成果報告書詳細
管理番号20150000000499
タイトル平成22年度-平成26年度成果報告書 次世代素材等レーザー加工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2015/7/18
報告書年度2010 - 2014
委託先名浜松ホトニクス株式会社
プロジェクト番号P10006
部署名ロボット・機械システム部
和文要約 ファイバレーザの更なる高性能化のために、励起用半導体レーザの高出力化、高効率化が不可欠である。このため、高出力領域での効率と信頼性を両立した高出力半導体レーザ及び半導体レーザから発生させたレーザ光を無駄なく光ファイバに伝送出来る技術を開発した。
 結晶構造、素子構造、組立プロセス、冷却方法において技術的課題を検討、試作を繰り返すことで、シングルエミッタ、アレイについては、最終目標(シングルエミッタ:最大光出力20W、最大電気光変換効率65%、アレイ:最大光出力300W、最大電気光変換効率60%)を達成した。更に高効率高出力LDの事業化に向けた検討として、シングルエミッタファイバモジュールの環境試験を実施した。またアレイについてはレーザ樹脂溶着用光源や金属熱加工用直接集光型LD光源の試作を通じて実用化検討を行った。
シングルエミッタに関しては、そのファイバ結合技術について、素子ならびに光学系の最適設計、調芯固定技術の確立をすることで、最終目標(ファイバコア径105μm、NA0.15相当にて結合効率90%以上)を達成した。
英文要約 We have developed high-power and high-efficiency 9xx-nm edge-emitting laser diodes, and investigated fiber-coupling technology in order to improve performance of fiber lasers.
We have achieved the operations of single-emitter laser diodes (LDs) with a maximum output power of 20 W and a peak power conversion efficiency of 65%, and of LD arrays with a maximum output power of 300 W and a peak power conversion efficiency of 60%, respectively. The optical coupling technology has been studied between the single-emitter LD and the 105-μm-0.15NA-fiber. A coupling efficiency of 90% has been achieved for the fiber modules. The environmental testing clearly proved the reliability of fiber modules. Furthermore, we have successfully applied those developed technologies to the prototype LD light-sources for practical use in material processing.
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