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産業用ピコ秒パルスレーザーの応用│Vol.125

製品紹介

【sevensixTV】に第125弾の動画を更新しました。

00:11 加工対象の比較表&中国市場について
01:20 BWTの概要説明
02:13 BWT社製ピコ秒レーザーの紹介
05:40 まとめ

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今回は産業用ピコ秒パルスレーザーの使い道と、BWT Beijing社がリリースしているピコ秒レーザー光源のご紹介をさせていただきました。 BWT Beijing社のレーザーシステムの特徴としては、自社のLDモジュール使用しているため、競争力のある価格帯でありながら高性能な製品開発を可能としているという点になります。

また、お客様のご要求に合わせた、豊富なカスタムオプションがあることも強みの一つです。

■ 関連動画
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++++(動画内より一部抜粋)+++++

00:11 加工対象の比較表&市場

ピコ秒レーザーの波長による加工対象の比較表をご覧ください。
基本的にピコ秒・フェムト秒などを用いた超短パルスレーザーは非熱加工に分類されます。この表ではあくまでピコ秒パルスによる波長の特性を表しています。

波長による加工対象の比較表

1064nmのピコ秒レーザーは金属加工や、比較的厚い金属や材料を切断する場合に適しています。ただし、熱影響を小さくするためには、飛び散った加工物に熱がたまらないようにするため、集塵機などが必要になります。
532nmのピコ秒レーザーは金属や透明材料(サファイアやガラス)など、広範囲の材料に対する精密切断・穴あけに最適です。金属の高反射部分や透明材料への対応が必要な場合に有効です。355nmのピコ秒レーザーは非金属材料や微細加工に最適で、特に薄膜やプラスチックなど、高精度の微細切断、マーキング、パターン形成が必要な場合に使用されます。冷間加工を使用して、熱影響を抑えた加工が可能です。

ご存じの方も多いかと思いますが、近年中国では、著しいスピードで高出力のレーザー光源の開発が行われています。これは中国がレーザー技術を国の中核分野の一つとして指定していることが関連しており、特に高出力レーザーは国防、産業、通信、医療分野など、多岐に渡る応用が可能となるため、政府からの支援を大きく受けているという背景があります。

そういった風向きを受けて、BWT社は現在、中国国内で出荷台数No.1のLDモジュールメーカに成長いたしました。BWT社のレーザーシステムの特徴としては、自社のLDモジュール使用しているため、競争力のある価格帯でありながら高性能な製品開発を可能としているという点になります。さらにカスタマイズオプションも豊富で、ニーズに合わせたファイバ、コネクタ、モジュール設計などを可能としております。

02:13 BWT社製ピコ秒レーザーの紹介

BWT Beijing社では先程ご紹介した3種類の波長(1064nm, 532nm, 355nm)のピコ秒レーザーの取り扱いがございます。
これより順番にご紹介させていただきます。

まず1つ目は近赤外のピコ秒レーザーです。
こちらの波長は1064nm, 出力は10~100Wまでのラインナップとなっております。

例として平均出力10W品のスペックとしては、ご覧のようにパルス幅15ps以下、繰り返し周波数が10kHz~1MHz, 最大パルスエネルギ―は100kHz時に100uJ以上となっております。
超短パルスレーザーは、非常に短いパルス幅と高いピークパワーを持ち、高出力のCWレーザーと比べて熱影響が少ない為、高精度な加工や処理が必要になる用途で使用されます。近赤外のピコ秒レーザーは多くの用途がありますが、代表的なものだと、

  • 金属部品の精密な切断、穴あけや薄膜除去、
  • シリコンウェハや金属膜の精密加工やプリント基板への複雑なパターン形成や穴開け
  • 工業製品や医療機器などへの精密なレーザーマーキング

などが挙げられます。特に金属加工では、銅、アルミ、ステンレスなどに対して、バリや変形を抑えた熱影響の少ない加工が可能となります。

ピコ秒 近赤外レーザースペック

2つ目はピコ秒のグリーンレーザーです。
波長は532nm, 出力は30~80Wまでのラインナップとなっております。例として挙げている30W品はパルス幅15ps以下、繰り返し周波数が20kHz~1MHz, 最大パルスエネルギ―は200kHz時に150uJ以上となっております。

ピコ秒グリーンレーザーは、特に光学材料や高反射率の金属の加工に適しています。具体的なアプリケーションとしては、

  • 薄いガラス、セラミック、サファイアなどの精密な切断や穴あけ
  • 半導体ウェハやプリント基板への精密加工
  • リチウムイオン電池用電極層のレーザーアブレーション

などが挙げられます。近赤外のピコ秒レーザーに比べ、透明材料や高反射材料に対して吸収率が高いため、より熱影響の少ない高精度な加工が可能です。

ピコ秒 グリーンレーザースペック

最後はピコ秒UVレーザーになります。
波長は355nm, 出力は15~60Wまでのラインナップとなっております。例として挙げている15W品はパルス幅15ps以下、繰り返し周波数が50kHz~1MHz, 最大パルスエネルギ―は800kHz時に18.8uJ以上となっております。

UV帯はグリーンに比べてさらに波長帯が短いため、透明材料や高反射材料に対して吸収率には軍配が上がります。しかし、大きな出力は得られないため、用途や材料への適用性が異なってきます。主な用途としては、

  • プラスチックや半導体基板の精密加工
  • プラスチック、ガラス、セラミックなど非金属材料へのマーキング
  • 太陽電池やディスプレイ用基板のパターン形成

などが挙げられます。UVレーザーを使用すると、金属や材料を常温や比較的低い温度で加工する冷間加工を用いることもできます。これは材料が再結晶温度に達しない温度で加工を行うため、材料の特性に大きな影響を与えず、高精度な成形をすることが出来ます。

過去の動画にて、BWT社製LDモジュールや青色レーザー、CWレーザーのご紹介をしておりますので、ご興味があればご視聴いただければ幸いでございます。青色レーザーはVol.16、LDモジュールはVol.83、高出力CWレーザーはVol.111でご紹介しております。
ご不明点等ありましたら、お気軽にお問い合わせ下さい。

■ 過去動画
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過去サムネ

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