エキスパンダとは
入射したレーザ光を拡大し平行光にする光学ユニットです。
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エキスパンダは、凹レンズと凸レンズの組合わせで構成されるのが一般的です。 凹レンズから入射したレーザ光を規定の倍率で拡大し、凸レンズを透過する際に平行光にします。
 
［ビーム径を拡大する理由］ ワーク面で結ぶレーザスポット径と、fθレンズ面でのレーザビーム径には大きな関係があります。同じ焦点距離であればfθレンズ面でのレーザビーム径が大きいほど、ワーク面でのレーザスポット径が小さく絞れます。
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Fθレンズとは
ガルバノスキャナやポリゴンミラーで偏向されてレーザ光を平面で集光し、走査速度が一定になるよう補正するレンズのこと。
fθレンズの特徴は
 ワーク面の何処でも等速度で走査する。
マーキングやレーザプリンタなどに最適な光学部品です。
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［fθレンズの場合］
像高hと入射角θとの関係が、【h＝fθ】になる様に設計された レンズで、
ワーク面上での走査速度が一定速度になります。
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エンドポンピング方式
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レーザ結晶の端面へファイバを使いLDからの光を照射する。 媒質の
中心部へムラなく、エネルギーを供給できる。
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ガイドレーザ
 
か行詳細 赤色のガイドレーザでワークの表面上で、印字位置を確認。印字する内容をそのままなぞって光を高速で走査し、確実に書き出し位置を判断できます。
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可視光/紫外線/赤外線
光とは
「電磁波」と言う「波」の一種です。波ですから波長という基準があり、
ごく短いものから無限大に長いものまで存在します。
色とは
物体に当たる光の波長のうち、物体に吸収されないで反射された波長を人の目の網膜が受け取ると、その波長を物体の「色」として認識します。例えば、赤いりんごは、（人間には赤色に見える特定波長の光線 を含む白昼光を受けると、）赤い波長の光（600～700ｎｍ）を反射し、ほかの波長の光をすべて吸収します。※黒い物体は、すべての光を吸収するために黒くみえます。
可視光とは
波長の長い部分の「赤」から、短い方の「紫」までの連続したカラースペクトルを形成するものを「可視光」と言います。 また光として関知できない領域の長い方のエリアを「赤外線」、短い方を「紫外線」と呼びます。
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ガスレーザ/固体レーザ/気体レーザ
レーザの種類
レーザは大別すると、固体・気体・液体の3つに分かれます。
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・
YAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）
か行詳細
・
汎用マーキング用途
・
シリコンウエハへのソフトマーキング用途
微細加工向き
・
LCDの印字、リぺア加工、VIAホール加工などの
 超微細加工用途
液晶リぺア加工…コーティングパターンをカットして修復する工程 VIAホール加工…プリント基板の穴加工
・
小文字マーキング用途
YVO4（イットリウム・バナデート）高いQスイッチ周波数で高いピークパワー。エネルギー変換効率が良い
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半導体レーザ（GaAs、GaAlAs、GaInAs）
・
加工機、マーキング用途、レーザメス
微細加工向き
・
測定器用途（形状測定など）
微細加工向き
・
半導体露光装置、眼医
不活性ガスとハロゲンガスを混合して、その気体中で放電する。比較的簡単な構造で強力な紫外線レーザを作ることが出来る。究極の紫外レーザ（DUV）で、吸収率が高く、眼医療では水晶体を加工（蒸発）させ、網膜に焦点を合わせる矯正に使われる。
・
理化学用用途
色々な色を出すことができ、主にバイオ関係など研究所で使用される。
・
理化学用用途
レーザ光により励起された色素は、蛍光を発する。
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完全空冷
レーザ装置冷却に水を使わずに放熱フィン、ファン、ペルチェ素子等を用いた空冷冷却方式。
か行詳細 左図の様に冷却水を使用せず、レーザ発振器の発熱をペルチェ素子で伝導させ、エアを使って冷却するシステムのこと。
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共振器
発振原理
 レーザ管に定格の電流を流し放電させると、管内に強いプラズマが生じ、このプラズマが原子と 衝突して励起状態になります。レーザの波長に対して極めて高い反射率を持つ一対の反射ミラー から構成される光共振器の間で、光が往復しながら増幅され、反射鏡の一方を反射率約99％ の出力ミラーにすることで、レーザ光が外部に照射します。
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高調波/グリーンレーザ
一般的に、レーザの波長は短いほど、エネルギーが高く、物質（ワーク）に対する吸収率が上がります。例えば、銅板(Cu)は基本波長(1064nm)では約10％程しか吸収されず、印字し難い素材ですが、1/2波長(＝532nm)では、約50～60％と吸収率が上がります。
 
［グリーンレーザとUVレーザの作られ方］
グリーンレーザは、第2高調波と言われ、基本波長を酸化物単結晶（LBO：リチウムボレート）を通し、約30～40％の変換率で、532nmの波長に変換します。変換された532nm波長光と基本波長光を合わせて、更に、もう一つの単結晶を通過させることで、UVレーザ（波長355nm）に変換します。
また、第4高調波は、波長266nmのD（ディープ）UVと言われます。
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サイドポンピング方式
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レーザ結晶の側面部周囲より励起光を照射して励起する方式。中心部に熱が伝わりにくく、媒質全体に熱をムラなく伝えにくい。
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自然放出
励起された電子は、吸収したエネルギー量に応じて、エネルギー順位があがります。エネルギーを高められた電子は、ある緩和時間が経過すると安定しようとして エネルギーを放出し、低いエネルギー状態に戻ろうとします。この時、放出したエネルギーと同じエネルギーの光が放出されます。
この現象を『自然放出』といいます。
原子の状態
電子の状態
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ジャイアントパルス/ファーストパルスサプレション
 
さ行詳細 レーザ媒質に過剰に溜まったエネルギーが一気に放出されるため文字の書き出し部が深堀になる
現象。
※ファーストパルスサプレションは、○部の強く印字されている部分を抑える機能。
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出力ミラー、全反射ミラー、共振器
発振原理
 レーザ管に定格の電流を流し放電させると、管内に強いプラズマが生じ、このプラズマが原子と 衝突して励起状態になります。レーザの波長に対して極めて高い反射率を持つ一対の反射ミラー から構成される光共振器の間で、光が往復しながら増幅され、反射鏡の一方を反射率約99％ の出力ミラーにすることで、レーザ光が外部に照射します。
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シングルモード
さ行詳細
スーパーシングルモードビームのパワー分布
ビームの中心一点に、パワーのピークを集中、真円の完全な一本のピークが存在し、均一な印字が可能です。
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紫外線/赤外線
光とは
「電磁波」と言う「波」の一種です。波ですから波長という基準があり、
ごく短いものから無限大に長いものまで存在します。
色とは
物体に当たる光の波長のうち、物体に吸収されないで反射された波長を人の目の網膜が受け取ると、その波長を物体の「色」として認識します。例えば、赤いりんごは、（人間には赤色に見える特定波長の光線 を含む白昼光を受けると、）赤い波長の光（600～700ｎｍ）を反射し、ほかの波長の光をすべて吸収します。※黒い物体は、すべての光を吸収するために黒くみえます。
可視光とは
波長の長い部分の「赤」から、短い方の「紫」までの連続したカラースペクトルを形成するものを「可視光」と言います。 また光として関知できない領域の長い方のエリアを「赤外線」、短い方を「紫外線」と呼びます。
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第2高周波/第3高周波/ディープUV
一般的に、レーザの波長は短いほど、エネルギーが高く、物質（ワーク）に対する吸収率が上がります。例えば、銅板(Cu)は基本波長(1064nm)では約10％程しか吸収されず、印字し難い素材ですが、1/2波長(＝532nm)では、約50～60％と吸収率が上がります。
 
［グリーンレーザとUVレーザの作られ方］
グリーンレーザは、第2高調波と言われ、基本波長を酸化物単結晶（LBO：リチウムボレート）を通し、約30～40％の変換率で、532nmの波長に変換します。変換された532nm波長光と基本波長光を合わせて、更に、もう一つの単結晶を通過させることで、UVレーザ（波長355nm）に変換します。
また、第4高調波は、波長266nmのD（ディープ）UVと言われます。
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波長
光とは
「電磁波」と言う「波」の一種です。波ですから波長という基準があり、
ごく短いものから無限大に長いものまで存在します。
色とは
物体に当たる光の波長のうち、物体に吸収されないで反射された波長を人の目の網膜が受け取ると、その波長を物体の「色」として認識します。例えば、赤いりんごは、（人間には赤色に見える特定波長の光線 を含む白昼光を受けると、）赤い波長の光（600～700ｎｍ）を反射し、ほかの波長の光をすべて吸収します。※黒い物体は、すべての光を吸収するために黒くみえます。
可視光とは
波長の長い部分の「赤」から、短い方の「紫」までの連続したカラースペクトルを形成するものを「可視光」と言います。 また光として関知できない領域の長い方のエリアを「赤外線」、短い方を「紫外線」と呼びます。
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半導体レーザ
半導体レーザの発振原理。
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構造はダイオードと全く一緒です。母体をＧａＡｓに変えるだけで、
エネルギーが熱から光に代わりＬＥＤになります。
光の増幅を行なう半導体結晶の中心部（活性層）は光が全反射して外にもれないような、構造になっています。一般的には、半導体レーザは、通信用、光ディスク用以外にレーザ励起源として利用されています。
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パルスエネルギー/パルス波/パルス幅
レーザ光をフラッシュのように光らせる発振。パルス発振は、発振周波数を変えることによりレーザ出力を制御したり、1パルスあたりのエネルギーを強くする ことができます。レーザの出力を表す値としては、平均出力、ピーク出力、パルスエネルギー、があります。
単位は、W（ワット）とJ（ジュール）です。パルスレー ザは、ピーク出力値が連続発振レーザの出力値に比べて高いが、平均出力はパルス幅とピーク出力の積、それに発振周波数分を加えた数値になるため低 くなります。
平均出力が数Wでもピークエネルギーが数十kWあるパルスレーザでは
金属にも印字・加工ができるエネルギーを有しています。
ピークエネルギー パルスレーザの平均出力
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ファーストパルスサプレション
は行詳細 レーザ媒質に過剰に溜まったエネルギーが一気に放出されるため文字の書き出し部が深堀になる
現象を抑える機能。
※ファーストパルスサプレションは、○部の強く印字されている部分を抑える機能。
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マルチモード
ま行詳細 ビームの中にピークがランダムに発生します。複数の低いピークが存在し、均一な印字が困難です。
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誘導放出
例えば、下図のように高いエネルギー状態にある電子が存在し、この電子が持つエネルギーと同じエネルギーの光が入射してくると、エネルギー・位置・進行方向が全く 同じ光を放出します。つまり、入射時に1つだった光が出射時には2つになる現象が発生します。これを『誘導放出』といいます。
誘導放出された光は、エネルギー・位置・進行方向が揃っていますので、多くの光を誘導放出させることができればこの3つの要素が揃った強い光を創り出すことができます。レーザ光は、この誘導放出という現象を利用して入射光を増幅することで創り出されています。そのため、(1)単色性（すべての光のエネルギーが等しい）、(2)コヒーレンス（位相が揃っている）、(3)高指向性（進行方向が揃っている）という特徴を持っています。
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レーザ
通常光とレーザ光の比較
レーザからは指向性が高い光ビームが発せられ、ほとんど広がることなくまっすぐに進みます。これに対し 普通の光源からは四方八方に広がる光が発せられます。次にレーザはひとつの色で構成されており、これを単色性と言います。普通の光は一般にいくつかの色の混ざったもので、蛍光灯のように白く見えるものがその一例です。 さらにレーザは光の波どうしの山と山のそろい方が時間的にきっちりそろっていて、レーザどうしを重ね合わせるときれいに山どうし・谷どうしが強め合い干渉縞が現われる可干渉性という特徴を持っています。
  指向性（直進性） 単色性 可干渉性（コヒーレンス）
通常光 ら行詳細 ら行詳細 ら行詳細
レーザ光 ら行詳細 ら行詳細 ら行詳細
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レーザ媒質
  レーザ名 発振波長 用途
ガス
レーザ		 ヘリウムネオンレーザ 赤色／単色 632.8nm 光軸アライメント調整長さ測定
アルゴンイオンレーザ 青～緑 マルチライン 光軸アライメント、レーザプリンタ高速度カメラ光源
炭酸ガスレーザ 赤外 10.6um 金属溶接、溶断、加工
エキシマーレーザ 紫外 126 nm～351nm ポリマー微細加工
窒素レーザ 紫外 337nm 安価な紫外レーザ
固体
レーザ		 ルビーレーザ 赤 694.3nm ホログラフィ
YAGレーザ 赤 1.06um 金属微細加工、
高速度カメラ光源
ガラスレーザ 赤外 1.06～1.08um ホログラフィ
Nd（ネオジム）レーザ(Nd:YAG、YLF、YVO4、YAlO3) 1064nm
1047nm
1053nm		 光軸アライメント
チタン：サファイア 660 nm～1,180nm 可変波長レーザ
ファイバーレーザ 1,050 nm～1,620nm 長距離通信、高温加工
金属
レーザ		 ヘリウムカドミウレーザ 青色 白色 医学用、レーザプリンタ用
半導体
レーザ		 半導体レーザ 赤色～赤外 通信、固体レーザ励起光源、高速度カメラ用光源、金属加工、レーザポインタオプチカルピックアップ光源
液体
レーザ		 色素レーザ 300nm～1200nm 可変波長レーザ
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レーザ加工
レーザ加工の種類
大別すると、除去加工・接合加工・表面改質の3つに分かれます。
ら行詳細
表面温度が、沸点より高くなり蒸発が起こる状態
・
金属・非金属などの薄板の切断
・
繊細な穴あけ加工
・
セラミックなど、ICチップの溝切り分離
（＝分割しやすいように、材料に割り傷を付ける方法を言う）
・
半導体の抵抗微調のための薄膜抵抗の一部除去
（＝整形する、微小量除去加工）
表面温度が、融点より高くなり溶融が起こる状態
・
金属体の高速溶接
表面温度が、融点以下の状態
・
耐磨耗性や強度向上のため
・
耐磨耗性や耐食性向上のため
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