JP2007192970A - 光学部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部品のハイパワー紫外線レーザー光への耐光性改良を図る。
【解決手段】複合レンズ１０Ａは、所定の波長の光、例えば少なくとも略青色から略青紫色の光を透過する材質からなる光学部材１０１、１０２及び１０３を備え、これらの光学部材１０１〜１０３は、上記所定の波長の光を透過する接着層２０１Ａ、２０２Ａにより接着されている。接着層２０１Ａ、２０２Ａは、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち、且つ側鎖にメチル基のみを有するシリコーン樹脂を、付加重合反応により硬化させた硬化物から構成される。また、光学部材１０１〜１０３は、略紫色から略青紫色の光を透過又は反射する材質、例えば石英から作製されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも略青色から略青紫色の光を透過、反射する機能を有する光学部品及びその製造方法に関し、特に２つ以上の光学部材を接着することにより作製され、ハイパワー紫外線レーザーを適用し得る光学部品及びその製造方法に関するものである。

従来、カメラや光ピックアップなどの光学機器では、レンズなどの複数の光学素子を貼り合わせることによって、複合レンズや複合プリズムなど、種々の光学部品が構成されている（特許文献１参照）。

図１は本発明の一実施の形態又は従来の複合レンズを示す斜視図であり、図２は本発明の一実施の形態又は従来の複合レンズを示す断面図である。図１及び図２において、複合レンズ１０は、所定の波長の光を透過する材質からなる光学部材１０１、１０２及び１０３を備え、これらの光学部材１０１〜１０３は、所定の波長の光を透過する接着層２０１、２０２により接着されている。

また、図３は本発明の一実施の形態又は従来の複合プリズムを示す斜視図であり、図４は本発明の一実施の形態又は従来の複合プリズムを示す断面図である。図３及び図４において、複合プリズム２０は、所定の波長の光を透過、又は反射する材質からなる光学部材１０４、１０５及び１０６を備えており、これらの光学部材１０４〜１０６は、所定の波長の光を透過する接着層２０３、２０４により接着されている。

このような接着層２０１〜２０４には、光学部材１０１〜１０６を接着する機能、光学部材１０１〜１０６を透過、反射する光により変質しない機能、及び光学部材１０１〜１０６がおかれる環境変化、すなわち、温度変化、湿度変化等により変質しない機能が求められる。光学部品である複合レンズ１０及び複合プリズム２０における接着層２０１〜２０４が、このような機能を満足することにより、光学部品はその性能を維持することができる。

複合レンズ１０及び複合プリズム２０の性能を維持するために、前述の接着層２０１〜２０４は、接着性、透明性、環境変化に優れたエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の接着剤が用いられている。また、前述の接着層２０１〜２０４は、光密度が小さい紫外線に対しても、接着層２０１〜２０４の紫外領域における透過率を高めることにより、光学部品の性能を維持することができる。
特開２００４−１３０６１号公報

しかしながら、上記従来の接着層２０１〜２０４では、近年用いられるようになったハイパワー紫外線レーザー光を透過、反射させると、接着層２０１〜２０４が変質し、接着層２０１〜２０４の着色による透過率の低下や接着面での剥離により、光学部材１０１〜１０６を透過、反射する光の波面の変化により収差が大きくなるという課題があった。ここで、ハイパワー紫外線とは、１平方ミリメートル当たりの面積に照射される光の密度が５ミリワット以上の紫外線のことを言う。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、ハイパワー紫外線レーザーを用いた際にも光学部品を形成する接着層が変質することなく、光学部品の性能を維持することができる光学部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる光学部品は、少なくとも略紫色から略青紫色の光を透過、反射する少なくとも２つの光学部材と、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち且つ側鎖にメチル基のみを持つと共に付加重合反応により硬化するシリコーン樹脂からなり、前記少なくとも２つの光学部材を貼り合わせるための接着層とを備えている。

また、本発明にかかる光学部品の製造方法は、少なくとも略青色から略青紫色の光を透過、反射する少なくとも２つの光学部材における接着面の少なくとも一方に、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち且つ側鎖にメチル基のみを持つシリコーン樹脂を配置し、前記シリコーン樹脂を付加重合反応により硬化させることにより、前記少なくとも２つの光学部材を貼り合わせる。

本発明の構成により、所定のシリコーン樹脂からなる接着層が接着層と光学部材との接着性を良好にし、ハイパワー紫外線レーザーが接着層を透過、反射しても接着層が変質することなく、光学部品の性能を維持することができるという効果を奏する。

本発明の請求項１に記載の光学部品は、少なくとも略青色から略青紫色の光を透過、反射する光学部品であって、少なくとも略紫色から略青紫色の光を透過、反射する少なくとも２つの光学部材と、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち且つ側鎖にメチル基のみを持つと共に付加重合反応により硬化するシリコーン樹脂からなり、前記少なくとも２つの光学部材を貼り合わせるための接着層とを備える。この構成により、所定のシリコーン樹脂からなる接着層が接着層と光学部材との接着性を良好にし、接着層が高エネルギーのレーザーを使用したとしても変質し難いので、ハイパワー紫外線レーザーが接着層を透過、反射しても接着層が変質することなく、光学部品の性能を維持することができる。

本発明の請求項２に記載の光学部品は、シリコーン樹脂が付加重合反応により硬化する際に、反応副産物として揮発成分を生成しない。この構成により、光学部材を貼り合わせる際に、反応副産物として揮発成分が発生しないので、接着層と光学部材との接着性を良好にし、接着層中への揮発成分の拡散による接着層の均質性阻害を防ぐことができる。

本発明の請求項３に記載の光学部品は、接着層の厚みが５μｍ〜１５μｍの範囲である。この構成により、光学的な特性を損なうことなく、光学部材同士を接着することができる。

本発明の請求項４に記載の光学部品は、ハイパワー紫外線レーザーを適用し得ることを特徴とする。この構成により、接着層が変質することなく光学部品の性能を維持することができるので、ハイパワーの紫外線レーザーを実用的に使用することができる。

本発明の請求項５に記載の光学部品の製造方法は、少なくとも略青色から略青紫色の光を透過、反射する少なくとも２つの光学部材における接着面の少なくとも一方に、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち且つ側鎖にメチル基のみを有するシリコーン樹脂を配置し、前記シリコーン樹脂を付加重合反応により硬化させることにより、前記少なくとも２つの光学部材を貼り合わせて光学部品を製造する。この構成により、ハイパワー紫外線レーザーを適用し得る耐光性のある光学部品を容易に作製することができる。

（実施の形態）
以下、本発明にかかる光学部品及びその製造方法の一実施の形態について、図面に基づいてさらに詳細に説明する。なお、この一実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は本発明の一実施の形態又は従来の複合レンズを示す斜視図であり、図２は本発明の一実施の形態又は従来の複合レンズを示す断面図である。なお、図１及び図２は、従来の複合レンズの説明に使用したが、本発明の一実施の形態による複合レンズを説明する場合にも援用する。同様に、従来の複合プリズムを説明した図３及び図４を、後述する本発明の一実施の形態による複合プリズムにも援用する。

図１及び図２において、複合レンズ１０Ａは、所定の波長の光を透過する材質からなる光学部材１０１、１０２及び１０３を備え、これらの光学部材１０１〜１０３は、所定の波長の光を透過する接着層２０１Ａ、２０２Ａにより接着されている。

また、図３は本発明の一実施の形態又は従来の複合プリズムを示す斜視図であり、図４は本発明の一実施の形態又は従来の複合プリズムを示す断面図である。図３及び図４において、複合プリズム２０Ａは、所定の波長の光を透過、又は反射する材質からなる光学部材１０４、１０５及び１０６を備えており、これらの光学部材１０４〜１０６は、所定の波長の光を透過する接着層２０３Ａ、２０４Ａにより接着されている。

複合レンズ１０Ａ及び複合プリズム２０Ａを構成する光学部材１０４〜１０６は、略紫色から略青紫色の光を透過又は反射する材質、例えば石英から作製されている。

また、接着層２０１Ａ〜２０４Ａは、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち、且つ側鎖にメチル基のみを持つシリコーン樹脂を、付加重合反応により硬化させた硬化物から構成される。このような接着層２０１Ａ〜２０４Ａは、高エネルギーのレーザー等によっても変質し難い特性を有する。従って、接着層２０１Ａ〜２０４Ａを使用することにより、光学部材１０１〜１０６との接着性を良好にし、ハイパワー紫外線レーザーが接着層を透過、反射しても接着層が変質することなく、光学部品である複合レンズ１０Ａ及び複合プリズム２０Ａの性能を維持することができる。

上記シリコーン樹脂は、付加重合反応により硬化する際に反応副産物として揮発成分を生成しないことが好ましい。これにより、接着層２０１Ａ〜２０４Ａで光学部材１０１〜１０６を貼り合わせる際に、反応副産物として揮発成分が発生しないため、接着層２０１Ａ〜２０４Ａと光学部材１０１〜１０６との接着性を良好にし、接着層２０１Ａ〜２０４Ａ中への揮発成分の拡散による接着層２０１Ａ〜２０４Ａの均質性阻害を防ぐことができる。また、上記シリコーン樹脂の分子量は、３５０〜３５００の範囲であることが好ましい。また、上記シリコーン樹脂の粘度は、０．２Ｐａ（パスカル）・秒〜５Ｐａ・秒の範囲であることが好ましい。これらの範囲のシリコーン樹脂によれば、光学部材への滴下、圧着などの作業性が良好であり、十分な接着強度を備えながらも光学的特性に影響を及ぼさないように、薄い接着層を形成することが可能となる。

接着層２０１Ａ〜２０４Ａの厚みは、５μｍ〜１５μｍの範囲であることが好ましい。接着層２０１Ａ〜２０４Ａの厚みが５μｍ未満であると、光学部材の接着力が不十分となり好ましくなく、１５μｍを超えると光学部品の光学的特性に影響を与えるため好ましくない。

複合レンズ１０Ａ及び複合プリズム２０Ａを含む光学部品を製造するには、貼り合わせる光学部材の接着面の少なくとも一方に、上記シリコーン樹脂の適当量を塗布又は付着などにより配置する。次に、貼り合わせる光学部材を互いに押圧してシリコーン樹脂を接着面に押し広げる。この状態で、貼り合わせた光学部材を、加熱温度として例えば１５０℃〜２４０℃、加熱時間として例えば０．５時間〜６時間保持することにより、シリコーン樹脂を硬化することができる。これらの加熱条件でシリコーン樹脂を硬化することにより、十分な接着強度を有する接着層を形成することができる。なお、上記加熱条件で硬化を行う前に、予め予備加熱を行っても良い。予備加熱によって、シリコーン樹脂の硬化を確実に行うことができる。このようして、シリコーン樹脂を硬化させることにより接着層が形成され、この接着層で光学部材が張り合わされた光学部品を作製することができる。

なお、前述では、光学部品として複合レンズ及び複合プリズムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、回折格子光学部品、光学フィルタ、偏光フィルタ、位相フィルタなど、種々の光学部品に適用することができる。また、光学部品を構成する光学部材としては、板状、ブロック状、基板状など、特に限定することなく種々の形状や大きさの光学部材を使用することができる。

次に、本発明者らは、ハイパワー紫外線レーザーの光が透過、反射しても耐えうる複合光学部品を開発するために、光学部品を構成する各種光学部材、及び光学部材を接合する各種接着剤を用いて、光学部品の作製検討を行った。また、作製した各種光学部品について、ハイパワー紫外線レーザー露光試験を行った。その後、露光試験サンプルについて、露光面の観察、紫外線の透過率変化の測定、接着層の赤外分光透過率の測定による接着層組成の変化を調べた。また、作製した光学部品の実用性評価のために、接着層の接着性評価等の検討を行い、ハイパワー紫外線レーザーに対して、実用的に耐えうる光学部品を見出し、前述した本発明にかかる光学部品及びその製造方法を完成するに至った。

本発明に至る過程において、ハイパワー紫外線レーザーに耐性を有する光学部品を開発するために、耐光性についてクリヤーすべき基準を策定した。さらに、光学部品の接着サンプルを作製すると共に、露光試験を行った。以下、このような耐光性の基準、接着サンプルの作製、及び露光試験について説明する。

（１）耐光性の基準
まず、光学部品の耐光性の試験を行うために、試験サンプルの構造、形状を取り決めた。照射するレーザー光を９９％以上透過する（反射光を除いて）光学ガラスを用い、４×４×２ｍｍサイズに切り出した基板を作製した。この基板２枚について、４×４ｍｍの面同士を、接着剤を用いて貼り合せたものを試験サンプルとした。接着層の厚みは、５μｍから１５μｍの範囲とした。

次に、後述の図７に示す露光試験装置のように、露光試験サンプル１の接着面に対して、紫外線レーザー光３を垂直に入射するように光学系を組んだ。照射される紫外線レーザー光３は、厚さ２ｍｍの光学ガラス、厚さ５μｍから１５μｍの接着（剤）層、厚さ２ｍｍの光学ガラスの順に透過して行き、接着層に入射する光の形状はφ０．３ｍｍの円形とし、このときの紫外線レーザー光のパワー密度は、５ｍＷ／ｍｍ²以上とした。

試験サンプルの耐光性の合否判定基準として、上記条件にて、３０００時間の紫外線レーザー光連続照射を行い、試験前後で試験サンプルを透過するレーザー光の強度変化が５％以内であることを設けた。

また、前述の試験サンプルについて、露光試験の前後で、試験サンプルを構成する接着層の接着強度を測定した。試験サンプルの接着強度測定では、まず、試験サンプルの光学ガラス面（４×４ｍｍ対向面２面）にフックのついた金具を瞬間接着剤で接着、固定したものを接着強度試験サンプルとした。

次に、引っ張り試験機を用い引っ張り試験を行った。接着強度試験サンプルに取り付けたフックをそれぞれ、引っ張り試験機のチャックに掛けて、接着強度試験サンプルを上下に引っ張った。引っ張り速度は、毎分１０ｍｍとし、接着硬度試験サンプルの接着面にかかる力を計測した。このとき、接着性の合否の判定基準として、接着強度１ｋｇ／ｍｍ²以上であることを設けた。

（２）接着サンプルの作製
本発明における光学部品作製のために用いる接着剤について、紫外線レーザー耐性を評価するための試験サンプルを作製した。図５及び図６は、それぞれ試験サンプル３０Ａ及び３０Ｂを示す概略断面図である。

図５に示した試験サンプル３０Ａは、４×４×２ｍｍの光学ガラス（ＢＫ７）３０１及び３０２を接着層３０３で貼り合せたものであり、接着層３０３の厚みは５μｍから１５μｍになるように、接着時に適当量の接着剤を塗布する。

図６に示した試験サンプル３０Ｂは、φ８×１ｍｍの臭化カリウム単結晶板３０４及び３０５を接着層３０６で貼り合せたものであり、接着層３０６の厚みは５μｍから１５μｍになるように、接着時に適当量の接着剤を塗布する。

試験サンプル３０Ａについては、後述の露光試験で試験サンプルの紫外線レーザー光の透過率変化を評価するために用いた。試験サンプルの紫外線レーザー光の透過率変化は、パワーメーターを用いて計測した。また、試験サンプル３０Ｂについては、後述の露光試験で試験サンプルの赤外線分光透過率変化を評価するために用いた。試験サンプルの赤外線分光透過率変化は、顕微ＦＴＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて測定した。

ここで、試験サンプル３０Ａ及び３０Ｂの作製方法について、以下に述べる。まず、光学ガラス（ＢＫ７）３０１及び３０２、並びに臭化カリウム単結晶板３０４及び３０５を、それぞれイソプロピルアルコール及びトルエンで洗浄し、洗浄後に乾燥する。接着層３０３及び３０６を形成する各接着剤は、それぞれ接着剤中に含まれるごみ等の異物や気泡を除くために、ろ過、脱泡したものを用いる。雰囲気中にごみ等の異物がない清浄な環境で、洗浄、乾燥した光学ガラス（ＢＫ７）３０１の片面に、針先に付着した接着剤を接触させることにより接着剤を塗布した。光学ガラス３０１の接着剤を塗布した面に、光学ガラス（ＢＫ７）３０２を乗せ、接着剤を押し広げた。

同様に、洗浄、乾燥した臭化カリウム単結晶板３０４の片面に、針先に付着した接着剤を接触させることにより接着剤を塗布した。臭化カリウム単結晶板３０４の接着剤を塗布した面に、臭化カリウム単結晶板３０５を乗せ、接着剤を押し広げた。次に、それぞれの試験サンプル３０Ａ及び３０Ｂについて、接着剤を乾燥させるために乾燥炉内で乾燥した。乾燥条件については、それぞれの接着剤を乾燥させるために必要な所定の温度と時間とした。

（３）露光試験
図７は、本発明の光学部品について、光学部品の耐光性を評価するために用いた、露光試験装置を示す概略構成図である。図７において、露光試験装置４０における紫外線レーザー発生装置２は、４０５ｎｍのレーザー光を発生するレーザーダイオードを有しており、このレーザーダイオードは密封空間内に配置されている。

なお、本実施の形態では、青紫色の光を出射するレーザーダイオードを用いたが、青色〜紫色の光を出射するレーザーダイオードを用いても良い。このような短波長のレーザー光を出射するレーザーダイオードとしては、ＧａＮにＩｎなどの発光中心を添加した活性層を、ＧａＮを主成分としｐ型不純物をドープしたｐ型層と、ＧａＮを主成分としｎ型不純物をドープしたｎ型層とで挟み込んだものが好適に用いられる。所謂、窒化物半導体レーザーが好適に用いられる。

紫外線レーザー発生装置２から出射される紫外線レーザー光３は、レーザーダイオードから所定の角度の広がりをもって出て行く。ハイパワーのレーザー光を得るためには、広がったレーザー光を集光する必要があり、このため、集光レンズ４を用いて、光を集光する。次に、レーザー光の照射方向に垂直な断面の形状を整えるために、ピンホール又はスリット５を用い、レーザー光をスリット５に通すことにより、所定形状のレーザー光を得る。スリット５を通り、広がったレーザー光を更に集光レンズ６で集光し、露光試験サンプル１へ導く。

このとき、露光試験サンプル１に照射するレーザー光の面積を一定に保つために、スリット７を用いる。このようにして、露光試験サンプル１に照射されるレーザー光の断面のサイズは、約φ３００μｍとした。露光試験において、露光試験サンプル１に入射するレーザー光の強度、及び露光サンプル１を透過したレーザー光の強度は、受光素子８により受光し、パワーメーター（図示せず）を用いて計測した。露光試験装置４０に用いた集光レンズ４、６としては、略紫色から略青紫色の光を透過する材質である石英ガラスを用いた。

前述のような（１）耐光性の基準、（２）接着サンプルの作製、（３）露光試験に従って、光学部品のサンプルを作製し、その露光試験によって評価を行った。このような評価の結果、本発明による光学部品及びその製造方法を完成するに至ったものである。以下、本発明による光学部品及びその製造方法について、実施例及び比較例に基づき、さらに具体的に説明する。

（実施例１）
実施例１では、光学部品を構成するために、光学ガラスを張り合わせるための接着剤として、特定のシリコーン樹脂を用いた。本発明に用いたシリコーン樹脂は、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち、且つ側鎖にメチル基を持ち、付加重合反応により硬化する樹脂であり、組成中に揮発性の溶剤を含まず、２５℃における粘度が約１０００ｃｐｓの樹脂を用いた。光学ガラスの貼り合わせに用いる上記シリコーン樹脂は、予め、５μｍ以上の粒子をカットする精密ろ過器に通し、更に、樹脂中に含まれる気泡を除いたものを用いた。

紫外線レーザー露光試験サンプルにおける紫外線レーザー光の透過率変化を測定するために、４×４×２ｍｍ光学ガラス（ＢＫ７）２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。また、紫外線レーザー露光試験サンプルの赤外線分光透過率変化を測定するために、φ８×１ｍｍ臭化カリウム単結晶板２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。いずれの露光試験サンプルについても、上述のシリコーン樹脂を用いて貼り合せた試験サンプルを、オーブンで加熱硬化させて作製した。オーブンでの加熱硬化は、８０℃で３０分間の予備加熱の後、２００℃で１２０分間の加熱硬化を行った。加熱硬化後、接着層の厚みを計測したところ、いずれも、１０μｍであった。

次に、それぞれの露光試験サンプルについて、紫外線レーザー照射試験を行った。試験サンプルに照射する紫外線レーザー光のパワー密度は、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²であり、それぞれ３０００時間の連続照射を行った。紫外線レーザー光のパワー密度、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で露光した紫外線レーザー光透過率変化測定用の試験サンプルについて、紫外線レーザー光透過率変化を測定したところ、露光試験前の透過率に対して、いずれのサンプルも２％以内の透過率変化に留まった。

また、紫外線レーザー光のパワー密度、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で露光した赤外分光透過率変化測定用の試験サンプルについて、顕微ＦＴＩＲを用いて、波長域２．５μｍから２５μｍの間の透過率変化を測定したところ、露光試験前の透過率に対して、いずれのサンプルについても透過率変化の変化は見られなかった。なお、赤外分光透過率の測定は、ニコレー社製顕微ＦＴＩＲを用い、分析エリア１００μｍ×１００μｍ、透過モード、分解能４ｃｍ^-1、スキャン回数１００回で行った。

また、紫外線レーザー光のパワー密度、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で露光した紫外線レーザー光透過率変化測定用の試験サンプルについて、接着強度を測定したところ、引っ張り試験機で１．５ｋｇ／ｍｍ²の引っ張り荷重をかけても、接着層の変形、剥離は見られなかった。

以上のように本実施例１によれば、上記の構成により、ハイパワーの紫外線レーザーを用いた際にも光学部品を形成する接着層が変質することなく、光学部品の性能を維持することができるので、ハイパワーの紫外線レーザーを用いる光学系を組む際にも、耐光性を有する光学部品を提供することができる。

（比較例１）
比較例１として、従来、光学ガラスを張り合わせるために用いられている接着剤として、紫外線硬化型アクリル系樹脂を用いた。比較例１に用いたアクリル系樹脂は、電気化学社製ＯＰ−１０３０Ｍであり、組成中に揮発性の溶剤を含まず、２５℃における粘度が約５００ｃｐｓであった。光学ガラスの貼り合わせに用いる上記アクリル系樹脂は、予め、５μｍ以上の粒子をカットする精密ろ過器に通し、更に、樹脂中に含まれる気泡を除いたものを用いた。

紫外線レーザー露光試験サンプルの紫外線レーザー光透過率変化を測定するために、４×４×２ｍｍ光学ガラス（ＢＫ７）２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。また、紫外線レーザー露光試験サンプルの赤外線分光透過率変化を測定するために、φ８×１ｍｍ臭化カリウム単結晶板２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。いずれの露光試験サンプルについても、上述のアクリル系樹脂を用いて貼り合せた試験サンプルは、紫外線照射装置を用いて硬化させ作製した。この紫外線照射装置は、ウシオ電機社製ＵＶ照射装置を用い、露光量は１０００ｍＪ／ｃｍ²とした。樹脂を硬化後、接着層の厚みを計測したところ、いずれも、８μｍであった。

次に、それぞれの露光試験サンプルについて、紫外線レーザー照射試験を行った。試験サンプルに照射する紫外線レーザー光のパワー密度は、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で、それぞれ連続照射を行った。紫外線レーザー光のパワー密度、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で露光した紫外線レーザー光透過率変化測定用の試験サンプルについて、紫外線レーザー光透過率変化を測定したところ、いずれのサンプルについても、紫外線レーザー光連続照射１００時間以内に透過率変化が５０％以上となり、照射試験を中止した。

（比較例２）
比較例２として、従来、光学ガラスを張り合わせるために用いられている接着剤として、紫外線硬化型シリコーン系樹脂を用いた。比較例２に用いたシリコーン系樹脂は、ＮＴＴアドバンステクノロジー社製Ｅ３２１３であり、組成中に揮発性の溶剤を含まない。光学ガラスの貼り合わせに用いる樹脂は、予め、５μｍ以上の粒子をカットする精密ろ過器に通し、更に、樹脂中に含まれる気泡を除いたものを用いた。

紫外線レーザー露光試験サンプルの紫外線レーザー光透過率変化を測定するために、４×４×２ｍｍ光学ガラス（ＢＫ７）２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。また、紫外線レーザー露光試験サンプルの赤外線分光透過率変化を測定するために、φ８×１ｍｍ臭化カリウム単結晶板２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。いずれの露光試験サンプルについても、上述のシリコーン系樹脂を用い、貼り合せた試験サンプルは、紫外線照射装置を用いて硬化させ作製した。紫外線照射装置は、ウシオ電機社製ＵＶ照射装置を用い、露光量は１０００ｍＪ／ｃｍ²とした。シリコーン系樹脂を硬化した後、接着層の厚みを計測したところ、いずれも、８μｍであった。

次に、それぞれの露光試験サンプルについて、紫外線レーザー照射試験を行った。試験サンプルに照射する紫外線レーザー光のパワー密度は、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で、それぞれ連続照射を行った。紫外線レーザー光のパワー密度、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で露光した紫外線レーザー光透過率変化測定用の試験サンプルについて、紫外線レーザー光透過率変化を測定した。その結果、５ｍＷ／ｍｍ²露光品では、紫外線レーザー光連続照射１０００時間で透過率変化が５０％以上となり、５０ｍＷ／ｍｍ²露光品では、紫外線レーザー光連続照射５００時間で透過率変化が５０％以上となった。また、３００ｍＷ／ｍｍ²露光品では、紫外線レーザー光連続照射１００時間で透過率変化が５０％以上となり、照射試験を中止した。

（比較例３）
比較例３として、従来、光学ガラスを張り合わせるために用いられている接着剤として、熱硬化型シリコーン系樹脂を用いた。比較例３に用いたシリコーン系樹脂は、昭和電工社製グラスレジンＧＲ−１００であり、粉末状の樹脂をトルエンに３０重量％溶解したものを用いた。光学ガラスの貼り合わせに用いる上記シリコーン系樹脂は、予め、５μｍ以上の粒子をカットする精密ろ過器に通し、更に、樹脂中に含まれる気泡を除いたものを用いた。

紫外線レーザー露光試験サンプルの紫外線レーザー光透過率変化を測定するために、４×４×２ｍｍ光学ガラス（ＢＫ７）２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。また、紫外線レーザー露光試験サンプルの赤外線分光透過率変化を測定するために、φ８×１ｍｍ臭化カリウム単結晶板２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。いずれの露光試験サンプルについても、上述のシリコーン系樹脂を用いて貼り合せた試験サンプルは、オーブンを用いて加熱硬化させ作製した。試験サンプル作製時には、まず、光学ガラスの片面にシリコーン系樹脂を塗布し、樹脂中に含まれる溶剤を揮発させるために、８０℃６０分間の予備加熱を行い、その後、もう一枚の光学ガラスを貼り合わせ、更に、１８０℃６０分間の加熱硬化を行った。加熱硬化後、接着層の厚みを計測したところ、いずれも、１５μｍであった。

前述の試験サンプルについて、接着強度を測定したところ、引っ張り試験機で０．０５ｋｇ／ｍｍ²の引っ張り荷重をかけたとき、光学ガラスと接着層との界面で剥離し、以降の試験を中止した。

（比較例４）
比較例４として、熱硬化型シリコーン系樹脂を用いた。用いたシリコーン樹脂は、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち、側鎖にメチル基及びフェニル基を持ち、付加重合反応により硬化する樹脂であり、組成中に揮発性の溶剤を含まず、２５℃における粘度が約３０００ｃｐｓの樹脂を用いた。光学ガラスの貼り合わせに用いる上記シリコーン樹脂は、予め、５μｍ以上の粒子をカットする精密ろ過器に通し、更に、樹脂中に含まれる気泡を除いたものを用いた。

紫外線レーザー露光試験サンプルの紫外線レーザー光透過率変化を測定するために、４×４×２ｍｍ光学ガラス（ＢＫ７）２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。また、紫外線レーザー露光試験サンプルの赤外線分光透過率変化を測定するために、φ８×１ｍｍ臭化カリウム単結晶板２枚を貼り合せた露光試験サンプルを作製した。いずれの露光試験サンプルについても、上述のシリコーン樹脂を用い貼り合せた試験サンプルを、オーブンで加熱硬化させて作製した。オーブンでの加熱硬化は、１５０℃２４０分間の加熱硬化を行った。加熱硬化後、接着層の厚みを計測したところ、いずれも、１５μｍであった。

次に、それぞれの露光試験サンプルについて、紫外線レーザー照射試験を行った。試験サンプルに照射する紫外線レーザー光のパワー密度は、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で、それぞれ連続照射を行った。紫外線レーザー光のパワー密度、５ｍＷ／ｍｍ²、５０ｍＷ／ｍｍ²、３００ｍＷ／ｍｍ²で露光した紫外線レーザー光透過率変化測定用の試験サンプルについて、紫外線レーザー光透過率変化を測定した。その結果、５ｍＷ／ｍｍ²露光品では、紫外線レーザー光連続照射１００時間で透過率変化が５０％以上となり、５０ｍＷ／ｍｍ²露光品では、紫外線レーザー光連続照射４００時間で透過率変化が５０％以上となり、また３００ｍＷ／ｍｍ²露光品では、紫外線レーザー光連続照射７０時間で透過率変化が５０％以上となり、照射試験を中止した。

本発明にかかる光学部品は、ハイパワー紫外線レーザー光に耐性を有することから、例えばハイパワー紫外線レーザー光を透過、反射する光学系に用いられる光学部品などへの利用が可能である。

本発明の一実施の形態又は従来の複合レンズを示す斜視図 本発明の一実施の形態又は従来の複合レンズを示す断面図 本発明の一実施の形態又は従来の複合プリズムを示す斜視図 本発明の一実施の形態又は従来の複合プリズムを示す断面図 本発明の一実施の形態における試験サンプルを示す断面図 本発明の一実施の形態における他の試験サンプルを示す断面図 本発明の一実施の形態による光学部品の耐光性を評価するため露光試験装置を示す概略構成図

符号の説明

１ 露光試験サンプル
２ 紫外線レーザー発生装置
３ 紫外線レーザー光
４ 集光レンズ
５ スリット
６ 集光レンズ
７ スリット
８ 受光素子
１０Ａ 複合レンズ
２０Ａ 複合プリズム
３０Ａ、３０Ｂ 試験サンプル
４０ 露光試験装置
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６ 光学部材
２０１Ａ、２０２Ａ、２０３Ａ、２０４Ａ 接着層
３０１、３０２ 光学ガラス
３０３、３０６ 接着層
３０４、３０５ 臭化カリウム単結晶板

Claims (5)

1. 少なくとも略青色から略青紫色の光を透過、反射する光学部品であって、
   少なくとも略紫色から略青紫色の光を透過、反射する少なくとも２つの光学部材と、
   シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち且つ側鎖にメチル基のみを持つと共に付加重合反応により硬化するシリコーン樹脂からなり、前記少なくとも２つの光学部材を貼り合わせるための接着層とを備えることを特徴とする光学部品。
2. 前記シリコーン樹脂は、付加重合反応により硬化する際に反応副産物として揮発成分を生成しないことを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
3. 前記接着層の厚みは、５μｍ〜１５μｍの範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学部品。
4. 前記光学部品は、ハイパワー紫外線レーザーを適用し得ることを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の光学部品。
5. 少なくとも略青色から略青紫色の光を透過、反射する少なくとも２つの光学部材における接着面の少なくとも一方に、シロキサン結合を繰り返し単位とする主鎖を持ち且つ側鎖にメチル基のみを持つシリコーン樹脂を配置し、
   前記シリコーン樹脂を付加重合反応により硬化させることにより、前記少なくとも２つの光学部材を貼り合わせることを特徴とする光学部品の製造方法。

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