JPH09124400A - 主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法 - Google Patents
主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法Info
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- JPH09124400A JPH09124400A JP27932396A JP27932396A JPH09124400A JP H09124400 A JPH09124400 A JP H09124400A JP 27932396 A JP27932396 A JP 27932396A JP 27932396 A JP27932396 A JP 27932396A JP H09124400 A JPH09124400 A JP H09124400A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学的、化学的及び物理的に極めて安定な単
結晶体を複雑な形状に加工出来る方法を提供することを
課題とする。 【解決手段】 主成分が同じで無色若しくは各種着色不
純物を含有しない合成単結晶体の特定結晶軸に特定角で
交差する平行面の両面を光学研磨し、この光学研磨面を
各合成単結晶体が同軸、同軸角、同軸率となるように重
ね合わせて密着させ、全体を均一に加熱して化学結合さ
せて一体化し、耐熱性、耐薬品性、耐凍性それぞれの特
性に適する基板及び角又は円筒形としたことを特徴とす
る。
結晶体を複雑な形状に加工出来る方法を提供することを
課題とする。 【解決手段】 主成分が同じで無色若しくは各種着色不
純物を含有しない合成単結晶体の特定結晶軸に特定角で
交差する平行面の両面を光学研磨し、この光学研磨面を
各合成単結晶体が同軸、同軸角、同軸率となるように重
ね合わせて密着させ、全体を均一に加熱して化学結合さ
せて一体化し、耐熱性、耐薬品性、耐凍性それぞれの特
性に適する基板及び角又は円筒形としたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主成分及び結晶系を
同じくする各種合成単結晶体を化学結合させて一体同化
せしめる同軸結晶結合体の製造方法に関するもので、特
に合成コランダムに関する。
同じくする各種合成単結晶体を化学結合させて一体同化
せしめる同軸結晶結合体の製造方法に関するもので、特
に合成コランダムに関する。
【０００２】
【従来の技術】又、光学ガラスよりも耐熱性及び耐久性
に優れた同じ非晶質の透明石英ガラス（溶融水晶）があ
るが、
に優れた同じ非晶質の透明石英ガラス（溶融水晶）があ
るが、
【０００３】化学的には、透明石英ガラスは光学ガラス
よりも透過率が高く、同じ非晶質のため加工性も容易な
ので、特に高い透過率を必要とするものは光学ガラスに
代わり、広く用いられている。そのなかでも、特に透過
材料として広範囲に光の透過率を必要とする光度測定計
の分析用容器（セル）として活用されている。
よりも透過率が高く、同じ非晶質のため加工性も容易な
ので、特に高い透過率を必要とするものは光学ガラスに
代わり、広く用いられている。そのなかでも、特に透過
材料として広範囲に光の透過率を必要とする光度測定計
の分析用容器（セル）として活用されている。
【０００４】従来の光路とその基板による光集積回路は
非晶質である異質同士のガラスによって構成され、その
異質性が屈折率の差になり、光を光路に導入し伝送する
方法である。
非晶質である異質同士のガラスによって構成され、その
異質性が屈折率の差になり、光を光路に導入し伝送する
方法である。
【０００５】気体レーザー発振素子は普通は直径１〜１
０mm、長さ１００〜２０００mm程度の管状のものに気体
を封入した容器（放電管）と、この容器の両端に反射鏡
を設けたもので、放電によって励起し発振して光を発生
する構成である。反射鏡をレーザー管の内部に封入する
内部共振器形と、外に置く外部共振器形とがあり、材質
は透明石英ガラス製が一般的で、エキシマレーザー用と
しては光透過用窓材に光学結晶を使用した気体封入容器
もある。
０mm、長さ１００〜２０００mm程度の管状のものに気体
を封入した容器（放電管）と、この容器の両端に反射鏡
を設けたもので、放電によって励起し発振して光を発生
する構成である。反射鏡をレーザー管の内部に封入する
内部共振器形と、外に置く外部共振器形とがあり、材質
は透明石英ガラス製が一般的で、エキシマレーザー用と
しては光透過用窓材に光学結晶を使用した気体封入容器
もある。
【０００６】溶液体レーザーも気体レーザーと同じく、
気体の代わりに溶液体を注入した容器であり、励起はキ
セノンフラッシュランプの強い光を照射することで行わ
れ、性質は固体レーザーに近い。
気体の代わりに溶液体を注入した容器であり、励起はキ
セノンフラッシュランプの強い光を照射することで行わ
れ、性質は固体レーザーに近い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】光学的な面では、光学
ガラスも、石英ガラス（溶融水晶及び石英）製セルも、
何れも非晶質であるから、光学ガラスも、石英ガラスの
セルの製作も容易であるが、耐熱性、耐凍性、耐圧性、
耐薬品性、耐久性に対しては、特に耐薬品性に対しては
使用範囲が限定されている。
ガラスも、石英ガラス（溶融水晶及び石英）製セルも、
何れも非晶質であるから、光学ガラスも、石英ガラスの
セルの製作も容易であるが、耐熱性、耐凍性、耐圧性、
耐薬品性、耐久性に対しては、特に耐薬品性に対しては
使用範囲が限定されている。
【０００８】化学的な面では、石英ガラスのセルの耐薬
品性はフッ化水素酸に対しては瞬時に表面が腐食されて
しまう。このように、光学的、化学的に難点があるの
で、その周辺機器の使用範囲が限定されてしまうのが、
現状である。
品性はフッ化水素酸に対しては瞬時に表面が腐食されて
しまう。このように、光学的、化学的に難点があるの
で、その周辺機器の使用範囲が限定されてしまうのが、
現状である。
【０００９】光路及び光の集積回路は異質同士のガラス
の集まりによって構成されている集合体のため、環境に
よる温度変化は直接異質同士のガラスの膨張、収縮とな
り、光路は不安定となる。
の集まりによって構成されている集合体のため、環境に
よる温度変化は直接異質同士のガラスの膨張、収縮とな
り、光路は不安定となる。
【００１０】気体レーザー発振素子では容器中に混合気
体を封入し、その気圧を低くするものと、高くするもの
と二つに大別され、光の射出する透過用窓材には透明石
英ガラスか光学結晶が使用される。
体を封入し、その気圧を低くするものと、高くするもの
と二つに大別され、光の射出する透過用窓材には透明石
英ガラスか光学結晶が使用される。
【００１１】透明石英ガラスかの場合は、光透過用窓材
と容器の接合は非晶質なので融着可能であるが、光学結
晶の場合は非晶質ではないので融着は不可能とされ、容
器との接合は気密用緩衝材（パッキング）による密封方
法である。
と容器の接合は非晶質なので融着可能であるが、光学結
晶の場合は非晶質ではないので融着は不可能とされ、容
器との接合は気密用緩衝材（パッキング）による密封方
法である。
【００１２】特にエキシマレーザーに封入する混合気体
は何れもフッ素との混合気体であり、光透過用窓材を石
英ガラスにすれば瞬時に腐食されるため、光学結晶であ
るフッ化マグネシュウム（MgF2) 或いはフッ化カルシュ
ウム（CaF2）が使用されているが、パッキングで抑える
ために光透過窓に歪みが発生する要因となるので、気圧
を高く上げることは非常に危険であり、又励起の放熱に
よる冷却と、かなり厳しい環境下でのパッキングによる
支持方法には無理がある。
は何れもフッ素との混合気体であり、光透過用窓材を石
英ガラスにすれば瞬時に腐食されるため、光学結晶であ
るフッ化マグネシュウム（MgF2) 或いはフッ化カルシュ
ウム（CaF2）が使用されているが、パッキングで抑える
ために光透過窓に歪みが発生する要因となるので、気圧
を高く上げることは非常に危険であり、又励起の放熱に
よる冷却と、かなり厳しい環境下でのパッキングによる
支持方法には無理がある。
【００１３】又、溶液体レーザーの励起は強い光の照射
によるもので、その間、従来の溶液体封入容器の耐久性
に問題がある。
によるもので、その間、従来の溶液体封入容器の耐久性
に問題がある。
【００１４】本発明は上述のような各種問題を解決し
て、光学的、化学的及び物理的に見ても極めて安定な合
成コランダム等の単結晶体に置き換え、しかも容易に複
雑な形状に加工が出来る方法を提供することを課題とす
る。
て、光学的、化学的及び物理的に見ても極めて安定な合
成コランダム等の単結晶体に置き換え、しかも容易に複
雑な形状に加工が出来る方法を提供することを課題とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、主成分が同じ
で無色若しくは各種着色不純物を含有しない合成単結晶
体の特定結晶軸に特定角で交差する平行面の両面を光学
研磨し、この光学研磨面を各合成単結晶体が同軸、同軸
角、同軸率となるように重ね合わせて密着させ、全体を
均一に加熱して化学結合させて一体化し、耐熱性、耐薬
品性、耐凍性それぞれの特性に適する基板及び角又は円
筒形としたことを特徴とする主成分及び結晶系を同じく
する合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結
晶結合体の製造方法である。
で無色若しくは各種着色不純物を含有しない合成単結晶
体の特定結晶軸に特定角で交差する平行面の両面を光学
研磨し、この光学研磨面を各合成単結晶体が同軸、同軸
角、同軸率となるように重ね合わせて密着させ、全体を
均一に加熱して化学結合させて一体化し、耐熱性、耐薬
品性、耐凍性それぞれの特性に適する基板及び角又は円
筒形としたことを特徴とする主成分及び結晶系を同じく
する合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結
晶結合体の製造方法である。
【００１６】上述のように、本発明は光学的、化学的及
び物理的にも耐熱性、耐薬品性、耐凍性に優れている単
結晶のうち、主成分が同じでかつ結晶系も同じ単結晶体
は、特定の結晶軸に対して特定の角度で交差する平行面
同士で、かつ同軸、同軸角、同軸率で化学結合が可能で
あるので、複雑で精密加工が必要な形状に各種単結晶体
を使用して構成することが可能である。
び物理的にも耐熱性、耐薬品性、耐凍性に優れている単
結晶のうち、主成分が同じでかつ結晶系も同じ単結晶体
は、特定の結晶軸に対して特定の角度で交差する平行面
同士で、かつ同軸、同軸角、同軸率で化学結合が可能で
あるので、複雑で精密加工が必要な形状に各種単結晶体
を使用して構成することが可能である。
【００１７】本発明を実施した合成単結晶体は合成コラ
ンダムであるが、以下の説明では合成コランダムで代表
して説明する。
ンダムであるが、以下の説明では合成コランダムで代表
して説明する。
【００１８】先ず、合成コランダムの主成分はＡｌ2 Ｏ
3 である。
3 である。
【００１９】ここで、結晶と非晶質の差異について説明
する。結晶とは異方性のある固体であり、非晶質（ガラ
ス質）とは異方性のない固体である。その一例として合
成コランダムの単結晶の線膨張係数（１０-5／deg ）は
ｃ軸に平行方向では 0. 67 (50℃ ‖ c 軸）、ｃ軸に
垂直方向では 0.5O (50℃ ⊥ c 軸）であり、ｃ軸に
平行とｃ軸に垂直では著しく相違している。
する。結晶とは異方性のある固体であり、非晶質（ガラ
ス質）とは異方性のない固体である。その一例として合
成コランダムの単結晶の線膨張係数（１０-5／deg ）は
ｃ軸に平行方向では 0. 67 (50℃ ‖ c 軸）、ｃ軸に
垂直方向では 0.5O (50℃ ⊥ c 軸）であり、ｃ軸に
平行とｃ軸に垂直では著しく相違している。
【００２０】又、光学ガラスの耐熱温度は最高で 500℃
（軟化点）以下である。このため例えば飛翔体の航法装
置のように瞬時に急熱急凍と温度変化の激しい装置には
使用出来ないが、合成コランダムの耐熱温度は 2030 ℃
（融点）であり、最大連続使用温度では約４倍の耐熱を
有し、
（軟化点）以下である。このため例えば飛翔体の航法装
置のように瞬時に急熱急凍と温度変化の激しい装置には
使用出来ないが、合成コランダムの耐熱温度は 2030 ℃
（融点）であり、最大連続使用温度では約４倍の耐熱を
有し、
【００２１】硬度は合成コランダムがモース硬度で９
（ダイヤモンドのモース硬度は１０であり、次の硬度が
９である）に対して光学ガラスは６と低い。又、合成コ
ランダムには経年変化による障害等がなく、比較になら
ない程の優越性がある。
（ダイヤモンドのモース硬度は１０であり、次の硬度が
９である）に対して光学ガラスは６と低い。又、合成コ
ランダムには経年変化による障害等がなく、比較になら
ない程の優越性がある。
【００２２】そこで、本発明により合成コランダムの単
結晶体を同軸、同軸角、同軸率になるように成形切断
し、相互対面になる境界面の両面を高精度に光学研磨し
て相互対面が境界面となる光学研磨面同士を、同軸、同
軸角、同軸率になるように重ね合わせて光学結合（光学
研磨面同士を光学的に密着）させ、一体同化することに
より単結晶も非晶質同様に加工することが出来るように
したものである。
結晶体を同軸、同軸角、同軸率になるように成形切断
し、相互対面になる境界面の両面を高精度に光学研磨し
て相互対面が境界面となる光学研磨面同士を、同軸、同
軸角、同軸率になるように重ね合わせて光学結合（光学
研磨面同士を光学的に密着）させ、一体同化することに
より単結晶も非晶質同様に加工することが出来るように
したものである。
【００２３】更に、光度測定の分析用のセルとして合成
コランダムの単結晶体を素材として必要に応じて任意に
組み合わせ、上記（単結晶も非晶質同様に加工する）の
ように一体同化させて透過・吸収兼用のセル（フローセ
ル）とするものである。
コランダムの単結晶体を素材として必要に応じて任意に
組み合わせ、上記（単結晶も非晶質同様に加工する）の
ように一体同化させて透過・吸収兼用のセル（フローセ
ル）とするものである。
【００２４】光路及び光集積回路に関しては、光路に適
切な単結晶体と、その基板に適当な単結晶体を選んで一
体同化加工法により、その基板上に光路のみを必要とす
る厚さまで研削することによって基板上に必要な光路が
出来、１枚の光路板となる。この光路板を積み重ねて一
体同化加工法により一体化して光集積回路が完成する。
切な単結晶体と、その基板に適当な単結晶体を選んで一
体同化加工法により、その基板上に光路のみを必要とす
る厚さまで研削することによって基板上に必要な光路が
出来、１枚の光路板となる。この光路板を積み重ねて一
体同化加工法により一体化して光集積回路が完成する。
【００２５】気体レーザー発振素子としては、エキシマ
レーザーの混合気体は何れもフッ素との混合気体である
ため、非晶質のガラスは腐食されるので、フッ化マグネ
シュウム（MgF2）又はフッ化カルシュウム（CaF2）の光
透過用窓材をパッキングで挟み、フランジ付容器にリン
グで締付ける方法を取っているが、その締め方により透
過窓材に歪みが発生する。
レーザーの混合気体は何れもフッ素との混合気体である
ため、非晶質のガラスは腐食されるので、フッ化マグネ
シュウム（MgF2）又はフッ化カルシュウム（CaF2）の光
透過用窓材をパッキングで挟み、フランジ付容器にリン
グで締付ける方法を取っているが、その締め方により透
過窓材に歪みが発生する。
【００２６】本発明の方法では合成単結晶体を一体同化
加工法により光透過用窓材と容器本体とを一体化した紫
外域高出力エキシマレーザー用気体発振素子が出来る。
加工法により光透過用窓材と容器本体とを一体化した紫
外域高出力エキシマレーザー用気体発振素子が出来る。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は透過用セルの説明図で、
（イ）は製造過程のの説明図、（ロ）は特性説明図であ
る。２枚の光透過用窓材１、１として両面を光学研磨
し、他の１枚は中央部に切り込みを入れ、両面と溝の内
面も光学研磨して凹字形２とし、２枚の光透過用窓材
１、１の間に挿入し、重ね合わせて密着させ、化学結合
させて一体化したセル３となる。
（イ）は製造過程のの説明図、（ロ）は特性説明図であ
る。２枚の光透過用窓材１、１として両面を光学研磨
し、他の１枚は中央部に切り込みを入れ、両面と溝の内
面も光学研磨して凹字形２とし、２枚の光透過用窓材
１、１の間に挿入し、重ね合わせて密着させ、化学結合
させて一体化したセル３となる。
【００２８】図２は気体レーザー及び溶液体レーザーの
容器４の製造過程の説明図である。光透過用窓材５、５
を高精度に光学研磨した後、光透過用窓材５、５と同じ
単結晶体で、混合気体を封入する円筒７の容器の両端面
を高精度に光学研磨し、光透過用窓材５、５と同軸、同
軸角、同軸率になるように、かつ円筒７の容器に蓋をす
るような形状で化学結合により一体同化せしめ、円筒７
に混合気体注入口６、６を穿設して気体レーザー発振素
子を構成したものである。溶液体レーザー発振素子は上
述の気体レーザー発振素子用の容器に気体の代わりに所
望の溶液体を注入すれば良い。
容器４の製造過程の説明図である。光透過用窓材５、５
を高精度に光学研磨した後、光透過用窓材５、５と同じ
単結晶体で、混合気体を封入する円筒７の容器の両端面
を高精度に光学研磨し、光透過用窓材５、５と同軸、同
軸角、同軸率になるように、かつ円筒７の容器に蓋をす
るような形状で化学結合により一体同化せしめ、円筒７
に混合気体注入口６、６を穿設して気体レーザー発振素
子を構成したものである。溶液体レーザー発振素子は上
述の気体レーザー発振素子用の容器に気体の代わりに所
望の溶液体を注入すれば良い。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、光学的、化学的及び物理
的にも耐熱性、耐薬品性（フッ化水素酸、フッ素等）耐
凍性に優れている主成分が同じで無色若しくは各種着色
不純物を含有しない合成単結晶体の特定結晶軸に特定角
で交差する平行面の両面を光学研磨し、この光学研磨面
を各合成単結晶体が同軸、同軸角、同軸率となるように
重ね合わせて光学的に密着させ、全体を均一に加熱して
化学結合させて一体同化する加工方法は、従来不可能だ
った結晶の結合を可能にし、複雑で精密な加工も、非晶
質（ガラス）と同様に容易に加工可能にしたものであ
る。
的にも耐熱性、耐薬品性（フッ化水素酸、フッ素等）耐
凍性に優れている主成分が同じで無色若しくは各種着色
不純物を含有しない合成単結晶体の特定結晶軸に特定角
で交差する平行面の両面を光学研磨し、この光学研磨面
を各合成単結晶体が同軸、同軸角、同軸率となるように
重ね合わせて光学的に密着させ、全体を均一に加熱して
化学結合させて一体同化する加工方法は、従来不可能だ
った結晶の結合を可能にし、複雑で精密な加工も、非晶
質（ガラス）と同様に容易に加工可能にしたものであ
る。
【図１】透過用セルの説明図で、（イ）製造過程の斜視
図の説明、（ロ）特性の斜視図の説明図である。
図の説明、（ロ）特性の斜視図の説明図である。
【図２】気体及び溶液体レーザー発振子の斜視図であ
る。
る。
１ 光透過用窓材 ２ 凹字形 ３ セル ４ レーザーの容器 ５ 光透過用窓材 ６ 注入口 ７ 円筒
Claims (1)
- 【請求項１】 主成分が同じで無色若しくは各種着色不
純物を含有しない合成単結晶体の特定結晶軸に特定角で
交差する平行面の両面を光学研磨し、この光学研磨面を
各合成単結晶体が同軸、同軸角、同軸率となるように重
ね合わせて密着させ、全体を均一に加熱して化学結合さ
せて一体化し、耐熱性、耐薬品性、耐凍性それぞれの特
性に適する基板及び角又は円筒形としたことを特徴とす
る主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結
合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27932396A JP2902365B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27932396A JP2902365B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1207212A Division JP2595102B2 (ja) | 1989-08-09 | 1989-08-09 | 主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09124400A true JPH09124400A (ja) | 1997-05-13 |
| JP2902365B2 JP2902365B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=17609580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27932396A Expired - Fee Related JP2902365B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 主成分及び結晶系を同じくする合成単結晶体を化学結合させて一体同化した同軸結晶結合体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2902365B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059433A1 (fr) * | 2000-02-08 | 2001-08-16 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Appareil permettant de detecter la contamination d'un fluide de travail |
| WO2015098927A1 (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 株式会社ニコン | フッ化カルシウム部材、その製造方法、及びフッ化カルシウム結晶の圧着方法 |
| WO2015129882A1 (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | 株式会社ニコン | フッ化カルシウム光学部材、その製造方法、気体保持容器及び光源装置 |
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| US11268894B2 (en) * | 2019-12-26 | 2022-03-08 | Rion Co., Ltd. | Flow cell and particle measuring device |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP27932396A patent/JP2902365B2/ja not_active Expired - Fee Related
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