子化合物を用いることに
よりレーザ光耐性の優れたレーザ用光学材料を提供する
ことができた。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザー光を透過または反射させる材料で
あって、 A.JIS規格K6911の測定法による体積電気抵抗率が10１ ５
Ωcm以下、 B.吸水率が0.4％以上、 C.100W／cm２以上の光パワー密度のレーザー光に耐性を
有する という３条件を満足し、かつ、ポリウレタン、ポリアミ
ド、エチルセルロース、酢酸セルロース、及びポリビニ
ルアルコールよりなる群より選ばれる高分子化合物を含
有してなることを特徴とするレーザー用光学材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61309932A JPH0664203B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | レ−ザ用光学材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61309932A JPH0664203B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | レ−ザ用光学材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63165801A JPS63165801A (ja) | 1988-07-09 |
| JPH0664203B2 true JPH0664203B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17999082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61309932A Expired - Lifetime JPH0664203B2 (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | レ−ザ用光学材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664203B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6876454B1 (en) | 1995-03-28 | 2005-04-05 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for in-situ endpoint detection for chemical mechanical polishing operations |
| US5964643A (en) * | 1995-03-28 | 1999-10-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for in-situ monitoring of chemical mechanical polishing operations |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2856891A1 (de) * | 1978-12-30 | 1980-07-17 | Bayer Ag | Weiche kontaktlinsen aus mischungen von celluloseestern und ethylen-vinylacetat-copolymeren |
| JPS57136601A (en) * | 1981-02-19 | 1982-08-23 | Toray Ind Inc | Urethan resin plastic lens |
| JPS59169820A (ja) * | 1983-03-17 | 1984-09-25 | Takashi Imaoka | 合成樹脂偏光レンズの製法 |
| DE3319536C1 (de) * | 1983-05-28 | 1984-11-22 | Dynamit Nobel Ag, 5210 Troisdorf | Kunststofflichtleitfaser |
| JPH0648321B2 (ja) * | 1983-09-26 | 1994-06-22 | 筒中プラスチツク工業株式会社 | 近赤外線透過フイルタ−用組成物およびこれを用いた近赤外線透過フイルタ− |
| JPS60168743A (ja) * | 1984-02-14 | 1985-09-02 | Nippon Kayaku Co Ltd | 着色されたポリビニルアルコ−ル系フイルム |
-
1986
- 1986-12-27 JP JP61309932A patent/JPH0664203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63165801A (ja) | 1988-07-09 |
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