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光技術・レーザー

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光学機器の高温安定性とは?課題と対策・製品を解説

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光学設計・開発における光学機器の高温安定性とは?

光学機器が、動作環境の温度上昇によって性能が低下したり、故障したりしないように、設計段階から温度変化に対する耐性を高めることです。レーザー加工機や計測機器など、高温環境下での使用が想定される光学機器において、その信頼性を確保するために不可欠な要素です。

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光学部品業界では、製品の透明度を確保するために、材料の水分量管理が重要です。材料に水分が残っていると、成形後の透明度が低下し、製品の品質を損なう可能性があります。CARDシリーズは、成形機に直接搭載できるため、材料乾燥を安定化し、透明度の高い光学部品の製造をサポートします。

【活用シーン】
・レンズ
・プリズム
・光学フィルム

【導入の効果】
・材料乾燥の安定化による透明度の向上
・不良品率の低減
・ランニングコストの削減

【光学部品向け】ホッパーサイズ除湿乾燥機

光学レンズ業界では、高い透過率と耐久性が求められます。特に、紫外線や高温環境にさらされるレンズにおいては、材料の純度と均一性が、レンズの性能維持に不可欠です。不適切な材料や製造プロセスは、レンズの性能劣化や寿命の低下につながる可能性があります。当社の高純度Hfターゲットは、高い純度と均一性により、光学レンズの性能向上に貢献します。

【活用シーン】
・光学レンズ製造
・コーティング
・スパッタリング

【導入の効果】
・レンズの透過率向上
・レンズの耐久性向上
・成膜の安定性向上

【光学レンズ向け】ハフニュウム(Hf)ターゲット

光学機器業界、特にレンズ製造においては、ガラスと金属、セラミックスといった異種材料の接合が、製品の性能と耐久性を左右する重要な要素です。レンズの小型化、高性能化が進む中で、接合部の信頼性、耐環境性が求められています。従来の接着剤による接合では、耐薬品性や長期信頼性に課題があり、製品の品質を損なう可能性がありました。当社のAuSnはんだ接合技術は、これらの課題を解決し、光学レンズの性能向上に貢献します。

【活用シーン】
・レンズと金属フレームの接合
・光学部品とセラミックス基板の接合
・高精度レンズアセンブリ

【導入の効果】
・高い接合強度と長期信頼性の確保
・耐薬品性、耐水性の向上
・高真空環境下での安定した性能
・製品の小型化、高性能化に貢献

【光学機器向け】AuSnはんだ接合による異種材料接合

レーザー結晶、非線形結晶をはじめ、光学窓、シンチレーションや半導体、酸化物結晶等、米国、中国ならびにヨーロッパなど世界中の結晶メーカと提携しており、高水準の結晶を多種多様に供給させて頂きます。

結晶材料

『MM1000S』は、比類のない操作性と驚異的な長期安定性を実現した
高性能ミラーマウントです。

コンパクトなデザインで且つ微調整が可能という、二つの背反する機能を
保有しております。

【特長】
■コンパクト
■微調整が可能
■操作性
■長期安定性

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高性能ミラーマウント『MM1000S』

当社では、光学デバイスの設計において伝熱と構造の相互作用を詳細に
検証するため、レンズユニットの伝熱-構造連成解析を行っております。

熱源からの伝熱とレンズの構造的な挙動を結びつけ、異なる温度条件や
熱源配置における応力や変形を同時に解析。連成解析により、伝熱がレンズの
物理的な特性に与える影響を詳細に評価し、好適な設計と材料選定を実現。

得られた結果は、伝熱-構造の相互作用を理解する洞察を提供し、
製品の性能向上と信頼性確保に有益な知見をもたらします。

【事例概要】
■異なる温度条件や熱源配置における応力や変形を同時に解析
■好適な設計と材料選定を実現
■伝熱-構造の相互作用を理解する洞察を提供

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【解析事例】局所熱変形

LPCはCWまたはモードロックレーザのパワーを自動制御し正確に手軽に安定化することができます。ビームの減衰器として、スタビライザとして、またパワーメータとしても使用できる。
BEOC社製レーザパワーコントローラ(LPC)は、レーザビーム出力をPCで自動制御し、0.025%まで安定化することができる。
主な仕様:
 波長425〜1700nm のCWまたはモードロックレーザのノイズを5KHzまで削減でき、ビーム出力を0.025%まで安定化できる。最大入力4Wまで可能。USB標準装備。GPIBオプション。

パワーを自動制御し安定化するレーザパワーコントローラ LPC

UV / VIS / NIR マルチモードとグレードインデックスマルチモードの光ファイバーフィードスルーです。
UV / VIS / NIR マルチモード光ファイバーは、100/200/400/600/1,000μm、グレードインデックスマルチモード光ファイバーは、62.5μmのコア径になります。

【特徴】
・最新のグラスセラミック接合技術によって製作されています。
・SMA905 が標準コネクタですが、FC、STアダプタもあります。
・ICF フランジタイプ (NWタイプもあります)とボルトタイプがあります。

その他、マルチモードポリイミド光ファイバーや、光ファイバー関連アクセサリも取扱いがございます。
詳しくは、カタログをダウンロード、もしくはお問い合わせください。

【超高真空・高真空】光ファイバーフィードスルー

日本清水産業株式会社のD500X・D600Xは、ワークの重量がアンバランスでも自動調芯機構によって高速回転が行える全自動遠心乾燥機です。

更に、2基の吸気ファンによって効率的な乾燥効果を得ることができます。
飛散する雰霧液体は、乾燥室内で高速乾燥するシロッコファンで強制吸引し、再付着を防止。

高い安定性と耐久性を実現すると共にIPA乾燥に比べて低コスト効率化を実現しています。

【特長】
■無公害・低ランニングコスト
■安定性の高い回転・効率的な乾燥効果
■最大寸法200×200mmの製品まで対応可能
■ヒート装置を標準装備(約40℃以下で調節可能)

詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

全自動遠心乾燥機(全自動スピン乾燥機)IPA 不使用 光学 乾燥

高性能カメラや光学製品に求められるのは、信頼性と持続性。それらを実現するための最適な解決策が、デフリックです。川邑研究所が開発したこの潤滑性黒色塗料は、カメラのシャッター羽根や絞り羽根において多数の使用実績を誇ります。

通常の黒色塗料は摩擦により光沢が出てしまい、それが信頼性低下の一因となります。しかし、デフリックはその問題を解消します。優れた潤滑性能と耐摩耗性を兼ね備え、光沢の発生を抑制しつつ、一貫した性能を維持します。

さらに、デフリックは耐熱性の黒色塗料もラインナップしており、プロジェクターやプラネタリウムといった高出力の光学製品にも対応しています。これらの製品の出力が高まるにつれ、耐熱性と光沢を抑制した塗料のニーズが増しています。それに対応すべく、デフリックは常に品質改善と製品開発に取り組んでいます。

デフリックの潤滑性黒色塗料を使えば、光学製品の性能を最大限に引き出し、劣化を防ぐことが可能です。

デフリックの多数の実績に基づき、お客様は安心して当社製品をお使いいただけます。

低摩擦・黒色で、光学機器の信頼性向上! 固体潤滑塗料デフリック

ミラクルピローはNFメタル(デイツ材)を円柱状に成形した製品です。真空中、低温(100℃)から高温(約800℃)まで潤滑性を保ちます。デイツ材については、このサイト内で「真空用自己潤滑性複合材料」を検索してください。デイツ材は潤滑成分に二硫化タングステンを使用しています。二硫化モリブデンを使用した類似品とは強度とダスト発生量で差が出ます。ご注意下さい。形状は、MLP-030(φ8.5×9L)、MLP-040(φ11×9L)、MLP-050(φ14.5×10L)の三種類を揃えております。

光学用真空蒸着装置用潤滑材・ミラクルピロー

従来、反射ミラーに使用される材料はアルミニウムが一般的でしたが、反射率が低いという問題がありました。そこで金属の中で最も反射率の高い材料である銀を使用して「銀ミラー」を製品化しました。ミラーに100%の光が入射すると、アルミでは92%しか反射しませんが、銀では97%も反射します。さらに屋外放置20年相当の耐久性も実現しています。今なら、ハイシルバーの技術資料を公開中です。

【特長】
■最高水準97%の高反射率を実現
■工業用途における高輝度・高出力・高彩度を実現したい場合に最適
■屋外放置20年相当の耐久性
■耐熱、耐湿、塩水、ガス腐食試験すべてクリア

※詳細は資料請求して頂くかダウンロードからPDFデータをご覧下さい

高反射・高耐久性銀ミラー「Hi-Silver」【97%の高反射】

TECOMで取り扱っている『サファイア』についてご紹介いたします。

「PSS基板」をはじめ、「サファイア窓」や「内外筒研磨チューブ」、
「ドーム」など豊富にラインアップ。

また「ウエハー(Epi Ready)」は、角ウェハーや両面研磨品もご用意
しています。C・A・M・R面のみならず、N・V等の特殊方位もご相談下さい。

【ラインアップ(抜粋)】
■ウエハー(Epi Ready):φ1インチ~φ8インチ
■PSS基板:φ2インチ φ4インチ
■インゴット:φ1インチ~φ8インチ
■サファイア窓:外径最大300mm程度まで
■内外筒研磨チューブ:外径最大200mm程度まで

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

サファイア

特殊ミラープロでは、お客様のご希望に応じた鏡の特別注文を承っております。
特殊なミラーをお探しなら、特殊ミラープロにおまかせください。

長年培ってきた確かな技術にこのチャレンジ精神をプラスすることで、
お客様のご要望に精力的にお応えいたします。

他社で断られたご依頼も、ぜひ一度、特殊ミラープロにご相談ください。

【当社開発DXミラーの特長】
■高耐久
■高防湿
■高反射
■高透過

※詳しくはお気軽にお問い合わせ下さい。

特殊ミラープロのご紹介

当社では、メーカにより異なる洗浄槽のサイズ、水の流れ、水切りを考慮し、各洗浄機にあった洗浄枠と洗浄棒の設計および製作が可能です。

洗浄棒の材質は、羽材にPTFE(テフロン)、POM(デルリン)、ステンレスを主に使用しております。ご希望により洗浄棒に当社独自の特殊なカシメ方法を採用し、温度や特殊溶剤等による羽の縮みを最小限に抑えることができます。

【特徴】
○様々なメーカー、サイズに対応
○独自のカシメ加工により羽の縮みを最小限に抑える
○洗浄治具に適する形状

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

光学治工具 洗浄治具

当社は、光学結晶メーカーならではの豊富な品揃えとスピーディーな対応で、
多種・少量の研究・試作用製品から量産品まで、ご要望にお応えします。

「窓板・LiF 円形」は、標準光学研磨で寸法公差が±0.1mmとなっており、
材質は"VUV grade"、"IR grade"、"UV grade"をラインアップ。

その他、特注品にも対応いたしますので、是非ご相談ください。

【特長】
■標準光学研磨
■寸法公差:±0.1mm
■Orientation:Random cut/Oriented cut
■材質(Material):VUV grade/IR grade/UV grade
■両面研磨/片面研磨

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

窓板・LiF 円形

TECOMで取り扱っている単結晶サファイア製品についてご紹介です。
主にキロプロス材を使用し、小ロット・多品種・ご希望仕様に合わせた製作も可能ですので、お気軽にご相談下さい。

◆ サファイアウェハー
・特殊方位ウェハー:C,A,M,R面以外に、N(11-23)・V(22-43)・(10-14)特殊方位のウェハーもご提供。
・規格ウェハーサイズ:φ1”・φ2”・φ3”・φ4”・φ5”・φ6”・φ8”  
・φ2”・φ4” PSSウェハー。
・その他:正方形・長方形・規格外の厚み、両面研磨・両面研削ウェハー等
◆ 内外筒研磨サファイアチューブ(管):外径最大200mm程度まで可能! 
◆ サファイアドーム:外径最大300mm程度までご提供。
◆ サファイアウィンドウ(窓):φ0.2mm~φ300mm迄。
◆ 難形状加工品:ザグリ加工品・穴加工品等。
◆ 光学製品:サファイア、又はサファイア以外の光学製品
・レンズ(ボール・スフェリカル・シリンダー・パウエル)
・バンドパスフィルター
・光学ミラー プリズム各種

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

サファイア特殊方位ウェハー ・インゴット・大型チューブ・ドーム

当社では、CVD Ceramics社の化学気相成長法(CVD法)によって
製造している硫化亜鉛『CVD Zinc Sulfide(R)』および『Cleartran(R)』を
取り扱っています。

これらの材料は化学的に不活性で、吸湿性も無く、高密度なことから
機械加工性に優れており、円形、長方形などレンズ、プリズム、
ドーム形状への加工が容易に可能です。

【特長】
■優れた機械強度と耐環境性
■可視域(0.35nm~)に透明なクリアトラン
■低散乱
■化学的に不活性
■非吸湿性
■簡易な機械加工性

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

CVD Zinc Sulfide(R)・Cleartran(R)

太陽熱発電の平面鏡でも使用されたセミDXミラー。
その他に、反射率、耐候性、耐熱性を求められる屋外で
使用された事例を紹介します。

【事例】
■馬術部の例(麻布大学様)
・馬術での姿勢をチェックするための大型ミラーの設置
・2,500ミリ×1,650ミリの2連装
・ステンレスの鏡面から銀引きの鏡に

夏場は地表からの反射熱で高温になりますが、この温度差に対しては
砂漠の環境下でのミラーの耐候性の実験の成果が活かされました。

※詳しくはお気軽にお問い合わせ下さい。

セミDXミラーの活用事例

『A10アルマイトBK』は、A10アルマイトの黒仕様で、350℃でも
色抜けしない製品です。

耐熱・耐光、高温下でも黒色を維持。
光学部品(カメラ・光源装置)の迷光防止に好適です。

対候性も高いので野外での使用にも検討いただけます。また、派生処理として
艶消し仕様もあり、高温下での低反射率を保持できます。

【特長】
■350℃でも色抜け無し
■耐熱・耐光
■高温下でも黒色を維持
■対候性も高いので野外での使用にも検討
■派生処理として艶消し仕様もあり

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

高機能アルマイト処理『A10アルマイトBK』

光学部品の成形(鏡枠)は、3本のリードカム、内径ネジ、外径ネジ形状の鏡枠を同時成形します。金型作成は3次元CAD、高速フライスなど高精度の工作機械を使用します。プラスチック材料も耐熱・耐薬品性の材料で温度変化に強い製品が可能です。今までの金属加工製品に比べ、大きなコストダウンにつながります。詳しくはカタログをダウンロードしてください。

光学部品の成形(鏡枠)

『PHOTOBOND 470』は、熱時強度の低下が少なく、低線膨張ですので
精密固定に優れた可視光硬化型接着剤です。

硬度は62ショアD。成分は変性アクリレートで粘度は1250mPa・s(20℃)です。

また、耐光性が良好なため、光学特性を必要とするプリズムやレンズ
貼り合わせに適しております。

【特長】
■耐光性が良好
■耐熱性
■低線膨張
■精密固定に優れている

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

可視光硬化型接着剤『PHOTOBOND 470』

『AQZ』は、極めて高純度の石英製品です。

極低膨張率、遠紫外線域での高い透過率、化学的耐久性などの
優れた特性を有し、サブミクロン単位の超精密性と高い安定性を
要求される光学部品材料として好適。

硝材の材料寸法、形状については都度の対応を致します。

【仕様】
■品名:AQZ
■純度:99.999%
■脈理方向:3side striae free(VAD)
■OH:Less than 200 ppm
■使用波長:436nm、365nm、248nm

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

合成石英『AQZ』

響コーポレーションが取り扱う
ハロゲン照明装置「SB-J150W」のご紹介です

【特徴】
○入力電圧:100V〜220V
○調光:マニアルとリモート(アナログDC 0〜+5V)
○ランプ電圧:21V/150W EKE Halogen lamp
○平均ランプ寿命:1000h
○平均照度:120,000 Lux
○色温度:3,200k(4,200kオプションにて可)
○質量:2 Kg
○使用温度・湿度 :−10℃〜−45℃
○外形寸法:215(L)×90(D)×127(H)

●その他機能や詳細については、カタログダウンロード下さい。

ハロゲン照明装置 SB-J150W

真空併用式でレンズの保持が安定します。

SBC-90 真空併用ベル式心取り機

平面石英窓、曲面ガラスレンズ、各形状に対応いたします。
安価に挑戦します。

石英覗き窓・ガラスレンズ

『セミDX ミラー』は、太陽熱発電用のヘリオスタッドミラーに使用されて
いる、防湿、耐候性の高い屋外用の鏡です。

過酷な環境下でも使用できるよう、耐久性を高め腐食を防ぐ加工を施しました。

本製品は、従来の鏡とは異なる特長を持つ、当社独自の製品です。
太陽熱発電以外に、屋外で使用する分野のニーズにもお応えいたします。

【特長】
■高耐久
■高防湿
■高反射
■高透過

※詳しくはお気軽にお問い合わせ下さい。

防湿、耐候性の高い屋外用の鏡!『セミDX ミラー』

日揚科技(Htc)はお客様のご要望に沿った真空チャンバーを製造した豊富な経験があります。真空チャンバーを良く使っている材質はステンレス、アルミ合金、カーボンスチール等です。形状は角形、円筒形、複雑な形状もあります。表面処理はブラスト、研磨、電解研磨等可能です。それ以外、日揚科技も真空装置を組立能力を持ち、真空チャンバーの設計と製造するサービスを延ばして、真空マジュール或いは真空システムが統合できます。お客様に全面的な真空プロセス対応を提供します。詳しくはお問い合わせ、もしくはカタログをダウンロードしてください。

超高真空光学実験用チャンバー

米国MPFプロダクト社のビューイングポートです。
用途に応じて、様々なタイプのビューイングポートをご用意しています。
【特長】
■豊富な窓材(グラス7056(ホウケイ酸グラス)、溶融石英、サファイヤ等)
■交換式高真空用ビューイングポート
■ARコート付き
■広範囲の波長用のビューイングポート(ZnSe, CaF2, MgF2 等)
■レーザー用のビューイングポート(780nm/ダイオード、1064nm/ヤグ、248nm/KrF Excimer , 193nm/ArF Excimer 等)

※詳しくはカタログをご覧頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

ビューイングポート(ビューポート)

神島化学工業株式会社では、セラミックスの優れた特性(高硬度、高強度、高耐熱性、高耐食性等) に加え、固体レーザー発振素子として広く用いられているYAG (イットリウム・アルミニウム・ガーネット)単結晶と比較して同等以上の光学特性を有する透明YAGセラミックスを開発致しました。
アルカリ蒸気に対して、アルミナの10倍以上の耐食性を有し、加えて高い耐プラズマ性も有しています。
レーザー用結晶の大型品や結晶同士の接合品が作製可能です。

【特徴】
○優れた光学特性
○高い硬度
○優れた耐食性
○自由形状、大型結晶の製造が可能
○単結晶では難しい大型化や接合品も容易に対応

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

透明YAGセラミックス

当製品は、可視域で最高レベルの反射率を有する蒸着材のAgを
使用した金属ミラーです。

優れた耐環境性能を実現。

LED照明や太陽熱発電機、顕微鏡、プロジェクター等の各種光学装置に
幅広く使用されております。

【特長】
■様々な光学装置に応用可能
■優れた耐環境特性
■大型基板にも対応
■高温高湿試験1000時間達成

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

Agミラー

当社では、フォトルミネッセンスや光半導体等の評価及び光学的測定を
サポートする『液体窒素リザーバー型光学用クライオスタット』を
取り扱っております。

液体窒素の消費量を抑える為、トップフランジに、ニードルバルブを設けて
適量の液体窒素がサンプルホルダーへ流れ込む構造になっており、
サンプルホルダーに取付けたヒーターで温度コントロールを行います。

【基本仕様(一部抜粋)】
■最低到達温度:80K以下
■冷却方式:液体窒素リザーバー型
■温度コントロール範囲:80K~450K
■温度コントロール精度:±0.1K以内
■冷却温度:80Kまで約30分

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

液体窒素リザーバー型光学用クライオスタット

当社では、精密プレス加工品の製造を行っており、様々な材質を取り扱っております。

『カーボンフェザー』は、光学機器関連の遮光フィルムとして
開発された素材です。

機材にはプラスチックフィルムのなかでも種々の優れた
ポリエステルフィルムを使用しています。

耐熱性、寸法安定性、力学的特性に優れています。

【特長】
■耐熱性に優れている
■寸法安定性に優れている
■力学的特性に優れている

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

『カーボンフェザー』

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光学設計・開発における光学機器の高温安定性

光学設計・開発における光学機器の高温安定性とは?

光学機器が、動作環境の温度上昇によって性能が低下したり、故障したりしないように、設計段階から温度変化に対する耐性を高めることです。レーザー加工機や計測機器など、高温環境下での使用が想定される光学機器において、その信頼性を確保するために不可欠な要素です。

課題

温度によるレンズ・ミラーの屈折率変化

温度上昇により、レンズやミラーの材質の屈折率が変化し、焦点距離や収差が悪化することで、光の集光性能や結像品質が低下します。

熱膨張による光学素子の位置ずれ

異なる熱膨張係数を持つ部材が組み合わさることで、温度変化によって光学素子の相対位置がずれ、光軸のずれや迷光の発生を引き起こします。

コーティングの劣化・剥離

高温環境下では、レンズやミラーに施された反射防止膜や高反射膜などのコーティングが熱応力により劣化したり、剥離したりする可能性があります。

筐体・構造材の変形

光学機器本体や内部構造材が熱によって変形すると、光学素子の固定状態が不安定になり、性能低下や破損の原因となります。

​対策

低熱膨張材料の選定

温度変化による寸法の変化が少ない、低熱膨張係数を持つガラス材料や金属材料を光学素子や筐体に採用します。

熱応力を考慮した光学設計

温度変化による各部材の膨張・収縮の差を最小限に抑えるような、光学素子の配置や固定方法を設計します。

高耐久性コーティングの適用

高温環境下での使用に耐えうる、熱的安定性に優れた特殊なコーティングを光学素子に施します。

熱解析に基づいた構造設計

有限要素法などの熱解析シミュレーションを行い、温度分布や熱応力を予測し、変形を抑制する構造設計を行います。

​対策に役立つ製品例

特殊低膨張ガラスレンズ

温度変化による屈折率や寸法の変化が極めて少なく、高温下でも安定した光学性能を維持します。

熱安定化光学マウント

温度変化による光学素子の位置ずれを最小限に抑える構造を持ち、光軸の安定性を確保します。

耐熱性光学コーティング

高温環境下での熱応力や熱サイクルに強く、長期間にわたり光学性能を維持するコーティングです。

高剛性・低熱膨張筐体

温度変化による変形が少なく、内部の光学系を安定して保持する構造材です。

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