JP2017521699A - 合成ダイヤモンド光学素子 - Google Patents
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Abstract
Description
合成ダイヤモンド材料と、
合成ダイヤモンド材料の少なくとも1つの表面内に直接形成された光学表面パターンとを有し、
光学表面パターンは、トレンチによって互いに隔てられた複数の突出部を含み、突出部は、周期数dで互いに間隔を置いて配置され、
周期数dは、0次回折次数限界の65〜99%であり、非0次回折次数は、0次回折次数限界よりも上において動作波長λで観察され、
光学表面パターンは、0.1から0.6までの範囲にあるフィルフラクションを有し、フィルフラクションは、[一周期ユニット中の突出部面積]/[周期ユニットの面積]として定義され、
光学素子は、室温で測定して10.6μmの波長で≦0.2cm-1の吸収係数を有することを特徴とする光学素子が提供される。
上述した光学素子と、
光を少なくとも300W、少なくとも500W、少なくとも1kW、少なくとも3kW、少なくとも5kW、少なくとも10kW 、少なくとも15kW、少なくとも20kW、少なくとも25kW、少なくとも30kW、少なくとも35kW、少なくとも40kW、少なくとも45kW、又は少なくとも50kWの電力で発生させて、光学素子を通ってこの光を透過させるよう構成された光源とを含む光学システムが提供される。
パターン付けレジスト層2を合成ダイヤモンド材料4の少なくとも1つの表面上に形成するステップと、
パターン付けレジスト層2を介して合成ダイヤモンド材料4の少なくとも1つの表面をエッチングする(3)ステップと、
パターン付けレジスト層を除去して合成ダイヤモンド材料4の少なくとも1つの表面中に直接形成された反射防止表面パターン6を残すステップとを含み、
エッチングは、例えば、酸素ガス流量が20〜50sccmO2、チャンバ圧力が5〜20mTorr、ICPパワーが600〜1100Wの誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング(ICP RIE)プロセスから成る。
合成ダイヤモンド材料と、
合成ダイヤモンド材料の少なくとも1つの表面内に直接形成された反射防止表面パターンとを有し、
反射防止表面パターンは、トレンチによって互いに隔てられた複数の突出部を含み、突出部は、周期数dで互いに間隔を置いて配置され、
周期数dは、0次回折次数限界の65〜99%であり、非0次回折次数は、0次回折次数限界よりも上において動作波長λで観察され、
光学表面パターンは、0.1から0.6までの範囲にあるフィルフラクションを有し、フィルフラクションは、[一周期ユニット中の突出部面積]/[周期ユニットの面積]として定義され、
光学素子は、室温で測定して10.6μmの波長で≦0.2cm-1の吸収係数を有することを特徴とする光学素子が提供される。
上式において、θ及びφは、それぞれ、極角及び方位角であり、ns及びniは、それぞれ、基板及び入射媒体の屈折率である。空気‐ダイヤモンドインターフェースの場合、ns=2.38且つni=1である。入射角がダイヤモンド表面に垂直であると仮定すると、θ=φ=0であり、これら方程式は、次のように簡単になる。
室温で測定して10.6μmの波長で≦0.5cm-1、≦0.4cm-1、≦0.3cm-1、≦0.2cm-1、≦0.1cm-1、≦0.07cm-1、又は≦0.05cm-1の吸収係数、
反射防止表面パターンを含む表面のところでの光学素子の動作波長において2%以下、1.5%以下、1%以下、又は0.5%以下の反射率、及び
次の特性のうちの一方又は両方を満たすレーザ誘導損傷しきい値を有し、かかる特性は、
レーザ誘導損傷しきい値がパルス長を100nsとし、パルス繰り返し周波数を1Hzから10Hzまでの範囲にあるとして波長10.6μmのパルスレーザを用いて測定して、少なくとも30Jcm-2、少なくとも50Jcm-2、少なくとも75Jcm-2、少なくとも100Jcm-2、少なくとも150Jcm-2、又は少なくとも200Jcm-2であるという特性、及び
レーザ誘導損傷しきい値が波長10.6μmの連続波レーザを用いて測定して少なくとも1MW/cm2、少なくとも5MW/cm2、少なくとも10MW/cm2、少なくとも20MW/cm2、又は少なくとも50MW/cm2、であるという特性である。
光学素子の動作周波数で少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の透過率、
前方半球中に光学素子の動作周波数で2%以下、1%以下、0.5%以下、又は0.1%以下の積分全散乱量(total integrated scatter)、
室温で測定して145GHzにおいて2×10-4以下、10-4以下、5×10-5以下、10-5以下、5×10-6以下、又は10-6以下の誘電損失係数tanδ、
5mm-2以下、3mm-2以下、1mm-2以下、0.5mm-2以下又は0.1mm-2以下の平均微小特徴部密度(microfeature density)、
任意の3mm2領域内に5個以下、4個以下、3個以下、2個以下、又は1個以下の微小特徴部が存在するような微小特徴部分布、
2760cm-1から3030cm-1までの範囲にある補正直線背景で測定したときに0.20cm-2以下、0.15cm-2以下、0.10cm-2以下、又は0.05cm-2以下の単位厚さ当たりの積分吸収能、
1800Wm-1K-1以上、1900Wm-1K-1以上、2000Wm-1K-1以上、2100Wm-1K-1以上、又は2200Wm-1K-1以上の熱伝導率、及び
二次イオン質量分析計によって測定して1017cm-3以下、5×1016cm-3以下、1016cm-3以下、5×1015cm-3以下、又は1015cm-3以下のシリコンコンセントレーション、
二次イオン質量分析計によって測定して1018cm-3以下、5×1017cm-3以下、5×1016cm-3以下、1016cm-3以下、5×1015cm-3以下、又は1015cm-3以下の窒素コンセントレーション、及び
酸素を末端基とする表面である。
合成ダイヤモンド材料の核生成フェースが張力下にある状態で、200〜500μmの厚さの場合に760MPa×n以上、500〜750μmの厚さの場合に700MPa×n以上、750〜1000μmの厚さの場合に650MPa×n以上、1000〜1250μmの厚さの場合に600MPa×n以上、1250〜1500μmの厚さの場合に550MPa×n以上、1500〜1750μmの厚さの場合に500MPa×n以上、1750〜2000μmの厚さの場合に450MPa×n以上、2000μm以上の厚さの場合に400MPa×n以上の引張破壊強度、乗率nは、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、又は2であり、
合成ダイヤモンド材料の成長フェースが張力下にある状態で、200〜500μmの厚さの場合に330MPa×n以上、500〜750μmの厚さの場合に300MPa×n以上、750〜1000μmの厚さの場合に275MPa×n以上、1000〜1250μmの厚さの場合に250MPa×n以上、1250〜1500μmの厚さの場合に225MPa×n以上、1500〜1750μmの厚さの場合に200MPa×n以上、1750〜2000μmの厚さの場合に175MPa×n以上、2000μm以上の厚さの場合に150MPa×n以上の引張破壊強度、乗率nは、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、又は2である。
本明細書において説明したような光学表面パターンを有する合成ダイヤモンド光学素子10と、
光14を少なくとも300W、少なくとも500W、少なくとも1kW、少なくとも3kW、少なくとも5kW、少なくとも10kW 、少なくとも15kW、少なくとも20kW、少なくとも25kW、少なくとも30kW、少なくとも35kW、少なくとも40kW、少なくとも45kW、又は少なくとも50kWの電力で発生させ、そして合成ダイヤモンド光学素子10を通ってこの光を透過させるよう構成された光源12(例えば、レーザ)を有する光学系が提供される。
なお、好ましい構成態様として、本発明を次のように構成することもできる。
1. 光学素子であって、
合成ダイヤモンド材料と、
前記合成ダイヤモンド材料の少なくとも1つの表面内に直接形成された光学表面パターンとを有し、
前記光学表面パターンは、トレンチによって互いに隔てられた複数の突出部を含み、前記突出部は、周期数dで互いに間隔を置いて配置され、
前記周期数dは、0次回折次数限界の65〜99%であり、非0次回折次数は、前記0次回折次数限界よりも上において動作波長λで観察され、
前記光学表面パターンは、0.1から0.6までの範囲にあるフィルフラクションを有し、前記フィルフラクションは、[一周期ユニット中の突出部面積]/[周期ユニットの面積]として定義され、且つ
前記光学素子は、室温で測定して10.6μmの波長で≦0.2cm -1 の吸収係数を有する、光学素子。
2. 前記動作波長λは、10.6μm、2.2μm、1.06μm、532nm、355nm、又は266nmの中から選択された1つである、上記1記載の光学素子。
3. 前記周期数dは、前記0次回折限界の70%以上、80%以上、85%以上、又は87%以上である、上記1又は2記載の光学素子。
4. 前記周期数dは、前記0次回折限界の97%以下、95%以下、又は92%以下である、上記1〜3のうちいずれか一に記載の光学素子。
5. 前記動作波長λは、10.6μmであり、前記0次回折限界は、4.45μmであり、前記光学表面パターンの前記周期数dは、3μmから4.40μmまでの範囲にある、上記1〜4のうちいずれか一に記載の光学素子。
6. 前記周期数dは、3.20μm以上、3.40μm以上、3.60μm以上、又は3.80μm以上である、上記5記載の光学素子。
7. 前記周期数dは、4.30μm以下、4.20μm以下、又は4.10μm以下である、上記5又は6記載の光学素子。
8. 前記光学表面パターンの前記トレンチは、3未満、2未満、又は1.5未満の深さと幅のアスペクト比を有する、上記1〜7のうちいずれか一に記載の光学素子。
9. 前記トレンチの深さと幅のアスペクト比は、1.2以上である、請求8記載の光学素子。
10. 前記光学表面パターンの前記突出部は、正方形又は長方形の断面形状を有する、上記1〜9のうちいずれか一に記載の光学素子。
11. 前記光学素子は、室温で測定して10.6μmの波長で≦0.1cm -1 、≦0.07cm -1 又は≦0.05cm -1 の吸収係数を有する、上記1〜10のうちいずれか一に記載の光学素子。
12. 前記光学素子は、以下の特性のうちの一方又は両方を満たすレーザ誘導損傷しきい値を有し、
前記レーザ誘導損傷しきい値が、パルス長を100ns、パルス繰り返し周波数を1Hzから10Hzまでの範囲にあるとして、波長10.6μmのパルスレーザを用いて測定して少なくとも30Jcm -2 、少なくとも50Jcm -2 、少なくとも75Jcm -2 、少なくとも100Jcm -2 、少なくとも150Jcm -2 、又は200Jcm -2 であり、
前記レーザ誘導損傷しきい値が、波長10.6μmの連続波レーザを用いて測定して少なくとも1MW/cm 2 、少なくとも5MW/cm 2 、少なくとも10MW/cm 2 、少なくとも20MW/cm 2 又は少なくとも50MW/cm 2 である、上記1〜11のうちいずれか一に記載の光学素子。
13. 前記光学素子は、前方半球中に前記光学素子の前記動作波長で2%以下、1%以下、0.5%以下、又は0.1%以下の積分全散乱量を有する、上記1〜12のうちいずれか一に記載の光学素子。
14. 前記光学素子は、室温で測定して145GHzにおいて2×10 -4 以下、10 -4 以下、5×10 -5 以下、10 -5 以下、5×10 -6 以下、又は10 -6 以下の誘電損失係数tanδを有する、上記1〜13のうちいずれか一に記載の光学素子。
15. 前記光学素子は、以下の特性のうちの1つ又は2つ以上を有し、前記特性は、
5mm -2 以下、3mm -2 以下、1mm -2 以下、0.5mm -2 以下又は0.1mm -2 以下の平均微小特徴部密度、
任意の3mm 2 領域内に5個以下、4個以下、3個以下、2個以下、又は1個以下の微小特徴部が存在するような微小特徴部分布、
2760cm -1 から3030cm -1 までの範囲にある補正直線背景で測定したときに0.20cm -2 以下、0.15cm -2 以下、0.10cm -2 以下、又は0.05cm -2 以下の単位厚さ当たりの積分吸収能、
1800Wm -1 K -1 以上、1900Wm -1 K -1 以上、2000Wm -1 K -1 以上、2100Wm -1 K -1 以上、又は2200Wm -1 K -1 以上の熱伝導率、
二次イオン質量分析計によって測定して10 17 cm -3 以下、5×10 16 cm -3 以下、10 16 cm -3 以下、5×10 15 cm -3 以下、又は10 15 cm -3 以下のシリコンコンセントレーション、及び
二次イオン質量分析計によって測定して10 18 cm -3 以下、5×10 17 cm -3 以下、5×10 16 cm -3 以下、10 16 cm -3 以下、5×10 15 cm -3 以下、又は10 15 cm -3 以下の窒素コンセントレーションである、上記1〜14のうちいずれか一に記載の光学素子。
16. 前記光学素子は、以下の特性のうちの1つ又は2つ以上を有し、前記特性は、
前記合成ダイヤモンド材料の核生成フェースが張力下にある状態で、200〜500μmの厚さの場合に760MPa×n以上、500〜750μmの厚さの場合に700MPa×n以上、750〜1000μmの厚さの場合に650MPa×n以上、1000〜1250μmの厚さの場合に600MPa×n以上、1250〜1500μmの厚さの場合に550MPa×n以上、1500〜1750μmの厚さの場合に500MPa×n以上、1750〜2000μmの厚さの場合に450MPa×n以上、2000μm以上の厚さの場合に400MPa×n以上の引張破壊強度、乗率nは、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、又は2であり、
前記合成ダイヤモンド材料の成長フェースが張力下にある状態で、200〜500μmの厚さの場合に330MPa×n以上、500〜750μmの厚さの場合に300MPa×n以上、750〜1000μmの厚さの場合に275MPa×n以上、1000〜1250μmの厚さの場合に250MPa×n以上、1250〜1500μmの厚さの場合に225MPa×n以上、1500〜1750μmの厚さの場合に200MPa×n以上、1750〜2000μmの厚さの場合に175MPa×n以上、2000μm以上の厚さの場合に150MPa×n以上の引張破壊強度、乗率nは、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、又は2である、上記1〜15のうちいずれか一に記載の光学素子。
17. 前記光学表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の少なくとも1つの表面に、少なくとも25mm 2 、少なくとも50mm 2 、少なくとも100mm 2 、少なくとも200mm 2 、少なくとも300mm 2 、少なくとも500mm 2 、少なくとも700mm 2 、少なくとも1000mm 2 、少なくとも1500mm 2 、少なくとも2000mm 2 、少なくとも3000mm 2 、少なくとも5000mm 2 、少なくとも7000mm 2 、少なくとも10000mm 2 、少なくとも15000mm 2 、又は20000mm 2 の領域にわたって形成されている、上記1〜16のうちいずれか一に記載の光学素子。
18. 前記光学素子は、前記領域の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも100%にわたって上記1〜14のうちいずれか一に記載の要件を満たす、上記17記載の光学素子。
19. 前記光学表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の少なくとも2つの表面内に形成される、上記1〜18のうちいずれか一に記載の光学素子。
20. 前記合成ダイヤモンド材料は、単結晶CVDダイヤモンド又は多結晶CVDダイヤモンドである、上記1〜19のうちいずれか一に記載の光学素子。
21. 前記合成ダイヤモンド材料は、200μm以上、250μm以上、350μm以上、450μm以上、500μm以上、750μm以上、1000μm以上、1500μm以上、又は2000μm以上の厚さを有する、上記1〜20のうちいずれか一に記載の光学素子。
22. 前記光学表面パターンは、反射防止表面パターンである、上記1〜21のうちいずれか一に記載の光学素子。
23. 前記光学素子は、前記少なくとも1つの表面のところの反射率が前記光学素子の動作波長で2%以下、1.5%以下、1%以下、又は0.5%以下である、上記22記載の光学素子。
24. 前記光学素子は、前記光学素子の前記動作周波数で少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の透過率を有する、上記22又は23記載の光学素子。
25. 前記光学表面パターンは、複屈折表面パターンである、上記1〜21のうちいずれか一に記載の光学素子。
26. 前記複屈折表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の一方の表面内に形成され、上記24〜26のうちいずれか一に記載の前記反射防止表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の別の表面内に形成されている、上記25記載の光学素子。
27. 光学システムであって、
上記1〜26のうちいずれか一に記載の光学素子と、
光を少なくとも300Wの電力で発生させ前記光学素子を通って前記光を透過させるよう構成された光源とを含む、光学システム。
28. 前記光源は、光を少なくとも500W、少なくとも1kW、少なくとも3kW、少なくとも5kW、少なくとも10kW、少なくとも15kW、少なくとも20kW、少なくとも25kW、少なくとも30kW、少なくとも35kW、少なくとも40kW、少なくとも45kW、又は少なくとも50kWの電力で発生させるよう構成されている、上記27記載の光学システム。
29. 前記光学素子を冷却する冷却システムを更に含む、上記27又は28記載の光学システム。
Claims (29)
- 光学素子であって、
合成ダイヤモンド材料と、
前記合成ダイヤモンド材料の少なくとも1つの表面内に直接形成された光学表面パターンとを有し、
前記光学表面パターンは、トレンチによって互いに隔てられた複数の突出部を含み、前記突出部は、周期数dで互いに間隔を置いて配置され、
前記周期数dは、0次回折次数限界の65〜99%であり、非0次回折次数は、前記0次回折次数限界よりも上において動作波長λで観察され、
前記光学表面パターンは、0.1から0.6までの範囲にあるフィルフラクションを有し、前記フィルフラクションは、[一周期ユニット中の突出部面積]/[周期ユニットの面積]として定義され、且つ
前記光学素子は、室温で測定して10.6μmの波長で≦0.2cm-1の吸収係数を有する、光学素子。 - 前記動作波長λは、10.6μm、2.2μm、1.06μm、532nm、355nm、又は266nmの中から選択された1つである、請求項1記載の光学素子。
- 前記周期数dは、前記0次回折限界の70%以上、80%以上、85%以上、又は87%以上である、請求項1又は2記載の光学素子。
- 前記周期数dは、前記0次回折限界の97%以下、95%以下、又は92%以下である、請求項1〜3のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記動作波長λは、10.6μmであり、前記0次回折限界は、4.45μmであり、前記光学表面パターンの前記周期数dは、3μmから4.40μmまでの範囲にある、請求項1〜4のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記周期数dは、3.20μm以上、3.40μm以上、3.60μm以上、又は3.80μm以上である、請求項5記載の光学素子。
- 前記周期数dは、4.30μm以下、4.20μm以下、又は4.10μm以下である、請求項5又は6記載の光学素子。
- 前記光学表面パターンの前記トレンチは、3未満、2未満、又は1.5未満の深さと幅のアスペクト比を有する、請求項1〜7のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記トレンチの深さと幅のアスペクト比は、1.2以上である、請求8記載の光学素子。
- 前記光学表面パターンの前記突出部は、正方形又は長方形の断面形状を有する、請求項1〜9のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学素子は、室温で測定して10.6μmの波長で≦0.1cm-1、≦0.07cm-1又は≦0.05cm-1の吸収係数を有する、請求項1〜10のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学素子は、以下の特性のうちの一方又は両方を満たすレーザ誘導損傷しきい値を有し、
前記レーザ誘導損傷しきい値が、パルス長を100ns、パルス繰り返し周波数を1Hzから10Hzまでの範囲にあるとして、波長10.6μmのパルスレーザを用いて測定して少なくとも30Jcm-2、少なくとも50Jcm-2、少なくとも75Jcm-2、少なくとも100Jcm-2、少なくとも150Jcm-2、又は200Jcm-2であり、
前記レーザ誘導損傷しきい値が、波長10.6μmの連続波レーザを用いて測定して少なくとも1MW/cm2、少なくとも5MW/cm2、少なくとも10MW/cm2、少なくとも20MW/cm2又は少なくとも50MW/cm2である、請求項1〜11のうちいずれか一に記載の光学素子。 - 前記光学素子は、前方半球中に前記光学素子の前記動作波長で2%以下、1%以下、0.5%以下、又は0.1%以下の積分全散乱量を有する、請求項1〜12のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学素子は、室温で測定して145GHzにおいて2×10-4以下、10-4以下、5×10-5以下、10-5以下、5×10-6以下、又は10-6以下の誘電損失係数tanδを有する、請求項1〜13のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学素子は、以下の特性のうちの1つ又は2つ以上を有し、前記特性は、
5mm-2以下、3mm-2以下、1mm-2以下、0.5mm-2以下又は0.1mm-2以下の平均微小特徴部密度、
任意の3mm2領域内に5個以下、4個以下、3個以下、2個以下、又は1個以下の微小特徴部が存在するような微小特徴部分布、
2760cm-1から3030cm-1までの範囲にある補正直線背景で測定したときに0.20cm-2以下、0.15cm-2以下、0.10cm-2以下、又は0.05cm-2以下の単位厚さ当たりの積分吸収能、
1800Wm-1K-1以上、1900Wm-1K-1以上、2000Wm-1K-1以上、2100Wm-1K-1以上、又は2200Wm-1K-1以上の熱伝導率、
二次イオン質量分析計によって測定して1017cm-3以下、5×1016cm-3以下、1016cm-3以下、5×1015cm-3以下、又は1015cm-3以下のシリコンコンセントレーション、及び
二次イオン質量分析計によって測定して1018cm-3以下、5×1017cm-3以下、5×1016cm-3以下、1016cm-3以下、5×1015cm-3以下、又は1015cm-3以下の窒素コンセントレーションである、請求項1〜14のうちいずれか一に記載の光学素子。 - 前記光学素子は、以下の特性のうちの1つ又は2つ以上を有し、前記特性は、
前記合成ダイヤモンド材料の核生成フェースが張力下にある状態で、200〜500μmの厚さの場合に760MPa×n以上、500〜750μmの厚さの場合に700MPa×n以上、750〜1000μmの厚さの場合に650MPa×n以上、1000〜1250μmの厚さの場合に600MPa×n以上、1250〜1500μmの厚さの場合に550MPa×n以上、1500〜1750μmの厚さの場合に500MPa×n以上、1750〜2000μmの厚さの場合に450MPa×n以上、2000μm以上の厚さの場合に400MPa×n以上の引張破壊強度、乗率nは、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、又は2であり、
前記合成ダイヤモンド材料の成長フェースが張力下にある状態で、200〜500μmの厚さの場合に330MPa×n以上、500〜750μmの厚さの場合に300MPa×n以上、750〜1000μmの厚さの場合に275MPa×n以上、1000〜1250μmの厚さの場合に250MPa×n以上、1250〜1500μmの厚さの場合に225MPa×n以上、1500〜1750μmの厚さの場合に200MPa×n以上、1750〜2000μmの厚さの場合に175MPa×n以上、2000μm以上の厚さの場合に150MPa×n以上の引張破壊強度、乗率nは、1.0、1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、又は2である、請求項1〜15のうちいずれか一に記載の光学素子。 - 前記光学表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の少なくとも1つの表面に、少なくとも25mm2、少なくとも50mm2、少なくとも100mm2、少なくとも200mm2、少なくとも300mm2、少なくとも500mm2、少なくとも700mm2、少なくとも1000mm2、少なくとも1500mm2、少なくとも2000mm2、少なくとも3000mm2、少なくとも5000mm2、少なくとも7000mm2、少なくとも10000mm2、少なくとも15000mm2、又は20000mm2の領域にわたって形成されている、請求項1〜16のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学素子は、前記領域の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも100%にわたって請求項1〜14のうちいずれか一に記載の要件を満たす、請求項17記載の光学素子。
- 前記光学表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の少なくとも2つの表面内に形成される、請求項1〜18のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記合成ダイヤモンド材料は、単結晶CVDダイヤモンド又は多結晶CVDダイヤモンドである、請求項1〜19のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記合成ダイヤモンド材料は、200μm以上、250μm以上、350μm以上、450μm以上、500μm以上、750μm以上、1000μm以上、1500μm以上、又は2000μm以上の厚さを有する、請求項1〜20のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学表面パターンは、反射防止表面パターンである、請求項1〜21のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記光学素子は、前記少なくとも1つの表面のところの反射率が前記光学素子の動作波長で2%以下、1.5%以下、1%以下、又は0.5%以下である、請求項22記載の光学素子。
- 前記光学素子は、前記光学素子の前記動作周波数で少なくとも97%、少なくとも98%、又は少なくとも99%の透過率を有する、請求項22又は23記載の光学素子。
- 前記光学表面パターンは、複屈折表面パターンである、請求項1〜21のうちいずれか一に記載の光学素子。
- 前記複屈折表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の一方の表面内に形成され、請求項24〜26のうちいずれか一に記載の前記反射防止表面パターンは、前記合成ダイヤモンド材料の別の表面内に形成されている、請求項25記載の光学素子。
- 光学システムであって、
請求項1〜26のうちいずれか一に記載の光学素子と、
光を少なくとも300Wの電力で発生させ前記光学素子を通って前記光を透過させるよう構成された光源とを含む、光学システム。 - 前記光源は、光を少なくとも500W、少なくとも1kW、少なくとも3kW、少なくとも5kW、少なくとも10kW、少なくとも15kW、少なくとも20kW、少なくとも25kW、少なくとも30kW、少なくとも35kW、少なくとも40kW、少なくとも45kW、又は少なくとも50kWの電力で発生させるよう構成されている、請求項27記載の光学システム。
- 前記光学素子を冷却する冷却システムを更に含む、請求項27又は28記載の光学システム。
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WO2016126435A1 (en) | 2015-02-04 | 2016-08-11 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for estimating absolute axes' orientations for a magnetic detection system |
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WO2017087013A1 (en) | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for closed loop processing for a magnetic detection system |
WO2017095454A1 (en) | 2015-12-01 | 2017-06-08 | Lockheed Martin Corporation | Communication via a magnio |
WO2017123261A1 (en) | 2016-01-12 | 2017-07-20 | Lockheed Martin Corporation | Defect detector for conductive materials |
EP3405603A4 (en) | 2016-01-21 | 2019-10-16 | Lockheed Martin Corporation | DIAMOND NITROGEN SENSOR WITH SWITCHING ON DIAMOND |
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US10527746B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-01-07 | Lockheed Martin Corporation | Array of UAVS with magnetometers |
US10338163B2 (en) | 2016-07-11 | 2019-07-02 | Lockheed Martin Corporation | Multi-frequency excitation schemes for high sensitivity magnetometry measurement with drift error compensation |
US10330744B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-06-25 | Lockheed Martin Corporation | Magnetometer with a waveguide |
GB201700068D0 (en) * | 2017-01-04 | 2017-02-15 | Element Six Tech Ltd | Synthetic diamond optical elements |
US10379174B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-08-13 | Lockheed Martin Corporation | Bias magnet array for magnetometer |
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US10459041B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-10-29 | Lockheed Martin Corporation | Magnetic detection system with highly integrated diamond nitrogen vacancy sensor |
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JP7453328B2 (ja) * | 2019-07-08 | 2024-03-19 | リモ ディスプレイ ゲーエムベーハー | レーザ放射用の変換装置 |
EP4004628A4 (en) * | 2019-07-23 | 2023-09-06 | Lockheed Martin Corporation | OPTICAL ABERRATION COMPENSATION LENS WITH GLASS CERAMIC AND MANUFACTURING METHOD |
CN114556199A (zh) * | 2019-10-14 | 2022-05-27 | Asml荷兰有限公司 | 光学调制器 |
FR3104259B1 (fr) * | 2019-12-06 | 2024-03-01 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif pour la caractérisation photo-acoustique d’une substance gazeuse et procédé de fabrication d’un tel dispositif |
CN113337894A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-09-03 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种掺铈钇铝石榴石闪烁晶体表面蛾眼式微结构及其制备方法 |
DE102021206956A1 (de) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | Q.ant GmbH | Verfahren zum Bilden von freistehenden Mikrostrukturen an einem Diamant-Kristall und Diamant-Kristall |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1149596A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-23 | De Beers Ind Diamond Div Ltd | ダイヤモンド |
JP2006507204A (ja) * | 2002-11-21 | 2006-03-02 | エレメント シックス リミテッド | 光学品質のダイヤモンド材料 |
JP2012162456A (ja) * | 2012-05-28 | 2012-08-30 | Element Six Technologies (Pty) Ltd | ダイヤモンド結晶の結晶完全性を改良する方法 |
JP2013520804A (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | マックォーリー・ユニバーシティ | 中赤外から遠赤外のダイヤモンド・ラマンレーザーシステム及び方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01149596A (ja) | 1987-12-04 | 1989-06-12 | Nec Corp | テレメータ装置 |
US5242711A (en) | 1991-08-16 | 1993-09-07 | Rockwell International Corp. | Nucleation control of diamond films by microlithographic patterning |
EP0618043A1 (en) * | 1993-03-29 | 1994-10-05 | AT&T Corp. | Article comprising polycrystalline diamond, and method of shaping the diamond |
JPH09175873A (ja) * | 1995-08-31 | 1997-07-08 | General Electric Co <Ge> | ダイヤモンドアセンブリ及びそれの製造方法 |
JP4792639B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2011-10-12 | 住友電気工業株式会社 | 窓材、光学用窓、および窓材の製造方法 |
JP2009086613A (ja) * | 2007-09-13 | 2009-04-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レリーフ型回折光学素子とその製造方法 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1149596A (ja) * | 1997-07-14 | 1999-02-23 | De Beers Ind Diamond Div Ltd | ダイヤモンド |
JP2006507204A (ja) * | 2002-11-21 | 2006-03-02 | エレメント シックス リミテッド | 光学品質のダイヤモンド材料 |
JP2013520804A (ja) * | 2010-02-24 | 2013-06-06 | マックォーリー・ユニバーシティ | 中赤外から遠赤外のダイヤモンド・ラマンレーザーシステム及び方法 |
JP2012162456A (ja) * | 2012-05-28 | 2012-08-30 | Element Six Technologies (Pty) Ltd | ダイヤモンド結晶の結晶完全性を改良する方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
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KARLSSON M: "DIAMOND MICRO-OPTICS: MICROLENSES AND ANTIREFLECTION STRUCTURED SURFACES FOR THE 以下備考", OPTICS EXPRESS, vol. VOL:11, NR:5,, JPN5017004961, 2003, US, pages 502 - 507, ISSN: 0003870940 * |
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