レーザビームシェイピングとレーザビーム評価

井上憲人

2021年2月24日､レーザ協会第189回研究会「レーザビームシェイピングとレーザビーム評価」がオンライン開催で行われた｡内容は､4セッションで構成されている｡3番目のセッションを除いては､各社の扱う製品とアプリケーション及び最近のトレンドとなっている｡細部は各社が紹介するメーカーのWebサイトが参考になる｡
1.「世界初の透過型アダプティブオプティクスと最新のビームシェイピング事情」オーテックス（株）　渡邉篤氏
2.「独自開発した回折光学素子（DOE）を用いたビームシェイピングのご紹介」（株）スペースフォトン　川島勇人氏
3.「屈折型ビームシェイパ」千葉工業大　徳永剛氏
4.「非接触ビームプロファイラによる高出力レーザのフォーカススポットおよびフォーカスシフト測定」Ophir Optronics Solutions Ltd.MKS Instruments,Inc.　マイケルモズジェチコフ氏
以下では､3を除く各セッションの概要を簡単に紹介する｡

1.「世界初の透過型アダプティブオプティクスと最新のビームシェイピング事情」

オーテックスの渡邉氏は､最初に｢ビームシェイパーが求められる背景｣を説明した｡続いて､同社が扱う米ダイナミックオプティクス社（Dyna­mic­Optics）､仏Cailabs社､英グーチ・アンド・ハウスゴー社（Gooch&Housego）､その他の関連製品を紹介した｡
同氏は､｢ビームシェイパーが求められる背景｣については､プロフィテット社から援用して説明している｡
ビームシェイパーとは何か｡同社は､­｢ビームシェイパーはガウシアンビームをトップハットビームやドーナッツビーム、リングビームなど、切断、溶接、AM（Additive­Manu­fa­c­tur­ing）、 ブレージング、穴あけ、スクライビングなどさまざまなレーザ加工に有効なビームプロファイルに成形するための光学部品｣と解説している｡つまり､最近の精密加工状況が｢ビームシェイパー｣を必要としているという見方である｡
オーテックスが最初に紹介したのは､ダイナミックオプティクス社の製品デフォーマブルミラー ､アダプティブレンズ､波面センサ｡｢マルチアクチュエータアダプティブレンズ｣（MAAL）は世界的に初めてのものである｡アプリケーションは､顕微鏡､レーザシェーピング､望遠鏡など｡ダイナミックオプティクス社の説明によると､MAALは､多くのアプリケーションでデフォーマブルミラーを置き換えるアダプティブレンズであり､これによりコンパクトなアダプティブ光学系の設計が可能になる｡
アクチュエータはリング形状､境界が異なる2つの同心リングに設置されており､チャンバーは液体で満たされている｡
これらの製品に関連したアプリケーションと実績が多数紹介された｡
次に､Cailabs社製品（図 1）､ビームシェイパー ､アキシコンミラー ､CWハイパワーレーザ用ビームシェイパーが紹介された｡同社が対象とするアプリケーションは､テレコム､LAN､防衛､宇宙､レーザ加工､航空宇宙と多岐にわたるが､セッションではレーザ加工にフォーカスしている｡
グーチ・アンド・ハウスゴー社関連では､超音波光変調器の原理を紹介した後､CO2レーザ用AOM利用の加工
例を説明｡
AOMは､同社の説明によると､光強度を制御し70MHzまでのスピードで変調するデバイス｡音響波を利用して結晶内に回折格子を形成する｡加えるRF信号を変えることで､信号に比例して回折光の量を変える｡
アプリケーションは､マーキング､材料加工､マイクロマシニング､ライダ､レーザ線幅計測など多様である｡
CO2レーザ用AOMを用いることで､熱影響の少ないCO2レーザ加工が可能になる､と紹介された｡

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出典元
http://ex-press.jp/wp-content/uploads/2021/06/042-043_event_focus.pdf

ご参考：
（株）光響が提供する製品情報：
・ビームプロファイラ（日本語Webサイト）
・Beam profiler（English Web site）