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レーザー光の品質

 レーザー光のエネルギー分布はレーザー発振機によって様々な分布を示しています。そのことによって同じ光学系でも発振機によって加工の結果は大きく異なることになります。レーザー光の品質がどうなっているか、用途によって仕様をよく確認するようにしましょう。

 レーザ光の断面強度分布をTEM00とかM2(エムスクエア)などという表現でレーザー発振機の仕様に書いてありますが、どのような意味を持つのでしょうか?

ビームモード

 TEM00(ビーム横モードと呼ばれる)とはレーザ光の断面強度分布がガウス分布(パワーのピークが1本で、ピークから外れるほどエネルギーは低下する)の場合で、シングルモードまたはガウスモードと言われます。TEM10、TEM20・・・と仕様にあるレーザーはマルチモードと呼ばれ、パワーのピークが複数存在するレーザー光であることを示しています。

 またM2(ビーム品質を表す)の値はビームの広がり角に関係しており、M2の値が大きいほどビームが遠くにいくほど広がるということを表しています。M2の理論的な最小値は1なので、M2が1に近いほどビームの品質が良いことになります。
 M2の値はシングルモードだと小さく、マルチモードだと格段に大きくなります、つまりマルチモードはビームが広がりやすいと言えます。


 以上のようなことを見るとシングルモードレーザーはレーザーが集光しやすく、切れ味がするどい、熱影響の少ないレーザーと言え、マルチモードレーザーはレーザーが集光しづらく、切れ味はするどくなく、熱影響が大きいと言えます。
 しかし、マルチモードレーザーがレーザーとして劣っているというわけではありません。板金切断や溶接、幅の広いスクライビングなど、シングルモードレーザーでは実現しづらい特定の加工に有利な場合があります。

 加工の用途に応じてレーザー光の品質についても確認して発振機を選定し、加工テストをしてみることが重要です。

テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス


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