− 38 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2018221-B3一般研究開発助成AF-2018223-B3一般研究開発助成レーザ加工，塑性加工，新素材レーザフォーミング，熱可塑性炭素繊維強化プラスチック，炭酸ガスレーザkitada@mec.sojo-u.ac.jp加工・表面改質用レーザー光源超短パルスレーザー，モード同期，半導体レーザー励起kawato@u-fukui.ac.jp崇城大学 工学部 機械工学科 教授福井大学 学術研究院工学系部門 准教授北田 良二川戸 栄炭酸ガスレーザを用いた繊維強化プラスチックのレーザフォーミングに関する研究高出力超短パルスレーザーの単純化および低価格化のための技術開発熱可塑性プラスチックをマトリクス材とした熱可塑性炭素繊維強化プラスチック（CFRTP）は，軽量かつ高強度のみでなく，低コスト，リサイクルおよび二次成形が可能といった特徴があり，今後の実用展開が期待されている．レーザフォーミングは，金型を使用せずに容易に塑性加工が可能であることから，高能率な加工法として知られている．したがって，レーザフォーミングをCFRTPへ適用できれば，CFRTPの実用化において高能率な塑性加工法として提案することができる．本研究は，炭酸ガスレーザによるCFRTP板材のレーザフォーミングについて実験的に取り組み，レーザ光走査条件がフォーミング特性に及ぼす影響を検討した．その結果，レーザ光走査条件を最適化することで，熱応力による高能率なフォーミングが可能であることがわかった．また，レーザ光走査法を検討することで，CFRTP板材の曲げ加工が可能であることが確認された．高出力超短パルスレーザーの理論を構築し，この理論を用いて単純化および低価格化を実現するための手法を開発した。まず，単位出力あたりの価格が安価なエッジエミッター型半導体レーザーを用いた高密度励起により，共振器の精密な調整を必要とせずに量子限界に近い高効率化とキロワットクラスの高出力化を実現できることを明らかにした。高密度励起に起因する光学歪や半導体レーザーの低ビーム品質や高収差に起因する効率低下も克服できることを明らかにした。さらに連続波モード同期固体レーザーの共振器内部に高非線形性材料を挿入することにより利得帯域の限界を大幅に超える超短パルス化ができることを明らかにした。変調を従来よりも極めて高くすることにより，高速化飽和吸収体だけでも帯域限界を超える超短パルス化ができることを明らかにした。これらの成果は，高出力超短パルスレーザーの単純化および低価格化につながるものである。
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