レーザー光学系

レーザー光学系

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システムとしての性能を落としてしまいます。レーザー光を拡げたり、絞ったり、出力を減衰させたり、光学系には様々な製品があります。ここでは光学系をいくつかのカテゴリーに分けて目的となる製品を扱っているメーカーや販売店を探しやすくしてあります。光学設計ソフトウエアもこちらに掲載しております。
種類 概要・特徴
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。
ここでの組み合わせレンズは主にフォーカスレンズや対物レンズ、ダブレットやトリプレットなどの組み合わせレンズ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。
レーザーから出射されるビームは小さいものではφ1mm以下のものもあります。ビーム径が小さいと焦点でのビームスポット径を小さくすることが難しく微細加工では問題になってしまいます。そこでビーム径を拡張するための光学系のビームエキスパンダを光路に入れることによりこの問題を解決します。固定倍率だけでなくズームタイプなども販売されています。
アッテネーターは簡単に言うと光量を減衰させる光学系です。レーザーによっては出力やエネルギーをコントロールするとビームプロファイルが変わってしまったり安定性が悪くなったりとコントロールができないもしくは難しい製品があります。アッテネーターを入れることにより簡単に出力やパルスエネルギーを減衰させることが可能です。
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。
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、ファイバーレーザー、高出力LD(半導体レーザー)、YAGレーザー、CO2レーザーによる切断や溶接、ろう付けなど、各種レーザ加工に使用されています。
ここではビームシェーパーや回折光学素子(DOE)、フライアイレンズ、マイクロ光学素子、ボールレンズ、波長板、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。
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や簡易タイプなど一般的に入手可能なソフトウエアの紹介を行っています。