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レーザー光学系



| レンズ・ミラー・ウインド | 光学コンポーネント | モジュール | カスタム品 | ガルバノミラー・Fθレンズ | ファイバー |
| レーザー加工ヘッド | モニタリングシステム | 光学設計 | 光学設計ソフト | コーティング | 硝材 | 特殊光学素子 |

レーザーと必ずセットで使用されるのが光学系です。レーザーを効率よく使うには光学系は非常に重要なパーツです。間違った選択をしてしまえばレーザーの能力を使い切れずレーザー加工システムとしての性能を落としてしまいます。ここでは光学系をさらにいくつかのカテゴリーに分けて目的となる物を扱っているメーカーや販売店を探しやすくしています。一般的なレンズやミラー、ウインドといった既製品から装置に合わせたカスタム品、設置するためのコンポーネントなど選択肢も幅広く対応しています。

項目
概略説明

レンズ・ミラー・ウインド
もっとも一般的に使用されている単レンズや反射ミラー、光学ウインドを取り扱っているメーカーを紹介しております。メーカーとしてはカタログ品に注力しているところとオーダーメード品に注力しているところがありますが、ここではカタログ品を取り扱っているメーカーを紹介しています。研究開発用であればまずはカタログ品で試してみてもよいのではないでしょうか。

光学コンポーネント
ここでの光学コンポーネントとはレンズやミラー、ウインドといった光学部品をセットするためのマウントやホルダー、微調整を行うための製品を指しています。オプティカルコンポーネントやオプティカルメカニクスとも呼ばれています。マウントを固定するためのポストやベースをはじめブラケット、レールシステムまでをカバーしています。


モジュール
ここでのモジュールの意味は組み合わせレンズを指しています。フォーカスレンズをはじめエキスパンダーやホモジナイザー、アッテネーターなどモジュール化の製品を扱っているメーカー及び販売店を紹介しています。それぞれ波長に応じた製品がラインナップされています。レンズやミラーと同様にカタログ品を扱っているところとオーダーメード品を扱っているところがあります。

カスタム品
レーザーシステムの光学系の設計から製作まで一貫して行っているメーカーです。レーザー発振器から出射されたビームをワークに当てるまでの光学系を受注生産しています。以下のメーカーは光学系全体の受注生産も行うことも可能ですし、モジュールのようなパーツの受注生産も行っていますし。またOEMの対応も可能です。

ガルバノミラー・Fθレンズ
高速に加工するために光軸を動かす為のユニットです。一般的には2枚のミラーをモーターで動かします。その動作をコンピュータを使って制御することによりCADからダイレクトに信号を送り加工することが出来ます。またミラーだけでは焦点を結ばせることが出来ないのでfθ(エフシータ)レンズと呼ばれる特殊なレンズと組み合わせて利用されます。

ファイバー
ファイバーにはシングルファイバーやバンドルファイバーがあります。バンドルファイバーとはいくつもの光ファイバー素線を束ねて一つの大きなファイバーにしたファイバーのことで受光面積、 照射面積を自由に設計し、光を伝送することができます。レーザー発振器にファイバーがセットされたファイバーカップリングのレーザー発振器もあります。

レーザー加工ヘッド
レーザー加工ヘッドとはコリメーター(フォーカス)レンズやアシストガスノズルなどが組み込まれたレーザーデリバリー終端部に取り付けるモジュールのことをいいます。エンドエフェクターと呼ばれることもあり、高出力LD(半導体レーザー)やYAGレーザー、CO2レーザーによる切断や溶接、ろう付、ハイブリッド溶接など、各種レーザ加工に使用されています。


モニタリングシステム
モニタリングシステムとはレーザー溶接加工時に発生する光をモニタすることで、リアルタイムに加工状態をチェックすることができる観察システムです。加工現象そのものをCCDや光学センサーなどで監視するため、従来の目視による検査工程にくらべて大幅に信頼性が高まります。そのため熟練度を要する検査担当を配置する必要が無くコスト削減にもなります。


光学設計
光学系までを自社で開発しているところは非常に少なく、大抵の場合は光学機器メーカーへ依頼していると思います。専用にレーザーシステムを開発する際はカタログ品だけでは対応しきれない場合がありその際は光学機器メーカーへ光学設計からの依頼となります。ここでは光学設計を中心としている企業を紹介しております。


光学設計ソフト

光学系は専門メーカーへ依頼することが多く、ユーザーサイドで光学設計まで行うことは比較的少ないと思います。しかし、光学設計を行う必要が出てきた際に最初に必要となってくるのが光学設計ソフトでは無いでしょうか。ここでは高機能タイプと簡易タイプのふたつに分けて、それぞれの特徴をわかりやすく紹介し選びやすいようにしています。

コーティング
レーザー光学においてレンズ透過によるロスやミラー反射によるロスを低減し効率を上げるためには光学系のコーティングも十分考慮する必要があります。特にレーザー用のコーティングはダメージに注意しながら膜材を選択しなくてはなりません。膜材がレーザー光に絶えられないとかえって効率を落としてしまうのでメーカーとよく相談する必要があります。


硝材
レンズ用の材料は200種類以上の材料が存在します。クオーツ材だけでも10種類以上の材料があり、どれを選択するかによって効率や寿命、価格が大きく変わります。また波長によっては結晶材を使用しなくてはならないことも多くこれらを知っておくことは光学系を考える際にとても大事な項目の一つです。ここではこれらの素材を扱う企業を紹介いたします。

特殊光学素子
ここではマイクロ光学素子や回折光学素子、ボールレンズ、特殊プリズムなど特殊な光学系部品を取り扱っている企業を紹介しています。レーザー光の性質を上手く利用した光学部品で、特殊光学素子により一筋のレーザー光が様々な形に姿を変えます。ほとんどの場合、受注生産品となっていますが規格品としてカタログに掲載されている製品もあります。


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