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250W出力の超短パルスレーザー用光増幅モジュール『aeroGAIN-ROD』│Vol.90

製品紹介

【sevensixTV】に第90弾の動画を更新しました。

00:39 Laser World of Photonics Munichの所感
01:38 ピコ秒、フェムト秒レーザーの超短パルスレーザー市場について
02:38 aeroGAIN ROD 3.1(エアロゲインロッド 3.1)について
04:28 中空コアファイバ型 fsレーザーについて

先日、Vol.86の動画にて、当社技術部の中村より、2023年6月に行われました「LASER World of PHOTONICS(レーザー・ワールド・オブ・フォトニクス)ミュンヘン」の参加報告をさせていただきました。今回の動画では、その展示会に合わせて当社取り扱いメーカーでありますNKT Photonics(エヌケーティー・フォトニクス)社が発表した、超短パルスレーザー用Yb添加ファイバ増幅モジュールの紹介をさせていただきます。

▶  『aeroGAIN-ROD』の製品詳細
▶ 関連動画 LASER World of PHOTONICS 2023/中国・インドのレーザー市場とトレンド│Vol.86   
▶ 関連情報 『aeroGAIN-ROD 3.1』の長期信頼性に関する論文(英語)

++++(動画内より一部抜粋)+++++

00:39 Laser World of Photonics Munichの所感

改めまして、「LASER World of PHOTONICS ミュンヘン」は、2023年6月27日から30日にかけてドイツのミュンヘンにて開催されました。私は今回、登壇ではなく展示会での調査をメインに参加しました。

Vol.86の動画でもご報告させていただきました通り、特に光ファイバー受動部品、10kW以下のCW高出力ファイバーレーザー、そして特にLiDAR(ライダー)用途向けのナノ秒レーザーに関しては、中国メーカーが非常に存在感を示しているように感じられました。

そういった状況下において、以下の4つの分野では、欧米メーカーが差別化を図るべく存在感を示していると感じています。

  1. 超短パルスレーザーの増幅器
  2. レーザー測定機器関連
  3. レーザーのビーム加工
  4. その他特殊光源

今回は、この中の「超短パルスレーザー増幅器」について詳しくご紹介します。

01:38 ピコ秒、フェムト秒レーザーの超短パルスレーザー市場について

成長を続ける超短パルスレーザー市場

超短パルスレーザー、主にピコ秒やフェムト秒のレーザー市場は、年間約15%の成長率を遂げています。一説によりますと、2023年にはその市場規模は約7,500億円に上ると言われています。

その中でも、スマートフォンやラップトップで使用される高品質なガラスの高精度加工の需要は年々高まっています。フェムト秒レーザーを用いた高精度微細加工の多くのアプリケーションでは、幅広い材料やプロセスを高いスループットで処理するために、**「高いパルスエネルギー」「平均出力」**の両方が必要とされています。

高出力の超短パルスレーザーは、「コールドアブレーション」プロセスにより、熱伝導をほとんど行わずにガラスを蒸発させることができます。これにより、通常のナノ秒レーザーで見られるような熱損傷や微小な亀裂(マイクロクラック)のない、完璧なエッジを残すことが可能になります。

02:38 aeroGAIN ROD 3.1(エアロゲインロッド 3.1)について

そこで開発され、新製品としてリリースされたのが、高出力Yb添加ファイバー増幅モジュール**「aeroGAIN-ROD 3.1(エアロゲイン・ロッド 3.1)」**です。

本製品は、高パワー・高エネルギーの光ファイバー増幅システムとしてお使いいただけます。筐体は横幅が81.7cmと横長な形状で、内蔵されているYb添加ファイバーは80.4cmとなっています。

aeroGAIN-ROD 3.1


こちらの比較表をご覧ください。左側が現行機種である「aeroGAIN-ROD 2.1」、右側が新製品の「3.1」の仕様になります。

比較表

使用されているYb添加ファイバー自体は同じなのですが、青色で囲っている箇所の通り、クラッド吸収率が約10%から15%ほど改善されました。

また、「横モード不安定性(TMI:Transverse Mode Instability)」も大きく改善されています。これにより、ビーム品質を保ったまま、現行機種(2.1)の約2.5倍にあたる250Wの平均出力が得られるようになりました。

※「aeroGAIN-ROD 3.1」の長期信頼性に関する詳細については、動画概要欄に記載の論文をご参照ください。
▶ 関連情報 『aeroGAIN-ROD 3.1』の長期信頼性に関する論文(英語)

アプリケーションとメリット

本製品のファイバーコア径は85ミクロンと大口径であるため、非線形光学効果を抑えることができます。その結果、効率よく周波数変換を行うことが可能です。

  • 産業用途: MHz帯の高繰り返し周波数、かつ数百マイクロジュールのパルスエネルギーを持つレーザーの製造に最適。
  • 研究用途: 大学や企業の研究室での、高出力超短パルスレーザーの研究開発。

高出力・高パルスエネルギーの生成にお困りの方がいらっしゃいましたら、ぜひお問い合わせください。

04:28 中空コアファイバ型 fsレーザーについて

NKT Photonics社の今後の展望

NKT Photonics社では、超短パルスレーザー用の増幅器だけでなく、レーザー自体の製造も行っています。

現在、自社開発の「中空コアファイバー」を用いた、ファイバーピグテイル型の高パルスエネルギー・フェムト秒レーザーも近々リリース予定となっています。こちらもご紹介が可能な時期になりましたら、改めてこの動画シリーズでご紹介させていただきます。

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