JPH10236900A - 酸化物超電導体育成方法及びその装置並びにこの装置に適用される照射光学装置 - Google Patents
酸化物超電導体育成方法及びその装置並びにこの装置に適用される照射光学装置Info
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- JPH10236900A JPH10236900A JP4358097A JP4358097A JPH10236900A JP H10236900 A JPH10236900 A JP H10236900A JP 4358097 A JP4358097 A JP 4358097A JP 4358097 A JP4358097 A JP 4358097A JP H10236900 A JPH10236900 A JP H10236900A
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- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、酸化カルシウムなどが晶出せずに、
結晶粒を均一に配向させた育成材の結晶成長を行う。 【解決手段】超電導母材１の周囲に複数のレーザ照射手
段１０−１〜１０−８を配置し、これらレーザ照射手段
１０−１〜１０−８によって中央部から両端部になる従
って強度が高くなる強度分布を持つ各線状レーザビーム
１１−１〜１１−８を超電導母材１の外周壁に照射す
る。
結晶粒を均一に配向させた育成材の結晶成長を行う。 【解決手段】超電導母材１の周囲に複数のレーザ照射手
段１０−１〜１０−８を配置し、これらレーザ照射手段
１０−１〜１０−８によって中央部から両端部になる従
って強度が高くなる強度分布を持つ各線状レーザビーム
１１−１〜１１−８を超電導母材１の外周壁に照射す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームを用
いた浮遊帯溶融法により酸化物超電導体を育成する酸化
物超電導体育成方法及びその装置に関する。
いた浮遊帯溶融法により酸化物超電導体を育成する酸化
物超電導体育成方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 、Ｂｉ
2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓ
ｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体は、
いわゆる極低温領域よりも比較的高い低温領域で、高い
臨界電流密度Ｊｃの電流を流し得ることから、各種の電
気（電機）装置や電子機器類の構成部材として注目され
ている。
2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓ
ｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体は、
いわゆる極低温領域よりも比較的高い低温領域で、高い
臨界電流密度Ｊｃの電流を流し得ることから、各種の電
気（電機）装置や電子機器類の構成部材として注目され
ている。
【０００３】特に酸化物超電導性成分を溶融・凝固させ
ることによって作製されるこの種の酸化物超電導体は、
密度が高く、又凝固時の結晶成長を制御することによ
り、良好な結晶粒配向を得られる点で、焼結法によるも
のよりも優れている。
ることによって作製されるこの種の酸化物超電導体は、
密度が高く、又凝固時の結晶成長を制御することによ
り、良好な結晶粒配向を得られる点で、焼結法によるも
のよりも優れている。
【０００４】例えば、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X 系の場合
は、ペレット状に加工した酸化物超電導性成分の試料を
耐熱性容器内に収納し、１０５０℃程度に加熱・溶融し
た後、１℃／hr程度の速度で徐冷・凝固させることによ
って、酸化物超電導体を成す酸化物結晶粒界の界面接合
の良好化や良好な配向化によって、高い臨界電流密度Ｊ
ｃを呈する酸化物超電導体を得ている。
は、ペレット状に加工した酸化物超電導性成分の試料を
耐熱性容器内に収納し、１０５０℃程度に加熱・溶融し
た後、１℃／hr程度の速度で徐冷・凝固させることによ
って、酸化物超電導体を成す酸化物結晶粒界の界面接合
の良好化や良好な配向化によって、高い臨界電流密度Ｊ
ｃを呈する酸化物超電導体を得ている。
【０００５】又、Ｂｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X の場
合も、例えばＡｇ板やセラミック板面に、酸化物超電導
性成分を塗布した後、８９０℃程度に加熱・溶融し、そ
の後１０℃／hr程度の速度で８７０℃まで徐冷すること
によって、前記基板面上に厚さ２０μｍ程度のａ−ｂ面
が配向した組織を成し、高い臨界電流密度Ｊｃを呈する
酸化物超電導体を得ている。
合も、例えばＡｇ板やセラミック板面に、酸化物超電導
性成分を塗布した後、８９０℃程度に加熱・溶融し、そ
の後１０℃／hr程度の速度で８７０℃まで徐冷すること
によって、前記基板面上に厚さ２０μｍ程度のａ−ｂ面
が配向した組織を成し、高い臨界電流密度Ｊｃを呈する
酸化物超電導体を得ている。
【０００６】一方、この種の酸化物超電導体は、高い臨
界電流密度Ｊｃの通電性を利用し、例えば棒状又はブロ
ック状など、いわゆるバルク材として応用されるケース
も多く、具体的にはパワーリード材等が例示されてい
る。
界電流密度Ｊｃの通電性を利用し、例えば棒状又はブロ
ック状など、いわゆるバルク材として応用されるケース
も多く、具体的にはパワーリード材等が例示されてい
る。
【０００７】ところで、パワーリードは、室温中の電源
から低温領域に設置された超電導機器に、所要の電流を
供給する回路であって、銅製のパワーリードを用いたと
きに、この銅製のパワーリードを介して電源側から低温
領域側に熱が侵入し、低温領域の冷却媒体を蒸発させ
て、冷却機能の低下を招来する。
から低温領域に設置された超電導機器に、所要の電流を
供給する回路であって、銅製のパワーリードを用いたと
きに、この銅製のパワーリードを介して電源側から低温
領域側に熱が侵入し、低温領域の冷却媒体を蒸発させ
て、冷却機能の低下を招来する。
【０００８】これに対して、酸化物超導電体をパワーリ
ードとして使用すると、その超電導状態においては、ジ
ュール熱なしに大電流を流し得るとともに、熱伝導率も
小さいので、低温領域側への熱侵入を低減させつつ、所
要の機能を保持・発揮させることが可能となる。
ードとして使用すると、その超電導状態においては、ジ
ュール熱なしに大電流を流し得るとともに、熱伝導率も
小さいので、低温領域側への熱侵入を低減させつつ、所
要の機能を保持・発揮させることが可能となる。
【０００９】ところで、酸化物超電導体系のパワーリー
ドでは、低温領域側へ侵入する熱はバルク材の断面積に
ほぼ比例するため、同じ電流容量で比較した場合、臨界
電流密度（酸化物超電導体の単位断面積当たりに流れる
電流＝Ｊｃ）が、できるだけ高いことが望まれる。
ドでは、低温領域側へ侵入する熱はバルク材の断面積に
ほぼ比例するため、同じ電流容量で比較した場合、臨界
電流密度（酸化物超電導体の単位断面積当たりに流れる
電流＝Ｊｃ）が、できるだけ高いことが望まれる。
【００１０】そして、この臨界電流密度の高さは、パワ
ーリードへの用途ばかりでなく、バルク材でのいずれの
使用態様においても重要視され、そのためには、バルク
材を構成する酸化物超電導体の結晶粒の方位が、電流の
流れる方向に揃っている（配向）必要がある。
ーリードへの用途ばかりでなく、バルク材でのいずれの
使用態様においても重要視され、そのためには、バルク
材を構成する酸化物超電導体の結晶粒の方位が、電流の
流れる方向に揃っている（配向）必要がある。
【００１１】このような点に着目して、単結晶育成（成
長）の一般的な方法である浮遊帯溶融法で、結晶粒の配
向した酸化物超電導体を作製することが行われている。
図９はかかる浮遊帯溶融法による酸化物超電導体育成装
置の構成図である。
長）の一般的な方法である浮遊帯溶融法で、結晶粒の配
向した酸化物超電導体を作製することが行われている。
図９はかかる浮遊帯溶融法による酸化物超電導体育成装
置の構成図である。
【００１２】例えばＢｉ系酸化物超電導体成分から成る
棒状の超電導母材１と酸化物超電導体である種結晶２と
が、それぞれ装着手段３により把持（固定）されて互い
に逆方向（イ）（ロ）に回転される。
棒状の超電導母材１と酸化物超電導体である種結晶２と
が、それぞれ装着手段３により把持（固定）されて互い
に逆方向（イ）（ロ）に回転される。
【００１３】一方、例えばＣＯ2 レーザ装置４が備えら
れ、このＣＯ2 レーザ装置４から出力されたレーザビー
ム５が、例えばハーフミラーと全反射ミラーにより２分
岐され、これらのレーザビームがシリンドリカルレンズ
を通してライン状に集光して超電導母材１に照射され、
超電導母材１を加熱・溶融して浮遊帯（溶融帯）６を作
るものとなっている。
れ、このＣＯ2 レーザ装置４から出力されたレーザビー
ム５が、例えばハーフミラーと全反射ミラーにより２分
岐され、これらのレーザビームがシリンドリカルレンズ
を通してライン状に集光して超電導母材１に照射され、
超電導母材１を加熱・溶融して浮遊帯（溶融帯）６を作
るものとなっている。
【００１４】従って、ＣＯ2 レーザ装置４からレーザビ
ーム５が出力されると、このレーザビーム５は、例えば
ハーフミラーと全反射ミラーにより２分岐され、これら
分岐された各レーザビームがそれぞれシリンドリカルレ
ンズを通してライン状に集光されて超電導母材１に照射
され、超電導母材１を加熱・溶融して浮遊帯（溶融帯）
６を作る。
ーム５が出力されると、このレーザビーム５は、例えば
ハーフミラーと全反射ミラーにより２分岐され、これら
分岐された各レーザビームがそれぞれシリンドリカルレ
ンズを通してライン状に集光されて超電導母材１に照射
され、超電導母材１を加熱・溶融して浮遊帯（溶融帯）
６を作る。
【００１５】そして、超電導母材１を回転させることに
よりレーザビーム５の照射による加熱部の周方向の温度
分布を高低を緩和し、かつ超電導母材１と種結晶２とを
同軸中心に互いに逆方向に回転させることにより、溶融
部を撹拌して均一にかき混ぜている。これにより、溶融
部は均質で安定的な溶融体を形成し、溶融体と固相の界
面を平坦化して、結晶粒を配向させて育成材７を成長さ
せている。
よりレーザビーム５の照射による加熱部の周方向の温度
分布を高低を緩和し、かつ超電導母材１と種結晶２とを
同軸中心に互いに逆方向に回転させることにより、溶融
部を撹拌して均一にかき混ぜている。これにより、溶融
部は均質で安定的な溶融体を形成し、溶融体と固相の界
面を平坦化して、結晶粒を配向させて育成材７を成長さ
せている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
ビーム５を２分岐してそれぞれライン状に集光されて超
電導母材１に照射する方法では、レーザビーム５の照射
される超電導母材１の円柱壁面の周方向について温度分
布が十分な均一にならず、超電導母材１が回転している
ことからレーザビーム５で加熱されて溶融した超電導母
材１が低温になったときに、例えばＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1
Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ
3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体を作製する際には、
酸化カルシウムが晶出し、これが結晶粒の配向を妨げる
問題がある。
ビーム５を２分岐してそれぞれライン状に集光されて超
電導母材１に照射する方法では、レーザビーム５の照射
される超電導母材１の円柱壁面の周方向について温度分
布が十分な均一にならず、超電導母材１が回転している
ことからレーザビーム５で加熱されて溶融した超電導母
材１が低温になったときに、例えばＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1
Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ
3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体を作製する際には、
酸化カルシウムが晶出し、これが結晶粒の配向を妨げる
問題がある。
【００１７】この酸化カルシウムの晶出は、臨界電流密
度Ｊｃの低かった超電導体のサンプルを分析した結果、
ＣａＯの存在が確認された。この酸化カルシウムの晶出
プロセスは、例えばＢｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8+Xが溶
融した融液には、各構成元素のイオンが均一に混ざり合
って存在している。均一な溶融状態が保たれている限り
は、ＣａＯは晶出しないが、一度ＣａＯの結晶核（小さ
なかたまり）が形成されると、この結晶核は融点が２０
００℃と高いので、その後レーザビーム５で加熱しても
再溶融しない。そして、融液の中に浮遊しながら少しづ
つＣａを集めて結晶粒として成長していく。
度Ｊｃの低かった超電導体のサンプルを分析した結果、
ＣａＯの存在が確認された。この酸化カルシウムの晶出
プロセスは、例えばＢｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8+Xが溶
融した融液には、各構成元素のイオンが均一に混ざり合
って存在している。均一な溶融状態が保たれている限り
は、ＣａＯは晶出しないが、一度ＣａＯの結晶核（小さ
なかたまり）が形成されると、この結晶核は融点が２０
００℃と高いので、その後レーザビーム５で加熱しても
再溶融しない。そして、融液の中に浮遊しながら少しづ
つＣａを集めて結晶粒として成長していく。
【００１８】ここで、ＣａＯの結晶核がなぜ形成される
かであるが、これには融液の一時的な冷却が絡んでいる
ものと考えられる。すなわち、レーザビームの照射され
ない部分で融液の温度が低下すると、少量のＢｉ2 Ｓｒ
2 ＣｕＯ6+X 、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｃｕ2 Ｏ3+X 、ＣａＯが
固体となって晶出する（例えれば、湯に食塩を溶かして
飽和させ、冷却すると食塩が晶出するのと同じであ
る）。このうちＢｉ2 Ｓｒ2 ＣｕＯ6+X 、（Ｓｒ，Ｃ
ａ）Ｃｕ2 Ｏ3+X は融点が低くレーザビームの加熱で再
度溶融するが、ＣａＯはそのまま残る。なお、本来なら
ば、晶出するのはＢｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8+X のはず
であるが、この結晶は成長速度が非常に遅いので、実際
にはＢｉ2 Ｓｒ2 ＣｕＯ6+X 、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｃｕ2 Ｏ
8+X 、ＣａＯに分離した状態で晶出する。
かであるが、これには融液の一時的な冷却が絡んでいる
ものと考えられる。すなわち、レーザビームの照射され
ない部分で融液の温度が低下すると、少量のＢｉ2 Ｓｒ
2 ＣｕＯ6+X 、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｃｕ2 Ｏ3+X 、ＣａＯが
固体となって晶出する（例えれば、湯に食塩を溶かして
飽和させ、冷却すると食塩が晶出するのと同じであ
る）。このうちＢｉ2 Ｓｒ2 ＣｕＯ6+X 、（Ｓｒ，Ｃ
ａ）Ｃｕ2 Ｏ3+X は融点が低くレーザビームの加熱で再
度溶融するが、ＣａＯはそのまま残る。なお、本来なら
ば、晶出するのはＢｉ2 Ｓｒ2 ＣａＣｕ2 Ｏ8+X のはず
であるが、この結晶は成長速度が非常に遅いので、実際
にはＢｉ2 Ｓｒ2 ＣｕＯ6+X 、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｃｕ2 Ｏ
8+X 、ＣａＯに分離した状態で晶出する。
【００１９】そこで本発明は、酸化カルシウムなどが晶
出せずに、結晶粒を均一に配向させた育成材の結晶成長
ができる酸化物超電導体育成方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。又、本発明は、中央部から両端部
になる従って強度が高くなる強度分布を有するレーザビ
ームを出力できる照射光学装置を提供することを目的と
する。
出せずに、結晶粒を均一に配向させた育成材の結晶成長
ができる酸化物超電導体育成方法及びその装置を提供す
ることを目的とする。又、本発明は、中央部から両端部
になる従って強度が高くなる強度分布を有するレーザビ
ームを出力できる照射光学装置を提供することを目的と
する。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、超電
導母材にレーザビームを照射して超電導体を育成する酸
化物超電導体育成方法において、中央部から両端部にな
るに従って強度が高くなる強度分布を有する複数のレー
ザビームを超電導母材の外周壁に所定の間隔で照射し、
超電導母材の外周壁を均一に加熱する酸化物超電導体育
成方法である。
導母材にレーザビームを照射して超電導体を育成する酸
化物超電導体育成方法において、中央部から両端部にな
るに従って強度が高くなる強度分布を有する複数のレー
ザビームを超電導母材の外周壁に所定の間隔で照射し、
超電導母材の外周壁を均一に加熱する酸化物超電導体育
成方法である。
【００２１】このような強度分布のレーザビームを超電
導母材の外周壁に所定の間隔で照射するので、超電導母
材の外周壁を均一に加熱でき、酸化カルシウムなどを晶
出せずに、結晶粒を均一に配向させた育成材の結晶成長
ができる。
導母材の外周壁に所定の間隔で照射するので、超電導母
材の外周壁を均一に加熱でき、酸化カルシウムなどを晶
出せずに、結晶粒を均一に配向させた育成材の結晶成長
ができる。
【００２２】請求項２によれば、超電導母材にレーザビ
ームを照射して超電導体を育成する酸化物超電導体育成
装置において、中央部から両端部になるに従って強度が
高くなる強度分布を有するレーザビームを出力して超電
導母材の外周壁に所定の間隔で照射する複数のレーザ照
射手段、を備えた酸化物超電導体育成装置である。
ームを照射して超電導体を育成する酸化物超電導体育成
装置において、中央部から両端部になるに従って強度が
高くなる強度分布を有するレーザビームを出力して超電
導母材の外周壁に所定の間隔で照射する複数のレーザ照
射手段、を備えた酸化物超電導体育成装置である。
【００２３】このような酸化物超電導体育成装置であれ
ば、複数のレーザ照射手段によって上記強度分布のレー
ザビームを超電導母材の外周壁に所定の間隔で照射する
ので、超電導母材の外周壁を均一に加熱でき、酸化カル
シウムなどを晶出せずに、結晶粒を均一に配向させた育
成材の結晶成長ができる。
ば、複数のレーザ照射手段によって上記強度分布のレー
ザビームを超電導母材の外周壁に所定の間隔で照射する
ので、超電導母材の外周壁を均一に加熱でき、酸化カル
シウムなどを晶出せずに、結晶粒を均一に配向させた育
成材の結晶成長ができる。
【００２４】請求項３によれば、請求項２記載の酸化物
超電導体育成装置において、レーザ照射手段から出力さ
れるレーザビームは、線状ビームで、かつレーザビーム
の中心部からの距離をｘ、超電導母材の円柱の半径を
ｒ、レーザビームの中心部の強度をＰo としたとき、 Ｐ＝Ｐo ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 の強度分布Ｐに形成されている。
超電導体育成装置において、レーザ照射手段から出力さ
れるレーザビームは、線状ビームで、かつレーザビーム
の中心部からの距離をｘ、超電導母材の円柱の半径を
ｒ、レーザビームの中心部の強度をＰo としたとき、 Ｐ＝Ｐo ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 の強度分布Ｐに形成されている。
【００２５】請求項４によれば、請求項２記載の酸化物
超電導体育成装置において、レーザ照射手段は、線状レ
ーザビームのビーム長手方向を超電導母材の両端に存す
る超電導母材の各固定部分を結ぶ方向に対してほぼ直交
する方向に設定する。
超電導体育成装置において、レーザ照射手段は、線状レ
ーザビームのビーム長手方向を超電導母材の両端に存す
る超電導母材の各固定部分を結ぶ方向に対してほぼ直交
する方向に設定する。
【００２６】請求項５によれば、請求項２記載の酸化物
超電導体育成装置において、レーザ照射手段は、中央部
から両端部になる従って密に配列された複数のレーザ出
射口と、これらレーザ出射口から出射された各レーザビ
ームを線状ビームに整形する光学レンズ系と、を備えて
いる。
超電導体育成装置において、レーザ照射手段は、中央部
から両端部になる従って密に配列された複数のレーザ出
射口と、これらレーザ出射口から出射された各レーザビ
ームを線状ビームに整形する光学レンズ系と、を備えて
いる。
【００２７】請求項６によれば、請求項２記載の酸化物
超電導体育成装置において、レーザ照射手段は、一定間
隔で配列された複数のレーザ出射口と、これらレーザ出
射口から出射された各レーザビームのうち中央部よりも
両端部から出射されるレーザビームの強度を高く制御す
るレーザ強度制御手段と、各レーザ出射口から出射され
た各レーザビームを線状ビームに整形する光学レンズ系
と、を備えている。
超電導体育成装置において、レーザ照射手段は、一定間
隔で配列された複数のレーザ出射口と、これらレーザ出
射口から出射された各レーザビームのうち中央部よりも
両端部から出射されるレーザビームの強度を高く制御す
るレーザ強度制御手段と、各レーザ出射口から出射され
た各レーザビームを線状ビームに整形する光学レンズ系
と、を備えている。
【００２８】請求項７によれば、中央部から両端部にな
るに従って密な間隔に配列された複数のレーザ出射口
と、これらレーザ出射口から出射された各レーザビーム
を線状ビームに整形する光学レンズ系と、を備えた照射
光学装置である。
るに従って密な間隔に配列された複数のレーザ出射口
と、これらレーザ出射口から出射された各レーザビーム
を線状ビームに整形する光学レンズ系と、を備えた照射
光学装置である。
【００２９】このような照射光学装置であれば、レーザ
出射口から出射された各レーザビームが線状ビームに整
形されることにより、中央部から両端部になる従って強
度の高い強度分布を有するレーザビームに整形される。
出射口から出射された各レーザビームが線状ビームに整
形されることにより、中央部から両端部になる従って強
度の高い強度分布を有するレーザビームに整形される。
【００３０】請求項８によれば、請求項７記載の照射光
学装置において、複数のレーザ出射口にそれぞれレーザ
ダイオードを配置し、かつ光学レンズ系としてシリンド
リカルレンズを用いる。
学装置において、複数のレーザ出射口にそれぞれレーザ
ダイオードを配置し、かつ光学レンズ系としてシリンド
リカルレンズを用いる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、図９と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。本発明
の酸化物超電導体育成方法は、超電導母材にレーザビー
ムを照射する浮遊帯溶融法により超電導体を育成する場
合、中央部から両端部になる従って強度が高くなる強度
分布を有する複数のレーザビームを超電導母材の外周壁
に所定の間隔で照射し、超電導母材の外周壁を均一に加
熱するものである。
いて図面を参照して説明する。なお、図９と同一部分に
は同一符号を付してその詳しい説明は省略する。本発明
の酸化物超電導体育成方法は、超電導母材にレーザビー
ムを照射する浮遊帯溶融法により超電導体を育成する場
合、中央部から両端部になる従って強度が高くなる強度
分布を有する複数のレーザビームを超電導母材の外周壁
に所定の間隔で照射し、超電導母材の外周壁を均一に加
熱するものである。
【００３２】図１はかかるレーザ育成方法を適用した酸
化物超電導体育成装置の上方から見た構成図である。超
電導母材１の周囲には、所定間隔毎に複数のレーザ照射
手段１０−１〜１０−ｎ、例えばレーザ照射手段１０−
１〜１０−８が配置されている。
化物超電導体育成装置の上方から見た構成図である。超
電導母材１の周囲には、所定間隔毎に複数のレーザ照射
手段１０−１〜１０−ｎ、例えばレーザ照射手段１０−
１〜１０−８が配置されている。
【００３３】これらレーザ照射手段１０−１〜１０−８
は、それぞれ中央部から両端部になる従って強度が高く
なる強度分布を有する線状の各レーザビーム（以下、線
状レーザビームと称する）１１−１〜１１−８を出力
し、超電導母材１の外周壁に所定の間隔で照射する機能
を有している。
は、それぞれ中央部から両端部になる従って強度が高く
なる強度分布を有する線状の各レーザビーム（以下、線
状レーザビームと称する）１１−１〜１１−８を出力
し、超電導母材１の外周壁に所定の間隔で照射する機能
を有している。
【００３４】これらレーザ照射手段１０−１〜１０−８
は、それぞれレーザ光源１２とシリンドリカルレンズ１
３とから構成されている。図２はこれらレーザ照射手段
１０−１〜１０−８の具体的な構成図である。
は、それぞれレーザ光源１２とシリンドリカルレンズ１
３とから構成されている。図２はこれらレーザ照射手段
１０−１〜１０−８の具体的な構成図である。
【００３５】レーザ光源１２は、複数のレーザダイオー
ド１４−１〜１４−ｍ、例えばレーザダイオード１４−
１〜１４−９をライン状に配置したもので、この配置
は、中央部に配置されたレーザダイオード１４−５から
見て両端側にそれぞれ配置される各レーザダイオード１
４−５〜１４−１、及び１４−５〜１４−９に従って配
置間隔を順に密にした構成となっている。
ド１４−１〜１４−ｍ、例えばレーザダイオード１４−
１〜１４−９をライン状に配置したもので、この配置
は、中央部に配置されたレーザダイオード１４−５から
見て両端側にそれぞれ配置される各レーザダイオード１
４−５〜１４−１、及び１４−５〜１４−９に従って配
置間隔を順に密にした構成となっている。
【００３６】これらレーザダイオード１４−１〜１４−
８は、レーザダイオードコントローラ１５及びレーザダ
イオードドライバ１６によって同一出力強度に制御され
ている。
８は、レーザダイオードコントローラ１５及びレーザダ
イオードドライバ１６によって同一出力強度に制御され
ている。
【００３７】シリンドリカルレンズ１３は、各レーザダ
イオード１４−１〜１４−８から出射された各レーザビ
ームを線状レーザビーム１１−１〜１１−８に整形する
機能を有している。
イオード１４−１〜１４−８から出射された各レーザビ
ームを線状レーザビーム１１−１〜１１−８に整形する
機能を有している。
【００３８】このとき、各レーザダイオード１４−１〜
１４−８から出射された各レーザビームは、広がりをも
って出射されるので、互いに重なりあってシリンドリカ
ルレンズ１３に入射する。なお、図３は２つのレーザビ
ームの重なりを示す図であり、これらレーザビームが重
なり合う部分が大きくなるほど強度が高くなる。
１４−８から出射された各レーザビームは、広がりをも
って出射されるので、互いに重なりあってシリンドリカ
ルレンズ１３に入射する。なお、図３は２つのレーザビ
ームの重なりを示す図であり、これらレーザビームが重
なり合う部分が大きくなるほど強度が高くなる。
【００３９】従って、このシリンドリカルレンズ１３
は、互いに重なりあった各レーザビームを超電導母材１
の外壁に結像し、その中央部から両端部になる従って強
度が高くなる強度分布を持つ線状レーザビーム１１−１
〜１１−８に整形する機能を有している。
は、互いに重なりあった各レーザビームを超電導母材１
の外壁に結像し、その中央部から両端部になる従って強
度が高くなる強度分布を持つ線状レーザビーム１１−１
〜１１−８に整形する機能を有している。
【００４０】ここで、これら線状レーザビーム１１−１
〜１１−８の強度分布Ｐは、線状レーザビームの中心部
からの距離をｘ、超電導母材１の円柱の半径をｒ、レー
ザビームの中心部の強度をＰO としたとき、 Ｐ＝ＰO ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 …(1) により表される。
〜１１−８の強度分布Ｐは、線状レーザビームの中心部
からの距離をｘ、超電導母材１の円柱の半径をｒ、レー
ザビームの中心部の強度をＰO としたとき、 Ｐ＝ＰO ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 …(1) により表される。
【００４１】図４はかかる線状レーザビーム１１−１〜
１１−８の強度分布Ｐを示す図であり、線状レーザビー
ム１１−１〜１１−８の中央部の強度が最も低く、その
両端部程強度が放物線状に高くなっている。
１１−８の強度分布Ｐを示す図であり、線状レーザビー
ム１１−１〜１１−８の中央部の強度が最も低く、その
両端部程強度が放物線状に高くなっている。
【００４２】すなわち、図５に示すように半径ｒの超電
導母材１の円柱壁面に、中心のビーム強度がＰo のレー
ザビームＱを照射したとき、このレーザビームＱの照射
される全ての円柱壁面上で均一なビーム強度を持たせよ
うとするには、任意の点Ａでのビーム強度Ｐは、 Ｐ cosθ＝Ｐo …(2) ゆえにＰ＝Ｐo ／ cosθ …(3) でなければならない。
導母材１の円柱壁面に、中心のビーム強度がＰo のレー
ザビームＱを照射したとき、このレーザビームＱの照射
される全ての円柱壁面上で均一なビーム強度を持たせよ
うとするには、任意の点Ａでのビーム強度Ｐは、 Ｐ cosθ＝Ｐo …(2) ゆえにＰ＝Ｐo ／ cosθ …(3) でなければならない。
【００４３】又、レーザビームＱの中心からの距離をｘ
とすると、 ｘ＝ｒ sinθ …（４）
が得られ、 ｓｉｎ２ θ＋ cos2 θ＝１ から （ｘ／ｒ）2 ＋（Ｐo ／Ｐ）＝１ …(5) ゆえに Ｐ＝Ｐo ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 …(6) が得られる。
とすると、 ｘ＝ｒ sinθ …（４）
が得られ、 ｓｉｎ２ θ＋ cos2 θ＝１ から （ｘ／ｒ）2 ＋（Ｐo ／Ｐ）＝１ …(5) ゆえに Ｐ＝Ｐo ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 …(6) が得られる。
【００４４】従って、中心のビーム強度Ｐo の設定によ
って上記式(1) が得られる。又、これらレーザ照射手段
１０−１〜１０−８は、線状レーザのビーム長手方向を
超電導母材１の両端に存する超電導母材１の各固定部分
を結ぶ方向に対してほぼ直交する方向に設定するものと
なっている。この方向は、結晶育成方向に対してほぼ直
交する方向となる。
って上記式(1) が得られる。又、これらレーザ照射手段
１０−１〜１０−８は、線状レーザのビーム長手方向を
超電導母材１の両端に存する超電導母材１の各固定部分
を結ぶ方向に対してほぼ直交する方向に設定するものと
なっている。この方向は、結晶育成方向に対してほぼ直
交する方向となる。
【００４５】なお、超電導母材１と種結晶２とは、図６
の側面図に示すようにそれぞれ装着手段３により把持さ
れ、互いに逆方向（イ）（ロ）に回転されるものとなっ
ている。この図６は１つのレーザ照射手段１０−１につ
いて着目した図である。
の側面図に示すようにそれぞれ装着手段３により把持さ
れ、互いに逆方向（イ）（ロ）に回転されるものとなっ
ている。この図６は１つのレーザ照射手段１０−１につ
いて着目した図である。
【００４６】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。例えばＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ
8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2Ｃｕ3 Ｏ10+X
で示される酸化物超電導体を作製する際、そのＢｉ系酸
化物超電導体成分から成る棒状の超電導母材１と酸化物
超電導体である種結晶２とは、それぞれ装着手段３によ
り把持されて互いに逆方向（イ）（ロ）に回転される。
いて説明する。例えばＢｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ
8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2Ｃｕ3 Ｏ10+X
で示される酸化物超電導体を作製する際、そのＢｉ系酸
化物超電導体成分から成る棒状の超電導母材１と酸化物
超電導体である種結晶２とは、それぞれ装着手段３によ
り把持されて互いに逆方向（イ）（ロ）に回転される。
【００４７】一方、各レーザ照射手段１０−１〜１０−
８において、各レーザダイオード１４−１〜１４−８
は、図２に示すようにレーザダイオードコントローラ１
５及びレーザダイオードドライバ１６によって同一出力
強度に制御された各レーザビームを出力する。
８において、各レーザダイオード１４−１〜１４−８
は、図２に示すようにレーザダイオードコントローラ１
５及びレーザダイオードドライバ１６によって同一出力
強度に制御された各レーザビームを出力する。
【００４８】これらレーザダイオード１４−１〜１４−
８から出力された各レーザビームは、それぞれ広がりを
もって出射されるので、互いに重なりあってシリンドリ
カルレンズ１３に入射する。
８から出力された各レーザビームは、それぞれ広がりを
もって出射されるので、互いに重なりあってシリンドリ
カルレンズ１３に入射する。
【００４９】このシリンドリカルレンズ１３は、互いに
重なりあった各レーザビームを図４に示すようにその中
央部から両端部になる従って強度が高くなる強度分布を
持つ線状レーザビーム１１−１〜１１−８に整形し、超
電導母材１の外壁に結像する。
重なりあった各レーザビームを図４に示すようにその中
央部から両端部になる従って強度が高くなる強度分布を
持つ線状レーザビーム１１−１〜１１−８に整形し、超
電導母材１の外壁に結像する。
【００５０】又、これら線状レーザビーム１１−１〜１
１−８も、そのビーム長手方向が超電導母材１の両端に
存する超電導母材１の各固定部分を結ぶ方向に対してほ
ぼ直交する方向に設定するものとなっている。この方向
は、結晶育成方向に対してほぼ直交する方向となる。
１−８も、そのビーム長手方向が超電導母材１の両端に
存する超電導母材１の各固定部分を結ぶ方向に対してほ
ぼ直交する方向に設定するものとなっている。この方向
は、結晶育成方向に対してほぼ直交する方向となる。
【００５１】なお、図６は１つのレーザ照射手段１０−
１から出力された線状レーザビーム１１−１の超電導母
材１に対する照射を示している。従って、超電導母材１
には、各レーザ照射手段１０−１〜１０−８から出力さ
れた各線状レーザビーム１１−１〜１１−８が超電導母
材１の周方向に照射されることにより、超電導母材１の
円柱外壁の周方向には、均一な強度分布となるように各
線状レーザビーム１１−１〜１１−８が照射される。
１から出力された線状レーザビーム１１−１の超電導母
材１に対する照射を示している。従って、超電導母材１
には、各レーザ照射手段１０−１〜１０−８から出力さ
れた各線状レーザビーム１１−１〜１１−８が超電導母
材１の周方向に照射されることにより、超電導母材１の
円柱外壁の周方向には、均一な強度分布となるように各
線状レーザビーム１１−１〜１１−８が照射される。
【００５２】このように超電導母材１に各線状レーザビ
ーム１１−１〜１１−８が照射されると、超電導母材１
は、加熱・溶融して浮遊帯（溶融帯）６を作る。そし
て、超電導母材１は回転していることにより各線状レー
ザビーム１１−１〜１１−８の照射による加熱部の周方
向の温度分布の高低は、さらに緩和し、かつ超電導母材
１と種結晶２とを同軸中心に互いに逆方向に回転させる
ことにより、溶融部を撹拌して均一にかき混ぜている。
ーム１１−１〜１１−８が照射されると、超電導母材１
は、加熱・溶融して浮遊帯（溶融帯）６を作る。そし
て、超電導母材１は回転していることにより各線状レー
ザビーム１１−１〜１１−８の照射による加熱部の周方
向の温度分布の高低は、さらに緩和し、かつ超電導母材
１と種結晶２とを同軸中心に互いに逆方向に回転させる
ことにより、溶融部を撹拌して均一にかき混ぜている。
【００５３】これにより、溶融部は均質で安定的な溶融
体を形成し、溶融体と固相の界面を平坦化して、結晶粒
を配向させた育成材７が成長する。この育成材７は、例
えば育成速度３６mm／ｈで、径５mm程度で成長する。
体を形成し、溶融体と固相の界面を平坦化して、結晶粒
を配向させた育成材７が成長する。この育成材７は、例
えば育成速度３６mm／ｈで、径５mm程度で成長する。
【００５４】このように上記一実施の形態においては、
超電導母材１の周囲に複数のレーザ照射手段１０−１〜
１０−８を配置し、これらレーザ照射手段１０−１〜１
０−８によって中央部から両端部になる従って強度が高
くなる強度分布を持つ各線状レーザビーム１１−１〜１
１−８を超電導母材１の外周壁に照射するので、超電導
母材１の外周壁を均一に加熱でき、例えばＢｉ2 Ｓｒ2
Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ
2 Ｃｕ3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体を作製する際
に、酸化カルシウムなどを晶出せずに、結晶粒を均一に
配向させた育成材７の結晶成長ができる。
超電導母材１の周囲に複数のレーザ照射手段１０−１〜
１０−８を配置し、これらレーザ照射手段１０−１〜１
０−８によって中央部から両端部になる従って強度が高
くなる強度分布を持つ各線状レーザビーム１１−１〜１
１−８を超電導母材１の外周壁に照射するので、超電導
母材１の外周壁を均一に加熱でき、例えばＢｉ2 Ｓｒ2
Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ
2 Ｃｕ3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体を作製する際
に、酸化カルシウムなどを晶出せずに、結晶粒を均一に
配向させた育成材７の結晶成長ができる。
【００５５】すなわち、レーザ照射手段１０−１〜１０
−８によって中央部から両端部になるに従って強度が高
くなる強度分布を持つ各線状レーザビーム１１−１〜１
１−８に整形できることから、超電導母材１の円柱壁面
の周方向について均一に加熱できる。
−８によって中央部から両端部になるに従って強度が高
くなる強度分布を持つ各線状レーザビーム１１−１〜１
１−８に整形できることから、超電導母材１の円柱壁面
の周方向について均一に加熱できる。
【００５６】従って、臨界電流密度Ｊｃの高い酸化物超
電導体を作製することができ、大電流容量を流せる酸化
物超電導パワーリード材の製造ができる。なお、本発明
は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り
変形してもよい。
電導体を作製することができ、大電流容量を流せる酸化
物超電導パワーリード材の製造ができる。なお、本発明
は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り
変形してもよい。
【００５７】例えば、各レーザ照射手段１０−１〜１０
−８は、図７に示すように各レーザダイオード１４−１
〜１４−９を所定の間隔で均等にライン状に配置し、か
つレーザダイオードコントローラ１５及びレーザダイオ
ードドライバ１６によって各レーザダイオード１４−１
〜１４−９から出射された各レーザビームのうち中央部
よりも両端部から出射されるレーザビームの強度を高く
制御するようにしてもよい。
−８は、図７に示すように各レーザダイオード１４−１
〜１４−９を所定の間隔で均等にライン状に配置し、か
つレーザダイオードコントローラ１５及びレーザダイオ
ードドライバ１６によって各レーザダイオード１４−１
〜１４−９から出射された各レーザビームのうち中央部
よりも両端部から出射されるレーザビームの強度を高く
制御するようにしてもよい。
【００５８】この場合でも、シリンドリカルレンズ１３
から出射される各線状レーザビーム１１−１〜１１−８
は、上記式(1) に従って強度分布Ｐ（図４に示す強度分
布Ｐ）に整形される。
から出射される各線状レーザビーム１１−１〜１１−８
は、上記式(1) に従って強度分布Ｐ（図４に示す強度分
布Ｐ）に整形される。
【００５９】又、各レーザ照射手段１０−１〜１０−８
は、図８に示すようにレーザ光源２０を設け、このレー
ザ光源２０に複数の光ファイバー２１−１〜２１−９を
接続する。
は、図８に示すようにレーザ光源２０を設け、このレー
ザ光源２０に複数の光ファイバー２１−１〜２１−９を
接続する。
【００６０】このレーザ光源２０は、レーザビームを複
数に分岐してそれぞれ同一強度のレーザビームとして各
光ファイバー２１−１〜２１−９に入射する。これら光
ファイバー２１−１〜２１−９は、レーザ出射端部２２
に接続され、このレーザ出射端部２２において各光ファ
イバー２１−１〜２１−９のレーザ出射口は、ライン状
に配置され、かつ中央部に配置された光ファイバー２１
−５のレーザ出射口から見て両端側にそれぞれ配置され
る各光ファイバー２１−４〜２１−１、及び２１−６〜
２１−９に従って配置間隔を順に密にしている。
数に分岐してそれぞれ同一強度のレーザビームとして各
光ファイバー２１−１〜２１−９に入射する。これら光
ファイバー２１−１〜２１−９は、レーザ出射端部２２
に接続され、このレーザ出射端部２２において各光ファ
イバー２１−１〜２１−９のレーザ出射口は、ライン状
に配置され、かつ中央部に配置された光ファイバー２１
−５のレーザ出射口から見て両端側にそれぞれ配置され
る各光ファイバー２１−４〜２１−１、及び２１−６〜
２１−９に従って配置間隔を順に密にしている。
【００６１】このような構成であれば、レーザ光源２０
から出力されたレーザビームは、複数に分岐されてそれ
ぞれ同一強度のレーザビームとして各光ファイバー２１
−１〜２１−９に入射する。
から出力されたレーザビームは、複数に分岐されてそれ
ぞれ同一強度のレーザビームとして各光ファイバー２１
−１〜２１−９に入射する。
【００６２】そして、これらレーザビームは、各光ファ
イバー２１−１〜２１−９内を伝搬してそれぞれレーザ
出射口から出射される。これらレーザビームは、それぞ
れ広がりをもって出射されるので、互いに重なりあって
シリンドリカルレンズ１３に入射し、このシリンドリカ
ルレンズ１３において図４に示すようにその中央部から
両端部になる従って強度が高くなる強度分布を持つ線状
レーザビーム１１−１〜１１−８に整形され、例えば超
電導母材１の外壁に結像する。
イバー２１−１〜２１−９内を伝搬してそれぞれレーザ
出射口から出射される。これらレーザビームは、それぞ
れ広がりをもって出射されるので、互いに重なりあって
シリンドリカルレンズ１３に入射し、このシリンドリカ
ルレンズ１３において図４に示すようにその中央部から
両端部になる従って強度が高くなる強度分布を持つ線状
レーザビーム１１−１〜１１−８に整形され、例えば超
電導母材１の外壁に結像する。
【００６３】従って、超電導母材１の外周壁を均一に加
熱できる。レーザ出射端部２２において、各光ファイバ
ー２１−１〜２１−９のレーザ出射口の配置を、所定間
隔ごとに均一に配置し、各光ファイバー２１−１〜２１
−９に入射する各レーザビームの強度を、その中央部よ
りも両端部から出射されるレーザビームの強度を高く制
御するようにしてもよい。
熱できる。レーザ出射端部２２において、各光ファイバ
ー２１−１〜２１−９のレーザ出射口の配置を、所定間
隔ごとに均一に配置し、各光ファイバー２１−１〜２１
−９に入射する各レーザビームの強度を、その中央部よ
りも両端部から出射されるレーザビームの強度を高く制
御するようにしてもよい。
【００６４】又、上記一実施の形態では、Ｂｉ2 Ｓｒ2
Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ
2 Ｃｕ3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体を作製する場
合について説明したが、これに限らず、例えばＹ系のＹ
2 ＢａＣｕＯ5+X （１５００℃以下で固体）、Ｙ2 ０3
（１５００℃以上でも固体）等がＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X
の分解溶融によって生成し、これらが結晶粒として成長
すると配向した組織を乱す。
Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏ8+X 、又は（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ
2 Ｃｕ3 Ｏ10+Xで示される酸化物超電導体を作製する場
合について説明したが、これに限らず、例えばＹ系のＹ
2 ＢａＣｕＯ5+X （１５００℃以下で固体）、Ｙ2 ０3
（１５００℃以上でも固体）等がＹＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ7-X
の分解溶融によって生成し、これらが結晶粒として成長
すると配向した組織を乱す。
【００６５】従って、本発明により複数のレーザビーム
をＹ系の超電導母材の外周壁に所定の間隔で照射し、超
電導母材の外周壁を均一に加熱すれば、粒成長がなくな
り配向した組織を乱すこともなくなる。
をＹ系の超電導母材の外周壁に所定の間隔で照射し、超
電導母材の外周壁を均一に加熱すれば、粒成長がなくな
り配向した組織を乱すこともなくなる。
【００６６】又、Ｔｌ系やＨｇ系には、Ｃａが構成元素
に含まれているので、これらも複数のレーザビームをＴ
ｌ系又はＨｇ系の超電導母材の外周壁に所定の間隔で照
射し、超電導母材の外周壁を均一に加熱すれば、ＣａＯ
の晶出をなくすことができる。
に含まれているので、これらも複数のレーザビームをＴ
ｌ系又はＨｇ系の超電導母材の外周壁に所定の間隔で照
射し、超電導母材の外周壁を均一に加熱すれば、ＣａＯ
の晶出をなくすことができる。
【００６７】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項１に
よれば、酸化カルシウムなどが晶出せずに、結晶粒を均
一に配向させた育成材の結晶成長ができる酸化物超電導
体レーザ育成方法を提供できる。
よれば、酸化カルシウムなどが晶出せずに、結晶粒を均
一に配向させた育成材の結晶成長ができる酸化物超電導
体レーザ育成方法を提供できる。
【００６８】又、本発明の請求項２〜６によれば、酸化
カルシウムなどが晶出せずに、結晶粒を均一に配向させ
た育成材の結晶成長ができる酸化物超電導体レーザ育成
装置を提供できる。又、本発明の請求項７、８によれ
ば、中央部から両端部になる従って強度が高くなる強度
分布を有するレーザビームを出力できる照射光学装置を
提供できる。
カルシウムなどが晶出せずに、結晶粒を均一に配向させ
た育成材の結晶成長ができる酸化物超電導体レーザ育成
装置を提供できる。又、本発明の請求項７、８によれ
ば、中央部から両端部になる従って強度が高くなる強度
分布を有するレーザビームを出力できる照射光学装置を
提供できる。
【図１】本発明に係わる酸化物超電導体レーザ育成装置
の第１の実施の形態を示す構成図。
の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置におけるレーザ照射手段の具体的な構成
図。
図。
【図３】レーザビームの重なり合いを示す図。
【図４】線状レーザビームの強度分布を示す図。
【図５】線状レーザビームの強度分布を説明するための
図。
図。
【図６】同装置を側面から見たときの１つのレーザ照射
手段の構成図。
手段の構成図。
【図７】レーザ照射手段の変形例を示す構成図。
【図８】レーザ照射手段の他の変形例を示す構成図。
【図９】従来の酸化物超電導体レーザ育成装置の構成
図。
図。
１…超電導母材、 １０−１〜１０−ｎ…レーザ照射手段、 １２…レーザ光源、 １３…シリンドリカルレンズ、 １４−１〜１４−ｍ…レーザダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ Ｈ０１Ｂ 12/06 ＺＡＡ 13/00 ５６５ 13/00 ５６５Ｄ
Claims (8)
- 【請求項１】 超電導母材にレーザビームを照射して超
電導体を育成する酸化物超電導体育成方法において、 中央部から両端部になるに従って強度が高くなる強度分
布を有する複数のレーザビームを前記超電導母材の外周
壁に所定の間隔で照射し、前記超電導母材の外周壁を均
一に加熱することを特徴とする酸化物超電導体育成方
法。 - 【請求項２】 超電導母材にレーザビームを照射して超
電導体を育成する酸化物超電導体育成装置において、 中央部から両端部になるに従って強度が高くなる強度分
布を有するレーザビームを出力して前記超電導母材の外
周壁に所定の間隔で照射する複数のレーザ照射手段、を
備えたことを特徴とする酸化物超電導体育成装置。 - 【請求項３】 前記レーザ照射手段から出力されるレー
ザビームは、線状ビームで、かつ前記レーザビームの中
心部からの距離をｘ、前記超電導母材の円柱の半径を
ｒ、前記レーザビームの中心部の強度をＰo としたと
き、 Ｐ＝Ｐo ／｛１−（ｘ／ｒ）2 ｝1/2 の強度分布Ｐに形成されていることを特徴とする請求項
２記載の酸化物超電導体育成装置。 - 【請求項４】 前記レーザ照射手段は、線状レーザビー
ムのビーム長手方向を前記超電導母材の両端に存する前
記超電導母材の各固定部分を結ぶ方向に対してほぼ直交
する方向に設定することを特徴とする請求項２記載の酸
化物超電導体育成装置。 - 【請求項５】 前記レーザ照射手段は、中央部から両端
部になる従って密に配列された複数のレーザ出射口と、 これらレーザ出射口から出射された各レーザビームを線
状ビームに整形する光学レンズ系と、 を備えたことを特徴とする請求項２記載の酸化物超電導
体育成装置。 - 【請求項６】 前記レーザ照射手段は、一定間隔で配列
された複数のレーザ出射口と、 これらレーザ出射口から出射された各レーザビームのう
ち中央部よりも両端部から出射される前記レーザビーム
の強度を高く制御するレーザ強度制御手段と、 前記各レーザ出射口から出射された各レーザビームを線
状ビームに整形する光学レンズ系と、を備えたことを特
徴とする請求項２記載の酸化物超電導体育成装置。 - 【請求項７】 中央部から両端部になるに従って密な間
隔に配列された複数のレーザ出射口と、 これらレーザ出射口から出射された各レーザビームを線
状ビームに整形する光学レンズ系と、を具備したことを
特徴とする照射光学装置。 - 【請求項８】 前記複数のレーザ出射口にそれぞれレー
ザダイオードを配置し、かつ前記光学レンズ系としてシ
リンドリカルレンズを用いることを特徴とする請求項７
記載の照射光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358097A JPH10236900A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 酸化物超電導体育成方法及びその装置並びにこの装置に適用される照射光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4358097A JPH10236900A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 酸化物超電導体育成方法及びその装置並びにこの装置に適用される照射光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10236900A true JPH10236900A (ja) | 1998-09-08 |
Family
ID=12667715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4358097A Pending JPH10236900A (ja) | 1997-02-27 | 1997-02-27 | 酸化物超電導体育成方法及びその装置並びにこの装置に適用される照射光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10236900A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011144081A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 単結晶育成装置および単結晶育成方法 |
| JP2016199411A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | 国立研究開発法人理化学研究所 | レーザ単結晶育成装置及び単結晶 |
-
1997
- 1997-02-27 JP JP4358097A patent/JPH10236900A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011144081A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 単結晶育成装置および単結晶育成方法 |
| JP2016199411A (ja) * | 2015-04-07 | 2016-12-01 | 国立研究開発法人理化学研究所 | レーザ単結晶育成装置及び単結晶 |
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