レーザ走査光学系の設計・加工・および応用に関する研究

目次

第1章 緒論

第1.1節 本研究の必要性と位置づけ

第1.2節 走査光学系の現状と本研究との関連

1.2.1 走査光学系の種類と特性

1.2.2 光学素子材料とその加工

1.2.3 レーザ走査応用機器の状況

第1.3節 本研究の目的と実施の概要

第1.4節 本論文の構成

第2章 CO₂レーザ用反射光学系材料の加工

第2.1節 緒言

第2.2節 反射光学系材料

2.2.1 反射鏡の損傷状況

2.2.2 Mo､W素材の製作

2.2.3 レーザ照射による反射面の変形

第2.3節 Mo､Wの加工

2.3.1 研削加工

2.3.2 ラップ加工

2.3.3 ポリシ加工

第2.4節 加工表面の評価

2.4.1 加工変質層の測定

2.4.2 反射率測定装置の製作

2.4.3 反射率の測定

2.4.4 レーザ光照射損傷しきい値の測定

2.4.5 散乱の評価とコンタミネーション

第2.5節 反射光学素子の製作

2.5.1 素材製作方法と仕上げ面

2.5.2 液中ポリシ加工

2.5.3 反射鏡の試作

第2.6節 総括

第3章 CO₂レーザ用屈折光学系材料の加工

第3.1節 緒言

第3.2節 屈折光学系材料

3.2.1 屈折光学素子の損傷

3.2.2 ZnSe､KCIの素材

3.2.3 光学ひずみの測定

3.2.4 吸収率の測定

第3.3節 ZnSe､KCIの加工

3.3.1.ZnSeのポリシ加工

3.3.2 ZnSe加工面の加工変質層と吸収

3.3.3 KCIのポリシ加工

3.3.4 KCI加工面の評価

第3.4節 屈折光学素子の製作

3.4.1 ポリシ加工条件の設定

3.4.2 レーザ光に対する損傷

3.4.3 レンズ､出力取出窓等の試作

第3.5節 総括

第4章 時分割CO₂レーザ加工システム

第4.1節 緒言

第4.2節 パルスレーザ光の分割

4.2.1 パルス形状と加工特性

4.2.2 分割方式の検討

第4.3節 分割システムの設計と製作

4.3.1 チョッパミラーの設計

4.3.2 チョッパミラーの機構

4.3.3 制御系の構成

第4.4節 相互干渉の検討と加工実験

4.4.1 漏光

4.4.2 パルスの混合発振

4.4.3 加工結果

第4.5節 総括

第5章 CO₂レーザ用ホログラムスキャナ

第5.1節 緒言

第5.2節 視覚センサとスキャナの仕様

5.2.1 CO₂レーザの伝播特性

5.2.2 視覚センサ､スキャナの仕様

第5.3節 計算機ホログラムによるスキャナ

5.3.1 ホログラムの設計

5.3.2 ホログラム素子の試作と走査実験

第5.4節 回折効率の検討

5.4.1 回折効率の計算

5.4.2 深溝格子の加工と回折効率

5.4.3 単純格子のホログラム素子

第5.5節 RIE加工条件の検討

5.5.1 回折効率､ビーム形状と格子の関係

5.5.2 RIE加工実験

5.5.3 ホログラム素子の製作

第5.6節 2次元スキャナの製作と画像形成

5.6.1 受光方式とホログラムの開口面積

5.6.2 2次元スキャナの製作と画像形成

第5.7節 総括

第6章 レーザ走査による実装基板検査装置

第6.1節 緒言

第6.2節 実験装置による基本検討

6.2.1 原理と構成

6.2.2 実験装置の光学系の検討

6.2.3 測定実験

第6.3節 測定精度向上に関する検討

6.3.1 反射ミラーによる光切断角の増加

6.3.2 ポリゴンミラーの面倒れ

第6.4節 実用機の設計と製作

6.4.1 実用機の光学系の設計

6.4.2 走査に伴う像面移動の補正

6.4.3 検査装置の製作

第6.5節 総括

第7章 AODと高速機械運動による大画面の走査

第7.1節 緒言

第7.2節 装置の構成

第7.3節 書き込み光学系の設計

7.3.1 ビームの分割

7.3.2 fθレンズの設計

第7.4節 書き込みに関する実験

7.4.1 光量と分割方式

7.4.2 AOD走査時のスポット形状

7.4.3 2次元走査による書き込み実験

第7.5節 読み取り光学系の設計と実験

7.5.1 読み取りの2方式

7.5.2 PMT方式

7.5.3 CCD方式

第7.6節 総括

第8章 微細放電加工によるマイクロ光走査機構の作成

第8.1節 緒言

第8.2節 微細放電加工に関する実験

8.2.1 微細放電における課題

8.2.2 電極の回転

8.2.3 電極の成形

第8.3節 微細放電加工機による加工

8.3.1 微細放電加工機

8.3.2 放電条件と加工結果

8.3.3 シリコンウェハの加工

8.3.4 微細軸の加工

第8.4節 マイクロ機構の加工

8.4.1 電極の運動と消耗

8.4.2 走査機構要素の加工

第8.5節 総括

第9章 結論

謝辞

本研究に関連する研究論文､学会講演､研究会講演ならびに特許