ナノ秒レーザー、ピコ秒レーザー、フェムト秒レーザーの違いが分かりますか？

まず、この「2番目」が何を意味するのかを考えてみましょう。

1ナノ秒 = 10^-9 2番

1ピコ秒 = 10^-12 2番

1フェムト秒 = 10^-15 2番

したがって、ナノ秒レーザー、ピコ秒レーザー、フェムト秒レーザーの主な違いは、その時間的持続時間にある。

超高速レーザーの意味

昔から、レーザーを用いて微細加工を試みてきた。しかし、従来のレーザーはパルス幅が長く、レーザー強度が低いため、加工対象物が溶けやすく、蒸発が止まりにくいという問題があった。レーザー光を非常に小さなスポットに集束させることは可能だが、材料への熱影響は依然として大きく、加工精度を制限してしまう。加工品質を向上させるには、熱影響を低減するしかない。

しかし、超高速レーザーが材料に作用する場合、加工効果は大きく変化します。パルスエネルギーが劇的に増加すると、高出力密度によって外部の電子部品をアブレーションするのに十分なパワーが得られます。超高速レーザーと材料との相互作用は非常に短いため、イオンは周囲の材料にエネルギーを伝える前に材料表面で既にアブレーションされており、周囲の材料に熱影響は生じません。そのため、超高速レーザー加工は低温加工とも呼ばれます。

超高速レーザーは、産業生産において多種多様な用途があります。以下にそのいくつかをご紹介します。

1.穴あけ

回路基板の設計において、従来のプラスチック基板に代わり、セラミック基板を用いることで、より優れた熱伝導性を実現しようとする動きが見られる。電子部品を接続するためには、基板上に数千μmレベルの微細な穴を開ける必要がある。そのため、穴あけ加工時の熱入力の影響を受けずに基板を安定させることが非常に重要になっている。そして、ピコ秒レーザーはまさにそのための理想的なツールである。

ピコ秒レーザーは、打撃式穴あけ方式で穴あけ加工を行い、穴の均一性を維持します。回路基板に加え、プラスチック薄膜、半導体、金属膜、サファイアなどへの高品質な穴あけ加工にも適用可能です。

2.罫書きと切断

レーザーパルスを重ね合わせるように連続スキャンを行うことで、線を形成できます。線がセラミックスの厚さの1/6に達するまで深くスキャンするには、かなりのスキャン回数が必要です。次に、これらの線に沿って、個々のモジュールをセラミックス基板から分離します。このような分離方法は、スクライビングと呼ばれます。

別の分離方法として、パルスレーザーアブレーション切断があります。これは、材料が完全に切断されるまでアブレーション（削り取る）を行う方法です。

上記の罫書き加工や切断加工には、ピコ秒レーザーとナノ秒レーザーが理想的な選択肢です。

3.コーティング除去

超高速レーザーのもう一つのマイクロ加工応用例は、コーティング除去です。これは、基材を損傷することなく、あるいはわずかな損傷を与えるだけで、コーティングを正確に除去することを意味します。アブレーションは、数マイクロメートル幅の線状から、数平方センチメートルの大規模なものまで可能です。コーティングの幅はアブレーションの幅よりもはるかに小さいため、熱は側面に伝わりません。このため、ナノ秒レーザーは非常に適しています。

超高速レーザーは大きな可能性と将来性を持っています。後処理が不要で、統合が容易で、処理効率が高く、材料消費量が少なく、環境汚染が少ないという特徴があります。自動車、電子機器、家電、機械製造などで広く使用されています。超高速レーザーを長期間正確に動作させるには、温度を適切に維持する必要があります。S&A Teyu CWUPシリーズのポータブル水冷チラーは、最大30Wの超高速レーザーの冷却に最適です。これらのレーザーチラーユニットは、±0.1℃という非常に高い精度を備え、Modbus 485通信機能をサポートしています。適切に設計されたパイプラインにより、気泡が発生する可能性が非常に低くなり、超高速レーザーへの影響が軽減されます。