JPS63189801A - Mirror for laser device - Google Patents
Mirror for laser deviceInfo
- Publication number
- JPS63189801A JPS63189801A JP62020594A JP2059487A JPS63189801A JP S63189801 A JPS63189801 A JP S63189801A JP 62020594 A JP62020594 A JP 62020594A JP 2059487 A JP2059487 A JP 2059487A JP S63189801 A JPS63189801 A JP S63189801A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- copper
- laser
- aluminum plate
- base
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 20
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 abstract description 16
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 238000007747 plating Methods 0.000 abstract description 13
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002343 gold Chemical class 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007737 ion beam deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008832 photodamage Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、レーザ装置に用いられるミラーに関し、特
に炭酸ガスレーザとりわけ大出力炭酸ガスレーザ装置に
好適な全反射ミラーに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a mirror used in a laser device, and more particularly to a total reflection mirror suitable for a carbon dioxide laser, especially a high-output carbon dioxide laser device.
［従来の技術］
従来から、レーザ装置にはレーザ光を１００％近く反射
する全反射ミラーが使用されている。例えば、現在市販
されている出力５００Ｗ級のレーザ装置には、発振装置
を含むレーザ光源からターゲット物までの光路間に、レ
ーザ光を導いたりあるいは発振させるために、通常５〜
６枚程度の全反射ミラーが使用されている。[Prior Art] Conventionally, a total reflection mirror that reflects nearly 100% of laser light has been used in a laser device. For example, in a laser device currently on the market with an output of 500 W, there is usually a
About six total reflection mirrors are used.
このようなレーザ装置用ミラーに要求される性能として
は、反射率が高いこと、熱膨張率が小さいこと、熱伝導
度が大きいこと、耐環境性が良好なこと、加工性が優れ
ていること及び軽量なことなどが挙げられる。The performance required of mirrors for such laser devices is high reflectance, low coefficient of thermal expansion, high thermal conductivity, good environmental resistance, and excellent workability. and lightweight.
このような全反射ミラーが使用されている例として、ｍ
１図に示すレーザ加工装置などがある。As an example where such a total reflection mirror is used, m
There is a laser processing device shown in FIG.
図において、１はレーザ光発生装置、すなわちレーザ発
振器、２はレーザ発振器１より発生したレーザ光であり
、全反射ミラー３によりレーザ光２の方向を変え、レン
ズ４により集光して被加工物５を切断、溶接等の加工を
行なう。また、被加工物５はテーブル７上に載置され、
モータ６によりテーブル７を動かすことにより直線加工
等が施される。８はモータ６を駆動するためのアンプ回
路、９はテーブルの加速度を抑えるランプ回路モある。In the figure, 1 is a laser beam generator, that is, a laser oscillator, and 2 is a laser beam generated by the laser oscillator 1. The direction of the laser beam 2 is changed by a total reflection mirror 3, and the beam is focused by a lens 4 to be applied to the workpiece. 5 is processed by cutting, welding, etc. Further, the workpiece 5 is placed on the table 7,
By moving the table 7 with the motor 6, straight line processing and the like are performed. 8 is an amplifier circuit for driving the motor 6, and 9 is a lamp circuit for suppressing table acceleration.
第１図にみられるように、全反射ミラー３の役割は、レ
ーザ光２をレンズ４を介して集光させる場合のレーザ光
２の偏向を行わせるとともに、装置全体をコンパクトな
ものとするなどのために使用されるものである。この場
合、前記のようにレーザ光２の照射を受けておこるミラ
ーの損傷によるレーザ出力の低下や、モードの不良化等
の不都合現象がおこらないようなミラーが性能上要求さ
れている。As shown in FIG. 1, the role of the total reflection mirror 3 is to deflect the laser beam 2 when the laser beam 2 is focused through the lens 4, and to make the entire device compact. It is used for. In this case, in terms of performance, a mirror is required that does not cause disadvantageous phenomena such as a decrease in laser output or mode failure due to damage to the mirror caused by irradiation with the laser beam 2 as described above.
ところで、従来使用されている全反射ミラーには、例え
ば特開昭５７−１１４１０３号公報に開示されて。Incidentally, a conventionally used total reflection mirror is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 114103/1983.
いるように、基板材料として銅板を用い、反射面側を鏡
面加工して、その面に高反射率の金（Ａｕ）を蒸着した
赤外レーザ用のものがある。上記鏡面加工の方法として
は、従来からＮｉ／Ｐ にッケルーリン合金めっき）め
っきを施し、この面を研磨する方式が専ら行われていた
が、最近では、銅基板に直接超精密旋盤による鏡面加工
が実用化されている。There is an infrared laser in which a copper plate is used as the substrate material, the reflective surface side is mirror-finished, and gold (Au) with high reflectance is deposited on that surface. Conventionally, the method of mirror polishing described above has been to apply Ni/P (kkerulin alloy plating) plating and polish this surface, but recently, mirror polishing has been performed directly on the copper substrate using an ultra-precision lathe. It has been put into practical use.
さらに、金などの蒸着についても、古くからの真空蒸着
あるいはめっきなどの方法に代って、クラスタイオンビ
ーム蒸着法により、密着性の高い高性能の反射膜の蒸着
が可能となり実用段階にある。Furthermore, regarding vapor deposition of gold and the like, cluster ion beam vapor deposition has become possible and is now at a practical stage, as it has become possible to vapor deposit highly adhesive and high-performance reflective films, instead of traditional methods such as vacuum vapor deposition or plating.
［発明が解決しようとする問題点］
上記のような従来の全反射ミラーにおいては、ミラー基
板の材料に銅板を用いているが、銅は密度が８．９ｇ／
ｃ＋ｎ３であり、比較的重い材料である。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional total reflection mirror as described above, a copper plate is used as the mirror substrate material, but copper has a density of 8.9g/
c+n3, and is a relatively heavy material.
とくに直径が２５０ｍｍ、厚さが３０謳のような大きな
円板状ミラーを作製しようとすると、基板自体の重量は
約１３ｋｇにもなり、運搬などの取扱いや、ミラーの保
持用具などを堅固なものにするなどの処置が必要となる
問題がある。In particular, when trying to fabricate a large disk-shaped mirror with a diameter of 250 mm and a thickness of 30 mm, the weight of the substrate itself is approximately 13 kg, and it is necessary to use sturdy tools to transport and handle the mirror. There are problems that require measures such as
そこで、上記鋼材の代りにアルミニウムを使用すること
が試みられている。アルミニウムの密度は２．７ｇ／ｃ
ｍ３であり、基板が軽量となる点がこの場合望ましい条
件であるからである。Therefore, attempts have been made to use aluminum instead of the above-mentioned steel material. The density of aluminum is 2.7g/c
m3, and the desirable condition in this case is that the substrate be lightweight.
ミラーの最も重要な特性として、反射膜に金を用いた場
合の金と基板材料との密着性が問題となるので、基板材
料と反射膜材料との密着力を、接着テープを用いる引き
はがしテスト法で試験した。The most important characteristic of a mirror is the adhesion between the gold and the substrate material when gold is used for the reflective film, so we conducted a peel test using adhesive tape to check the adhesion between the substrate material and the reflective film material. Tested by law.
この試験の結果によると、クラスタイオンビーム蒸着法
で蒸着を行った銅基板上の金の反射膜は剥離しない。一
方、同様の蒸着法によるアルミニウム基板上の金反射膜
は簡単に剥離することが判った。According to the results of this test, the gold reflective film on the copper substrate deposited using the cluster ion beam evaporation method does not peel off. On the other hand, it was found that a gold reflective film on an aluminum substrate formed by a similar vapor deposition method was easily peeled off.
以上の結論として、銅基板上の金膜は密着性は良好であ
るが、ミラーの重量が大きくなって好ましくなく、アル
ミニウム基板は重量が小さく良好であるが、膜の密着性
に問題がある。The above conclusion is that a gold film on a copper substrate has good adhesion, but it increases the weight of the mirror, which is undesirable, and an aluminum substrate has a small weight and is good, but there is a problem in the adhesion of the film.
本発明は、このような問題点を解決するためになされた
もので、高反射率をもち、かつ耐レーザ光損傷特性など
の膜特性が優れ、とくに軽量のレーザ装置用ミラーを提
供することを目的とするものである。The present invention has been made to solve these problems, and aims to provide a mirror for a laser device that has high reflectance, excellent film properties such as laser light damage resistance, and is especially lightweight. This is the purpose.
［問題点を解決するための手段］
この発明に係るレーザ装置用ミラーは、蒸着にによりミ
ラー面を形成する金属膜の基板が、その基板表面に１０
０μｍ以下程度の銅めつきを施したアルミニウム板を基
板材料として形成することにより上記問題点を解消した
ものである。[Means for Solving the Problems] In the mirror for a laser device according to the present invention, a substrate of a metal film forming a mirror surface by vapor deposition has a thickness of about 10% on the surface of the substrate.
The above-mentioned problems are solved by forming an aluminum plate plated with copper to a thickness of about 0 μm or less as the substrate material.
［作用］
この発明においては、レーザ光用のミラーの基板材料と
して銅めっきをしたアルミニウム板を用いるものであり
、銅めっき面に例えば金などを蒸着して反射膜を形成す
るから、各異種金属層間の境界は互いに親和力の大きい
ものどうしで二層膜を形成することになり、反射膜と基
板との密着力が大きい。[Function] In this invention, a copper-plated aluminum plate is used as the substrate material of the laser beam mirror, and since a reflective film is formed by vapor depositing gold or the like on the copper-plated surface, various dissimilar metals can be used. The boundaries between the layers form a two-layer film between layers that have a high affinity for each other, and the adhesion between the reflective film and the substrate is large.
また、アルミニウム板に設けた銅めっきのめっき層の厚
さは１００μｍ程度に止めるから、銅めっき層によるミ
ラー全体の重量増は僅かである。Further, since the thickness of the copper plating layer provided on the aluminum plate is limited to about 100 μm, the weight of the entire mirror increases only slightly due to the copper plating layer.
［実施例］
以下、この発明の実施例について具体的に説明する。な
お、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に
より限定されるものではない。[Examples] Examples of the present invention will be specifically described below. It should be noted that the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.
実施例；
まず、ミラー基板の主材料には市販のアルミニウム板（
Ａ ５０５７）を用いた。このアルミニウム板を所要の
寸法に切断し、機械加工により所定の形状に加工する。Example: First, a commercially available aluminum plate (
A 5057) was used. This aluminum plate is cut into required dimensions and machined into a predetermined shape.
本実施例では直径２５０ ＪＤｌｌ （２５０ｍｍφ）
で厚さ３０ｍ＋ｓ （３０ｍｍ ｔ ）のミラーを製作
するので、はぼこの寸法が基板の形状となる。In this example, the diameter is 250 JDll (250mmφ)
Since a mirror with a thickness of 30 m+s (30 mm t ) is manufactured, the dimensions of the hollow are the shape of the substrate.
このアルミニウム板の片面に厚さ約１００μｍの銅の厚
膜めっきを施す。このようにアルミニウム板に銅めっき
を行っためっき層は、前記のような接着テープによる引
きはがしテストでは剥離することがなく、密着性の良い
銅めっき面が得られる。One side of this aluminum plate is plated with a thick copper film having a thickness of approximately 100 μm. The plating layer obtained by plating copper on the aluminum plate in this manner does not peel off in the above-mentioned peeling test using an adhesive tape, and a copper-plated surface with good adhesion can be obtained.
この銅めっき加工によるミラーの重さの重量増は４４ｇ
である。The weight increase of the mirror due to this copper plating process is 44g.
It is.
このようにして得られた銅めっき面を持つアルミニウム
板が、この発明による基板を構成する。The aluminum plate having the copper-plated surface thus obtained constitutes the substrate according to the present invention.
そして、この銅めっき面上に反射面層を形成してミラー
が得られる。Then, a reflective surface layer is formed on this copper-plated surface to obtain a mirror.
反射面の膜は以下の工程によって形成される。The reflective surface film is formed by the following steps.
上記の銅めっき層の面を超精密旋盤による機械加工によ
り鏡面加工を行った後、この鏡面加工面に金（Ａｕ）を
クラスターイオンビーム蒸着法により、蒸着する。この
蒸着は、市販のクラスタイオンビーム蒸着装置を用いて
行い、この金蒸着面をレーザ光のミラー面とする全反射
ミラーが得られる。After the surface of the copper plating layer is mirror-finished by machining using an ultra-precision lathe, gold (Au) is deposited on this mirror-finished surface by cluster ion beam deposition. This vapor deposition is performed using a commercially available cluster ion beam vapor deposition apparatus, and a total reflection mirror is obtained in which the gold vapor-deposited surface serves as a mirror surface for laser light.
この金蒸着層の厚さは３０００〜６０００オングストロ
ームすなわち数１１００ｎである。この金蒸着膜による
重量増は０．５ｇ前後であり、無視できる程度のもので
ある。The thickness of this gold vapor deposited layer is 3000 to 6000 angstroms, that is, several 1100 nanometers. The weight increase due to this gold vapor deposition film is around 0.5 g, which is negligible.
このようにして得られるミラーは、アルミニウム板の重
量が３９７８ｇ （体積は１４７２ｃｍ３）であり、銅
めっき分のｆｆｉは約４４ｇであるから、全体として重
さは４ ｋｇを若干オーバーする程度のものとなる。こ
のミラーをレーザ装置の部品支持部に持ち運び取付ける
ことにより、レーザ装置用ミラーとして使用する。The mirror thus obtained has an aluminum plate weight of 3978g (volume 1472cm3) and a copper plating ffi of approximately 44g, so the total weight is slightly over 4 kg. Become. By carrying and attaching this mirror to the component support portion of the laser device, it is used as a mirror for the laser device.
本実施例で得られたミラーの反射率は９９，１％であり
、実用上十分な性能を持つものである。その上ミラー重
量は、基板材料が全部銅である場合の約３０％と格段に
軽くなり、ミラーの運搬及び取扱いが容易となるととも
に、保持用具も簡易なものとすることができる効果があ
る。The reflectance of the mirror obtained in this example was 99.1%, which has sufficient performance for practical use. Moreover, the weight of the mirror is significantly reduced by about 30% compared to when the substrate material is entirely copper, which makes it easier to transport and handle the mirror, and the holding tool can also be simplified.
なお、本発明によるミラー用基板は銅めっきをしたアル
ミニウム板であり、さらに実施例のようにミラー面を形
成する反射膜材料に金を使用する場合には、ミラー全体
がすべて熱伝導度の高い金属のみで構成される。したが
って、レーザ光などで加えられる熱に対する熱拡散性に
優れ、かつ熱拡散をほぼ一様とすることができるなどの
ため、高反射率の性能に加えて、レーザ光照射による熱
損傷の小さいミラー、とくに赤外線域近傍の大出力レー
ザ装置のミラーとして好適である利点を備えている。Note that the mirror substrate according to the present invention is a copper-plated aluminum plate, and when gold is used as the reflective film material forming the mirror surface as in the embodiment, the entire mirror has a high thermal conductivity. Constructed only of metal. Therefore, it has excellent thermal diffusivity against heat applied by laser beams, etc., and can make the thermal diffusion almost uniform, so in addition to high reflectance performance, it is a mirror with little thermal damage caused by laser beam irradiation. It has the advantage of being particularly suitable as a mirror for high-output laser devices near the infrared region.
［発明の効果コ
この発明は以上説明したとおり、基板材料に銅を厚膜め
っきしたアルミニウムを用いたことにより、ミラ、−自
体が軽くなるとともに、反射膜の密着性のよいミラーを
得ることができる。また、このミラーの軽量化によって
、ミラーの固定支持構造が簡易化され、かつ取扱いや運
搬が容易になる。[Effects of the Invention] As explained above, in this invention, by using aluminum plated with a thick copper film as the substrate material, the mirror itself can be made lighter, and a mirror with good adhesion of the reflective film can be obtained. can. Further, by reducing the weight of this mirror, the fixed support structure of the mirror is simplified, and handling and transportation become easier.
そのほか、ミラーを移動したりその配置などを調整した
りする装置を小型化できるという産業上の著しい効果が
ある。Another significant industrial effect is that devices for moving mirrors and adjusting their arrangement can be miniaturized.
第１図は本発明によるレーザ装置用ミラーが使用される
例を示すレーザ加工装置の模式説明図である。
図において、１はレーザ光発生装置、２はレーザ光、３
は全反射ミラー、４は集光レンズ、５は披加工物である
。FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a laser processing device showing an example in which the mirror for a laser device according to the present invention is used. In the figure, 1 is a laser beam generator, 2 is a laser beam, and 3 is a laser beam generator.
4 is a total reflection mirror, 4 is a condensing lens, and 5 is a workpiece.
Claims (1)
のミラーにおいて、 上記基板をアルミニウム板の面に銅めっきを施した材料
で構成したことを特徴とするレーザ装置用ミラー。[Scope of Claims] A mirror for laser light whose reflective surface is a metal film formed on the surface of a substrate, characterized in that the substrate is made of a material in which the surface of an aluminum plate is plated with copper. Mirror for use.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020594A JPS63189801A (en) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | Mirror for laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62020594A JPS63189801A (en) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | Mirror for laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63189801A true JPS63189801A (en) | 1988-08-05 |
Family
ID=12031583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62020594A Pending JPS63189801A (en) | 1987-02-02 | 1987-02-02 | Mirror for laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63189801A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013541193A (en) * | 2010-08-30 | 2013-11-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | EUV lithography mirror substrate |
-
1987
- 1987-02-02 JP JP62020594A patent/JPS63189801A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013541193A (en) * | 2010-08-30 | 2013-11-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | EUV lithography mirror substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR960010166B1 (en) | Diffusion-bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same | |
| TW200428729A (en) | Focusing an optical beam to two foci | |
| JPH0371990A (en) | Reflecting mirror for laser | |
| TWI300960B (en) | Method of cutting and machining a silicon wafer | |
| JPH10158829A (en) | Production of assembly of sputtering target | |
| CA2313438C (en) | High quality optical surface and method of producing same | |
| JP2000239838A (en) | Sputtering target assembled body subjected to solid phase diffusion joining and its production | |
| US5012067A (en) | Diamond cutting method | |
| JPS63189801A (en) | Mirror for laser device | |
| US4772111A (en) | Optical mirror with c/c composite substrate and an intermediate layer of molydenum, tungsten, or niobium 40 to 100 μm thick | |
| JP3469261B2 (en) | Diffusion bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same | |
| JPS63247703A (en) | Mirror for laser device | |
| JPH01300203A (en) | Laser reflecting mirror | |
| JPH02163704A (en) | Mirror for laser device | |
| FR2552554A1 (en) | Mirror for a light beam, especially for a power laser | |
| JPH054102U (en) | Mirror for laser device | |
| JPH06235806A (en) | Reflection mirror for laser | |
| US4556285A (en) | Reflection mirror for optical instrument | |
| JPH03126644A (en) | Production of reflecting mirror | |
| JPS63144304A (en) | Metallic mirror for laser and production thereof | |
| JP3002212B2 (en) | Reflector | |
| Gerth et al. | Fabrication of off-axis parabolic mirrors | |
| JPS6281267A (en) | Production of composite brazing member | |
| JPH0473602A (en) | Reflecting mirror for laser beam | |
| JPH0480986B2 (en) |