ガラス非球面柱状配列レンズは、低い収差、高いコリメーション、優れた均光能力、高い集積度などの利点を持ち、高出力レーザーや光通信結合などの分野で広い応用が期待されています。しかし、その製造は金型加工の困難さや金型の形状制御の難しさといった課題に直面しています。本論文では、柱状配列のシミュレーションモデルを構築し、金型の最適設計および形状誤差の予測を行うことで、金型の事前補償を実現しました。低融点ガラス向けの金型基材選択、Ni-Pめっき層の熱処理、単点ダイヤモンドかんな削り加工、およびTi-DLCコーティングによる金型の硬度と耐摩耗性の向上を図る微細構造配列金型製造の一連の工法を提案し、多段階加熱およびアニール、プレス成形速度の段階的制御を用いてプレス試験を実施しました。試験結果は、本工法で加工された非球面柱面の平均表面粗さがS_a 1.553 nm、平均形状精度がPV 0.208 µmであり、プレス成形された非球面柱状配列ガラスレンズの形状精度がPV≤0.3 µm、表面粗さがS_a≤3 nmであることを示しています。金型の事前補償方法と製造工法は、低融点微細構造配列ガラス光学部品の量産に参考となるものです。

非球面柱状配列;ガラスレンズ;事前補償;金型製造;配列プレス成形