(57)【要約】      （修正有）【課題】光学衛星や大型光学望遠鏡に搭載する集光光学系において、多数の支持体を精密な加工を行った集光用ミラーガラスに接合した場合にミラー表面に歪みが発生することを回避するため、少数の支持体でも支持可能な強い接合で接合された集光光学系を得る。【解決手段】集光用ミラーガラス１において、少なくとも支持体２との接合部の集光用ミラーガラス表面に化学強化層３を有するガラス基板を用いて集光ミラーを形成する。接合部の表面ラフネスを０．０２〜１００μｍＲaとし、集光用ミラーガラスと支持体を接着剤で接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集光用ミラーガラスと支持体からなる集光光学系であって、前記集光用ミラーガラスと前記支持体との間には前記集光用ミラーガラスと前記支持体とを接合する接着剤からなる接着層を備え、
前記集光用ミラーガラスの少なくとも前記支持体との接合部分に化学強化層が形成されていることを特徴とする集光光学系。
【請求項２】
前記集光用ミラーガラスの前記接合部分のラフネスＲaは０．０２〜１００μｍであることを特徴とする請求項１記載の集光光学系。
【請求項３】
前記集光用ミラーガラスの組成は、SiO2が４５〜８０モル％、Al2O3が５〜２５モル％、SiO2とAl2O3の和が５０〜８５モル％、K2Oが０〜１５モル％、Na2Oが０〜２５モル％、K2OとNa2Oの和が３〜２０モル％であることを特徴とする請求項１、２いずれか記載の集光光学系。
【請求項４】
前記集光用ミラーガラスは、Li2Oを０〜２７モル％含有することを特徴とする請求項１、２いずれか記載の集光光学系。
【請求項５】
前記集光用ミラーガラスは、P2O5を０〜１０モル％含有し、SiO2とP2O5の和が５５〜７５モル％含有することを特徴とする請求項１、２いずれか記載の集光光学系。
【請求項６】
前記集光用ミラーガラスは、CaOを０〜１５モル％、ZnOを０〜１９モル％、MgO2を１〜１２モル％、ZrO2を０〜１０モル％含み、かつCaO、ZnO、MgO2、ZrO2の和で２〜４０％を含有することを特徴とする請求項１、２いずれか記載の集光光学系。
【請求項７】
前記集光用ミラーガラスは、BaOを１〜１０モル％、TiO2を０．２〜５モル％含有することを特徴とする請求項１、２いずれか記載の集光光学系。
【請求項８】
室温における線形膨張率が２×１０-6／℃以下である金属を用いた支持体を有することを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の集光光学系。
【請求項９】
室温における線形膨張率が８０×１０-6／℃以下である接着剤を用いて形成された接着層を有することを特徴とする請求項１乃至８いずれか記載の集光光学系。
【請求項１０】
硬化した接着剤が５〜１０００μmの厚さで形成されている接着層を有することを特徴とする請求項１乃至９いずれか記載の集光光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工衛星等に搭載される集光光学系に関するものである。詳しくは、人工衛星等に搭載される集光光学系や大型光学望遠鏡等の集光光学系に用いられる、集光用ミラーガラスとその支持体とを強固に接着した集光光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星に搭載される集光光学系、もしくは地上に設置される大型光学望遠鏡などの集光光学系は反射光学系で形成されている。これらの反射光学系では従来よりも、高解像度で明るい、もしくはさらに暗い対象を鮮明に見ることが要求される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光学センサを搭載し画像を撮影する光学衛星や大型光学望遠鏡に搭載する集光光学系においては、１次鏡が年々大型化しており、高い分解能を有するためには精密な形状加工と形状維持を行うことが課題となっている。このため、製造過程や製造後に加わる熱や応力による変形が少ないことが集光光学系には必須となっている。熱による変形は熱膨張率の小さな低膨張ガラスをミラー母材に用いることや低膨張率の支持体および構造体を用いることで影響を最小限に留めることが行われている。
【０００５】
通常、集光用ミラーガラスとその支持体の接合には接着剤が用いられ、接着剤により集光用ミラーガラスとその支持体を強固に接合する必要がある。
ここで、接着材で接着された支持体を集光用ミラーガラスから力をかけて無理に剥がすと、通常は接着剤の部分ではなくガラス側が破断する。これはガラスの破断強度が接着剤の破断強度よりも小さいためであり、ガラスの破断強度により接着強度が制限されている。
【０００６】
ガラスの破断強度のような弱い力で集光用ミラーガラスを支持するためには、支持体の数を増やす必要があるが、この場合大きな振動を光学系に加えると、結果として１次鏡の表面形状が複雑に変動し分解能が大きく低下するという課題があった。
【０００７】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、集光用ミラーガラスとその支持体の接合力を増強し、少ない支持体により、高い剛性を有して表面で歪みが発生しにくい集光光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る集光光学系は、集光用ミラーガラスと支持体からなる集光光学系であって、前記集光用ミラーガラスと前記支持体との間には前記集光用ミラーガラスと前記支持体とを接合する接着剤からなる接着層を備え、前記集光用ミラーガラスの少なくとも前記支持体との接合部分に化学強化層が形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る集光光学系によれば、支持体と接合する集光用ミラーガラスを部分的に化学強化ガラス化することで破断強度を引き上げ、集光用ミラーガラスとその支持体との接合力を増強することができる。
これにより、高い剛性でミラーを保持することが可能となり、少ない支持体数で集光用ミラーガラスを保持できて、表面の変形の小さな集光用ミラーガラスを得ることができる。大きな力でミラーが変形する場合も、支持体数が少ないため単純な形状の変形となるため、低次のアス成分を他のミラーで補正することが容易になる。
【００１０】
また、通常はガラスが破断する領域でも化学強化ガラス化された部位では破断しないため、通常の化学強化ガラス化していないガラスでは破断しやすいラフネスをもった表面でも、化学強化ガラスでは破断せず、大きなラフネスによって支持体との接着力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る集光光学系の構造の断面を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る集光光学系の破断強度を比較するための他の集光光学系の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る集光光学系について図を参照して説明する。図１は実施の形態１に係る集光光学系の構造の断面を示す図である。図１において集光光学系１０は、集光用ミラーガラス１と支持体２から構成される。集光用ミラーガラス１は、少なくとも支持体２との接合部のガラス表面の一部に化学強化層３を有するガラス基板で形成されている。化学強化層３と支持体２とは接着剤により図の接着層４を介して接着される。
【００１３】
一般に、衛星搭載用ミラーや大口径の光学望遠鏡では低膨張ガラスが用いられる。本実施の形態に係る集光用ミラーガラス１においても低膨張ガラスが用いられる。これらの低膨張ガラスは通常の膨張率を有するガラスに比べて破断しにくいが、ガラス表面のクラック等によりその破断強度は理論的な破断強度に到達しない。
ガラスを割れ難くする圧縮応力層（化学強化層３）は、１）ガラス基板に焼入れという物理強化処理、又は２）イオン交換という化学強化処理を施すことにより形成することができる。
本実施の形態に係る集光光学系では、１）化学強化処理により機械的強度の高い圧縮応力層が得られること、２）衛星搭載用の大きな変形が許されない光学系であり、物理強化処理は適さないことから、化学強化処理を施すことによりガラス基板に圧縮応力層（化学強化層３）を形成することとした。
【００１４】
一方、低膨張ガラスを化学強化ガラス化した場合、化学強化ガラス化前では破断しやすいラフネスを持った表面であっても、ガラスの破断強度が向上する。一般に接着剤の接着強度を向上させるためには、表面ラフネスをある程度大きくする必要がある（いわゆるアンカー効果という）。
化学強化ガラスではガラスの破断強度が向上し、通常ガラスが破断する領域でも破断しないため、接着剤の接着強度が十分に生かせる領域で接着剤を使用することができ、接着剤本来が持つ接着強度を生かすことが可能となる。
接着剤の強度にも依存するが、一般に、化学強化ガラスは通常のガラスに比べて５〜１０倍の接合力が実現できる。この特性は低膨張ガラスを化学強化ガラス化した際にも発現される。
【００１５】
表１は、ガラスの表面ラフネスと破断強度の評価結果を示したものである。ガラスの側面のラフネスを変化させ、その値で破断強度が異なるかを調べている。この評価ではガラスの棒の引っ張り試験を行い、破断した時の強度を求めている。従来の低膨張ガラスに比べて、化学強化ガラス化されたガラスでは破断強度が格段に向上していることがわかる。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表２は、ガラスの表面ラフネスと接着剤の破断強度の評価結果を示す。同じラフネスで表面を荒らしたスーパーインバーの棒の間に、Scotch-Weld（登録商標）製品番号：DP-460EG（住友スリーエム株式会社製）を２００μｍ厚で塗布して評価を行った。表面ラフネスが増加すると接着強度が向上することが判明した。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
表３は、ガラスとスーパーインバーの棒の間に、Scotch-Weld（登録商標）製品番号：DP-460EG（住友スリーエム株式会社製）を２００μｍ厚で塗布して、接着剤の破断強度の評価を行った結果を示す。
スーパーインバーのラフネスＲaは５０μｍとし、ガラスのラフネスを変化させて評価を行っている。表３の結果は同じラフネスにおいて、表１と表２に示した値のうち、強度的に弱い値と一致する。また、破断箇所は従来の強化ガラスがほとんどガラス面で破断していたのに対して、化学強化ガラスはラフネス５μｍ以下では接着剤が破断していた。
【００２０】
【表３】
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【００２１】
以上のように本実施の形態に係る集光光学系１０は、集光用ミラーガラス１と支持体２から構成され、集光用ミラーガラス１は少なくとも支持体２との接合部のガラス表面の一部に化学強化層３を有するガラス基板で形成されている。
そして、支持体２と接着剤で接着する部分の集光用ミラーガラス１のラフネスＲaは０．０２〜１００μｍであることが好ましく、さらに好ましくは０．０５〜２０μｍが望ましい。
【００２２】
支持体２と集光用ミラーガラス１の接合力が増加することにより、支持体２に加えることのできる力が増大し、従来よりも少ない支持体２で集光用ミラーガラス１を保持することが可能となり、集光用ミラーガラス１の表面形状の変動を抑えることができる。
これにより大口径の集光光学系でも集光用ミラーガラス１の形状の変動を抑え、高い分解能を維持することが可能となる。
【００２３】
ここで、化学強化層３の形成方法について以下説明する。
化学強化層３はガラス中のアルカリイオンを置換することでガラス表面に圧縮応力層が、ガラス内部に引っ張り応力層が形成される。ガラス内部の引っ張り応力層によりガラス欠陥の成長が抑制され、ガラスの破断強度が通常の１０倍程度まで引き上げられる。一部の低膨張ガラスもアルカリイオンを含有しており、化学強化層が可能である。
【００２４】
集光用ミラーガラス１の組成はSiO2を４５〜８０モル％、Al2O3を５〜２５モル％、SiO2とAl2O3の和が５０〜８５モル％、K2Oが０〜１５モル％、Na2Oが０〜２５モル％、K2OとNa2Oの和が３〜２０モル％である集光用ミラーガラス１を有することを特徴とする。
また、集光用ミラーガラス１の基板中にLi2Oを０〜２７モル％含有し、P2O5を０〜１０モル％含有し、SiO2とP2O5の和が５５〜７５モル％を有することを特徴とする。
更に、集光用ミラーガラス１がCaOを０〜１５モル％、ZnOを０〜１９モル％、MgO2を１〜１２モル％、ZrO2を０〜１０モル％含み、かつCaO、ZnO、MgO2、ZrO2の和で２〜４０%を含有し、BaOを１〜１０モル％含有することを特徴とする。
【００２５】
SiO2 はガラスの網目構造形成酸化物として働き、ガラス構造の安定化即ち失透に対する結晶化安定性を増す成分である。またSiO2 はAl2O3などの中間酸化物と組み合わせることによってガラスの強度、剛性度などの機械的物性を高めることができ、ガラスの耐熱性を向上させることもできる。しかし、ガラスの主成分が８０％を超えると化学強化ガラス化しても強度向上の効果が少なくなるため、SiO2 の含有量は８０％以下であることが適当である。一方、SiO2 の含有量が４０％未満では、ガラスの結晶化安定性が相当悪化し、量産化できるほどの安定なガラスが造れない。そこで、SiO2 の下限は４０％である。そこで、SiO2 の含有量は、４５〜８０％の範囲、好ましくは５０〜７０％の範囲であることが適当である。
【００２６】
Al2O3はガラスに高耐熱性と高耐久性を寄与する成分としても、SiO2と共にガラス構造の安定化及びその剛性度を高める成分としても非常に重要である。しかし、Al2O3の含有量が５％より少ないとガラスの高耐熱性と高耐久性を十分に向上させることができない。また、Al2O3の含有量が２５％を超えると、ガラスの比弾性率の向上に寄与する成分であるMgO がガラスに解けなくなるため、ガラスの高温溶融性も悪化する。そこで、Al2O3の含有量は５〜２５％の範囲、好ましくは８〜２０％の範囲であることが適当である。
【００２７】
SiO2とAl2O3の合計含有量は５０〜８５％の範囲であり、好ましくは５７〜７９％の範囲である。この合計含有量が５０％未満ではガラスの耐久性が不十分となるおそれがある。一方、８５％を越えると、ヤング率及び熱膨張係数が低くなり、また、高温粘性が高くなるので熔解性が悪化する。
【００２８】
P2O5はSiO2と共存することでガラスの高温熔解性を調整するために添加される成分である。例えば、少量のP2O5をガラスに導入するとガラスの比弾性率が大きな変化がないのに対し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの熔解を容易にする効果が大きい。P2O5は、ガラスの熔解性の改善とガラスの結晶化安定性及び物理的特性の調整という観点から、１０％以下、好ましくは５％以下であることが適当である。さらにガラスの高温熔解性を著しく向上させるには、SiO2とP2O5の合計が５５〜７５%の範囲にあることが望ましい。
【００２９】
MgOはガラスの剛性及び強度を向上させ、高温熔解性を改善するために導入される成分である。また、ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。特にAl2O3の含有量が２０％より少ない場合、ガラスの高比弾性率を維持するために多くのMgOを導入することが好ましい。しかし、MgO の含有量が１２％を超えると、量産化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。また、MgO の含有量を１％より少なくするとガラスのヤング率が低下し、ガラス内のひずみが増加して破断強度が低下する傾向がある。そこで、MgO の含有量は１〜１５％の範囲、好ましくは２〜８％の範囲にすることが適当である。
【００３０】
TiO2 はガラス骨格形成成分としても修飾成分としても働き、ガラスの高温粘性を低め溶融性を改善し、構造の安定化及びその耐久性を増す。また、TiO2 は成分としてガラスに導入すると、ガラスの比重はあまり増加しないのに対し、ガラスのヤング率は大きく向上できる。特に、MgOやAl2O3を多く導入するガラスに対しては、TiO2 はガラスの高温熔解性及び結晶化安定性を向上させ、MgOとAl2O3などの酸化物との組み合わせによってガラスの比弾性率を高めることが大いに期待できる。但し、TiO2 を多く導入し過ぎると、ガラスの分相傾向が強まり、かえってガラスの結晶化安定性及びその均質性を悪化させる傾向がある。そこで、TiO2 の含有量は、５％以下、好ましくは４％以下とすることが適当である。尚、TiO2 の明らかな添加効果を得るためには、TiO2 の含有量を０．２％以上とすることが好ましい。
【００３１】
CaO はMgO と共にガラスの剛性及び強度を向上させ、高温熔解性を改善するために導入される成分である。また、CaO は、MgO と同様に、ガラスの結晶化安定性の向上やガラス均質性の改善にも寄与する。前述のように、Al2O3の含有量が５％より少ない場合、ガラスの高比弾性率を維持するために多くのMgOを導入することが好ましく、この場合のCaO は主にガラスの高温溶融性、結晶化安定性を改善するために導入される成分となる。しかし、CaO の含有量が１５％を超えると量産化できるほどの結晶化安定性をもつガラスが造れない。そこで、CaO の含有量は２％以下、好ましくは１０％以下とすることが適当である。
【００３２】
ZrO2 は主にガラスの耐久性及び剛性を高めるために添加される成分である。少量のZrO2 を添加する場合はガラス耐熱性を向上させる効果があり、結晶化安定性も向上する。しかし、ZrO2 が１０％を超えるとガラスの高温熔解性が著しく悪化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加する。そこで、ZrO2 の含有量は１０％以下、好ましくは６％以下とすることが適当である。
【００３３】
尚、CaO、ZnO、MgO2、ZrO2の和は２〜４０%の範囲であることが適当である。これらの成分は、ガラスのヤ
ング率の向上及び結晶化安定性の向上に寄与する成分である。これらの成分の合計が２％未満では、ガラスのヤング率が低くなる傾向があり、かつガラスの結晶化安定性も低下する傾向がある。一方、これらの成分は、いずれもガラスの比重を増加させるものであり、多量に導入しすぎるとガラスの比弾性率が小さくなってしまう。そこで、CaO、ZnO、MgO2、ZrO2の和は、２〜４０%の範囲、好ましくは５〜２０％の範囲であることが適当である。
【００３４】
BaOは主にガラスの耐久性及び剛性を高めるために添加される成分である。少量のBaOを添加する場合はガラス耐熱性を向上させる効果があり、結晶化安定性も向上する。しかし、BaOが１０％を超えるとガラスの高温熔解性が著しく悪化し、ガラスの表面平滑性も悪くなり、比重も増加する。そこで、ZrO2 の含有量は１０％以下、好ましくは５％以下とすることが適当である。尚、BaOの明らかな添加効果を得るためには、BaOの含有量を１％以上とすることが好ましい。
【００３５】
As2O3はガラスの均質化を図るために脱泡剤として添加させる成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適量量のAs2O3をガラスに添加するとより均質なガラスが得られる。しかし、脱泡剤の添加量を多すぎると、ガラスの比重が上昇して比弾性率を低下させる傾向があり、また熔解用白金るつぼと反応してるつぼにダメージを与える傾向もある。そこで、その添加量は１％以下、好ましくは０．５％以下とすることが適当である。
SnO2も同様に脱泡剤として添加させる成分である。各ガラスの高温粘性に応じて適量量のSnO2をガラスに添加するとより均質なガラスが得られる。しかし、脱泡剤の添加量を多すぎると、ガラスの比重が上昇して比弾性率を低下させる傾向がある。そこで、その添加量は５％以下、好ましくは１％以下とすることが適当である。
【００３６】
Na2O、K2Oはガラス熔解時の粘性を下げ、熔解を促進するとともに、熱膨張を大きく上昇させる有用な成分である。
【００３７】
特に、Na2Oは、ガラス転移温度を低下させずに、化学強化を可能にするための重要な成分であり、Na2Oはイオン交換に利用され、ガラス中のナトリウムイオンはイオン交換により溶融塩中のカリウムイオンと置換されることで強化が行われる。Na2Oはヤング率を低下させるが、液相温度も低下させる効果がある成分であり、TiO2 が共存する場合に特に有効である。TiO2 が多量に含まれるガラスの場合でもNa2Oを添加することにより、液相温度を１２５０℃以下にすることができる。一方、Na2Oは、ガラス表面への析出の度合が大きくなり、Naイオンの接着層への拡散などにより接着層の接着力の低下を促すおそれがある。そのため、含有量の上限は２０％とする。従って、ガラスにおいて、Na2Oの含有量は１〜１５％であり、好ましくは１〜９％であり、より好ましくは１〜８％であり、さらに好ましくは１〜７％であり、より一層好ましくは１〜５％である。なお、Na2Oの含有量は化学処理後には元のガラスの組成に比べて低下する。
【００３８】
K2Oは、熱膨張係数の増加に効果が大きく、ガラス表面への析出の度合も小さいため重要な成分である。K2Oは溶融性を向上させる成分であるとともに、化学強化におけるイオン交換速度を大きくする作用がある。K2Oを好ましくは０％超、より好ましくは１％以上、さらに好ましくは２％以上含有することにより、所望の熱膨張特性並びにガラス熔解性を付与しつつ、アルカリ溶出量を低レベルに抑えることができる。しかし、１５％を超えて含有すると、ガラスの耐久性を低下させ、ガラス転移温度の低下による耐熱性の悪化を引き起こす。そこで、ガラスにおいて、K2Oの含有量は、０〜１５％の範囲であり、好ましくは１〜１５％の範囲であり、さらに好ましくは２〜１５％の範囲である。
【００３９】
Na2OとK2Oの含有量が合計で２０％を超えると、化学的耐久性が悪化する。また、アルカリがガラス表面に多く析出するようになるため、接着層への拡散などにより接着層の接着力の低下を促すおそれがある。同時にガラス転移温度が低下し必要な耐熱性が得られなくなる場合がある。一方、その含有量が合計で３％より少なくなると、良好な化学強化が困難となり、また、ガラスの熔解性が低下したり、所定の熱膨張特性を得ることが困難になる。従って、ガラスＩにおいて、Na2OとK2Oの合計量は３〜１６％とし、好ましくは３〜１５％とし、より好ましくは４〜１４％である。
【００４０】
Li2Oはヤング率を低下させることなく、ガラスの高温粘性を下げて熔解を容易にする成分である。例えば、少量のLi2Oをガラスに導入するとガラスの比弾性率が大きな変化がないのに対し、ガラスの高温粘性がかなり低くなるのでガラスの熔解を容易にする効果が大きい。Li2Oは、ガラスの熔解性の改善とガラスの結晶化安定性及び物理的特性の調整という観点から、２７％以下、好ましくは１８％以下であることが望ましい。
【００４１】
上記組成を持つ集光用ミラーガラス１への化学強化するための処理は、公知の方法で行うことができる。成形した集光用ミラーガラス１をアルカリ金属溶融塩、好ましくはカリウムを含む溶融塩（例えば硝酸カリウム溶融塩）に浸漬し、集光用ミラーガラス１中のアルカリ金属イオン（特にガラス表面付近）と溶融塩中のLiやNaなどのアルカリ金属イオンをイオン交換して、ガラス表面に圧縮応力層を形成（化学強化）することにより行うことができる。溶融塩としては硝酸カリウムを含むものを使用することが好ましく、具体的には１００％〜９０％のKNO3 硝酸塩、６０％KNO3 と４０％NaNO3 、８５％KNO3 と１５％Ca(NO3)2 及び８５％KNO3 と１５％Sr(NO3)2 などの混合硝酸塩などがある。浴温度が３５０〜５５０℃であるような通常の塩浴に、０．５〜２０時間にわたって浸漬する。塩浴は、その融点を下げる他の成分を含有することができる。塩浴はイオン交換のためにカリウム含量が低減し、所望のイオン交換深さが得られなくなった時点で交換する。こうした状況となるのは、通常、アルカリ塩が９０重量％となった時点である。最初から、１０重量％以下の他の塩を使用して、浴の融点を下げた状態で開始することも可能である。このことは、もちろん、浴のイオン交換能力が、その分早めに消耗することを意味する。
【００４２】
集光用ミラーガラス１は全面を溶融塩に漬けて化学強化する手法をとる以外にも、支持体２の接着部付近のみを部分的に溶融塩にさらして化学強化する手法も取ってもよい。
【００４３】
以上の処理により、化学強化層３が形成できる。
【００４４】
支持体２には室温付近での熱膨張率が2×10-6／℃以下である材料を用いることが望ましい。熱膨張率が大きいと集光用ミラーガラスに加える力が増大し、熱変形により破断させやすくなるリスクがある。支持体２に用いる材料系としてはFe-Ni合金やFe-Pd合金がある。その中でもインバー、スーパーインバー、ステンレスインバー 、EXEO-S10などが適している。
【００４５】
接着層４を形成する接着剤には室温付近での熱膨張率が80×10-6／℃以下であることが望ましい。硬化収縮率も１０％以下の材料が好ましく、さらに好ましくは５％以下が望ましい。熱膨張率が大きいと集光用ミラーガラス１に加える力が増大し、熱変形により破断させやすくなるリスクがある。
接着剤には3M Inc. Scotch-Weld（登録商標）製品型番：DP-490、住友スリーエム株式会社製 Scotch-Weld（登録商標）製品型番：DP-460EG、東レ株式会社製  ケミットエポキシTE2210、味の素ファインテクノ株式会社製 AE-901、クラスターテクノロジー株式会社製 エポクラスターT CPE91、Master Bond Inc. EP30LTE-LOなどが適している。
【００４６】
接着層４の厚さが５μｍ以下であると接着剤の強度を十分に発揮することができず、厚さが１０００μｍを超えると接着層４がもろくなる。このため、高い接着強度を維持するためには接着層４の厚さは５〜１０００μｍが必要であり、好ましくは２０〜４００μｍの範囲である。
【００４７】
実施例１〜５
以下、実施の形態１に係る実施例１〜５を説明する。
【００４８】
【表４】
2014194509.tif 000006
【００４９】
表４に示す組成のガラスを母材として集光用ミラーガラス１を所望の形状で加工した。支持体２との接着位置は番手２４０番のやすりで加工し、ラフネスＲaを２〜４μｍに調整した。この集光用ミラーガラス１について次のようにして化学強化処理を行った。すなわち、これらガラスを４５０℃のKNO3溶融塩にそれぞれ６時間浸漬し、化学強化処理した。実施例１〜５の化学強化処理後の各ガラスについて、ＥＰＭＡを用い深さ方向のカリウム濃度分析を行った結果、イオン交換による化学強化層２は、少なくとも４０μｍの深さに最適化されていることを確認した。
【００５０】
支持体２はスーパーインバーを母材として、所望の形状に加工した。ミラーとの接合面は０．２μｍのラフネスであった。
【００５１】
支持体２側に接着剤として住友スリーエム株式会社製 Scotch-Weld（登録商標） DP-460EGを硬化後に２００μｍの厚さの接着層４になるよう、混合後３０分以内で塗布し、集光用ミラーガラス１の所定の位置に接着し、2日間放置し、接着層４を形成した。その後、60℃で2時間加熱し、硬化を促進させた。
【００５２】
以上により図１に示す集光光学系用の構造体を得た。接着後に破断試験を行い、それぞれ４７．２〜５５．１ＭＰaで接着層４が破断することを確認した。
【００５３】
実施例６〜１０
以下、実施の形態１に係る実施例６〜１０を説明する。
【００５４】
実施例１で示した表４に示す組成のガラスを母材として集光用ミラーガラス１を所望の形状で加工した。支持体２との接着位置は鏡面加工のままとした。ラフネスＲaは０．２μｍであった。この集光用ミラーガラス１について次のようにして化学強化処理を行った。すなわち、これらガラスを４５０℃のKNO3溶融塩にそれぞれ６時間浸漬し、化学強化処理した。実施例１〜５の化学強化処理後の各ガラスについて、ＥＰＭＡを用い深さ方向のカリウム濃度分析を行った結果、イオン交換による化学強化層２は、少なくとも４０μｍの深さに最適化されていることを確認した。
【００５５】
支持体２はスーパーインバーを母材として、所望の形状に加工した。集光用ミラーガラス１との接合面は０．２μｍのラフネスであった。
【００５６】
支持体２側に接着剤として住友スリーエム株式会社製 Scotch-Weld（登録商標）製品番号：DP-460EGを硬化後に２００μｍの厚さの接着層４になるよう、混合後３０分以内で塗布し、集光用ミラーの所定の位置に接着し、２日間放置した。その後、60℃で2時間加熱し、硬化を促進させた。
【００５７】
以上により図１に示す集光光学系用の構造体を得た。接着後に破断試験を行い、それぞれ４０．１〜４４．５ＭＰaで接着層４が破断することを確認した。
【００５８】
以下では、この発明の実施の形態１に係る集光光学系の破断強度を比較する比較例ついて説明する。
【００５９】
図２は、破断強度の比較のための他の集光光学系の構造を表す図である。
実施例1で示した表4に示す組成のガラスを母材として集光用ミラーガラス１を所望の形状で加工した。支持体２との接着位置は鏡面加工のままとした。ラフネスＲaは０．２μｍであった。
【００６０】
支持体２はスーパーインバーを母材として、所望の形状に加工した。集光用ミラーガラス１との接合面は０．２μｍのラフネスであった。
【００６１】
支持体２側に接着剤として住友スリーエム株式会社製 Scotch-Weld（登録商標）製品番号：DP-460EGを硬化後に４０μｍの厚さの接着層４になるよう、混合後３０分以内で塗布し、集光用ミラーの所定の位置に接着し、２日間放置した。その後、60℃で2時間加熱し、硬化を促進させた。
【００６２】
図２に示す集光光学系用の構造体において接着後に破断試験を行い、それぞれ１０．３〜１３．７ＭＰaで集光用ミラーガラス１が破断することを確認した。
【符号の説明】
【００６３】
１ 集光用ミラーガラス、２ 支持体、３ 化学強化層、４ 接着層、１０ 集光光学系、１１  他の集光光学系。
【図１】
2014194509.tif 000007
【図２】
2014194509.tif 000008