JPS63201601A - 光学用窓材及びその製造方法 - Google Patents
光学用窓材及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS63201601A JPS63201601A JP3521187A JP3521187A JPS63201601A JP S63201601 A JPS63201601 A JP S63201601A JP 3521187 A JP3521187 A JP 3521187A JP 3521187 A JP3521187 A JP 3521187A JP S63201601 A JPS63201601 A JP S63201601A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- diamond
- shaped
- rigid body
- window frame
- Prior art date
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- Pending
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ダイヤモンドから成る光学用窓材及びその製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
本発明の゛光学用窓材は、窓枠状の剛性体上に固着され
たフィルム状ダイヤモンドで構成されるものである。そ
してこの光学用窓材を得るために、基板上にフィルム状
ダイヤモンドを形成し１．このダイヤフィルムの周囲を
窓枠状の剛性体に固着し、その後に基板のみを除去する
製造方法をとることより、光学用窓材が大面積可能とな
り、しかも安価に得られることを可能とするものである
。
たフィルム状ダイヤモンドで構成されるものである。そ
してこの光学用窓材を得るために、基板上にフィルム状
ダイヤモンドを形成し１．このダイヤフィルムの周囲を
窓枠状の剛性体に固着し、その後に基板のみを除去する
製造方法をとることより、光学用窓材が大面積可能とな
り、しかも安価に得られることを可能とするものである
。
公知の如く、ダイヤモンドは波長約０．３μ−の紫外’
ＩＩＡ ｆｉｌ域から波長約２５μｍの遠赤外線領域に
至る広い範囲に渡って光の透過性が高いという優れた光
学的性質を有しており、他の物質においては、このダイ
ヤモンドに匹敵する程広い範囲に渡って透明な物質は見
当たらない、しかも、耐熱性も真空中で約１２００℃、
大気中で６００℃と高いため、光学用窓材としての背反
が期待されている。
ＩＩＡ ｆｉｌ域から波長約２５μｍの遠赤外線領域に
至る広い範囲に渡って光の透過性が高いという優れた光
学的性質を有しており、他の物質においては、このダイ
ヤモンドに匹敵する程広い範囲に渡って透明な物質は見
当たらない、しかも、耐熱性も真空中で約１２００℃、
大気中で６００℃と高いため、光学用窓材としての背反
が期待されている。
しかし、従来の技術を用いてダイヤモンドから成る光学
用窓材を製造しようとする場合、天然ダイヤモンド結晶
あるいは超高圧合成法により合成された人工ダイヤモン
ド結晶を、ダイヤモンドホイールを刃具に用いてスライ
シング加工するという方法が一般的であろうが、この方
法には、次項に述べる如き重大な欠点があるため、ダイ
ヤモンドを光学用窓材として利用することは一般ユーザ
ーには極めて困難であり、この方法に代わる他の製造方
法の出現が期待されていた。
用窓材を製造しようとする場合、天然ダイヤモンド結晶
あるいは超高圧合成法により合成された人工ダイヤモン
ド結晶を、ダイヤモンドホイールを刃具に用いてスライ
シング加工するという方法が一般的であろうが、この方
法には、次項に述べる如き重大な欠点があるため、ダイ
ヤモンドを光学用窓材として利用することは一般ユーザ
ーには極めて困難であり、この方法に代わる他の製造方
法の出現が期待されていた。
ダイヤモンド結晶をスライシングして光学用窓材を製造
しようとする場合、天然結晶であれ、人工結晶であれ、
直径数誌以上のダイヤモンドは存在自体が稀であり、し
かも極めて高価なため、例えば直径ｌｅａ以上の大きな
面積の窓材の製造はまず不可能といってよく、しかも、
ダイヤモンドは物質中最高の硬度を有するため、スライ
シング加工用の刃具であるダイヤモンドホイールの損耗
が激しく、加工コストも極めて高いという欠点があたっ
。
しようとする場合、天然結晶であれ、人工結晶であれ、
直径数誌以上のダイヤモンドは存在自体が稀であり、し
かも極めて高価なため、例えば直径ｌｅａ以上の大きな
面積の窓材の製造はまず不可能といってよく、しかも、
ダイヤモンドは物質中最高の硬度を有するため、スライ
シング加工用の刃具であるダイヤモンドホイールの損耗
が激しく、加工コストも極めて高いという欠点があたっ
。
本発明は、これらの問題点を解決し、安価でしかも大面
積化が可能な、光透過特性の良いダイヤモンドから成る
光学用窓材を製造する方法を提供することを目的とした
ものである。
積化が可能な、光透過特性の良いダイヤモンドから成る
光学用窓材を製造する方法を提供することを目的とした
ものである。
本発明においてフィルム状ダイヤモンドを合成するため
の気相合成法としては、熱ＣＶＤ法１プラズマＣＶＤ法
、光ＣＶＤ法、イオンビーム法。
の気相合成法としては、熱ＣＶＤ法１プラズマＣＶＤ法
、光ＣＶＤ法、イオンビーム法。
イオン化蒸着法等があるがいずれを用いても良い。
これらの気相合成法を用いて、基板材上にフィルム状ダ
イヤモンドを形成した後、該フィルム状ダイヤモンドの
外周部分と窓枠状の剛性体とを、金属鑞や接着剤を用い
て固着し、その後、基板材のみを化学的溶解や物理的エ
ツチングにより除去する。
イヤモンドを形成した後、該フィルム状ダイヤモンドの
外周部分と窓枠状の剛性体とを、金属鑞や接着剤を用い
て固着し、その後、基板材のみを化学的溶解や物理的エ
ツチングにより除去する。
このようにして、第１図に示すような中央部分がフィル
ム状ダイヤモンド単層から成り、その外周部分を窓枠状
の剛性体が取り囲んだ構造から成るフィルム状ダイヤモ
ンド製光学用窓材が得られる。
ム状ダイヤモンド単層から成り、その外周部分を窓枠状
の剛性体が取り囲んだ構造から成るフィルム状ダイヤモ
ンド製光学用窓材が得られる。
基板材の材質としては、Ｓｔ単結晶ウェハーが一般的で
あるが、その他の材質、例えば金属、セラミックス等を
用いても良い。
あるが、その他の材質、例えば金属、セラミックス等を
用いても良い。
また、窓枠状の剛性体の材質としては、最終的に本発明
によって製造された窓材が使用される環境条件（例えば
、温度、負荷応力、化学的雰囲気等）に耐えうるちので
あれば、金属、セラミックス、合成樹脂等何れを用いて
も良い。
によって製造された窓材が使用される環境条件（例えば
、温度、負荷応力、化学的雰囲気等）に耐えうるちので
あれば、金属、セラミックス、合成樹脂等何れを用いて
も良い。
上述の如く構成することにより、得られたフィルム状ダ
イヤモンドから成る光学用窓材は、そのダイヤモンド合
成のために採用した気相合成法の成膜可能面積に応じて
、直径３〜１０ｃｍ程度までの面積拡大化が可能となり
、従来のダイヤモンド結晶をスライシング加工する方法
に比べて、はるかに大面積化が可能であり、しかも原料
費、製造コストともに低減化することができる。
イヤモンドから成る光学用窓材は、そのダイヤモンド合
成のために採用した気相合成法の成膜可能面積に応じて
、直径３〜１０ｃｍ程度までの面積拡大化が可能となり
、従来のダイヤモンド結晶をスライシング加工する方法
に比べて、はるかに大面積化が可能であり、しかも原料
費、製造コストともに低減化することができる。
また、フィルム状ダイヤモンドの外周部分を窓枠状の剛
性体で取り囲んであるため、これがフィルム状ダイヤモ
ンドの反りの発生を抑制し、しかも補強材として作用す
るため、装置類へ取り付ける際の破損を防止できるとい
う点も、本発明の極めて重要な点である。
性体で取り囲んであるため、これがフィルム状ダイヤモ
ンドの反りの発生を抑制し、しかも補強材として作用す
るため、装置類へ取り付ける際の破損を防止できるとい
う点も、本発明の極めて重要な点である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第２
図Ａ−Ｆは本発明の製造方法を示す図であり、以下第２
図Ａ−ＦをＡ図〜Ｆ図と略す。
図Ａ−Ｆは本発明の製造方法を示す図であり、以下第２
図Ａ−ＦをＡ図〜Ｆ図と略す。
第六図に示すように、厚さ５００μ−のＳ！単結晶から
成る基板材ｌを用意し、この基板材の表面をＨ１ＳＯ４
＋ Ｈ！ｏｇの混酸溶液中で充分に洗浄した後、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法により、ＣＨ４＋Ｈｔの混合ガス
中でＳｉ基板材上に厚さ２０μｍのフィルム状ダイヤモ
ンド２を析出させる。
成る基板材ｌを用意し、この基板材の表面をＨ１ＳＯ４
＋ Ｈ！ｏｇの混酸溶液中で充分に洗浄した後、マイク
ロ波プラズマＣＶＤ法により、ＣＨ４＋Ｈｔの混合ガス
中でＳｉ基板材上に厚さ２０μｍのフィルム状ダイヤモ
ンド２を析出させる。
フィルム状ダイヤモンドの気相合成法としては、前述し
たようにその他の気相法を用いても良く、又、基板材も
他の材質、例えば金属、セラミックス等を用いても良い
。
たようにその他の気相法を用いても良く、又、基板材も
他の材質、例えば金属、セラミックス等を用いても良い
。
次に、先はどのＳｉ基板材上に析出させたフィルム状ダ
イヤモンド２の外周部分と、ステンレスＳυ５３１６材
から成る窓枠状の剛性体３（第８図）とを、金属１１ｉ
４．例えばＡｇ１ｌを用いて固着する（第Ｃ図）、この
場合、Ａｇ鑞の代わりに異種の金属鑞や接着剤を用いて
も差し支えない。
イヤモンド２の外周部分と、ステンレスＳυ５３１６材
から成る窓枠状の剛性体３（第８図）とを、金属１１ｉ
４．例えばＡｇ１ｌを用いて固着する（第Ｃ図）、この
場合、Ａｇ鑞の代わりに異種の金属鑞や接着剤を用いて
も差し支えない。
次に、このＳｉ基板材上に析出させたフィルム状ダイヤ
モンドと窓枠状の剛性体とを固着したもの全体を、加熱
溶融させたパラフィン中に浸漬して引き上げ、パラフィ
ンから成るレジスト被膜５で被覆する（第り図）。
モンドと窓枠状の剛性体とを固着したもの全体を、加熱
溶融させたパラフィン中に浸漬して引き上げ、パラフィ
ンから成るレジスト被膜５で被覆する（第り図）。
その後、このパラフィンから成るレジスト被膜５のＳｉ
基板材を覆っている部分だけを、機械的もしくは化学的
手段で削り取り、Ｓｉ基板材１を露出させる（第８図）
。
基板材を覆っている部分だけを、機械的もしくは化学的
手段で削り取り、Ｓｉ基板材１を露出させる（第８図）
。
次に、ＨＦ ＋ ＨＮＯ３の混酸溶液（混合比１：３）
中に３０分間浸漬して、露出したＳｉ基板材１のみを溶
解除去し、フィルム状ダイヤモンド２を露出させる（第
Ｆ図）。
中に３０分間浸漬して、露出したＳｉ基板材１のみを溶
解除去し、フィルム状ダイヤモンド２を露出させる（第
Ｆ図）。
その後、トリクレン又はクロロホルム中に、１時間浸漬
して、パラフィンから成るレジスト被膜を溶解除去する
ことにより、第１図に示したような、中央部分がフィル
ム状ダイヤモンド単層から成り、その外周部分をステン
レス５ＵＳ３１６材から成る窓枠状の剛性体が取り囲ん
゛だ構造から成る光学用窓材を得る。
して、パラフィンから成るレジスト被膜を溶解除去する
ことにより、第１図に示したような、中央部分がフィル
ム状ダイヤモンド単層から成り、その外周部分をステン
レス５ＵＳ３１６材から成る窓枠状の剛性体が取り囲ん
゛だ構造から成る光学用窓材を得る。
この窓材のフィルム状ダイヤモンド部分の最大直径は、
マイ°クロ波プラズマＣＶＤ法の成膜可能最大直径であ
るφ１Ｏａｌｌ程度まで可能であり、ダイヤモンド結晶
をスライシング加工する従来法に比べて、直径で１０倍
以上の大面積化が可能となり、しかも、原料費、製造コ
ストともに安価であることは言うまでもない。
マイ°クロ波プラズマＣＶＤ法の成膜可能最大直径であ
るφ１Ｏａｌｌ程度まで可能であり、ダイヤモンド結晶
をスライシング加工する従来法に比べて、直径で１０倍
以上の大面積化が可能となり、しかも、原料費、製造コ
ストともに安価であることは言うまでもない。
また、フィルム状ダイヤモンドの外周部分を窓枠状の剛
性体で取り囲んであるため、これがフィルム状ダイヤモ
ンドの反りの発生を抑制し、しかも、補強材として作用
するため、装Ｗ！！へ取り付ける際の破損も防止するこ
とができる。
性体で取り囲んであるため、これがフィルム状ダイヤモ
ンドの反りの発生を抑制し、しかも、補強材として作用
するため、装Ｗ！！へ取り付ける際の破損も防止するこ
とができる。
また当然ながら、レジスト被膜の形成方法としては、フ
ォトレジストを用いてもよく、又露出したＳｉ基板材の
除去方法としては、薬品による化学的熔解だけでなく、
酸素雰囲気プラズマエツチングやＡｒスパッタリング等
の物理的エツチング法を用いても良い。
ォトレジストを用いてもよく、又露出したＳｉ基板材の
除去方法としては、薬品による化学的熔解だけでなく、
酸素雰囲気プラズマエツチングやＡｒスパッタリング等
の物理的エツチング法を用いても良い。
上述の如く、本発明によればダイヤモンドから成る光学
用窓材の大面積化が可能で、原料費、製造コストともに
低減できる。しかも、反りの発生を防ぎ、かつ、装置類
への取付けの際の破損も防止することができる。
用窓材の大面積化が可能で、原料費、製造コストともに
低減できる。しかも、反りの発生を防ぎ、かつ、装置類
への取付けの際の破損も防止することができる。
第１図は、本発明によるフィルム状ダイヤモンドから成
る光学用窓材の斜視図、第２図ＡがらＦは、本発明の製
造工程の説明斜視図である。 １・・・基板材 ２・・・フィルム状ダイヤモンド ３・・・窓枠状の剛性体 ４・・・金属鑞 ５・・・レジスト被膜 以上
る光学用窓材の斜視図、第２図ＡがらＦは、本発明の製
造工程の説明斜視図である。 １・・・基板材 ２・・・フィルム状ダイヤモンド ３・・・窓枠状の剛性体 ４・・・金属鑞 ５・・・レジスト被膜 以上
Claims (1)
- 気相合成法により基板材上にフィルム状ダイヤモンドを
形成した後、該フィルム状ダイヤモンドの外周部分と窓
枠状の剛性体とを固着し、その後、基板材のみを除去し
たことを特徴とする光学用窓材及びその製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3521187A JPS63201601A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 光学用窓材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3521187A JPS63201601A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 光学用窓材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63201601A true JPS63201601A (ja) | 1988-08-19 |
Family
ID=12435508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3521187A Pending JPS63201601A (ja) | 1987-02-18 | 1987-02-18 | 光学用窓材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63201601A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110579A (en) * | 1989-09-14 | 1992-05-05 | General Electric Company | Transparent diamond films and method for making |
| WO1997004346A1 (fr) * | 1995-07-14 | 1997-02-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fenetre optique et son procede de fabrication |
| EP0761623A3 (en) * | 1995-08-31 | 1997-06-04 | Gen Electric | Diamond assembly |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128129A (en) * | 1979-03-21 | 1980-10-03 | Philips Nv | Window |
| JPS61251158A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 放熱基板 |
-
1987
- 1987-02-18 JP JP3521187A patent/JPS63201601A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128129A (en) * | 1979-03-21 | 1980-10-03 | Philips Nv | Window |
| JPS61251158A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 放熱基板 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110579A (en) * | 1989-09-14 | 1992-05-05 | General Electric Company | Transparent diamond films and method for making |
| WO1997004346A1 (fr) * | 1995-07-14 | 1997-02-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Fenetre optique et son procede de fabrication |
| US6103401A (en) * | 1995-07-14 | 2000-08-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Window for an optical use and a process for the production of the same |
| EP0761623A3 (en) * | 1995-08-31 | 1997-06-04 | Gen Electric | Diamond assembly |
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