成果報告書詳細
管理番号20110000001007
タイトル*平成22年度中間年報 高出力多波長複合レーザー加工基盤技術開発プロジェクト 次世代レーザー加工技術の研究開発(3)
公開日2011/10/12
報告書年度2010 - 2010
委託先名浜松ホトニクス株式会社
プロジェクト番号P10006
部署名機械システム部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1.研究開発の内容及び成果等
(1)目的・概要
本研究開発では、次世代レーザー加工技術として高出力・高品位のファイバーレーザー発振技術およびそれを利用した加工技術を開発するとともに、次世代に向けたレーザー加工の基盤技術を確立する。
本事業は大きく分けて以下3つの研究開発項目を実施するが、本報告はその内の【1】レーザー高出力化技術の開発に関するものである。
【1】 レーザー高出力化技術の開発
【2】 レーザー高品位化技術の開発
【3】 多波長複合加工技術の開発
英文要約1. High power semiconductor laser technology
We have studied the thermal effect on the gain characteristics in edge-emitting semiconductor lasers. The thermal effect is one of serious issues inhibiting a high power operation of the laser diodes. It has been confirmed that the devices with long cavity exhibits improved gain characteristics. It is also important to realize efficient cooling for high power operation of laser diode array. We start to study the cooling method of heat sink structure.
To realize efficient vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs), the reduction of power consumption in the distributed Bragg reflectors (DBRs) must be important. A simulator has been developed to calculate the electron and hole conductions in semiconductor layers. Using the simulator, we have estimated both the layer structure and the material compositions of the DBRs. We have also confirmed that the voltage drop can be suppressed in the fabricated DBR samples under the optimized conditions.
2. Fiber coupling technology
The stripe width and beam divergence in the laser diodes are important factors for obtaining high fiber-coupling efficiency. We have studied the emitter structures and the optical parts for the coupling with multimode fibers. The coupling efficiencies as high as 80-92% have been confirmed using trial assemblies of the optimized single emitter laser diodes and the lensed fibers (105 μm, NA 0.15). We have also invented a novel optical fiber connector for the high power applications. This connector makes it possible to reduce the fatal damage of the coating of fibers under the high power operation.
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