2013 Fiscal Year Annual Research Report
超短パルスレーザー加工におけるパルス累積効果の新しい可視化方式による解明
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22360060
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 義郎 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (60176378)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯部 浩已 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (60272861)
田邉 里枝 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (70432101)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | レーザー加工 / 可視化 / 超短パルス / 超硬 / 加工現象 / 高速度ビデオ |
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| Research Abstract |
本年度の研究計画では、昨年度に明らかになった加工用レーザーと照明用レーザーの繰返し周波数のわずかな差（1パーセント以下）により照射パルス数が300を超えると顕著になる撮影タイミングのずれを解消し、加工レーザーの繰返し数とビームの走査速度の加工現象にあたえる影響を精確に観察することが大きな目標であった。レーザーの繰返し周波数の差は、各レーザーの制御システムでは修正できない程度のわずかなものであるため、全体の同期方法を考え直し、照明用レーザーのクロックを基準として、これをダウンカウンターで逓減した信号で加工用レーザーを発振させるように改良した。これによって、累積パルス数1000発程度までの間、安定した動画撮影が可能になった。
このシステムを用いて、超硬を試料にした穴あけ加工と溝加工について、照射パルス数の影響を調べた。加工形状の深さがスポット径と比べてあまり大きくない場合には、加工屑は画像からは個別の粒子として観察できない微粉末になり、加工部周辺に堆積した。加工深さが増大すると、間欠的に数十マイクロメータサイズのデブリが加工部から放出されるようになった。また、加工部周縁に堆積物が周期的に堆積する様子が観察された。どの程度の加工深さでこのような挙動の変化が生じるのかを、単一個所へ与えるレーザーエネルギーが一定という条件下で、走査速度、パルスエネルギー、走査回数を変えて検討したが、これらのパラメータの影響はかなり複雑であった。この条件では、加工された体積は一定になることが期待されたが、その結果は簡単には整理できず、加工部形状などの別の因子も考慮する必要があることが明らかになった。
この新しい可視化方式（High-speed Laser Stroboscopic Videography）を、液中でのレーザーピーニング現象やナノ粒子生成現象の観察にも成功裏に展開できた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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