フラットアキシコン|レーザ加工品質向上の新提案

フラットアキシコン(サーキュラーグレーティング)

フラットアキシコン

アキシコンレンズとは

レーザ切断、穴あけ、溶接などの加工現場において、レーザー光の焦点深度と形状のコントロールは、加工品質を左右する最も重要な要素です。
一般的なレーザ光(ガウスビーム)は、レンズで1点に集光すると、その焦点を過ぎた瞬間に急激に拡散しまいます。そのため、厚みのある材料の切断や、深い穴あけ加工では、エネルギーが均一に伝わらず、バリやスパッタ、テーパー(穴の傾き)が発生する原因となっていました。
この問題を解決し、回折によって拡散しない特殊なレーザー光(ベッセルビーム)や、熱を均一に伝えるドーナツ型のレーザ光(リングビーム)を作り出すために広く使われているのが、アキシコンレンズ(円錐レンズ)です。

アキシコンレンズの課題

アキシコンレンズは非常に有用ですが、片面が円錐状の立体的な形状をしているため、次のような課題がつきまとっていました。

  1. 円錐先端の加工限界による光の乱れ
    ガラスを完璧に尖らせることは技術的に難しく、先端がわずかに丸みを帯びてしまいます。この丸みがレーザ光の強度や分布に悪影響を与えます。
  2. 光学系を圧迫する厚みと重量
    立体的な円錐形状であるため、レンズ自体に厚みと重量が出ます。限られたスペースしかないレーザー加工ヘッドや光学システム内において、このサイズ感は設計上の大きな制約となっていました。
  3. シビアなアライメント
    光の中心とレンズの頂点をズレなく合わせる必要があり、セットアップやメンテナンス時のアライメント調整に膨大な時間と熟練の技術が必要でした。

この従来のアキシコンレンズの課題に応えるのが、フラットアキシコンです。

フラットアキシコンとは

フラットアキシコンとは、従来の円錐形状を廃した両面が平らで比較的薄い形状の空間可変リターダです。合成石英の製品内部に形成された微細構造によって偏光を行うため、未コートの合成石英基板と同等の高いダメージしきい値(LIDT)を有しています。
LHCP偏光とRHCP偏光でそれぞれ正および負のベッセルガウスゾーンを生成することができ、直線偏光では正と負のゾーンを同時に生成できます。入射するレーザ光の偏光を調整するだけで、ビームの変更が可能です。詳細につきましては、当社営業までお気軽にお問い合わせください。

製品仕様

項目 仕様

材料

合成石英

波長

330 - 2000nm

最小Apex角

176 - 179.9° @ 1030nm

回折効率

95%

寸法

Φ15mm

コーティング

両面

LIDT

63J/cm2 @ 1064nm, 10ns

2J/cm2 @ 1030, 212fs

ポジティブ、ネガティブおよびポジ/ネガ同時の強度プロファイル

  • ポジティブベッセル
  • ネガティブベッセル
  • ポジティブ+ネガティブ