加工物にレーザーを集光することで切断を行うが、集光に関わるスポット径と焦点深度について述べる。厳密にはレーザーのビーム品質やレンズの収差などが関わってくるが、このページでは省く。

焦点距離

レーザーの波長と集光するレンズの焦点距離により、スポット径と焦点深度が決まる。

スポット径

レーザー光を集光すると、焦点ではある大きさをもつ集光点ができる。その大きさをスポット径という。スポット径は焦点距離に比例する。すなわち、焦点距離が短い場合にスポット径は小さく、焦点距離が長い場合にスポット径は大きくなる。

焦点深度

レーザー伝播方向について、焦点前後でビーム径がスポット径の√2倍にまで広がる距離を焦点深度という。その面では、エネルギー密度は半分になる。

焦点距離と焦点深度には、焦点距離が長いほど、焦点深度が長いという関係がある。レーザー切断において、加工物の材質や厚さによって焦点深度を変える必要がある。焦点深度の長短による最適な用途を表1に簡単にまとめた。

表1：焦点深度の長短による最適な用途
焦点深度 用途
短い 薄板切断、微細加工
長い 厚板切断、無酸素切断

Reference and Links