ダブルパルスによる加工実験
30ns未満のパルスディレイ(大気中において)でメリットが無くなることは経験的に見いだされており、30ns−90nsまでの間は遅延時間を増加させてもさらなるメリットを得ることが出来ませんでした。さらに追加テストではSUS304のパーカッション穴あけ加工でパルス遅延を150ns より大きくしてもメリットが得られませんでした。
効率的な加工は、厚さ50μm のスチールサンプルそして種々の厚さのタングステン、レニウム、チタンでも同様に観察されました。これら種々のサンプル材は除去加工における材料的効果を決定し、効率に穴を開けることについての材料依存を探究するために種々の厚さでのテスト加工も行いました。
この論文で報告されたすべての穴あけ加工テストでは波長532nmのレーザー発振器を使用しました。
ダブルパルスによる効率的な穴あけ加工を知るためにはダブルパルス相互作用の性質を理解する必要があります。
図4aの通り、穴あけ加工テスト結果では厚さ50μm のステンレスサンプル、厚さ1mm のステンレスサンプルの両方で除去率の増加が観察されました。しかし厚さ50μm のアルミニウムサンプルでは除去率の増加は観察されませんでした。けれども図4b に示されるように厚さ1mmのアルミニウムサンプルでは相応の除去率の増加が観察されました。これは除去率増加のために少なくともふたつのメカニズムが役割を果たしていることを示します。そしてこのダブルパルスよるレーザー穴あけ加工の効率を高めるメカニズムについての挙動を説明するためにレーザ干渉物理学で調査を行いました。この調査についての詳細は論文をダウンロードしてお読みください。
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[図3]
ステンレス、アルミ、シリコン加工における従来のパルス方式(上)と
スーパーパルス方式(下)
上図は従来のパルス形式と「スーパーパルス(ダブルパルス)」形式のパルストリガータイミングとを比べた図です。評価に使用 されたのは従来技術である単パルスとスーパーパルス技術である間隔30-150nsの1組のペアパルスとで、それらの間隔は100μ秒から100ミリ秒に設定しました。フルエンスは20〜200J/cm2の範囲でテストしました。そのピーク照射は0.7〜7GW/cm2になります。
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