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加工技術を支える開発

中赤外線レーザー開発

ガラスや樹脂のレーザー加工において、内部吸収が高い波長のレーザーよる加工の可能性を検討していました。販売されているレーザーの波長では吸収率が低いため、波長2.8μmの高出力ファイバーレーザーの自社開発に踏み切りました。

波長安定性(2.8μm±1nm

波長2.8µm近辺では、大気中水分による光吸収があるため、レーザー光が光吸収されてしまい、レーザー加工が困難になります。このため、レーザーの発振波長を光吸収が少ない波長に固定化することが必要です。ファイバーレーザーの発振波長を安定化させるには、光ファイバー内に周期構造を構築して特定波長を反射させるファイバーブラッググレーティング(Fiber Bragg Grating:FBG)が使われます。しかし、通常使用される石英ファイバーでは波長2.8µmが光吸収されるため使用できません。このため、レーザー発振用の光ファイバー内に周期構造を描画するFBG描画技術を開発し、レーザー発振器に利用することで、レーザー発振波長を安定化させています。
参考)https://doi.org/10.1364/OE.26.033305

 

 

連続出力1000時間以上

中赤外光を発振する光ファイバーは大気中の水分により劣化します。特にレーザー光の出口となる、光ファイバー先端は劣化すると光が通らなくなるためレーザー発振ができなくなります。このため、光ファイバー先端に劣化しない材料を融着するため、専用の融着装置と融着保護技術を開発しました。ファイバー先端を融着保護することでレーザー出力10Wでも1000時間以上の連続発振が可能です。

 

 

高出力化(増幅)

レーザー出力を高めるとレーザー加工を高速化できます。このため、レーザーの高出力化開発を勧めています。レーザーの高出力化には、低出力レーザー光を増幅するための増幅器が必要になります。増幅器の中では、低出力レーザ光を増幅用ファイバーに結合した状態で、ファイバー側面から励起光を導入するために開発した光結合器が使われています。
参考)https://doi.org/10.1364/OL.43.002340