JPS63144304A

JPS63144304A - レ−ザ用金属ミラ−及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63144304A
Application number: JP29202786A
Authority: JP
Inventors: Masami Izuhara; 出原　正己; Seiichiro Kimura; 盛一郎木村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1986-12-08
Publication date: 1988-06-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はレーザ装置に使用して、レーザ光線を反射若し
くは集光させるレーザ用金属ミラー及びその製造方法に
関する（従来の技術）従来、上記レーザ装置における、レーザ光を反射あるい
は集光させるミラーや、レーザ光を通過させるハーフミ
ラ−は、第５図に示すように、銅あるいはアルミニウム
等からなるミラー基材１′を所定のミラー形状に加工し
、かつその表面を研磨し鏡面加工して反射面１′　ａを
形成して金属ミラーＮ１を構成することか一般に行われ
ていた。

そして、この使用に際しては、反射面１′　ａにし〜ザ
光が照射されるが、その一部（レーザ光の１〜３％程度
）は金属ミラーＭの内部に吸収され加熱されるため、こ
の金属ミラーＭを冷却する必要があった。

二のため、第４図を参照して説明すると、金属ミラーＭ
をその反射面を露出させてレーザ光４がここを反射する
ようミラー支え５て支持するとともに、この背面に冷却
装置６を備え、この冷却装置６の内部に配設した冷却通
路７内に、冷却水人口８から冷却水を注入する二とによ
り、金属ミラーＭを冷却したり、また図示しないが被冷
却体としての金属ミラーに直接冷却エアーを吹付けるこ
と等が通常行われていた。

また、このの冷却を省略するため、最近モリブデン製の
金属ミラーか開発され、実用化されつつある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記鋼あるいはアルミニウム金属等で構
成された金属ミラーは、熱伝導率が高く、かつレーザ光
の反射率が高い反面、表面が非常に錆びやすく、熱的に
も耐熱性が低いため、溶融屑放物等が付着しやすい。ま
た、ミラー面が腐蝕したり塵や埃が付着した際、ミラー
面を注意深く拭いても傷が付きやすい等、ミラーの長時
間使用に対して、取扱いや信顆性の面でいまだ問題か残
されているのが現状であった。

また、モリブデン製の金属ミラーの場合、硬いために加
工状の問題があるばかりでなく、熱伝導率が小さく、し
かもコストあるいは形状等において、素材製作に制約が
あるといった問題点があった。

本発明は上記に鑑み、レーザ光を反射若しくは集光させ
る金属ミラーにおいて、金属ミラー自体の熱拡散を良好
となし、かっレーザ光の反射面が硬く、しかも耐熱性及
び耐腐蝕性に優れているばかりでなく、レーザ光の反射
率を高く維持できるものを提供することを目的としてな
されたものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を反射若
しくは集光させるレーザ用金属ミラーにおいて、熱拡散
しやすく熱伝導率の良い金属製のミラー素材の表面に、
レーザ光の反射率の高い反射金属膜を均一に付着させた
レーザ用金属ミラー、及び銅、アルミニウム又はこれら
の合金等の熱伝導性の良いミラー基材を所定の寸法精度
に加工し表面を研磨し、必要に応じてこの表面に中間金
属を薄膜状に被覆形成した後、この表面をモリブデンや
タングステン等の耐熱性かあり、しかもレーザ光の反射
率の高い硬質物質で、例えば１０２〜１０６八程度の厚
さに薄膜状に被覆したレーザ用金属ミラーの製造方法を
その要旨とするものである。

（作　用）而して、ミラー自体は銅、アルミニウムあるいはその合
金等の熱伝導性に優れたもので構成するとと、もに、こ
の反射面をモリブデンやタングステン等の耐熱性があり
、しかもレーザ光の反射率の高い硬質金属で薄く被覆す
ることにより、レーザ光の反射のために要求される金属
ミラーとしての諸性質、即ち、レーザ光（例えば、ＣＯ
２レーザでは１０．６μｍの波長）に対して吸収が少な
いこと、ミラー自体の熱伝導率が高いこと、表面硬度が
高く傷が付きにくいこ′と、化学的・熱的に安定で耐酸
化性及び耐食性が高いこと、加工性に優れ、また再加工
が容易なこと、表面は単［目組織で析出物や介在物がな
いこと、内部歪や格子欠陥あるいは空孔等の表面欠陥が
ないこと等の要求に対する機能の改善を図ったものであ
る。

（実施例）第１図は本発明に係る金属ミラーの一実茄例を示し、銅
、アルミニウム又はそのそれらの合金等の熱伝導率の良
いミラー素材１は予め所定の寸法精度に加工され、その
表面１ａは研磨されて平坦な鏡面が形成されている。

従来は、このように構成したものをそのまま金属ミラー
として使用してしていたのであるが、本発明は以下のよ
うな構成が備えられている。

即ち、上記の表面１ａは、耐熱性があり、しかもレーザ
光の反射率の高い、例えはモリブデンやタングステン等
の物質で構成された反射金属１膜２で、例えば３０００
〜５００ＯＡの厚さで均一に被覆されその表面には反射
面２ａが形成されている。

このよう構成することにより、反射金属膜２の表面の反
射面２ａでレーザ光を反射させるとともに、この反射面
２ａを熱的にも、また異物除去にも耐える硬さを持たせ
、かつ熱放出の良いモラー素材１をこの反射面６ａのベ
ースとすることにより、金属ミラーＭの高温化及びこれ
に伴う熱歪等二次的に発生する欠陥を取除くのである。

第２図は、本発明に係る金属ミラーＮ１の他の実施例を
示すもので、上記ミラー素材１と反射金属膜２との間に
、中間層として例えばニッケルあるいはニッケル合金等
からなる中間金属３を、１０２〜１０６八程度の介在さ
せてたものである。

このように、中間金属３を介在させることにより、タン
グステン等の反射金属膜２との密着性を改善し、これが
熱影響等により、容易に剥離してしまうことを防止する
ようにすることができる。

なお、この中間金属３は、上記反射金属、摸２との密着
性を改善しうるちのであれば、上記材料に限定されるこ
とはない。

そして、上記金属ミラーＭを第３図に示すように、その
反射面２ａを露出させてレーザ光４がここを反射するよ
うにミラー支え５で支持するとともに、この背面に冷却
装置６を備え、この冷却装置６の内部に配設した冷却通
路７内に、冷却水人口８から冷却水を注入することによ
り、金属ミラーＭの冷却を行うのである。

第４図は、本発明に係る製造方法の一実施例の、いわゆ
るイオンブレーティング波膜成型法を示すものである。

即ち、ミラー基材１はその表面１ａを鏡面仕上げされ、
その上面を支持金具８により支持されて、真空容器９内
に挿入されている。このミラー基材１の下方にはシャッ
ク１０が配置され、更にこのンヤッタ１０の下方にはモ
リブデン等のレーザ光の反射率の高い硬質物質１１を注
入するためのルツボ１２が載置され、このルツボ１２の
側方には、この内部の硬質物質１１に電子ビームを当て
るための電子銃１３が配置されている。更に、上記シャ
ッタ１０とルツボ１２の間には、熱電子放射電極１４及
びイオン化電極１５が配設され、この両電極１４．１５
は直流電源１６に接続され、この直流電源１６の他端は
上記支持金具８に連結されているとともに、この支持金
具８の上方に配置したヒーター７に接続されている。

而して、ルツボ１２内の硬質物質１１に電子銃１３によ
り電子ビームを当てることにより、この硬質物質１１を
５空中に飛出させ、この上部に備えた熱電子放射型Ｉ！
１ｉｉ１４及びイオン化電極１５でこれをイオン化させ
、直流電源１６て負に電荷されたミラー暴利１の表面に
このイオン化された硬質物質１１を付着させることによ
り、第１図に示す金属ミラーＮ１を得るのである。

そして、第２図に示すように、中間に中間金属３を介在
させるのは、先ずミラー素材１の表面１ａに中間金属３
を、例えば１０〜１０６．へ程度付着させた法曹て、」
二足と同様に行うのである。

本実施例では、金属ミラー素材１として無酸素銅を使用
して、この表面１ａに鏡面加工を施し、被覆用の硬質物
質１１としてモリブデン塊状物をルツボ１２の中に入れ
、真空容器の圧力を１０−４〜１０　’Ｔｏｒｒとして
ボンバード法により鏡面を清掃した後、ヒータ１７でミ
ラー基材１を１５０〜２５０°Ｃに昇温し、しかる後に
電子銃１３により電子ビームを当て、これにより放出さ
れるモリブデンをイオン化電極１５によりイオン化して
、負極であるミラー基材１に付着させたものである。

なお、本実施例では電子銃を用いた、いわゆるイオンブ
レーティング法により説明したが、各種のイオンブイレ
ーティング法、例えばホロカソード法、高周波励起法、
クラスターイオンビーム法等で行うことも可能であり、
また他の手段、例えばプラズマＣＶＤ法等によっても製
造することかできる。

而して、レーザ光は直接モリブデンまたはタングステン
からなる反射面２ａて反射することにより、従来の銅あ
るいはアルミニウム鏡面での反ｑ・Ｊ率（９８９６以上
）を維持するとともに、モリブデンまたはタングステン
などの物理的・化学的性質により硬度が高く、傷付き難
いばかりでなく、耐蝕性・耐熱性等を発揮する。しかも
、ミラー基材］は熱伝導率が高く、ミラー面に吸収され
たレーザ光から受ける熱も容易に背後の冷却装置に熱拡
散させ、ミラー面の熱応力の発生を緩和させることがで
きる。

本実施例は上記のような構成であるので、レーザ光の反
射率が高く、しかも表面は硬く、耐熱及び耐蝕性に優れ
たモリブデンあるいはタングステンからなり、加工性が
優れ、かつ熱伝導率の高い、銅、アルミニウム等の非鉄
金属ミラーの表面にイオンブレーティング等により薄膜
被覆することにより、ミラー表面は耐蝕・耐熱性に優れ
、しかも硬いため表面清浄化にも傷付き難く、極めて長
期間の安定性が得られ、同時にミラーとしての信頼性を
著しく改善することができる。更に、モリブデンやタン
グステンを単体で構成するだめの加工性を著しく改善す
ることができるばかりでなく、上記硬質金属に発生し易
い基材（塊状物）の製造上の空隙、１立境界から発生す
る平面粗さ等を解消することができる。

なお、上記実施例においては、表面反射ミラーを示した
が、レーザ光用には凸面ミラー、凹面ミラーの他に、セ
グメントミラーや放物面鏡等の各種のミラーが用いられ
、このようなミラーに対しても適応することができる。

また、薄膜の形成も、上記イオンブレーティング法に限
定することなく、他の、例えばスパッタリング、ＰＶＤ
、ＣＶＤ等の各種の方法を使用することができる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成であるので、銅やアルミニウ
ム等のミラー素材の表面に、硬質でかつ耐蝕・耐熱性の
優れたモリブデンやタングステン等の反射金属波膜で被
覆することにより、画者の特徴を複合し、レーザ光反射
ミラーとしての長期間の信頼性を確保し、かつ品質の向
上を図る二とができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々異なる本願発明に係るレーザ用
金属ミラーを示す断面図、第３図はその使用状態を示す
斜視図、第４図は本願発明の係る製造方法の一実施例の
概略を示す断面図、第５図は従来のレーザ用金属ミラー
を示す断面図である。１・・ミラー基材、２・・・反射金属膜、２ａ・・・同
文射面、３・・中間金属、１１・・・硬質物質、１３・
・・電子銃、１４・・・熱電子放射電極、１５・・・イ
オン化電極。出願人代理人　　（左　　藤　　−雄第１目第２目第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、レーザ光を反射若しくは集光させるレーザ用金属ミ
ラーにおいて、熱拡散し易く熱伝導率の良い金属製のミ
ラー素材の表面に、レーザ光の反射率の高い硬質の反射
金属膜を均一に付着させたことを特徴とするレーザ用金
属ミラー。２、銅、アルミニウム又はこれらの合金等の熱伝導性の
良いミラー基材を所定の寸法精度に加工し表面を研磨し
、この表面をモリブデンやタングステン等の耐熱性があ
りしかもレーザ光の反射率の高い硬質物質で薄膜状に被
覆したことを特徴とするレーザ用金属ミラーの製造方法
。３、前記ミラー基材の表面に中間金属を薄膜状に被覆形
成し、しかる後、この中間金属の表面をモリブデンやタ
ングステン等の硬質物質で１０＾２〜１０＾６Å程度の
厚さに被覆したことを特徴とする特許請求の範囲第２項
記載のレーザ用金属ミラーの製造方法。