ポリマーの加工

フェムト秒レーザは熱に弱いポリマー材料も非常に高精度・高品質な加工が可能です

• フェムト秒レーザによるポリマーの加工
  
  フェムト秒レーザは熱に弱いポリマー材料も非常に高精度・高品質な加工が可能です。
  
  
  
• フェムト秒レーザによる光重合反応
  
  フェムト秒レーザはポリマーを光を集光した局所だけを選択的に光重合・固化させることができます。マイクロメータサイズの精密で複雑な3次元構造を作り出すことが可能です。
  
   

フェムト秒レーザによるポリマーの加工

ポリマー材料は自動車、医療、家電製品など、さまざまな用途で幅広く使われています。 しかし、ポリマー材料は一般的に熱伝導率が低くて熱に弱いため、一般的な加工方法では加工時の熱によって変形や歪、炭化が生じる可能性があります。
フェムト秒レーザは、材料への熱の影響を最小限に抑えることができるため、各種ポリマー材料の精密加工に最適です。

FemtoLux 30は、ポリマー材料の加工に最適なフェムト秒レーザです。350 fsという短いパルス幅が350 fsにより、加工に伴う材料への熱の影響はほぼありません。さらに、4 MHzという高い繰り返し周波数により加工時間を短縮し高いスループットの加工を実現します。加工時のビームのスキャン速度は、毎秒数メートルに達する場合もあります。

直径10 mmの円盤状のポリマーフィルムを切り出す場合、加工時間は400ミリ秒です。その切断速度は300 mm/sに達します。また、515 nmや343 nmいったより短い波長のレーザを使用することで、熱の影響をさらに抑制し、より高精度で高品質な加工が可能です。
短波長のレーザを使用した場合、基本波と比べて熱の影響を27 %削減できますが、平均出力が低いため加工速度は遅くなります。加工の仕上がり精度と加工速度はトレードオフの関係にあります。

フェムト秒レーザによる光重合反応

フェムト秒レーザを使うと、光を集光した部分だけを選択的に光重合・固化させることができます。この技術を使うとマイクロメートルサイズの複雑な3次元構造を作製できるため、組織工学、エレクトロニクス、光学、マイクロ流体工学の分野で広く活用されています。

コンパクトで低出力のフェムト秒レーザーFemtoLux 3は、光重合アプリケーションにニーズに最適なレーザです。パルス幅が300 fsと短く、2光子吸収による光重合反応に十分なエネルギーが得られ、ポリマーの固化によってあらゆる形状の形成が可能です。
さらに、FemtoLux 3は平均出力3 W、最大繰返し周波数10 MHzで動作できるので、高速走査光学系（ガルバノミラーなど）を利用することで光重合プロセスの速度を最大化することができます。