レーザー材料加工における DOE モジュールの用途は何ですか?

DOEモジュールプロセスに適したレーザービーム整形を提供する上で重要な役割を果たします。 このため、多くの最適化されたレーザー材料加工アプリケーションにとって、レーザービーム整形および均質化技術が不可欠になります。 通常、レーザーシステムはレーザーの使用から始まり、DOEを追加することで性能が向上します。 実現すべき重要なパラメータは次のとおりです。 処理速度と出力が 2 倍になります。 プロセス精度: 壁の急勾配、熱影響部、処理効果。

近年、産業用の新しいレーザーシステムの開発の需要が高まっています。 そして、多くの新しいプロセスが生み出され、レーザー添加剤システムが多くの伝統的な工業プロセスに取って代わりました。 以下の図に示すように、材料加工はレーザー市場全体で大きなシェアを占めています。

DOE モジュールのアプリケーション--アブレーションと構造化
レーザー アブレーションは、レーザー ビームを照射して固体 (または場合によっては液体) 表面から材料を除去するプロセスです。 レーザーアブレーションは、高エネルギーの短いパルスを小さな領域に適用することによって行われます。 レーザーアブレーションはこれまで検討されており、ナノマテリアルの生成、金属や誘電体薄膜の堆積、超電導材料の製造、金属部品の日常的な溶接や接合、MEMS の微細加工など、多くの技術用途で実際に使用されています。構造物。 当社のトップハット ビームとボルテックス レンズは、アブレーション中に材料を正確に除去するために、整った形状の鋭いエッジのスポットを生成します。 マルチポイント機能により並列処理が可能になり、スループットが向上します。

DOE モジュール アプリケーション--溶接
レーザー溶接技術は、複数の金属またはプラスチックをレーザーで接合するために使用されます。 ビームは集中した熱源を提供し、狭くて深い溶接と高い溶接率を可能にします。 このプロセスは、自動車産業などのオートメーションなどの大量アプリケーションでよく使用されます。 レーザーは切断技術と組み合わせることで、さまざまな種類の溶接 (スポット溶接、ワイヤ溶接、はんだ付け) に最適です。

当社のホモジナイザー要素は、入力の不均一性とは無関係に、均一で平坦な強度プロファイルを備えており、特定の溶接プロファイルに合わせた形状分布に設計することができます。 トレイルのマルチポイント プロファイルを使用すると、溶接領域を予熱してから後処理することができます。

DOE モジュール アプリケーション--ろう付け
レーザーろう付け用途では、2 つの金属プレートがレーザーで溶けたはんだ線によって接合されます。 ろう付けワイヤが溶ける前に金属表面を洗浄して予熱すると、接続の品質が向上することが証明されています。 典型的な用途は自動車産業です。 この目的のために、洗浄/予熱用の 2 つの小さなリーディング ビームと、ろう付けワイヤ全体にエネルギーを均等に分配してより良い溶解とよりきれいなエッジを実現する 1 つの大きな均質化ビームを生成する特別なホモジナイザー エレメントを提供します。

レーザーアブレーションプロセス	カスタマイズされたホモジナイザーのエネルギー分配

DOE モジュールの用途--穿孔
ミシン目は、薄い素材やウェブに開けられた小さな穴です。 レーザー穿孔は、食品業界でタバコの吸い殻紙や包装用ホイル（生鮮食品の鮮度や品質を保つため）などの薄いシート材料に一般的に使用されています。 このような用途には、等距離の事前に設計されたパターンを備えた正確な微細な穴が必要です。 ビーム スプリッター DOE は明白な解決策を提供します。

食品包装のレーザー穴あけ加工	9×9 マルチポイントビーム DOE レーザーモジュール

DOE モジュールの用途--レーザー切断 (金属とガラス)
レーザー切断は、通常、光学システムと移動ステージを介して高出力レーザーの出力を指示し、ワークピース上の焦点を走査して切断することによって機能します。 工業生産用途でよく使用されます。 その目的は、集束光学系の焦点距離を長くすることなくシステムの焦点深度を拡大すること、または切断品質を向上させ、切断領域での剥離や材料の再溶融を減らすことです。

金属のレーザー切断では、集束されたレーザー ビームの焦点で材料がその融点を超える温度に局所的に加熱されます。 結果として生じる溶融材料は空気流によって排出され、オープンカットを形成します。

ガラスのレーザー切断、またはレーザー切断は、通常、赤外線範囲の高出力レーザーを使用して実行されます。 ガラスはほとんどの波長で光の吸収が少ないため、より強力なレーザーカットガラスが必要です。 焦点を合わせた DOE を使用することにより、エネルギーがガラス ウェーハの大部分に分散されます。 これにより、カット中に焦点深度やスポットの Z シフトを調整することなく、シングルパスカットが可能になります。 これは、レーザー加工ラインに沿ってガラスを機械的に分離するアブレーション切断とは対照的に、レーザーによってガラスを変化させて脆化させるステルス切断に特に役立ちます。

DOE モジュール アプリケーション--掘削
レーザー穴あけ加工は、パルスレーザーエネルギーを材料に繰り返し集中させ、溶融した材料を蒸発させることによって貫通穴を形成するプロセスです。 パルスエネルギーが大きいほど、より多くの材料が溶解および蒸発します。 長年にわたり、信号パルス、パーカッション、トレパネーション、ヘリカル ドリリングなど、いくつかのレーザー ドリリング技術が開発されてきました。 レーザー穴あけ加工は、シリコンウェーハやゴムの穴あけなど、多くの用途に使用されています。

生産性と生産性を向上させるために、当社のマルチスポット ビームスプリッターは正確な結果を提供することが証明されています。 フラットハット ビームシェイパーにより穴エッジの品質と直径精度が向上し、渦位相プレートにより環状形状の穴あけが可能になります。

DOE モジュール アプリケーション--レーザー ストリッピング
レーザー リフトオフ (LLO) は、ある材料を別の材料から選択的に除去する技術です。 レーザービームは透明な材料を通して照射され、サファイア上のGaNなど、裏側の隣接する材料によって吸収されます。 レーザーリフトオフ分離プロセスは、必要な精細さと再現性を備えた大面積デバイスを処理できます。 したがって、LED 業界では、テレビやモバイル機器のディスプレイでは分割発光フィルムが非常に一般的です。

M2 変換モジュールは、特に UV および緑色の波長 (343、355、および 532 nm) において、マルチモードの円形入力ビームを細いレーザー ラインに変換するための完全な微細ライン整形ソリューションの一部です。 当社のソリューションは独自の回折ビーム整形コンセプトに基づいており、193nm の深紫外線から 1600nm の赤外線レーザーまでのあらゆる波長に合わせてカスタマイズできます。 当社のソリューションを利用すると、低コストのマルチモード レーザーを使用して細線で効率的な出力密度を達成できます。

DOE モジュールの用途--表面処理 (硬化と再溶解)
レーザー表面処理の原理は、高出力密度のコヒーレント ビームと規定のガス (真空、保護ガス、またはプロセス ガス) 中の表面との間の相互作用により表面改質が行われることです。 レーザー表面処理の代表的な用途には、レーザー硬化とレーザー再溶解があります。 レーザー硬化は、材料を短時間臨界温度以上に加熱し、その後急速に冷却する熱表面硬化プロセスです。これにより、金属格子が元の構造に戻らなくなり、非常に硬い金属構造が生成されます。 レーザー再溶解は、表面処理のもう 1 つの熱的方法です。 コンポーネントの表面を溶融温度以上に短時間加熱します。 その後、溶融物は化学組成に基本的な変化を与えることなく凝固し、再結晶化します。

関連製品
1. 回折ビームスプリッター
回折ビームスプリッター（格子ビームスプリッター）は、最も基本的な回折光学素子の 1 つです。 その機能は、単一の入射光をいくつかのビームまたは複数のビームに分割することであり、各ビームは元のビームの特性を持ちます（ただし、最初のビーム直径、発散角、および波面分布は変更せずに、パワーと伝播角度が変化することを除きます）。 ビームスプリッターの出力は1次元または2次元に配置でき、ラインスポットアレイも実現できます。 ビームスプリッター表面の回折パターンを設計することで、ユーザーが配置を完全にカスタマイズできます。 同時に、出力ビームの数、ビーム間の角度、直線の長さと数を任意にカスタマイズできます。 ビームの数に制限はなく、2 ビーム、3 ビーム、あるいは数百、あるいは数万のビームにすることもできます。 当社は、1 次元ビーム アレイ (1×N) や 2 次元ビーム マトリックス (M×N) など、顧客が選択できる多数の標準回折ビーム スプリッターを提供しています。 1064nmの1波長だけでも標準モデルは約100種類あります。 １次元レーザービームスプリッターの仕様には、１－２、１－４、１－６、および１００、２次元ビームスプリッターの仕様が含まれるが、これらに限定されない。 2×2、3×3、7×7、100×100、128×64などが含まれ、最大100万束まで対応可能です。

素子上の回折パターンに応じて、回折ビームスプリッターは 1D ビームアレイ (1xN) または 2D ビームマトリックス (MxN) を生成できます。 回折ビームスプリッタは、レーザービームなどの単色光で使用され、特定の波長と特定の出力ビーム分割角度に合わせて設計できます。 ビームスプリッターの一般的な用途には、太陽電池やパネルなどのレーザースクライビング、​​レーザースクライビング、​​レーザー穴あけ、医療/化粧品用途 (スキンケアなど)、3D センシングおよび投影が含まれます。

ビームホモジナイザー（ディフューザー）
ビームホモジナイザー (ディフューザー) 製品は、平行な入力ビームを均一な強度の出力ビームに変換します。 あらゆる波長、あらゆる形状に対応します。 ビームホモジナイザーは、ランダムに分布した強度プロファイルを持つ明確に定義されたビーム形状を必要とする多くの用途に役立ちます。 ビームホモジナイザーの出力は、入力ビームに大きく依存します。マルチモードレーザービームは、コヒーレンスが低いためスペックルの可視性が低下し、出力光がより均一になるため、シングルモードレーザーよりもビームホモジナイザーの使用において実際に有利です。強度が得られます。

ビームホモジナイザー (ディフューザー) の一般的な用途には次のようなものがあります。レーザービームのスポット整形。 アブレーション、脱線、マーキング、スクライビング、​​溶接などのレーザー材料加工。 医療/美容用レーザー治療。 エキシマレーザーのビーム整形とホットスポットが減少します。

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