微細印字・微細加工を可能にする ファイバレーザ発振器の技術を開発 ~高ビーム品質・高ピークパワー・高繰り返し・パルス制御を実現~ | オムロン
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微細印字・微細加工を可能にする ファイバレーザ発振器の技術を開発
~高ビーム品質・高ピークパワー・高繰り返し・パルス制御を実現~

  • 2010年12月7日
  • オムロン株式会社

オムロン株式会社は、独自技術により微細化する印字・加工、難加工材料への印字・加工を可能にする従来にはない新しい特長を持ったファイバレーザ発振器を開発しました。
この新開発のファイバレーザ発振器は、レーザマーカなどのレーザ加工装置に搭載予定であり、オムロンの国内拠点でレーザ発振器からレーザ加工装置まで一貫して生産し、2011年4月からの出荷を予定しています。

開発の背景

電子部品や電子機器の小型化・高付加価値化、多品種少量生産への対応等に伴い、生産現場では従来以上に微細な加工や従来技術では加工が困難な材料(金・銀・銅・セラミックなど)への加工を、高スループットでフレキシブルに行えるレーザ加工の需要が増加しています。
レーザ加工の品質は心臓部であるレーザ発振器の性能に大きく依存します。これまでNd:YAG結晶やNd:YVO4結晶等を用いた固体レーザ発振器が数多く採用されていますが、高出力化やパルス光の調整が難しい、部品の寿命が短いなどの課題があることから、安定性や保守性に優れたファイバレーザ発振器の採用が増加しています。
当社は、これまでの固体レーザ発振器の開発生産、レーザ加工の経験を活かし、従来にない特長を持った新しいファイバレーザ発振器を開発しました。

固体レーザ発振器:共振器構造/ファイバレーザ発振機:増幅器構造

[固体レーザ発振器の問題点]
1) 高出力化すると、レーザビームの品質が低下するため、高出力での微細加工が困難
2) 加工に使用するレーザパルスの形状に制限があり、最適な加工条件を実現するのが困難
3) エネルギーの変換効率が悪いため、消費電力が大きく、発熱が大きい
4) 組立時に精密な調整が必要であり、振動・衝撃に弱い

仕様・性能

  新開発のファイバレーザ 固体(Nd:YVO4)レーザ
[弊社代表例]
平均出力 20W 10W
ピーク出力 繰返周波数100kHzまで
25kWで低下せず。
繰返周波数を上げると低下し、
200kHzで出力0になる。
繰返周波数 0.5~1,000kHz 1~200kHz
パルス幅 7.5~300nsの間で設定可能。
繰返周波数に依らない。
設定不可。
繰返周波数を変更すると、変化する

新開発のファイバレーザ発振器の主な特長

  1. ビーム品質が高くビームスポット径を小さくすることができるため、微細な印字・加工ができる。
  2. 高ピークパワーであるため、対応可能な材料が多い。
  3. 高繰り返しで動作するため、高速な印字・加工ができる。
  4. レーザのパルス幅を自由に設定できるため、最適な印字・加工ができる。

高品質で微細な印字・加工に必要なレーザ発振器の要件

新開発のファイバレーザ発振器の特徴

高ビーム品質かつ高ピークパワーを得るための構成

信号制御技術によるパルス形状のコントロール

事業への展開

開発したファイバレーザ発振器を搭載し、微細な印字・加工を高品質・高生産性で実現する新型レーザマーカを国内拠点で一貫生産し、2011年4月の出荷を予定しています。
既に、この新型レーザマーカの試作機を用いて、実際の加工物に印字や加工実験を開始しており、各業種のお客様の新工法開発の支援を行っています。

なお、今回開発したファイバレーザ発振器と、そのファイバレーザ発振器を搭載した新型レーザマーカを2011年1月19日~21日、東京ビッグサイトにて開催される展示会「第40回インターネプコン・ジャパン(主催:リード エグジビジョン ジャパン株式会社)」に出展、展示を行います。

また、2011年1月にアメリカ、サンフランシスコにて開催される「SPIE Photonics WEST 2011 (主催:SPIE)」の併設展示会にファイバレーザ発振器を出展、展示します。

第40回インターネプコン・ジャパン オムロンブース
「新レーザ技術コーナー」のご案内はこちらからご覧ください。
第40回インターネプコン・ジャパン

詳細お問い合わせ先

インダストリアルオートメーションビジネスカンパニー
ASC推進事業部 岡田道俊
TEL: 075-344-7211

報道関係のお問合せ先
オムロン株式会社
インダストリアルオートメーションビジネスカンパニー
事業企画部 広報担当  遠藤 佳子
〒141-0032 東京都品川区大崎1-11-1 ゲートシティ大崎 ウエストタワー14F
TEL:03-3779-9434