JPH0640797A - ダイヤモンドの加工方法 - Google Patents
ダイヤモンドの加工方法Info
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- JPH0640797A JPH0640797A JP5048452A JP4845293A JPH0640797A JP H0640797 A JPH0640797 A JP H0640797A JP 5048452 A JP5048452 A JP 5048452A JP 4845293 A JP4845293 A JP 4845293A JP H0640797 A JPH0640797 A JP H0640797A
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
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- B23K26/3576—Diminishing rugosity, e.g. grinding; Polishing; Smoothing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工しようとするダイヤモンド本体に影響を
与えることなく、高精度な切断及び表面の平滑化を行う
ことを可能にし、かつ加工速度を向上させる。 【構成】 表面に、波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの
範囲にある光を照射することによりダイヤモンドを加工
する。照射する光のエネルギー密度、ビームの広がり
角、スペクトル半値幅を規定する。また、ビームを円筒
型レンズにより集光する。さらに特定の物質中で加工す
ることにより加工面の平滑性、加工速度を改善する。 【効果】 従来加工が困難であったり、コストが非常に
かかることの為に使用できなかった分野にダイヤモンド
の応用範囲を広げることができる。
与えることなく、高精度な切断及び表面の平滑化を行う
ことを可能にし、かつ加工速度を向上させる。 【構成】 表面に、波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの
範囲にある光を照射することによりダイヤモンドを加工
する。照射する光のエネルギー密度、ビームの広がり
角、スペクトル半値幅を規定する。また、ビームを円筒
型レンズにより集光する。さらに特定の物質中で加工す
ることにより加工面の平滑性、加工速度を改善する。 【効果】 従来加工が困難であったり、コストが非常に
かかることの為に使用できなかった分野にダイヤモンド
の応用範囲を広げることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工具、ヒートシンク
等に用いられるダイヤモンド単結晶及び多結晶の加工法
に係わり、ダイヤモンドの切断及び表面の平滑化を高効
率、高精度に行う方法を提供する。
等に用いられるダイヤモンド単結晶及び多結晶の加工法
に係わり、ダイヤモンドの切断及び表面の平滑化を高効
率、高精度に行う方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】ダイヤモンドは物質中最高の硬度を有し
ており、その加工は極めて難しい。単結晶の場合は、比
較的加工し易い面方位及び方向がある程度把握されてお
り、その制限された範囲であるが、スカイフ研磨により
従来研削加工がなされていた。しかし、多結晶体の場合
は構成しているダイヤモンド粒子の面方位はあらゆる方
向を向いており、スカイフ研磨等が行われているが、平
滑化は困難であった。
ており、その加工は極めて難しい。単結晶の場合は、比
較的加工し易い面方位及び方向がある程度把握されてお
り、その制限された範囲であるが、スカイフ研磨により
従来研削加工がなされていた。しかし、多結晶体の場合
は構成しているダイヤモンド粒子の面方位はあらゆる方
向を向いており、スカイフ研磨等が行われているが、平
滑化は困難であった。
【０００３】一方、切断に関しては、導電性の焼結助材
を使用して焼結させた焼結体の場合は、放電加工が適用
できたが、単結晶や非導電性助材による焼結体、気相合
成ダイヤモンド等の電気伝導性のないダイヤモンドには
この方法は使用できない。そこで従来、レーザを用いて
熱的に切断加工することが行われており、レーザとして
は、ＣＯ2、ＣＯ、ＹＡＧレーザが使用されていた。し
かし、ダイヤモンドはこれらのレーザ光に対しては透明
で、光のエネルギーの利用効率が悪い、すなわち、加工
の効率が悪いという欠点を有していた。
を使用して焼結させた焼結体の場合は、放電加工が適用
できたが、単結晶や非導電性助材による焼結体、気相合
成ダイヤモンド等の電気伝導性のないダイヤモンドには
この方法は使用できない。そこで従来、レーザを用いて
熱的に切断加工することが行われており、レーザとして
は、ＣＯ2、ＣＯ、ＹＡＧレーザが使用されていた。し
かし、ダイヤモンドはこれらのレーザ光に対しては透明
で、光のエネルギーの利用効率が悪い、すなわち、加工
の効率が悪いという欠点を有していた。
【０００４】また、波長が１μｍ以上の赤外光を使用し
ていて、加熱して溶融、グラファイト化及び酸化をおこ
させて加工する為、熱により加工周辺部が影響を受けて
劣化する。さらに、切り代が大きくとられる為、加工の
精度が悪くなるという大きな問題があった。
ていて、加熱して溶融、グラファイト化及び酸化をおこ
させて加工する為、熱により加工周辺部が影響を受けて
劣化する。さらに、切り代が大きくとられる為、加工の
精度が悪くなるという大きな問題があった。
【０００５】従来レーザによる切断加工を行う場合、熱
による周辺部のダイヤモンドの劣化が起こる。そのた
め、変質した周辺部をスカイフ研磨等により機械的に削
り落とす必要が生じる。表面の平滑化にレーザを使用す
る場合にも、熱による周辺部のダイヤモンドの劣化に加
えて、加工する必要の無い内部及び下地までレーザが透
過して悪影響を与える。この悪影響を防ぐ為にレーザが
表面のみにあたる様に入射角を制限したり、表面でのレ
ーザの散乱を抑える工夫を必要としていた。
による周辺部のダイヤモンドの劣化が起こる。そのた
め、変質した周辺部をスカイフ研磨等により機械的に削
り落とす必要が生じる。表面の平滑化にレーザを使用す
る場合にも、熱による周辺部のダイヤモンドの劣化に加
えて、加工する必要の無い内部及び下地までレーザが透
過して悪影響を与える。この悪影響を防ぐ為にレーザが
表面のみにあたる様に入射角を制限したり、表面でのレ
ーザの散乱を抑える工夫を必要としていた。
【０００６】スカイフ研磨等によって研削加工する場合
も、熱を利用して研磨しており、摩擦熱によりダイヤモ
ンドは数百℃まで加熱され、必然的に本体への悪影響が
起こる。ダイヤモンドは大気中では６００℃位でグラフ
ァイト化及び酸化が起こり始め劣化することが知られて
いる。また、スカイフ研磨による場合、試料の固定方法
の難しさがあり、小さすぎたり形状が不定形の場合、研
磨は極めて難しくなり作業性がわるくなる。時として加
工が出来ない事態も生じる。さらに、スカイフ研磨によ
る加工は時間がかなりかかるという問題もあった。
も、熱を利用して研磨しており、摩擦熱によりダイヤモ
ンドは数百℃まで加熱され、必然的に本体への悪影響が
起こる。ダイヤモンドは大気中では６００℃位でグラフ
ァイト化及び酸化が起こり始め劣化することが知られて
いる。また、スカイフ研磨による場合、試料の固定方法
の難しさがあり、小さすぎたり形状が不定形の場合、研
磨は極めて難しくなり作業性がわるくなる。時として加
工が出来ない事態も生じる。さらに、スカイフ研磨によ
る加工は時間がかなりかかるという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、加工しよ
うとするダイヤモンド本体になんら影響を与えることな
く、ダイヤモンドを切断または研削したり、表面の平滑
化を行うことを可能にし、かつ加工速度を向上すること
ができる新規なダイヤモンドの加工方法を提供すること
を目的とする。
うとするダイヤモンド本体になんら影響を与えることな
く、ダイヤモンドを切断または研削したり、表面の平滑
化を行うことを可能にし、かつ加工速度を向上すること
ができる新規なダイヤモンドの加工方法を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイヤモンド
表面に、波長が３６０ｎｍ以下の範囲または１９０ｎｍ
から３６０ｎｍの範囲にある光を照射することを特徴と
するダイヤモンドの加工方法である。照射する光のエネ
ルギー密度は、１０Ｗ／ｃｍ2以上１０11Ｗ／ｃｍ2以下
の範囲であることが適当である。またパルス状レーザ光
を用い、その１パルス当りのエネルギー密度が、１０ー1
Ｊ／ｃｍ2以上で、１０6Ｊ／ｃｍ2以下の範囲とするこ
とによって良好な加工の結果を得る。
表面に、波長が３６０ｎｍ以下の範囲または１９０ｎｍ
から３６０ｎｍの範囲にある光を照射することを特徴と
するダイヤモンドの加工方法である。照射する光のエネ
ルギー密度は、１０Ｗ／ｃｍ2以上１０11Ｗ／ｃｍ2以下
の範囲であることが適当である。またパルス状レーザ光
を用い、その１パルス当りのエネルギー密度が、１０ー1
Ｊ／ｃｍ2以上で、１０6Ｊ／ｃｍ2以下の範囲とするこ
とによって良好な加工の結果を得る。
【０００９】さらに、レーザ発振器より発振される際の
レーザ光の広がり角度が１０ー2ｍｒａｄ以上で５×１０
ー1ｍｒａｄ以下とし、またレーザ光の発振スペクトルの
半価幅を１０ー4ｎｍ以上で１ｎｍ未満であるようにす
る。レーザ光のビームの断面におけるエネルギー分布の
均一性は１０％以下の範囲であることが望ましい。パル
スレーザ光を円筒型レンズあるいは円筒型ミラーにより
集光することによって、良好な加工の結果を得る。
レーザ光の広がり角度が１０ー2ｍｒａｄ以上で５×１０
ー1ｍｒａｄ以下とし、またレーザ光の発振スペクトルの
半価幅を１０ー4ｎｍ以上で１ｎｍ未満であるようにす
る。レーザ光のビームの断面におけるエネルギー分布の
均一性は１０％以下の範囲であることが望ましい。パル
スレーザ光を円筒型レンズあるいは円筒型ミラーにより
集光することによって、良好な加工の結果を得る。
【００１０】また本発明は、ダイヤモンド表面を特定の
粉末状粒子または液体で覆い、これに１９０ｎｍから３
６０ｎｍの範囲にある光を照射することによって、粒子
または液体の層から露出したダイヤモンドを削ることを
特徴とするダイヤモンドの加工方法である。さらに本発
明の別の方法は、ダイヤモンドを特定の液体中に配置
し、これに１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲にある光を
照射することによって、ダイヤモンドを加工することを
特徴とする。
粉末状粒子または液体で覆い、これに１９０ｎｍから３
６０ｎｍの範囲にある光を照射することによって、粒子
または液体の層から露出したダイヤモンドを削ることを
特徴とするダイヤモンドの加工方法である。さらに本発
明の別の方法は、ダイヤモンドを特定の液体中に配置
し、これに１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲にある光を
照射することによって、ダイヤモンドを加工することを
特徴とする。
【００１１】
【作用】ダイヤモンドによる光の吸収は、高純度のIIａ
型ダイヤモンドの場合、図３に示す吸収曲線をとる。波
長が４００ｎｍ以下の領域に於て吸収がみられる。４０
０ｎｍから２４０ｎｍにかけて徐々に吸収量が増加し、
さらに２２０ｎｍまでに急峻に吸収が増加して完全に吸
収する様になる。通常の気相合成ダイヤモンドや天然及
び人工に於て一般的に見られるＩａ型あるいはＩｂ型ダ
イヤモンドでは、これら紫外領域に於て大きな吸収が存
在する。この領域の光は紫外光であり、物質に吸収され
ると、主として化学結合での電子の励起に関与すること
が知られている。
型ダイヤモンドの場合、図３に示す吸収曲線をとる。波
長が４００ｎｍ以下の領域に於て吸収がみられる。４０
０ｎｍから２４０ｎｍにかけて徐々に吸収量が増加し、
さらに２２０ｎｍまでに急峻に吸収が増加して完全に吸
収する様になる。通常の気相合成ダイヤモンドや天然及
び人工に於て一般的に見られるＩａ型あるいはＩｂ型ダ
イヤモンドでは、これら紫外領域に於て大きな吸収が存
在する。この領域の光は紫外光であり、物質に吸収され
ると、主として化学結合での電子の励起に関与すること
が知られている。
【００１２】すなわち、４００ｎｍ以下の波長の光の照
射により、ダイヤモンドを構成している炭素−炭素結合
に何らかの影響を与え、変化させることが可能になるこ
とが考えられる。しかし、ダイヤモンドの様に共有結合
により３次元的に極めて強固に結合しているものを、熱
的効果以外の紫外光により加工を行うことは常識的には
考えにくい事柄であった。
射により、ダイヤモンドを構成している炭素−炭素結合
に何らかの影響を与え、変化させることが可能になるこ
とが考えられる。しかし、ダイヤモンドの様に共有結合
により３次元的に極めて強固に結合しているものを、熱
的効果以外の紫外光により加工を行うことは常識的には
考えにくい事柄であった。
【００１３】本発明者らは、光とダイヤモンドとの反応
について鋭意研究を進めた結果、３６０ｎｍ以下の波長
の光を照射することで、ダイヤモンドにダメージを全く
与えることなく且つ高効率に加工できることを見いだし
た。特に、３６０ｎｍ以下で１９０ｎｍ以上の波長を有
する光がダイヤモンドの加工に有効であることを見出
し、本発明に至った。これらの波長範囲では光はダイヤ
モンドの表面層のみにて１００％吸収され、内部まで浸
透しない。IIa型ダイヤモンドにおいても、多光子吸収
が発生し入射光の大部分が表面で吸収されることを見出
した。
について鋭意研究を進めた結果、３６０ｎｍ以下の波長
の光を照射することで、ダイヤモンドにダメージを全く
与えることなく且つ高効率に加工できることを見いだし
た。特に、３６０ｎｍ以下で１９０ｎｍ以上の波長を有
する光がダイヤモンドの加工に有効であることを見出
し、本発明に至った。これらの波長範囲では光はダイヤ
モンドの表面層のみにて１００％吸収され、内部まで浸
透しない。IIa型ダイヤモンドにおいても、多光子吸収
が発生し入射光の大部分が表面で吸収されることを見出
した。
【００１４】そのため、光のエネルギーが加工する場所
に効率よく集中し、高効率に高速で加工できる。また、
表面を平滑にする場合でも、表面のみにエネルギーを集
中させることができ、他の部分への影響を全く抑えて、
入射角度依存性は小さくなる。
に効率よく集中し、高効率に高速で加工できる。また、
表面を平滑にする場合でも、表面のみにエネルギーを集
中させることができ、他の部分への影響を全く抑えて、
入射角度依存性は小さくなる。
【００１５】加工に使用する光源としては、Ｆ2、Ａｒ
Ｆ、ＫｒＣｌ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、Ｎ2、ＸｅＦの各エ
キシマレーザ及び水銀灯、さらにシンクロトロン放射光
（ＳＯＲ）があげられるが、これらに限定されない。エ
キシマレーザはそれぞれ固有の発振波長を持ち、順に１
５７、１９３、２２２、２４８、３０８、３３７、３５
３ｎｍである。一方、水銀灯及びＳＯＲは連続した波長
帯を有している。この連続光を照射してもよく、また光
学フィルター等により波長帯域を狭帯域化してもよい。
Ｆ、ＫｒＣｌ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、Ｎ2、ＸｅＦの各エ
キシマレーザ及び水銀灯、さらにシンクロトロン放射光
（ＳＯＲ）があげられるが、これらに限定されない。エ
キシマレーザはそれぞれ固有の発振波長を持ち、順に１
５７、１９３、２２２、２４８、３０８、３３７、３５
３ｎｍである。一方、水銀灯及びＳＯＲは連続した波長
帯を有している。この連続光を照射してもよく、また光
学フィルター等により波長帯域を狭帯域化してもよい。
【００１６】一般にこれらの光源は平行光線ではなく、
ある広がりを持って自由な方向に発散している。この為
レンズで集光した場合、集光した周辺部にエネルギー密
度の低い部分が形成され、加工精度の低下の原因にな
る。表面の平滑化に対しては、試料の走査等により低減
できるが、切断等に使用する場合、切断した角が少しだ
れる欠点を有している。通常の用途では特に問題になら
ないが、サブミクロンの精密な加工を行う場合、光線の
平行化が必要になる。
ある広がりを持って自由な方向に発散している。この為
レンズで集光した場合、集光した周辺部にエネルギー密
度の低い部分が形成され、加工精度の低下の原因にな
る。表面の平滑化に対しては、試料の走査等により低減
できるが、切断等に使用する場合、切断した角が少しだ
れる欠点を有している。通常の用途では特に問題になら
ないが、サブミクロンの精密な加工を行う場合、光線の
平行化が必要になる。
【００１７】エキシマレーザの平行光線化の手法として
は、不安定条件の共振ミラーで共振させて発振させるこ
とがある。レーザ発振器より発振される際のレーザ光の
広がり角度を、通常の１〜３ｍｒａｄ位から５×１０ー1
ｍｒａｄ以下と小さくすることで、レンズによる集光性
を高めることが可能となり、切断面とダイヤモンド表面
との角をシャープにすることができ、切断面の切口の平
坦さの点で有効となる。１０ー2ｍｒａｄ未満にすること
は困難であり、またそれに比して加工に対してはあまり
大きな効果は期待できない。
は、不安定条件の共振ミラーで共振させて発振させるこ
とがある。レーザ発振器より発振される際のレーザ光の
広がり角度を、通常の１〜３ｍｒａｄ位から５×１０ー1
ｍｒａｄ以下と小さくすることで、レンズによる集光性
を高めることが可能となり、切断面とダイヤモンド表面
との角をシャープにすることができ、切断面の切口の平
坦さの点で有効となる。１０ー2ｍｒａｄ未満にすること
は困難であり、またそれに比して加工に対してはあまり
大きな効果は期待できない。
【００１８】さらに０．１μｍオーダーあるいはそれ以
下の超精密な加工を必要としている場合、波長の狭帯域
化を行うことが有効である。狭帯域化の方法としては、
エタロンを使用する方法とインジェクションロック方式
がある。発振波長の狭帯域化の程度としては、そのバン
ド幅の半価幅が１０ー4ｎｍ以上１ｎｍ未満の範囲にある
ことが必要である。１ｎｍ以上の場合は、上記の様な精
密な加工を施すには充分でない。また、１０ー4ｎｍ未満
では加工に必要な充分なエネルギーが得られず不適であ
る。
下の超精密な加工を必要としている場合、波長の狭帯域
化を行うことが有効である。狭帯域化の方法としては、
エタロンを使用する方法とインジェクションロック方式
がある。発振波長の狭帯域化の程度としては、そのバン
ド幅の半価幅が１０ー4ｎｍ以上１ｎｍ未満の範囲にある
ことが必要である。１ｎｍ以上の場合は、上記の様な精
密な加工を施すには充分でない。また、１０ー4ｎｍ未満
では加工に必要な充分なエネルギーが得られず不適であ
る。
【００１９】ダイヤモンド表面に凹凸がある場合や薄板
状のダイヤモンドに反りがある場合にこれを平坦化・平
滑化することは、本発明の方法によって次のように行う
ことができる。すなわち凹凸または反りを有するダイヤ
モンドの表面を、アルミナ、窒化珪素等の粒径０．５〜
１０μｍの粒子の層で覆い、粒子の層で覆われたダイヤ
モンドの表面に波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲
の光を照射する。またはダイヤモンドの表面を、シリコ
ンオイル等の液体の層で覆い、液体の層で覆われたダイ
ヤモンドの表面に波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範
囲の光を照射する。
状のダイヤモンドに反りがある場合にこれを平坦化・平
滑化することは、本発明の方法によって次のように行う
ことができる。すなわち凹凸または反りを有するダイヤ
モンドの表面を、アルミナ、窒化珪素等の粒径０．５〜
１０μｍの粒子の層で覆い、粒子の層で覆われたダイヤ
モンドの表面に波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲
の光を照射する。またはダイヤモンドの表面を、シリコ
ンオイル等の液体の層で覆い、液体の層で覆われたダイ
ヤモンドの表面に波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範
囲の光を照射する。
【００２０】アルミナ、窒化珪素等の粒子やシリコンオ
イル等の液体の層は、１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲
の光を透過しない。したがって、これらの粒子または液
体に覆われたダイヤモンドの部分は光が照射されても削
られることがない。粒子または液体から露出したダイヤ
モンドの部分だけが削られ、全体として平坦・平滑なダ
イヤモンドの表面が得られる。光を遮蔽するには１×１
０2ｃｍ-1以上の吸収係数が必要である。
イル等の液体の層は、１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲
の光を透過しない。したがって、これらの粒子または液
体に覆われたダイヤモンドの部分は光が照射されても削
られることがない。粒子または液体から露出したダイヤ
モンドの部分だけが削られ、全体として平坦・平滑なダ
イヤモンドの表面が得られる。光を遮蔽するには１×１
０2ｃｍ-1以上の吸収係数が必要である。
【００２１】ダイヤモンドを酸またはアルカリの水溶
液、またはアルコール、ケトン等の液体に浸した状態
で、１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲の光を照射して加
工するとより平滑な面が得られる。Ｈイオン、ＯＨイオ
ンまたはアルコール、ケトン等に含まれる酸素原子が、
光の照射を受けたダイヤモンド表面の分解反応に関与す
るために、これらが存在しない場合に比べてより平滑に
ダイヤモンド表面が加工されるものと考えられる。
液、またはアルコール、ケトン等の液体に浸した状態
で、１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲の光を照射して加
工するとより平滑な面が得られる。Ｈイオン、ＯＨイオ
ンまたはアルコール、ケトン等に含まれる酸素原子が、
光の照射を受けたダイヤモンド表面の分解反応に関与す
るために、これらが存在しない場合に比べてより平滑に
ダイヤモンド表面が加工されるものと考えられる。
【００２２】ダイヤモンド表面に光を集光して照射する
過程にはレンズ・全反射ミラーが使用される。レンズ及
びミラーの種類としては、点状に集光する凸レンズ及び
凹型ミラーがある。線状に集光する場合には、円筒型凸
レンズ及び円筒型凹面鏡が使用される。さらに、凹レン
ズあるいは凸面鏡を組み合わせて平行光線もしくはそれ
に近い集光の角度の小さい光線にする。照射される光の
エネルギー密度は、集光の状態により制御される。
過程にはレンズ・全反射ミラーが使用される。レンズ及
びミラーの種類としては、点状に集光する凸レンズ及び
凹型ミラーがある。線状に集光する場合には、円筒型凸
レンズ及び円筒型凹面鏡が使用される。さらに、凹レン
ズあるいは凸面鏡を組み合わせて平行光線もしくはそれ
に近い集光の角度の小さい光線にする。照射される光の
エネルギー密度は、集光の状態により制御される。
【００２３】ダイヤモンドの加工を進める時、光を走査
して行ってもよいが、平面の場合にはむしろ試料を平行
に駆動させた方が正確に加工できる。３次元的試料の表
面を平滑化する場合には、光と試料の両方を駆動させる
必要がある。切断を行う場合、エネルギ−密度及び切断
面の直角性の関係から、切断面に対して垂直に照射する
ことが有効であるが、表面を平滑にする場合、光を当て
る角度による影響がある。
して行ってもよいが、平面の場合にはむしろ試料を平行
に駆動させた方が正確に加工できる。３次元的試料の表
面を平滑化する場合には、光と試料の両方を駆動させる
必要がある。切断を行う場合、エネルギ−密度及び切断
面の直角性の関係から、切断面に対して垂直に照射する
ことが有効であるが、表面を平滑にする場合、光を当て
る角度による影響がある。
【００２４】すなわち、エネルギー密度と照射領域すな
わち加工領域および表面状態との関係で、各々の場合に
よって最適条件が存在する。また、エネルギー密度は、
集光するレンズあるいはミラーの焦点距離及び焦点と試
料との位置関係を調整することでも変化させることがで
きる。そして、エネルギー密度が１０ー1Ｊ／ｃｍ2未満
あるいは１０Ｗ／ｃｍ2未満の時は、ダイヤモンドを分
解するに必要なエネルギー条件に達せず、１０5Ｊ／ｃ
ｍ2あるいは１０11Ｗ／ｃｍ2を越える場合は、ダイヤモ
ンドの加工を施す場所以外に対して劣化等の悪影響を与
える。
わち加工領域および表面状態との関係で、各々の場合に
よって最適条件が存在する。また、エネルギー密度は、
集光するレンズあるいはミラーの焦点距離及び焦点と試
料との位置関係を調整することでも変化させることがで
きる。そして、エネルギー密度が１０ー1Ｊ／ｃｍ2未満
あるいは１０Ｗ／ｃｍ2未満の時は、ダイヤモンドを分
解するに必要なエネルギー条件に達せず、１０5Ｊ／ｃ
ｍ2あるいは１０11Ｗ／ｃｍ2を越える場合は、ダイヤモ
ンドの加工を施す場所以外に対して劣化等の悪影響を与
える。
【００２５】エキシマレーザ光の断面は通常約１０ｍｍ
×２０ｍｍ前後の四角い形状をしており、ビームの断面
のエネルギープロファイルは均一でなく、分布を持って
いる。そのエネルギー分布は周辺部に於てエネルギーが
低くなり、中央部は比較的なだらかな山なりになって
る。そのエネルギーの不均一性が加工面に対して凹凸等
精度の低下をもたらす。すなわち、レンズで集光した場
合もエネルギー分布をそのまま保持し、ダイヤモンド加
工面の不均一の原因になる。
×２０ｍｍ前後の四角い形状をしており、ビームの断面
のエネルギープロファイルは均一でなく、分布を持って
いる。そのエネルギー分布は周辺部に於てエネルギーが
低くなり、中央部は比較的なだらかな山なりになって
る。そのエネルギーの不均一性が加工面に対して凹凸等
精度の低下をもたらす。すなわち、レンズで集光した場
合もエネルギー分布をそのまま保持し、ダイヤモンド加
工面の不均一の原因になる。
【００２６】しかし、このレーザ光を円筒型レンズを用
いて線状に集光してダイヤモンド表面に照射すると、ダ
イヤモンドが均一で平坦且つ切断面も高精度に高速で加
工されること新たに見いだした。この原因については、
今のところ解明できていないが、一方向に集光すること
で上記の問題が相殺される様な条件が存在していること
も考えられる。大きな凹凸を有する気相合成ダイヤモン
ドの成長面を平滑にする場合、線状に集光した部分の線
幅および照射角度が大きな影響を与える。
いて線状に集光してダイヤモンド表面に照射すると、ダ
イヤモンドが均一で平坦且つ切断面も高精度に高速で加
工されること新たに見いだした。この原因については、
今のところ解明できていないが、一方向に集光すること
で上記の問題が相殺される様な条件が存在していること
も考えられる。大きな凹凸を有する気相合成ダイヤモン
ドの成長面を平滑にする場合、線状に集光した部分の線
幅および照射角度が大きな影響を与える。
【００２７】線幅としては、１０μｍ以上が好ましい。
１０μｍ未満では加工された面に線状のムラが残る。照
射角度については加工する表面の凹凸の状態、凹凸の斜
面の角度等によって最適値が存在する。通常の条件で合
成した気相合成ダイヤモンドの場合は、照射角度をダイ
ヤモンド表面において法線に対して４０〜８５度の範囲
にすると、垂直入射の場合よりも平滑な表面が得られ
る。４５度以下とするとより好ましい表面が得られる。
１０μｍ未満では加工された面に線状のムラが残る。照
射角度については加工する表面の凹凸の状態、凹凸の斜
面の角度等によって最適値が存在する。通常の条件で合
成した気相合成ダイヤモンドの場合は、照射角度をダイ
ヤモンド表面において法線に対して４０〜８５度の範囲
にすると、垂直入射の場合よりも平滑な表面が得られ
る。４５度以下とするとより好ましい表面が得られる。
【００２８】また、エキシマレーザの状態によっては、
線状に集光して加工した部分の両端に不均一が生じるこ
とがあるが、この場合はそのレーザの両端部を遮蔽する
ことにより均一な加工面を得ることができる。さらに、
レーザビームの断面内のエネルギー分布のばらつきを１
０％以下に抑えることで、殆ど加工精度に影響を与えな
いことが判明した。エネルギーの平均化の手法として
は、ホモジナイザーを使用する方法や比較的エネルギー
分布の均一な中央部だけをマスク等により切り出す方法
などがある。
線状に集光して加工した部分の両端に不均一が生じるこ
とがあるが、この場合はそのレーザの両端部を遮蔽する
ことにより均一な加工面を得ることができる。さらに、
レーザビームの断面内のエネルギー分布のばらつきを１
０％以下に抑えることで、殆ど加工精度に影響を与えな
いことが判明した。エネルギーの平均化の手法として
は、ホモジナイザーを使用する方法や比較的エネルギー
分布の均一な中央部だけをマスク等により切り出す方法
などがある。
【００２９】ダイヤモンドを加工する際、その雰囲気に
も影響を受けることが分かっている。光照射により、ダ
イヤモンドの分解とともにグラファイト等への構造変化
が起こっているとも考えられる。そのため、光の吸収の
ないヘリウム等不活性ガス雰囲気や真空も有効である
が、酸素雰囲気または酸化性雰囲気に於いても、ダイヤ
モンドやグラファイトと酸素との反応を促進し、加工に
対して良い効果を与える。一方、Ｆ2エキシマレーザや
ＳＯＲは真空紫外領域の光である為、加工は高真空中
で、全反射ミラーで集光して行われる必要がある。
も影響を受けることが分かっている。光照射により、ダ
イヤモンドの分解とともにグラファイト等への構造変化
が起こっているとも考えられる。そのため、光の吸収の
ないヘリウム等不活性ガス雰囲気や真空も有効である
が、酸素雰囲気または酸化性雰囲気に於いても、ダイヤ
モンドやグラファイトと酸素との反応を促進し、加工に
対して良い効果を与える。一方、Ｆ2エキシマレーザや
ＳＯＲは真空紫外領域の光である為、加工は高真空中
で、全反射ミラーで集光して行われる必要がある。
【００３０】加工速度は、パルスレーザを使用する場合
パルスの繰り返し周波数に比例して増加し、装置として
は高繰り返しのレーザ発振器を使用することが好まし
い。また、エネルギー密度が高い程エッチング速度は速
くなる傾向にあり、切断する場合には高エネルギーを発
生できる装置が好ましい。
パルスの繰り返し周波数に比例して増加し、装置として
は高繰り返しのレーザ発振器を使用することが好まし
い。また、エネルギー密度が高い程エッチング速度は速
くなる傾向にあり、切断する場合には高エネルギーを発
生できる装置が好ましい。
【００３１】
（実施例１） 気相合成ダイヤモンドをエキシマレーザ
により切断した。気相合成ダイヤモンドは厚さが３５０
μｍで大きさが５０ｍｍ角の薄板状であった。エキシマ
レーザには、インジェクションロック型ＡｒＦエキシマ
レーザを使用した。同レーザの増幅側には不安定共振器
が設置され平行性が高く、且つ発振波長１９３ｎｍのバ
ンド幅の半価幅が１０００分の５ｎｍに狭帯域化されて
いた。このレーザ光を合成石英製凸レンズ及び凹レンズ
を組み合わせて１０μｍ角に集光して、加工するダイヤ
モンドの表面に大気中にて照射した。
により切断した。気相合成ダイヤモンドは厚さが３５０
μｍで大きさが５０ｍｍ角の薄板状であった。エキシマ
レーザには、インジェクションロック型ＡｒＦエキシマ
レーザを使用した。同レーザの増幅側には不安定共振器
が設置され平行性が高く、且つ発振波長１９３ｎｍのバ
ンド幅の半価幅が１０００分の５ｎｍに狭帯域化されて
いた。このレーザ光を合成石英製凸レンズ及び凹レンズ
を組み合わせて１０μｍ角に集光して、加工するダイヤ
モンドの表面に大気中にて照射した。
【００３２】この時のエネルギー密度は１０5Ｊ／ｃｍ2
であった。パルスの繰り返しは２００Ｈｚにした。照射
角度はダイヤモンド面の法線に対して平行にした。ダイ
ヤモンドはレーザ光に対して垂直に駆動させた。５０ｍ
ｍの幅を０．２ｍｍ／ｓｅｃの速度で走査させ、２５０
秒で切断した。切断面の電子顕微鏡観察では切断面周辺
のモフォロジーの変化は見られず、また切断面自体もグ
ラファイトの生成の見られない極めて滑らかな面になっ
ていた。
であった。パルスの繰り返しは２００Ｈｚにした。照射
角度はダイヤモンド面の法線に対して平行にした。ダイ
ヤモンドはレーザ光に対して垂直に駆動させた。５０ｍ
ｍの幅を０．２ｍｍ／ｓｅｃの速度で走査させ、２５０
秒で切断した。切断面の電子顕微鏡観察では切断面周辺
のモフォロジーの変化は見られず、また切断面自体もグ
ラファイトの生成の見られない極めて滑らかな面になっ
ていた。
【００３３】（実施例２） 天然IIａ型ダイヤモンドを
図１に示すようにエキシマレーザにより切断した。ダイ
ヤモンド３は厚さが２ｍｍで大きさが２ｍｍ角であっ
た。エキシマレーザ１には、ＡｒＦエキシマレーザを使
用した。このレーザ光を合成石英製円筒型凸レンズ２に
より２ｍｍ×１０μｍ角に集光して、切断するダイヤモ
ンド３の表面に窒素気流中にて照射した。この時のエネ
ルギー密度は１０4Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返
しは２５０Ｈｚにした。
図１に示すようにエキシマレーザにより切断した。ダイ
ヤモンド３は厚さが２ｍｍで大きさが２ｍｍ角であっ
た。エキシマレーザ１には、ＡｒＦエキシマレーザを使
用した。このレーザ光を合成石英製円筒型凸レンズ２に
より２ｍｍ×１０μｍ角に集光して、切断するダイヤモ
ンド３の表面に窒素気流中にて照射した。この時のエネ
ルギー密度は１０4Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返
しは２５０Ｈｚにした。
【００３４】照射角度はダイヤモンド面の法線に対して
平行にした。ダイヤモンド３はレーザ光に対して垂直に
駆動させた。２ｍｍ厚の試料を３０秒で切断した。切断
面の電子顕微鏡観察では切断面周辺のモフォロジーの変
化は見られず、また切断面自体もグラファイトの生成の
見られない極めて滑らかな面になっていた。
平行にした。ダイヤモンド３はレーザ光に対して垂直に
駆動させた。２ｍｍ厚の試料を３０秒で切断した。切断
面の電子顕微鏡観察では切断面周辺のモフォロジーの変
化は見られず、また切断面自体もグラファイトの生成の
見られない極めて滑らかな面になっていた。
【００３５】（実施例３） 気相合成ダイヤモンドの表
面を図２に示すとおり、エキシマレーザ１により平滑化
した。気相合成ダイヤモンド５は厚さが３５０μｍで大
きさが５０ｍｍの円盤状であり、表面には約３０μｍの
高さのピラミッド状の凹凸が形成されていた。エキシマ
レーザ１は、ＡｒＦエキシマレーザを使用した。
面を図２に示すとおり、エキシマレーザ１により平滑化
した。気相合成ダイヤモンド５は厚さが３５０μｍで大
きさが５０ｍｍの円盤状であり、表面には約３０μｍの
高さのピラミッド状の凹凸が形成されていた。エキシマ
レーザ１は、ＡｒＦエキシマレーザを使用した。
【００３６】このレーザ光を円筒面を有する凹面鏡４を
用いて１０ｍｍ×１０μｍ角の面積に集光して、加工す
るダイヤモンドの表面に窒素気流中にて照射した。この
時のエネルギー密度は５×１０2Ｊ／ｃｍ2であった。パ
ルスの繰り返しは２００Ｈｚにした。照射角度はダイヤ
モンド面の法線に対して４５度にした。ダイヤモンド５
はレーザ光に対して平行に駆動させた。５０ｍｍの幅を
０．５ｍｍ／ｓｅｃの速度で合計５００秒で５往復走査
させた。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない平滑
な面であることが分かり、表面粗さの平均値Ｒａは０．
１μｍ以下であった。また加工面にはグラファイトの生
成は見られなかった。
用いて１０ｍｍ×１０μｍ角の面積に集光して、加工す
るダイヤモンドの表面に窒素気流中にて照射した。この
時のエネルギー密度は５×１０2Ｊ／ｃｍ2であった。パ
ルスの繰り返しは２００Ｈｚにした。照射角度はダイヤ
モンド面の法線に対して４５度にした。ダイヤモンド５
はレーザ光に対して平行に駆動させた。５０ｍｍの幅を
０．５ｍｍ／ｓｅｃの速度で合計５００秒で５往復走査
させた。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない平滑
な面であることが分かり、表面粗さの平均値Ｒａは０．
１μｍ以下であった。また加工面にはグラファイトの生
成は見られなかった。
【００３７】（実施例４） 気相合成ダイヤモンドの表
面をエキシマレーザにより平滑化した。気相合成ダイヤ
モンドは厚さが３５０μｍで大きさが５０ｍｍ角の薄板
状であり、表面には約３０μｍの高さのピラミッド状の
凹凸が形成されていた。エキシマレーザは、ＸｅＦエキ
シマレーザを使用した。同レーザの増幅側には不安定共
振器が設置され平行性が高く、且つホモジナイザーによ
りエネルギー分布のばらつきが最大９％になっていた。
面をエキシマレーザにより平滑化した。気相合成ダイヤ
モンドは厚さが３５０μｍで大きさが５０ｍｍ角の薄板
状であり、表面には約３０μｍの高さのピラミッド状の
凹凸が形成されていた。エキシマレーザは、ＸｅＦエキ
シマレーザを使用した。同レーザの増幅側には不安定共
振器が設置され平行性が高く、且つホモジナイザーによ
りエネルギー分布のばらつきが最大９％になっていた。
【００３８】このレーザ光を合成石英製円筒型凸レンズ
及び円筒型凹レンズを組み合わせて１０ｍｍ×２０μｍ
角のに集光して、加工するダイヤモンドの表面に大気中
にて照射した。この時のエネルギー密度は１０Ｊ／ｃｍ
2であった。パルスの繰り返しは２００Ｈｚにした。照
射角度はダイヤモンド面の対して垂直にした。ダイヤモ
ンドはレーザ光に対して垂直に駆動させた。５０ｍｍの
幅を０．５ｍｍ／ｓｅｃの速度で合計５００秒で５往復
走査させた。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、また加工面にはグラファ
イトの生成は見られなかった。
及び円筒型凹レンズを組み合わせて１０ｍｍ×２０μｍ
角のに集光して、加工するダイヤモンドの表面に大気中
にて照射した。この時のエネルギー密度は１０Ｊ／ｃｍ
2であった。パルスの繰り返しは２００Ｈｚにした。照
射角度はダイヤモンド面の対して垂直にした。ダイヤモ
ンドはレーザ光に対して垂直に駆動させた。５０ｍｍの
幅を０．５ｍｍ／ｓｅｃの速度で合計５００秒で５往復
走査させた。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、また加工面にはグラファ
イトの生成は見られなかった。
【００３９】（実施例５） 気相合成ダイヤモンドの表
面平滑化をＳＯＲにより行った。気相合成ダイヤモンド
は厚さが３５０μｍで大きさが５０ｍｍ角の薄板状で、
表面には３０μｍ程度のピラミッド状凹凸があった。こ
のＳＯＲ光を全反射ミラーで集光して、加工するダイヤ
モンドの表面に真空中で照射した。この時のエネルギー
密度は１０10Ｗ／ｃｍ2であった。照射角度はダイヤモ
ンド面の法線に対して平行にした。ダイヤモンドはレー
ザ光に対して垂直に駆動させた。切断面の電子顕微鏡観
察では切断面周辺のモフォロジーの変化は見られず、ま
た切断面自体もグラファイトの生成の見られない極めて
滑らかな面になっていた。
面平滑化をＳＯＲにより行った。気相合成ダイヤモンド
は厚さが３５０μｍで大きさが５０ｍｍ角の薄板状で、
表面には３０μｍ程度のピラミッド状凹凸があった。こ
のＳＯＲ光を全反射ミラーで集光して、加工するダイヤ
モンドの表面に真空中で照射した。この時のエネルギー
密度は１０10Ｗ／ｃｍ2であった。照射角度はダイヤモ
ンド面の法線に対して平行にした。ダイヤモンドはレー
ザ光に対して垂直に駆動させた。切断面の電子顕微鏡観
察では切断面周辺のモフォロジーの変化は見られず、ま
た切断面自体もグラファイトの生成の見られない極めて
滑らかな面になっていた。
【００４０】（実施例６） 気相合成ダイヤモンド表面
をエキシマレーザにより削除した。気相合成ダイヤモン
ドは厚さが３５０μｍで大きさが２５ｍｍ角の板状であ
り、表面の粗さはＲａ＝４μｍであった。エキシマレー
ザには、２４８ｎｍの発振波長を有するＫｒＦエキシマ
レーザを使用した。このレーザ光を合成石英製凸型及び
凹型円筒レンズを組み合わせて、２５ｍｍ長さ１００μ
ｍ幅に集光して、加工するダイヤモンドの表面に酸素ガ
スを吹き付けながら照射した。この時のエネルギー密度
は１０Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返しは１００
Ｈｚにした。照射角度はダイヤモンド面の法線方向にし
た。ダイヤモンドはレーザ光に対して垂直に２５ｍｍの
長さを２ｍｍ／分の速度で４回走査させた。加工後、試
料の厚みを測定したところ、２００μｍになっており、
表面の粗さＲａは０．２μｍまで改良されていた。
をエキシマレーザにより削除した。気相合成ダイヤモン
ドは厚さが３５０μｍで大きさが２５ｍｍ角の板状であ
り、表面の粗さはＲａ＝４μｍであった。エキシマレー
ザには、２４８ｎｍの発振波長を有するＫｒＦエキシマ
レーザを使用した。このレーザ光を合成石英製凸型及び
凹型円筒レンズを組み合わせて、２５ｍｍ長さ１００μ
ｍ幅に集光して、加工するダイヤモンドの表面に酸素ガ
スを吹き付けながら照射した。この時のエネルギー密度
は１０Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返しは１００
Ｈｚにした。照射角度はダイヤモンド面の法線方向にし
た。ダイヤモンドはレーザ光に対して垂直に２５ｍｍの
長さを２ｍｍ／分の速度で４回走査させた。加工後、試
料の厚みを測定したところ、２００μｍになっており、
表面の粗さＲａは０．２μｍまで改良されていた。
【００４１】（実施例７） 合成Ｉｂ型ダイヤモンドの
（１１１）面をエキシマレーザにより加工した。ａｓ−
ｇｒｏｗｎのダイヤモンドは厚さが約５ｍｍで大きさが
ほぼ１０ｍｍ角であり、種面側にはインクルージョンと
称される溶媒金属の巻き込みがみられた。この種面及び
成長面をエキシマレーザにより平滑化した。エキシマレ
ーザには、ＡｒＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光をマスクイメージ法により合成石英製シリンドリカ
ル凸型レンズで１０ｍｍ×１０μｍ形状に集光して、ダ
イヤモンドの表面にヘリウム気流中にて照射した。この
時のエネルギー密度は３０Ｊ／ｃｍ2であった。パルス
の繰り返しは１００Ｈｚにした。照射角度はダイヤモン
ド面に対して垂直にした。ダイヤモンドはレーザ光に対
して垂直に駆動させた。種面側は１０往復させ、インク
ルージョンごと５００μｍ削除した。１往復の所用時間
は、１０分であった。種面側は１往復し、平滑化した。
厚みが約４ｍｍのインクルージョンを含まない平坦なダ
イヤモンド単結晶板を得ることができた。
（１１１）面をエキシマレーザにより加工した。ａｓ−
ｇｒｏｗｎのダイヤモンドは厚さが約５ｍｍで大きさが
ほぼ１０ｍｍ角であり、種面側にはインクルージョンと
称される溶媒金属の巻き込みがみられた。この種面及び
成長面をエキシマレーザにより平滑化した。エキシマレ
ーザには、ＡｒＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光をマスクイメージ法により合成石英製シリンドリカ
ル凸型レンズで１０ｍｍ×１０μｍ形状に集光して、ダ
イヤモンドの表面にヘリウム気流中にて照射した。この
時のエネルギー密度は３０Ｊ／ｃｍ2であった。パルス
の繰り返しは１００Ｈｚにした。照射角度はダイヤモン
ド面に対して垂直にした。ダイヤモンドはレーザ光に対
して垂直に駆動させた。種面側は１０往復させ、インク
ルージョンごと５００μｍ削除した。１往復の所用時間
は、１０分であった。種面側は１往復し、平滑化した。
厚みが約４ｍｍのインクルージョンを含まない平坦なダ
イヤモンド単結晶板を得ることができた。
【００４２】（比較例１） 機械研磨（スカイフ研磨）
により、合成Ｉｂ型ダイヤモンドの（１１１）面を加工
した。ａｓ−ｇｒｏｗｎのダイヤモンドは厚さが約５ｍ
ｍで大きさがほぼ１０ｍｍ角であり、種面側にはインク
ルージョンと称される溶媒金属の巻き込みがみられた。
この種面及び成長面をスカイフ研磨により平坦化した。
スカイフ研磨とは、高速回転する鉄製加工台に遊離ダイ
ヤモンド砥粒をまき、これに圧着してダイヤモンドを加
工するもので、数百℃まで温度は上昇する。
により、合成Ｉｂ型ダイヤモンドの（１１１）面を加工
した。ａｓ−ｇｒｏｗｎのダイヤモンドは厚さが約５ｍ
ｍで大きさがほぼ１０ｍｍ角であり、種面側にはインク
ルージョンと称される溶媒金属の巻き込みがみられた。
この種面及び成長面をスカイフ研磨により平坦化した。
スカイフ研磨とは、高速回転する鉄製加工台に遊離ダイ
ヤモンド砥粒をまき、これに圧着してダイヤモンドを加
工するもので、数百℃まで温度は上昇する。
【００４３】（１１１）面はダイヤモンドの面の中で最
も硬い面である。そのため、種面側の片面の０．５ｍｍ
を落とすのに、２４５時間かかった。この際、熱的影響
と思われるインクールジョン部よりのクラックがみられ
た。さらに、成長面側を数μｍ研削するのに数日を要し
た。また、研削面は曲面になり、これは加工面の変形が
原因と考えられた。
も硬い面である。そのため、種面側の片面の０．５ｍｍ
を落とすのに、２４５時間かかった。この際、熱的影響
と思われるインクールジョン部よりのクラックがみられ
た。さらに、成長面側を数μｍ研削するのに数日を要し
た。また、研削面は曲面になり、これは加工面の変形が
原因と考えられた。
【００４４】（比較例２） 気相合成ダイヤモンドをメ
タルボンドダイヤモンド砥石により研削加工した。気相
合成ダイヤモンドの大きさは、２５ｍｍ角で厚みが５０
０μｍの自立板であった。これを回転する砥石面に圧着
した。１００μｍ厚みを研削するのに、３１３時間を要
した。その間、研削砥石の交換を５回行った。また、研
削面は曲面状を呈した。
タルボンドダイヤモンド砥石により研削加工した。気相
合成ダイヤモンドの大きさは、２５ｍｍ角で厚みが５０
０μｍの自立板であった。これを回転する砥石面に圧着
した。１００μｍ厚みを研削するのに、３１３時間を要
した。その間、研削砥石の交換を５回行った。また、研
削面は曲面状を呈した。
【００４５】（実施例８） 気相合成ダイヤモンドをエ
キシマレーザにより平坦化及び平滑化した。気相合成ダ
イヤモンドは厚さが５００μｍで大きさが５０ｍｍ角の
薄板状であり、大きく湾曲している。その湾曲即ちソリ
の大きさを、面の最も高い点と最も低い点の差で表した
場合、１００μｍであった。また、表面には約３０μｍ
の高さのピラミッド状の凹凸が形成されていた。平坦な
板の上にある約５０ｍｍ角の型枠の中に静置した。囲い
の中には、約０．５μｍ〜１０μｍ径のアルミナ（酸化
アルミニウム）粒子をメタノール液に懸濁させたものを
入れてあり、メタノールを蒸発させる様、静置もしくは
加熱した。
キシマレーザにより平坦化及び平滑化した。気相合成ダ
イヤモンドは厚さが５００μｍで大きさが５０ｍｍ角の
薄板状であり、大きく湾曲している。その湾曲即ちソリ
の大きさを、面の最も高い点と最も低い点の差で表した
場合、１００μｍであった。また、表面には約３０μｍ
の高さのピラミッド状の凹凸が形成されていた。平坦な
板の上にある約５０ｍｍ角の型枠の中に静置した。囲い
の中には、約０．５μｍ〜１０μｍ径のアルミナ（酸化
アルミニウム）粒子をメタノール液に懸濁させたものを
入れてあり、メタノールを蒸発させる様、静置もしくは
加熱した。
【００４６】乾固後、型枠を取り外し、ダイヤモンド面
がでるまでアルミナを平行に削り落とした。この全体を
エキシマレーザにより平坦化し、ダイヤモンドの平坦平
滑化を行った。エキシマレーザは、波長が３０８ｎｍの
ＸｅＣｌエキシマレーザを使用した。このレーザ光を、
合成石英製シリンドリカル凸型レンズにて、３０ｍｍ長
×１００μｍ幅に集光して、加工するダイヤモンドの表
面に酸素ガスを吹き付けながら照射した。この時の平均
エネルギー密度は５Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り
返しは１００Ｈｚにした。
がでるまでアルミナを平行に削り落とした。この全体を
エキシマレーザにより平坦化し、ダイヤモンドの平坦平
滑化を行った。エキシマレーザは、波長が３０８ｎｍの
ＸｅＣｌエキシマレーザを使用した。このレーザ光を、
合成石英製シリンドリカル凸型レンズにて、３０ｍｍ長
×１００μｍ幅に集光して、加工するダイヤモンドの表
面に酸素ガスを吹き付けながら照射した。この時の平均
エネルギー密度は５Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り
返しは１００Ｈｚにした。
【００４７】照射角度はダイヤモンド面の法線に対して
７５度にした。ダイヤモンドはレーザ光に対して平行に
駆動させた。５０ｍｍの幅を１ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で
２往復走査させた。上下を変えて、同様にレーザ光を走
査させた。その後、超音波洗浄によりアルミナを落とし
た。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない平滑な面
であることが分かり、Ｒａは０．２μｍであった。また
加工面にはグラファイトの生成は見られなかった。
７５度にした。ダイヤモンドはレーザ光に対して平行に
駆動させた。５０ｍｍの幅を１ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で
２往復走査させた。上下を変えて、同様にレーザ光を走
査させた。その後、超音波洗浄によりアルミナを落とし
た。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない平滑な面
であることが分かり、Ｒａは０．２μｍであった。また
加工面にはグラファイトの生成は見られなかった。
【００４８】アルミナ粒子の代わりに、窒化珪素、炭化
珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、酸化硼
素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化イットリウムおよびダ
イヤモンドからなる群から選ばれた１または２以上の物
質、もしくはそれらの化合物など、照射光に対して１×
１０2ｃｍ-1以上の吸収係数を有する物質を用いても同
様の結果が得られる。
珪素、酸化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、酸化硼
素、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、
酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化イットリウムおよびダ
イヤモンドからなる群から選ばれた１または２以上の物
質、もしくはそれらの化合物など、照射光に対して１×
１０2ｃｍ-1以上の吸収係数を有する物質を用いても同
様の結果が得られる。
【００４９】（実施例９） 気相合成ダイヤモンドをエ
キシマレーザにより平坦化及び平滑化した。気相合成ダ
イヤモンドは厚さが５００μｍで大きさが５０ｍｍ角の
薄板状であり、大きく湾曲している。その湾曲即ちソリ
の大きさを、面の最も高い点と最も低い点の差で表した
場合、１００μｍであった。また、表面には約３０μｍ
の高さのピラミッド状の凹凸が形成されていた。
キシマレーザにより平坦化及び平滑化した。気相合成ダ
イヤモンドは厚さが５００μｍで大きさが５０ｍｍ角の
薄板状であり、大きく湾曲している。その湾曲即ちソリ
の大きさを、面の最も高い点と最も低い点の差で表した
場合、１００μｍであった。また、表面には約３０μｍ
の高さのピラミッド状の凹凸が形成されていた。
【００５０】このダイヤモンド板を試料台に固定し、紫
外線を通さないシリコンオイルの入っている容器内にお
いた。試料台は容器中で上下動制御できるようにした。
エキシマレーザは、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマ
レーザを使用した。このレーザ光を、合成石英製シリン
ドリカル凸型及び凹型レンズを組み合せた光学系にて、
５０ｍｍ長×１００μｍ幅に集光して、加工するダイヤ
モンドの表面にヘリウム希釈酸素ガスを吹き付けながら
照射した。この時の平均エネルギー密度は３Ｊ／ｃｍ2
であった。パルスの繰り返しは１００Ｈｚにした。
外線を通さないシリコンオイルの入っている容器内にお
いた。試料台は容器中で上下動制御できるようにした。
エキシマレーザは、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマ
レーザを使用した。このレーザ光を、合成石英製シリン
ドリカル凸型及び凹型レンズを組み合せた光学系にて、
５０ｍｍ長×１００μｍ幅に集光して、加工するダイヤ
モンドの表面にヘリウム希釈酸素ガスを吹き付けながら
照射した。この時の平均エネルギー密度は３Ｊ／ｃｍ2
であった。パルスの繰り返しは１００Ｈｚにした。
【００５１】５０ｍｍの幅を１ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で
３往復走査させた。照射角度はダイヤモンド面の法線に
対して６０度にした。ダイヤモンドはレーザ光に対して
平行に駆動させた。この際、１走査毎に試料台を１０〜
２０μｍ程度上に上げて行った。１００μｍのそり部が
削除された時点で、試料面の上下を変えて、同様にレー
ザ光を走査させた。その後、洗浄によりシリコンオイル
を落とした。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．２μｍであっ
た。また加工面にはグラファイトの生成は見られなかっ
た。シリコンオイルの代わりに、ベンゼン、アセトン、
酢酸エチル、炭酸プロピレン、トルエン等のエキシマレ
ーザに対して不透明な液体を用いても同様の結果が得ら
れる。
３往復走査させた。照射角度はダイヤモンド面の法線に
対して６０度にした。ダイヤモンドはレーザ光に対して
平行に駆動させた。この際、１走査毎に試料台を１０〜
２０μｍ程度上に上げて行った。１００μｍのそり部が
削除された時点で、試料面の上下を変えて、同様にレー
ザ光を走査させた。その後、洗浄によりシリコンオイル
を落とした。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．２μｍであっ
た。また加工面にはグラファイトの生成は見られなかっ
た。シリコンオイルの代わりに、ベンゼン、アセトン、
酢酸エチル、炭酸プロピレン、トルエン等のエキシマレ
ーザに対して不透明な液体を用いても同様の結果が得ら
れる。
【００５２】（実施例１０） 気相合成ダイヤモンドの
表面をエキシマレーザにより一部削除し、凹形状にし
た。気相合成ダイヤモンドは厚さが３５０μｍで大きさ
が５０ｍｍ角の平滑化された薄板状であった。エキシマ
レーザは、ＸｅＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光を合成石英製シリンドリカル凸型レンズ及びシリン
ドリカル凹レンズを組み合わせて、かつマスクイメージ
法により、１０ｍｍ×２０μｍ角に集光して、加工する
ダイヤモンドの表面にアセトンの霧を噴霧しながら照射
した。
表面をエキシマレーザにより一部削除し、凹形状にし
た。気相合成ダイヤモンドは厚さが３５０μｍで大きさ
が５０ｍｍ角の平滑化された薄板状であった。エキシマ
レーザは、ＸｅＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光を合成石英製シリンドリカル凸型レンズ及びシリン
ドリカル凹レンズを組み合わせて、かつマスクイメージ
法により、１０ｍｍ×２０μｍ角に集光して、加工する
ダイヤモンドの表面にアセトンの霧を噴霧しながら照射
した。
【００５３】この時のエネルギー密度は２０Ｊ／ｃｍ2
であった。パルスの繰り返しは８０Ｈｚにした。照射角
度はダイヤモンドの面に対して垂直にした。ダイヤモン
ドはレーザ光に対して垂直に駆動させた。１０ｍｍの幅
を３ｍｍ／ｍｉｎの速度で４往復走査させた。その結
果、中央が１０ｍｍ角で深さ８０μｍの溝を形成するこ
とが出来た。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．２μｍであっ
た。また加工面にはグラファイトの生成は見られなかっ
た。この凹型ダイヤモンド板に半導体レーザを埋め込
み、発振させたところ良好な冷却特性を示した。
であった。パルスの繰り返しは８０Ｈｚにした。照射角
度はダイヤモンドの面に対して垂直にした。ダイヤモン
ドはレーザ光に対して垂直に駆動させた。１０ｍｍの幅
を３ｍｍ／ｍｉｎの速度で４往復走査させた。その結
果、中央が１０ｍｍ角で深さ８０μｍの溝を形成するこ
とが出来た。表面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．２μｍであっ
た。また加工面にはグラファイトの生成は見られなかっ
た。この凹型ダイヤモンド板に半導体レーザを埋め込
み、発振させたところ良好な冷却特性を示した。
【００５４】（実施例１１） 気相合成ダイヤモンドの
表面削除を塩酸の水溶液中で行った。気相合成ダイヤモ
ンドは厚さが３５０μｍで大きさが２５ｍｍ角の薄板状
で、表面には３０μｍ程度のピラミッド状凹凸があっ
た。
表面削除を塩酸の水溶液中で行った。気相合成ダイヤモ
ンドは厚さが３５０μｍで大きさが２５ｍｍ角の薄板状
で、表面には３０μｍ程度のピラミッド状凹凸があっ
た。
【００５５】エキシマレーザには、２４８ｎｍの発振波
長を有するＫｒＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光を合成石英製凸型及び凹型円筒レンズを組み合わせ
て、２５ｍｍ長さ１００μｍ幅に集光して、加工するダ
イヤモンドの表面に照射した。この時のエネルギー密度
は１０Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返しは１００
Ｈｚにした。照射角度はダイヤモンド面の法線方向にし
た。
長を有するＫｒＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光を合成石英製凸型及び凹型円筒レンズを組み合わせ
て、２５ｍｍ長さ１００μｍ幅に集光して、加工するダ
イヤモンドの表面に照射した。この時のエネルギー密度
は１０Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返しは１００
Ｈｚにした。照射角度はダイヤモンド面の法線方向にし
た。
【００５６】ダイヤモンドはレーザ光に対して垂直に駆
動させた。切断面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．１μｍまで改
良されていた。また加工面にはグラファイトの生成は見
られなかった。切断面の状態は蒸気の実施例１０の場合
よりも良好であった。また１走査で削除されるダイヤモ
ンドの厚みは４０μｍであった。
動させた。切断面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．１μｍまで改
良されていた。また加工面にはグラファイトの生成は見
られなかった。切断面の状態は蒸気の実施例１０の場合
よりも良好であった。また１走査で削除されるダイヤモ
ンドの厚みは４０μｍであった。
【００５７】酸の水溶液として、塩酸の他に硝酸、酢
酸、硫酸、燐酸等を用いても同様の結果が得られる。ま
た、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等
のアルカリ水溶液を用いても同様の結果が得られる。水
溶液中の酸、アルカリの濃度は０．５〜１０％が適当で
ある。０．５％よりも薄いと効果がなく、１０％よりも
濃くなると水溶液がエキシマレーザに対して不透明にな
る。
酸、硫酸、燐酸等を用いても同様の結果が得られる。ま
た、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア等
のアルカリ水溶液を用いても同様の結果が得られる。水
溶液中の酸、アルカリの濃度は０．５〜１０％が適当で
ある。０．５％よりも薄いと効果がなく、１０％よりも
濃くなると水溶液がエキシマレーザに対して不透明にな
る。
【００５８】（実施例１２） 気相合成ダイヤモンドの
表面削除をメタノール液中で行った。気相合成ダイヤモ
ンドは厚さが３５０μｍで大きさが２５ｍｍ角の薄板状
で、表面には３０ミクロン程度のピラミッド状凹凸があ
った。
表面削除をメタノール液中で行った。気相合成ダイヤモ
ンドは厚さが３５０μｍで大きさが２５ｍｍ角の薄板状
で、表面には３０ミクロン程度のピラミッド状凹凸があ
った。
【００５９】エキシマレーザには、２４８ｎｍの発振波
長を有するＫｒＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光を合成石英製凸型及び凹型円筒レンズを組み合わせ
て、２５ｍｍ長さ１００μｍ幅に集光して、加工するダ
イヤモンドの表面に照射した。この時のエネルギー密度
は１０Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返しは１００
Ｈｚにした。照射角度はダイヤモンド面の法線方向にし
た。
長を有するＫｒＦエキシマレーザを使用した。このレー
ザ光を合成石英製凸型及び凹型円筒レンズを組み合わせ
て、２５ｍｍ長さ１００μｍ幅に集光して、加工するダ
イヤモンドの表面に照射した。この時のエネルギー密度
は１０Ｊ／ｃｍ2であった。パルスの繰り返しは１００
Ｈｚにした。照射角度はダイヤモンド面の法線方向にし
た。
【００６０】ダイヤモンドはレーザ光に対して垂直に駆
動させた。切断面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．１μｍまで改
良されていた。また加工面にはグラファイトの生成は見
られなかった。切断面の状態は蒸気の実施例１０の場合
よりも良好であった。また１走査で削除されるダイヤモ
ンドの厚みは３５μｍであった。
動させた。切断面の電子顕微鏡観察では殆ど凹凸のない
平滑な面であることが分かり、Ｒａは０．１μｍまで改
良されていた。また加工面にはグラファイトの生成は見
られなかった。切断面の状態は蒸気の実施例１０の場合
よりも良好であった。また１走査で削除されるダイヤモ
ンドの厚みは３５μｍであった。
【００６１】メタノールの他に、エタノールその他のア
ルコール類、アセトン等のケトン類、エーテル類等、酸
素を含有する有機物を用いても同様の効果が得られる。
試料ダイヤモンドを液中に置く代わりに、これらの有機
物を霧状にして吹き付けてもまたこれらの蒸気中で加工
してもよい。
ルコール類、アセトン等のケトン類、エーテル類等、酸
素を含有する有機物を用いても同様の効果が得られる。
試料ダイヤモンドを液中に置く代わりに、これらの有機
物を霧状にして吹き付けてもまたこれらの蒸気中で加工
してもよい。
【００６２】
【発明の効果】本発明は高効率・高精度のダイヤモンド
加工法を提供するもので、ダイヤモンドの高硬度、比較
的弱い耐酸化性等の問題の為、加工ができなかったり、
コストが非常にかかることの為に従来適応できなかった
分野にダイヤモンドの応用範囲を広げることができる。
さらに、本発明はダイヤモンドの３次元の超精密加工法
を提示するものである。
加工法を提供するもので、ダイヤモンドの高硬度、比較
的弱い耐酸化性等の問題の為、加工ができなかったり、
コストが非常にかかることの為に従来適応できなかった
分野にダイヤモンドの応用範囲を広げることができる。
さらに、本発明はダイヤモンドの３次元の超精密加工法
を提示するものである。
【図１】本発明の方法を実施する装置の他の例を示す概
念図である。
念図である。
【図２】本発明の方法を実施する装置の一例を示す概念
図である。
図である。
【図３】高純度のIIa型ダイヤモンドの吸収スペクトル
である。
である。
１：エキシマレーザ ２：円筒型レンズ ３、５：ダイヤモンド ４：円筒型凹面鏡
Claims (17)
- 【請求項１】 ダイヤモンドの表面に光を照射して加工
する方法に於て、波長が３６０ｎｍ以下の光を照射する
ことを特徴とするダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項２】 ダイヤモンド表面に光を照射して加工す
る方法に於て、波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲
にある光を照射することを特徴とするダイヤモンドの加
工方法。 - 【請求項３】 ダイヤモンドの表面に照射する光のエネ
ルギー密度が、１０Ｗ／ｃｍ2以上１０11Ｗ／ｃｍ2以下
の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載
のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項４】 光がパルス状レーザ光であることを特徴
とする請求項２に記載のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項５】 ダイヤモンドの表面に照射するパルスレ
ーザの１パルス当りのエネルギー密度が、１０ー1Ｊ／ｃ
ｍ2以上で、１０6Ｊ／ｃｍ2以下の範囲にあることを特
徴とする請求項４に記載のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項６】 レーザ発振器より発振される際のレーザ
光の広がり角度が１０ー2ｍｒａｄ以上で５×１０ー1ｍｒ
ａｄ以下であることを特徴とする請求項４に記載のダイ
ヤモンドの加工方法。 - 【請求項７】 レーザ光の発振スペクトルの半価幅が１
０ー4ｎｍ以上で１ｎｍ未満であることを特徴とする請求
項４に記載のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項８】 レーザ光のビームの断面におけるエネル
ギーのバラツキが１０％以下の範囲であることを特徴と
する請求項４に記載のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項９】 パルスレーザ光を円筒型レンズあるいは
円筒型ミラーにより集光してダイヤモンド表面に照射す
ることを特徴とする請求項４または８に記載のダイヤモ
ンドの加工方法。 - 【請求項１０】 パルスレーザ光を円筒型レンズあるい
は円筒型ミラーにより１０μｍ以上の線幅に集光してダ
イヤモンド表面に照射することを特徴とする請求項４ま
たは８に記載のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項１１】 パルスレーザ光を円筒型レンズあるい
は円筒型ミラーにより集光してダイヤモンド表面に照射
する際に、ダイヤモンド表面への照射角度が法線に対し
て４０〜８５度の範囲にあることを特徴とする請求項９
または１０に記載のダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項１２】 ダイヤモンドの表面に光を照射して加
工する方法であって、ダイヤモンドの表面を、１×１０
2ｃｍ-1以上の吸収係数を有する物質の粒径０．５〜１
０μｍの粒子の層で覆い、粒子の層で覆われたダイヤモ
ンドの表面に波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲の
光を照射することによって、粒子の層から露出したダイ
ヤモンドを削ることを特徴とするダイヤモンドの加工方
法。 - 【請求項１３】 ダイヤモンドの表面に光を照射して加
工する方法であって、ダイヤモンドの表面を、酸化アル
ミニウム、窒化珪素、炭化珪素、酸化珪素、窒化アルミ
ニウム、窒化硼素、酸化硼素、酸化チタン、酸化マグネ
シウム、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ジルコニウム、
酸化イットリウムおよびダイヤモンドからなる群から選
ばれた１または２以上の物質、もしくはそれらの化合物
の粒径０．５〜１０μｍの粒子の層で覆い、粒子の層で
覆われたダイヤモンドの表面に波長が１９０ｎｍから３
６０ｎｍの範囲の光を照射することによって、粒子の層
から露出したダイヤモンドを削ることを特徴とするダイ
ヤモンドの加工方法。 - 【請求項１４】 ダイヤモンドの表面に光を照射して加
工する方法であって、ダイヤモンドの表面を、波長が１
９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲における光の吸収係数が
１×１０2ｃｍ-1以上である液体の層で覆い、液体の層
で覆われたダイヤモンドの表面に波長が１９０ｎｍから
３６０ｎｍの範囲の光を照射することによって、液体の
層から露出したダイヤモンドを削ることを特徴とするダ
イヤモンドの加工方法。 - 【請求項１５】 ダイヤモンドの表面に光を照射して加
工する方法であって、ダイヤモンドの表面を、シリコン
オイル、石油エーテル、ヘキサン、ベンゼン、アセト
ン、酢酸エチル、炭酸プロピレンおよびトルエンからな
る群から選ばれた１の液体または２以上の液体の混合物
の層で覆い、液体の層で覆われたダイヤモンドの表面に
波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲の光を照射する
ことによって、液体の層から露出したダイヤモンドを削
ることを特徴とするダイヤモンドの加工方法。 - 【請求項１６】 酸またはアルカリの水溶液中にダイヤ
モンドを配置し、これに波長が１９０ｎｍから３６０ｎ
ｍの範囲の光を照射することを特徴とするダイヤモンド
の加工方法。 - 【請求項１７】 アルコール、ケトンまたはエーテルも
しくはこれらのうちの２以上の混合物の液中にダイヤモ
ンドを配置し、これに波長が１９０ｎｍから３６０ｎｍ
の範囲の光を照射することを特徴とするダイヤモンドの
加工方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048452A JPH0640797A (ja) | 1992-04-23 | 1993-03-10 | ダイヤモンドの加工方法 |
| US08/050,639 US5483038A (en) | 1992-04-23 | 1993-04-22 | Method of working diamond with ultraviolet light |
| EP93106566A EP0567129B1 (en) | 1992-04-23 | 1993-04-22 | Method of working diamond |
| DE69313709T DE69313709T2 (de) | 1992-04-23 | 1993-04-22 | Verfahren zur Bearbeitung von Diamanten |
| RU9393005019A RU2094225C1 (ru) | 1992-04-23 | 1993-04-22 | Способ обработки материала |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10448392 | 1992-04-23 | ||
| JP4-104483 | 1992-04-23 | ||
| JP5048452A JPH0640797A (ja) | 1992-04-23 | 1993-03-10 | ダイヤモンドの加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0640797A true JPH0640797A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=26388725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5048452A Pending JPH0640797A (ja) | 1992-04-23 | 1993-03-10 | ダイヤモンドの加工方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5483038A (ja) |
| EP (1) | EP0567129B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0640797A (ja) |
| DE (1) | DE69313709T2 (ja) |
| RU (1) | RU2094225C1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219162A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ダイヤモンドの加工方法 |
| WO2012093684A1 (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | 日立金属株式会社 | 炭化珪素単結晶基板への識別マークの形成方法、及び炭化珪素単結晶基板 |
| WO2020026393A1 (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 国立大学法人九州大学 | ダイヤモンド平滑化方法 |
| KR20210024661A (ko) * | 2017-02-09 | 2021-03-05 | 유에스 신써틱 코포레이션 | 에너지 가공된 다결정 다이아몬드 컴팩트들 및 이에 관련된 방법 |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0669298A1 (en) * | 1994-02-23 | 1995-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of working silicon nitride ceramics |
| EP0669297A1 (en) * | 1994-02-23 | 1995-08-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of working aluminum nitride ceramics |
| US5631190A (en) * | 1994-10-07 | 1997-05-20 | Cree Research, Inc. | Method for producing high efficiency light-emitting diodes and resulting diode structures |
| US5814194A (en) * | 1994-10-20 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd | Substrate surface treatment method |
| EP0715314B1 (en) * | 1994-11-30 | 2000-07-12 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Window and preparation thereof |
| US5569399A (en) * | 1995-01-20 | 1996-10-29 | General Electric Company | Lasing medium surface modification |
| US5742026A (en) * | 1995-06-26 | 1998-04-21 | Corning Incorporated | Processes for polishing glass and glass-ceramic surfaces using excimer laser radiation |
| GB9514558D0 (en) | 1995-07-17 | 1995-09-13 | Gersan Ets | Marking diamond |
| US5932119A (en) * | 1996-01-05 | 1999-08-03 | Lazare Kaplan International, Inc. | Laser marking system |
| IL121890A (en) * | 1997-10-06 | 2000-11-21 | Dov Zahavi | Laser assisted polishing |
| US5983238A (en) * | 1997-12-26 | 1999-11-09 | Diamond Id | Gemstons identification tracking and recovery system |
| ES2226471T3 (es) | 1998-12-22 | 2005-03-16 | Element Six (Pty) Ltd | Corte de materiales ultra-duros. |
| US6660964B1 (en) * | 2000-09-22 | 2003-12-09 | David Benderly | Optical modification of laser beam cross section in object marking systems |
| US20050259256A1 (en) * | 2002-07-31 | 2005-11-24 | Dario Anselmetti | Device and method for measurement |
| JP2008515643A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | パワーレイズ・リミテッド | １０６〜１０９Ｗｃｍ−２の範囲の放射照度と、１０〜５０ｋＨｚの範囲の繰返し率とを有するレーザを使用する硬質材料の加工処理装置及び加工処理方法 |
| JP5002982B2 (ja) † | 2005-04-15 | 2012-08-15 | 住友電気工業株式会社 | 単結晶ダイヤモンドの製造方法 |
| US8184284B2 (en) * | 2005-06-14 | 2012-05-22 | Ebstein Steven M | Laser-processed substrate for molecular diagnostics |
| EP1896805A4 (en) | 2005-06-14 | 2010-03-31 | Steven M Ebstein | USES OF LASER-TREATED SUBSTRATE FOR MOLECULAR DIAGNOSIS |
| US20070062917A1 (en) * | 2005-09-21 | 2007-03-22 | Quantronix Corporation | Laser cutting and sawing method and apparatus |
| US8319145B2 (en) * | 2006-07-10 | 2012-11-27 | Lazare Kaplan International, Inc. | System and method for gemstone micro-inscription |
| US10016876B2 (en) | 2007-11-05 | 2018-07-10 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of forming polycrystalline compacts and earth-boring tools including polycrystalline compacts |
| WO2009061766A2 (en) * | 2007-11-05 | 2009-05-14 | Baker Hughes Incorporated | Methods and apparatuses for forming cutting elements having a chamfered edge for earth-boring tools |
| JP2009262188A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Disco Abrasive Syst Ltd | 透明板状物のレーザー加工方法 |
| RU2479395C1 (ru) * | 2011-10-12 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лазерный Центр" | Способ лазерной резки металла или сплава |
| RU2479396C1 (ru) * | 2011-10-12 | 2013-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Лазерный Центр" | Способ лазерной гравировки металла или сплава |
| CN103192199B (zh) * | 2013-04-18 | 2015-04-29 | 苏州光韵达光电科技有限公司 | 一种用于光纤激光切割陶瓷的吸收剂 |
| KR101881708B1 (ko) * | 2014-07-03 | 2018-07-24 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 레이저 가공 장치 |
| BR112017027953A2 (pt) | 2015-06-24 | 2018-08-28 | University Of Dundee | método e aparelho para escurecimento, superfície tratada a laser, e, dispositivo. |
| GB201603991D0 (en) | 2016-03-08 | 2016-04-20 | Univ Dundee | Processing method and apparatus |
| US9931714B2 (en) | 2015-09-11 | 2018-04-03 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods and systems for removing interstitial material from superabrasive materials of cutting elements using energy beams |
| WO2018136622A1 (en) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | Ipg Photonics Corporation | Methods and systems for coherent imaging and feedback control for modification of materials |
| DE102017120051B4 (de) * | 2017-08-31 | 2023-01-12 | Baosteel Tailored Blanks Gmbh | Verfahren zum Laserstrahlschweißen eines oder mehrerer Stahlbleche aus presshärtbarem Mangan-Borstahl |
| CN112461263B (zh) * | 2020-11-20 | 2023-03-24 | 大连理工大学 | 一种金刚石陀螺谐振子纳米制造方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3527198A (en) * | 1966-03-26 | 1970-09-08 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method and apparatus for working diamonds by means of laser light beam |
| US4401876A (en) * | 1980-05-20 | 1983-08-30 | Martin Cooper | Working gemstones |
| JPS5886924A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 極細穴径ダイス用ニブ |
| US4480169A (en) * | 1982-09-13 | 1984-10-30 | Macken John A | Non contact laser engraving apparatus |
| US4467172A (en) * | 1983-01-03 | 1984-08-21 | Jerry Ehrenwald | Method and apparatus for laser engraving diamonds with permanent identification markings |
| US4546231A (en) * | 1983-11-14 | 1985-10-08 | Group Ii Manufacturing Ltd. | Creation of a parting zone in a crystal structure |
| JPS6130672A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Hitachi Ltd | 選択的加工方法 |
| US4670063A (en) * | 1985-04-10 | 1987-06-02 | Eaton Corporation | Semiconductor processing technique with differentially fluxed radiation at incremental thicknesses |
| JPH01245993A (ja) * | 1988-03-27 | 1989-10-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 薄膜加工装置 |
| US4861421A (en) * | 1988-06-01 | 1989-08-29 | Texas Instruments Incorporated | Photochemical semiconductor etching |
| CA1325041C (en) * | 1988-08-15 | 1993-12-07 | Michael Peter Gaukroger | Cutting using high energy radiation |
| JPH02112890A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-25 | Showa Denko Kk | ダイヤモンドの切断方法 |
| CA2009514C (en) * | 1990-02-07 | 1995-04-25 | Mahmud U. Islam | Laser rough and finish machining of hard materials |
| JPH03264181A (ja) * | 1990-03-10 | 1991-11-25 | Onoda Cement Co Ltd | ダイヤモンドの研磨方法 |
| US5149938A (en) * | 1990-10-11 | 1992-09-22 | Harry Winston, S.A. | Methods for producing indicia on diamonds |
| US5410125A (en) * | 1990-10-11 | 1995-04-25 | Harry Winston, S.A. | Methods for producing indicia on diamonds |
| JPH0624896A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-02-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ダイヤモンド合成方法 |
| US5328715A (en) * | 1993-02-11 | 1994-07-12 | General Electric Company | Process for making metallized vias in diamond substrates |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP5048452A patent/JPH0640797A/ja active Pending
- 1993-04-22 EP EP93106566A patent/EP0567129B1/en not_active Expired - Lifetime
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- 1993-04-22 DE DE69313709T patent/DE69313709T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219162A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | ダイヤモンドの加工方法 |
| WO2012093684A1 (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-12 | 日立金属株式会社 | 炭化珪素単結晶基板への識別マークの形成方法、及び炭化珪素単結晶基板 |
| KR20210024661A (ko) * | 2017-02-09 | 2021-03-05 | 유에스 신써틱 코포레이션 | 에너지 가공된 다결정 다이아몬드 컴팩트들 및 이에 관련된 방법 |
| WO2020026393A1 (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 国立大学法人九州大学 | ダイヤモンド平滑化方法 |
| KR20210027441A (ko) | 2018-08-01 | 2021-03-10 | 고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠 | 다이아몬드 평활화 방법 |
| JPWO2020026393A1 (ja) * | 2018-08-01 | 2021-08-05 | 国立大学法人九州大学 | ダイヤモンド平滑化方法 |
| US11986905B2 (en) | 2018-08-01 | 2024-05-21 | Kyushu University, National University Corporation | Diamond smoothing method |
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