Ultrashort pulse laser
超短パルスレーザーとは
超短パルスレーザーとは
超短パルスレーザーとは、一般的に、パルス幅がフェムト秒〜ピコ秒オーダーのレーザーに対して呼ばれている名称です。
この超短パルスレーザーを用いた加工の特徴としては、熱ダメージの少ない「非熱・非接触のレーザー加工」ができることです。光のエネルギーが吸収され熱に変換される時間は約10ピコ秒と言われており、超短パルスレーザー加工では、それよりも短いパルス幅を使用するため、熱影響が出にくくなります。そのことにより、バリやクラック、やけなどを低減した「高精度な微細加工」を施すことが可能です。
ピコ秒レーザー・フェムト秒レーザー
1ピコ秒は1psと記載し、1×10-12乗秒(1兆分の1秒)にあたり、1フェムト秒は1fsと記載し、1×10-15乗秒(1000兆分の1秒)にあたります。
光は1秒間に約30万km(地球7周半の距離)進むので、1ピコ秒だと、300μm程度、1フェムト秒間では約0.3μm進むことになり、それぞれ、プランクトンやウイルス程度の距離に相当します。
このように、ピコ秒レーザー・フェムト秒パルスレーザーは極めて短い時間に光が圧縮され、発光するレーザーであり、それを加工に使用します。
レーザーの種類
| 種類 | 媒質 | 特徴 | 使用波長 | 応用 |
|---|---|---|---|---|
| 炭酸ガスレーザー | 気体 | 媒質はヘリウム・窒素を混合した炭酸ガスであり、放電により励起される | 9.6μm(9600nm) 10.6μm(10600nm) | 産業用加工(切断・溶接など) |
| ファイバーレーザー | 固体 | 希土類添加ファイバーを媒質に用いている | 赤外線(1030～1070nm) | 産業用加工(切断・マーキングなど) |
| 超短パルスレーザー | 固体 | 希土類添加結晶やファイバーを媒質に用いている、そのうちパルス幅がピコ秒、フェムト秒領域のレーザー | 紫外～赤外(355～1064nm) ピコ秒・フェムト秒のパルス | 薄膜材の切断、微細穴加工、マーキング、多層材への加工、表面改質(撥水加工) |
産業用レーザーの名称は分類の枠を越えて様々です。一般的にはレーザー媒質（液体、気体、固体）による分類で呼ばれることが多いですが、媒質形状、励起方式、パルス幅による分類で呼ばれることもあります。
超短パルスレーザーは固体レーザーに含まれます。
熱加工/非熱加工の穴あけ精度比較
非熱加工を行うことにより、加工部周辺にバリがなく、ダメージの少ない高精度な微細加工が可能です。また非接触のため、ワークに対して衝撃や負荷の軽減にもつながります。
「穴あけ」「トリミング」「マイクロテクスチャー」等様々な微細加工に対応
超短パルスレーザーでは、様々な微細加工に対応できます。「穴あけ」「トリミング」「マイクロテクスチャー」等、お客様がご要望に合わせて幅広い微細形状に仕上げます。また、他のレーザー加工では実現できない、３D加工にも対応しています。
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薄板（t1.0）加工技術の他工法比較、超短パルスレーザーのメリット
| 加工方法 | コスト/量産性 | 精度 | 材質 | 板厚 |
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超短パルスレーザー使用のメリットを活かし、他工法からの工法転換を提案しています。
- 材質の対応幅(他工法に比べ対応範囲が広い)
- 高精度な微細加工が可能(非接触/非加熱でバリカエリを押させる)
- 少量多品種対応(試作開発品対応・金型不要・低コスト)・・・・等
シェアLAB.で、お客様の「課題、お悩みの解決」「サンプル加工」も対応いたします。
当社では、シェアLAB.として「エンジニアと設備装置のシェアリングサービス」も実施しています。
超短パルスレーザー加工装置の導入を検討されている方や、自社の製品製造プロセス、基礎研究用のサンプルやデータの収集をしたい方などに向けていたサービスです。微細レーザー加工でお困りごとや課題がある方は、お気軽にお問い合わせください。
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