超短パルスレーザーによる微細加工技術と応用事例

第1部 超短パルスレーザー加工の技術動向と応用技術

(2019年11月25日 10:00〜12:00)

　超短パルスレーザーは、パルス幅数十fs～数十psの超短パルス光を発生し、かつピーク強度がきわめて高い。そのため、従来のレーザーでは不可能であった加工を実現し、材料加工分野に新たな進展をもたらした。超短パルスレーザー加工は、今日基礎から産業応用まで広く研究開発が行われている。 　本セミナーではまず超短パルスレーザー加工の原理・特長を説明し、最近の研究・開発の進展を紹介する。具体的には、マイクロマシニング、ナノ加工、マイクロ・ナノ表面構造化、3次元加工技術を解説する。さらに超短パルスレーザー加工を高度化するビーム整形技術を解説する。最後に、実用化・産業応用事例に関しても紹介し、将来展望を述べる。本セミナーの受講により、超短パルスレーザー加工の基礎、現状、将来展望を網羅的に理解することができる。

1. 超短パルスレーザー加工の原理と特長
2. 表面微細加工
   1. マイクロマシーニング
   2. ナノ加工
3. 表面マイクロ・ナノ構造化
   1. レーザー誘起表面周期構造 (LIPSS)
   2. 特異的ナノ構造・ナノ階層構造
   3. 次元加工
   4. 無変形加工 (透明材料内部改質)
   5. 除去加工 (3次元流体構造の作製)
   6. 付加加工 (多光子造形)
   7. 複合超短パルスレーザー3次元加工
4. ビーム整形技術
   1. 空間的ビーム整形
   2. 時間的ビーム整形・パルス整形・GHzバースト
   3. 時空間ビーム整形
5. 実用化技術・産業応用
6. まとめおよび今後の展望
• 質疑応答

第2部 超短パルスレーザー加工の自動車、電子機器への応用事例

(2019年11月25日 12:45〜14:45)

　本講座では、まず超短パルスレーザーのパルス増幅方法の種類とそれぞれの特徴を説明させて頂きます。その後で、それぞれの特徴を活用した応用事例を、自動車製造と電子機器製造のそれぞれで紹介いたします。超短パルスレーザーの進化のスピードは、レーザー発振器の中でも群を抜いてはやく、現時点では基礎研究の段階であっても、近い将来においては製造現場で活用される可能性の高いアプリケーションを、最後に紹介いたします。

1. ディスクレーザーの特徴
2. 超短パルスレーザーの発振原理
3. パルス増幅方法の種類とそれぞれの特徴
4. 自動車への応用事例
5. 電子機器への応用事例
6. 超短パルスレーザーの最新アプリケーション
7. 将来の超短パルスレーザー
• 質疑応答

第3部 短パルスレーザーを用いたCFRPの微細加工技術

(2019年11月25日 15:00〜17:00)

　加工用短パルスレーザーは、数100ナノ秒から100フェムト秒までの広い範囲からパルス幅を選べるようになっています。一方で、波長に関しては遠赤外から紫外まで様々なレーザーが使えるようになっており、装置価格も異なります。パルス幅や波長が変わることでレーザー加工がどのように変化するのかを理解することが重要です。 　本講座では、短パルス光と物質の相互作用について解説を行い、プラズマシミュレーション事例を示してレーザー加工のパルス幅・波長依存性を理解してもらいます。その上で、次世代の軽量素材であるCFRP (炭素繊維複合材) を対象としたレーザー加工においてパルス幅や波長の影響を紹介していきます。

1. パルスレーザー加工の基礎
   1. レーザー光の吸収
   2. 加工レートの評価モデル
   3. レーザー加工のパルス幅依存性
2. シミュレーションで見るパルスレーザー加工
   1. アブレーション加工
   2. 波長依存性
3. CFRPのパルスレーザー加工
   1. パルス幅・波長依存性
   2. 加工効率の評価
   3. 加工コストの評価
   4. 効率よく加工するためのコツ
   5. 海外での加工事例 (国際会議動向)
• 質疑応答