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光学応用製品Pristal(高耐久人工水晶)

高耐久人工水晶(Pristal)は光学機器の耐久性を従来の素材よりも向上させることができる、ムラタの新しい高品質人工水晶ブランドです。

村田製作所の水晶事業

水晶応用製品(水晶デバイス)の利用範囲は広く、衛星通信や移動体通信機器から自動車、テレビ、パソコン、さらにはDVD機器など情報家電分野まで及んでいます。高品位水晶素材と超極薄加工技術を基盤に、短期サイクルで高付加価値製品を開発し続けています。光伝送分野やデジタルビデオ、ビデオカメラなど光学分野において、信頼性の高い高周波製品やフィルター製品などの開発に取り組み、今後ますます広がる水晶デバイスニーズに応えています。

Pristalとは?

岩手村田製作所では、1977年に人工水晶の育成工場を建設、1994年には独自の技術で人工水晶製造高圧炉(白金炉)の開発に成功し結晶欠陥の極めて少ない高品位水晶の量産育成を可能にしました。その独自技術による人工水晶をブランド化したPristal(プリスタル)は様々な水晶製品に用いられる水晶素材として幅広い用途に使われています。不純物が大幅に減少した人工結晶は貴重であり、光学デバイスに最適です。Pristal(プリスタル)のレーザー耐久性は合成石英の30%以上です。

Pristalの特徴

自社生産だからできる高純度な水晶

Pristalの含有不純物は一般人工水晶より1/10以下。DUV波長範囲で優れた透過性能が、機器性能を向上させます。水晶の品質基準は、IEC国際規格(IEC 60758)やJIS日本工業規格(JIS C 6704)などで定められていますが、村田製作所の人工水晶は基準をクリア、高いグレードを誇り、光学素子として特許も取得しています。

特許JP 2007-332000A

レーザ用途における光学水晶Pristalの強み

メリット Pristal 合成石英 CaF2 Al2O3
1. レーザ損傷閾値(相対評価)
※Krfエキシマレーザ248nm 1-on-1
1.57 1 4.21 -
1-1. レーザ耐久試験(相対評価)
※CWレーザ1064nm S-on-1
1.31 1 - -
3. 屈折率温度依存性 dn/dT(10-6/K) -5 to -7 10 -10.6 13
4. 熱伝導率(W/m/K) 9.3 || to c-axis
5.4 ⊥ to c-axis
1.4 9.72
@36°C
42
@25°C
5. 熱膨張係数(ppm/K) 7.1 || to c-axis
13.24 ⊥ to c-axis
0.52 18.85 7.6 || to c-axis
6.9 ⊥ to c-axis
6. 比熱(cal/g・K) 0.170 0.184 - -
7. 密度(g/cm3 2.65 2.20 3.18 4.0
8. 潮解性(吸湿性)

高出力レーザビームに対応する高耐久性能

Pristalは合成石英より30%以上のレーザ耐久性があります。村田製作所のプリスタルを使用した光学部品は、熱によって引き起こされる問題に関して機器性能を改善します。村田製作所の人工水晶Pristalのレーザ耐力性は合成石英と比べて30%以上となっています。

(A)
Pristal
(B)
合成石英
(A):(B)
LIDT 2,100 [kW] 1,600 [kW] 1.31
Average 4,521 [kW] 3,371 [kW] 1.34
Minimum 2,559 [kW] 1,835 [kW] 1.39
  • ※条件
  • 【試験方式】 短パルスレーザ : 波長=1064nm, パルス幅=10ns, 繰り返し周波数=30Hz 上記レーザを1ヵ所に特定の回数照射を行ない損傷を確認する (S-on-1)
  • 【比較サンプル】 村田製作所製 Pristal v.s. 合成石英(φ30mm、t1mm)