ディスクレーザー

ディスクレーザーは薄い円盤状のレーザー媒質を備えた固形レーザーの1種であり、従来のレーザー加工機における熱レンズ効果といった課題についても効果的な低減性能を有しています。ディスクレーザーの特徴と活用メリットをまとめました。

ディスクレーザーとは

ディスクレーザーは固体レーザーの中でも、特に薄い円盤状（ディスク状）のレーザー媒質を備えているレーザーです。

YAGレーザーなど従来のレーザー加工機では、一般的に固体レーザーの媒質はロッド状の形を取っていましたが、レーザー媒質の温度にムラが生じてビーム品質が低下してしまう「熱レンズ効果」が課題となっていました。

しかしディスクレーザーでは円盤状の媒質を採用することで熱効率性を向上させて、均一な冷却システムを採用できるようになり、結果として熱レンズ効果を低減してレーザー品質を高められるようになっています。

ディスクレーザーのメリット

ディスクレーザーのメリットとしては、何よりもまずロッド状の固形レーザーと比較して熱レンズ効果を抑制しやすいという点です。また、その結果によりレーザー光の発振効率が向上し、出力を変動させた時や発散角などに関する安定性も大きくアップさせられることもメリットとして挙げられます。

加えてレーザー媒質の円盤の接着についても面で対応できるようになり、機械的な安定性まで向上している点も重要です。

その他、熱のコントロールが容易になったため、精密溶接の精度もアップしました。

ディスクレーザーの構成・仕組み

ディスクレーザーに用いられている円盤状のレーザー媒質は、およそ直径数mmで、厚みに関しては200μm以下という薄い形状を備えています。

そしてこのディスクが冷却機能を持つヒートシンクへ接着される際、面で触れられるため、全体的に均一な冷却効果を与えられるようになります。

その結果、レーザー媒質が常に均一な温度管理を行えるようになり、内部の歪みを抑制してレーザー品質を高出力かつ安定的に維持できるという仕組みです。

なお、励起光の入射によってレーザー発振が起こる現象そのものは従来の固体レーザーと基本的に同質となります。

ディスクレーザーの用途

ディスクレーザーは高効率・高品質・高出力の固体レーザーを安定的に発振できることが特徴です。そのため、自動車部品などの中でも特に精密溶接を必要とするようなワーク処理に採用されています。また、精密加工が可能になるため電子デバイスや半導体製造分野、医療機器製造分野においても性能を発揮します。

加えて高出力レーザーを活用できるため、比較的厚みのある金属板などのワークの高速切断を追求できることもポイントです。