【sevensixTV】に第99弾の動画を更新しました。

00:18　パルスエネルギーの計算方法
01:06　パルスエネルギーに対する使用用途
02:24　iQoMのパルスエネルギーと活用方法
03:36　開発中の新製品について

超短パルスレーザーのパルスエネルギーについて考え方と使用用途についてご紹介します。
また、『iQoM』の活用方法についても説明致します。

▶　iQoM 特設ページ https://iqom.sevensix.tech/
▶　製品・デモ機に関するお問合せはこちら
▶　振動安定性についての動画 超短パルスレーザー『iQoM』動作中に思いっきり振ってみた│Vol.73
▶　関連動画 『iQoM』の実測データ公開│Vol.58

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パルスエネルギーは超短パルスレーザーを決める上で1つの重要なパラメータになります。
計算式はいたってシンプルで、パルスレーザーの光出力を繰り返し周波数で割ることによって、1パルス当たりのパルスエネルギーを求めることができます。

例として出力1 W、周波数1 Hzのレーザーがあった場合、パルスエネルギーは1 J/pulseになります。
さらにフェムト秒レーザーの場合、パルス幅がフェムト秒であるため、光のエネルギーはフェムト秒というとても短い時間に存在します。

このためフェムト秒レーザーは瞬間的にとても高いエネルギーを持ち、加工用途など広く用いられています。

更に詳しくパルスエネルギーについて見ていきます。このグラフは波長1030 nm帯のフェムト秒レーザーにおいて、各パルスエネルギーに対する使用用途について示しています。

現在一般的に販売されているYbファイバ系のフェムト秒レーザーのエネルギーに合わせて、1 nJ/pulseから1 mJ/pulseを縦軸にしています。下から上にパルスエネルギーが大きくなります。

パルスエネルギーが1 mJ/pulseに近い領域では、金属加工やガラス加工、半導体の加工などに良く用いられています。
また、1 uJ/pulseに近いエネルギー帯では、薄膜加工や樹脂加工に用いられています。

1 uJ/pulseより低いエネルギー帯では主に観察用途に使用されます。具体的に、多光子顕微鏡や光計測、フォトポリマ加工などが挙げられます。
生体試料にダメージを与えずに観察する手法として、フェムト秒レーザーは使われています。1 nJ/pulse以下ではシード光源用として用いられます。

続いて弊社製品iQoMのパルスエネルギーを導出します。

表示している図は弊社iQoMのスペックになります。 1040 iQoM AMPモデルを例に取ると、平均光出力が80 mW、繰り返し周波数が20 MHzのため、パルスエネルギーは4 nJ/pulseになります。

これを先ほどの図に当てはめると、次のようになります。

iQoMのパルスエネルギーはシード光源や一部フォトポリマが加工できる領域にあります。

iQoMは光ファイバで構成されている光共振器で、光ファイバ型の共振器の利点として、増幅用の光ファイバを使うことによって、容易にパワーを増幅できることが挙げられます。