ytisnetnI Fig. 13. SEM images of tool edge formation by PLG processing with UV ns laser, IR fs laser and UV fs laser dezilamroN ほとんどマーキングマークがなく，またデブリも見られない．工具端線の真直度については，一般に2種類のfsレーザで加工した工具稜線はnsレーザに比べて優れている．最後に，機械加工の最も重要な因子の一つである工具エッジの鋭さを，SEM反射電子像のグレイ値から曲率半径は約0.5μmで表現した．刃先の丸みは20μmの元の値から大幅に減少したので，このPLG加工された工具により高精度の微細加工が期待できた． さらに，Fig.14に示すラマンスペクトルを測定した．全体的には未加工面のと同じく示す．その中で，FWHMが17 cmから10 cm−1に減少すると，ダイヤモンドピーク強度の著しい増加が観測され，fsレーザ照射によるダイヤモンド結晶性の改善効果が示唆された．これは，初期加工角度がアブレーション加工を確保するのに十分であり，PLGが進むにつれて加工角が小さくなり，閾値よりもフルエンスが低い時加工が停止する．このとき，低フルエンスによる繰り返し走査照射の効果は，前研究での，fsレーザ特有の光誘起相転移過程は，ダイヤモンドの結晶性の改善を特徴づけることができた． 以上のことから，UV fsレーザを用いたPLG加工は，表面粗さが約0.08μmに低下し，刃先真円度が0 . 5μm前後のより良い刃先形成を達成するだけでなく，CVDダイヤモンドの結晶性を向上させることができた．これにより，シャープかつハードなCVDD工具の同時実行が可能になった．メカニズムは完全には明らかではないが，より多くの相転移をもつ吸着された光子は結晶性改善をもたらした．さらに，光誘起相転移の程度である構造変化効果は，適切に選択されたレーザ条件によって，ダイヤモンドの微細構造が制御されることが予想される．これはPLG加工表面の微細構造変化に及ぼすレーザパラメータの影響を明らかにする次のステップ研究につながる． ４．結び 本研究では，CVDダイヤモンド被覆工具刃先に，IRとUVの2 つのfsレーザを用いたPLG加工をそれぞれ行った．結果を以下にまとめる． 1）IR‐fsレーザPLGはnsレーザpにより加工表面に示したダイヤモンド微細構造への熱損傷を抑制することができた．しかし，加工したダイヤモンド表面粗さRz 0.21μmは，Rz 0.11μmであるnsレーザより高い． 2）UV−fsレーザPLGでは，中間的なパルス間隔とパルスエネルギー（50 kHzの繰り返し率，300 mWのパワー，10 mm／sの走査速度）の条件が最適である．粗さRzが約0 . 08μmの滑らかなエッジ表面を加工できる．また，20 fsのIR−fs PLGの加工角度θ’に比べて，2.7°の極めて小さなチャンファ角度が達成できた． 3）ラマン分光の結果は，UV fsレーザPLG処理後に多結晶CVDダイヤモンドの結晶性を改善し，刃先成形と構造改質を同時に実現できることを示した． Fig. 14. Raman spectra of PLG-processed CVD diamond surfaces with UV fs laser under condition No.5 10001200rake facerake faceas-deposited5kV5kVUV ns-laser14001600Raman Shift [cm-1]1800×1000rake faceflank facerake faceflank faceUV fs-laser condition 510 μm×50005kV2 μm5kV2000− 429 −IRfs-laser×1000flank faceflank face10 μm×50002 μmrake faceflank facerake faceflank face5kV5kVUVfs-laser10 μm×50002 μm
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