2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of dual wavelength laser microwelding under low vacuum for deep welding volume
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16K06033
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
玉木 隆幸 奈良工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (80455154)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザー / マイクロ接合 / マイクロ加工 / ガラス / 真空 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、超短光パルスマイクロ接合法に材料が線形吸収する波長の連続発振光を組み込み、高速かつ高品位に大面積を接合可能な低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムを開発した。２波長レーザーマイクロ接合システムの光源としては、超短光パルス光源としてフェムト秒レーザーシステム（波長：1.064 μm、パルス幅：250 fs（f：フェムト）、繰返し周波数：1 MHz、最大出力：2 W）、連続発振光用の光源として炭酸ガスレーザーシステム（波長：10.6 μm、連続発振）を使用した。また、各加工条件においてガラス間のマイクロ接合を実施し、高速度カメラによりにプラズマの時間発展を計測した。プラズマの時間発展を計測に関しては、数十枚の画像を手動でセグメンテーション（ピクセル単位での領域抽出）することにより、オーギュメンテーション（その画像を回転、左右反転すること）処理により1600枚の教師データを準備し、U-Netによる機械学習により、フェムト秒レーザーパルスによる加工痕を検出するシステムを構築した。さらに、真空ポンプにて任意の雰囲気圧力を印加できる真空チャンバーをシステム内に組み込み、開口数0.25、倍率10倍の対物レンズにより、フェムト秒レーザーを低真空条件下に置かれたガラス材料に集光照射し、ステージにより集光点を走査速度0.1 mm/sにて50 mm移動させ、線状の加工痕を作成した。低真空条件下における加工により、大気圧下ではランダムにアブレーションが生じるが、真空条件下では連続的にアブレーションが生じることが明らかになった。このように、低真空条件下におけるレーザー加工に関する知見を得ることができた。
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Research Products
(1 results)
