(57)【要約】【課題】結晶材の表面を異方性のない球面形状に研磨し、形状歪みによる光学特性の劣化を防止する。【解決手段】結晶材１表面を溶融固化した後、表面を研磨する工程を具備する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶材から成り、結晶材の表面にアモルファス層が形成されていることを特徴とする光学部材。
【請求項２】
結晶軸に異方性を持つ結晶材の表面を溶融固化してアモルファス層を形成し、その表面のアモルファス層を研磨して得られることを特徴とする光学部材。
【請求項３】
結晶材の表面にレーザを走査させることによりアモルファス層が形成された請求項２の光学部材。
【請求項４】
結晶材がＣａＦ２　、ＬｉＳｒＡｌＦ６　、ＬｉＣａＡｌＦ６　、ＢａＬｉＦ３　のいずれか１つである請求項１又は請求項２の光学部材。
【請求項５】
結晶材表面を溶融固化した後、表面を研磨する工程を具備することを特徴とする光学部材の研磨方法。
【請求項６】
結晶材表面をレーザにより溶融する請求項５の光学部材の研磨方法。
【請求項７】
結晶材表面を放電アークにより溶融する請求項５の光学部材の研磨方法。
【請求項８】
結晶材がＣａＦ２　、ＬｉＳｒＡｌＦ６　、ＬｉＣａＡｌＦ６　、ＢａＬｉＦ３　のいずれか１つである請求項５〜請求項７のうち１つの光学部材の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、反射鏡等の光学部材、特に結晶材により成る光学部材、及びその研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線領域或は赤外線領域に使用される光学部材では材料として結晶材が用いられることがある。
【０００３】
現在、結晶材の研磨方法については多様な手法が採用されている。ポリシャ材としてピッチ、ワックス、合成樹脂、軟質金属、各種のパッド材が用いられている。一方、研磨スラリの微粒子はダイヤモンド、ジルコニア、セリア、クロミア、アルミナ等であるが、更に界面活性剤・増粘剤等、多様な物が添加されている。界面活性剤は砥粒の分散効果を狙い、凝集を阻止する事で、キズの発生を抑制する。
【０００４】
然し、光学結晶材の多くはアルカリ・ハライドであり、イオン結合性が高いケースが多く、イオン系界面活性剤によりエッチングされる。エッチングの活性については結晶構造に支配される反応イオン密度に支配されるが、実際には素材切り出し方向により勾配が現れる。
【０００５】
より高精度な研磨は、化学的なエッチング作用を加味したメカノケミカル研磨によって行われる。然し、特定な方位で研磨する必要のある単結晶材料の場合は、結晶軸方位の異方性により機械的化学的特性が異なる為、一様な研磨が困難である。特に研磨面に異方性のある結晶軸を含むＣａＦ２　材レンズの場合、エッチング効果を有するスラリを使用すると研磨面が三角錐形に誘導される。結晶材の切出し方向により異なるが、殆どは球面を基準形状とする多面体形に誘導され、球面形状に研磨しようとしても多面体形になってしまうケースが多い。
【０００６】
図２（Ｂ）は異方性材料を研磨した場合の、研磨後の形状を模式的に表していおり、研磨され易い軸方向で研磨面の曲率が大きくなり、楕円球面状となることを示している。
【０００７】
又、図３、図４（Ａ）は研磨後の研磨面の等高線を示しており、図４（Ｂ）は図４（Ａ）に於ける立体模式図である。
【０００８】
レンズとして使用する場合、形状劣化はレンズ特性の劣化であり、高精度レンズの研磨には致命傷となる。紫外領域、特に極紫外域で使われる光学材料は、ＣａＦ２　、ＬｉＳｒＡｌＦ６　、ＬｉＣａＡｌＦ６　、ＢａＬｉＦ３　等の結晶材料が多く、高精度なレンズを製作することは困難である。前記結晶材料を光学部材として用いた場合、光学的な異方性が無視出来る場合でも、機械的異方性により研磨することで球面形状に対して歪みが残る為である。
【０００９】
上記現象は、本来砥粒の分散効果を得る為に、スラリに混入されたイオン系の界面活性剤が副作用としてエッチングを起こし、影響している為と考えられる。界面活性剤の無い中性のスラリ、若しくは非イオン系界面活性剤を混入したスラリでは上記現象は起きない。又、エッチング効果を有するスラリでも、機械的研磨作用を大きくする条件（砥粒径大型化、加重増大化）を与えると、上記現象は若干緩和される。然し表面の平滑性が失われ、傷等表面欠陥も増大してしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は斯かる実情に鑑み、結晶材の表面を異方性のない球面形状に研磨し、形状歪みによる光学特性の劣化を防止するものである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明は、結晶材から成り、結晶材の表面にアモルファス層が形成されている光学部材に係り、又結晶軸に異方性を持つ結晶材の表面を溶融固化してアモルファス層を形成し、その表面のアモルファス層を研磨して得られる光学部材に係り、又結晶材の表面にレーザを走査させることによりアモルファス層が形成された光学部材に係り、又結晶材がＣａＦ２　、ＬｉＳｒＡｌＦ６　、ＬｉＣａＡｌＦ６　、ＢａＬｉＦ３　のいずれか１つである光学部材に係り、又結晶材表面を溶融固化した後、表面を研磨する工程を具備する光学部材の研磨方法に係り、又結晶材表面をレーザにより溶融する光学部材の研磨方法に係り、又結晶材表面を放電アークにより溶融する光学部材の研磨方法に係り、更に又結晶材がＣａＦ２　、ＬｉＳｒＡｌＦ６　、ＬｉＣａＡｌＦ６　、ＢａＬｉＦ３　のいずれか１つである光学部材の研磨方法に係るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
メカノケミカル研磨時に異方性を生じるのは、結晶軸に機械的異方性がある為である。従って、この異方性を無くせば良い。然し乍ら、この異方性は結晶本来の特性に由来するものであり、結晶を材料として使用する限り存在する。そこで一定の研磨層に相当する表面厚さを溶融し再凝固することでアモルファス状態にする。これにより研磨層に異方性は無くなり均一な研磨が可能になる。しかも前工程で残った浅い傷は溶融時に埋まってしまう。溶融時の熱歪みも、溶融層が薄く瞬時に固化してしまう為、結晶側には残らない。
【００１４】
研磨表面の溶融は、例えば熱加工に使用される赤外レーザ（０．８μｍ〜１１μｍ）が用いられ、赤外レーザを結晶材の表面に走査して行う。赤外レーザとしては、半導体レーザ（８１０ｎｍ）、ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）、ＣＯ２　レーザ（１０．６μｍ）等が挙げられる。特に、ＣＯ２　レーザは光学材料に吸収され易く、熱加工には効果的である。又、光ファイバの加工等に用いられる放電アーク加工にも効果的である。
【００１５】
研磨の結果、アモルファス層が多少残る場合があるが、アモルファス層は光学的な異方性は無い為、光学特性への影響は無視できる。
【００１６】
而して、機械的研磨作用を大きくする条件（砥粒径大型化、加重増大化）で結晶材１を研磨した後、研磨の最終工程として結晶材表面を溶融固化し、アモルファス層２を形成する。次に、メカノケミカル研磨等高精度な表面研磨を行う。前記アモルファス層２は結晶軸方位の異方性がないので、機械的化学的特性の異方性がなく、研磨により表面形状の歪みが発生せず、光学特性の劣化をなくすことができる。
【００１７】
図２（Ａ）は前記アモルファス層２を形成して研磨した状態を示すものであり、研磨面は高精度の球面が得られる。
【００１８】
尚、本発明はレンズの研磨に限らず、プリズム、反射鏡等の光学部材の研磨に実施可能であることは言う迄もない。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、結晶材表面を溶融固化した後、表面を研磨する工程を具備するので、溶融した表面が固化することで表面にアモルファス層が形成され、機械的な異方性がなくなり、光学部材の表面を異方性のない球面形状に研磨することが可能となり、形状歪みによる光学特性の劣化を防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、表面にアモルファス層を形成し研磨した状態を示す説明図、（Ｂ）は、異方性材料を研磨した状態を示す説明図である。
【図３】異方性材料を研磨した場合の表面の歪み状態を示す図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、異方性材料を研磨した場合の他の表面の歪み状態を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　結晶材
１　　　　　アモルファス層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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