− 42 −レーザプロセッシングレーザプロセッシングAF-2019222-B3一般研究開発助成AF-2019223-B3一般研究開発助成レーザー加工高出力紫外レーザー，ピコ秒レーザー，高速スイッチング，コヒーレント結合tsubaki@ile.osaka-u.ac.jpレーザー加工，温度測定非接触温度測定，光学干渉，急速熱処理sehiga@hiroshima-u.ac.jp大阪大学 レーザー科学研究所 助教広島大学 先進理工系科学研究科 教授椿本 孝治東 清一郎レーザー加工機の性能を最大化する軸対称偏光ビームへの高速変換・制御技術の開発レーザプロセッシングのための光干渉非接触温度計測技術の超高精度化に関する研究金属材料、樹脂材料やCFRP（Carbon fiber reinforced plastics）といった複合材料等のレーザー加工では、レーザーの偏光状態が加工効率を左右する重要なパラメータの一つとなる。そのため、直線偏光、円偏光から軸対称偏光といった様々な変更を自在に切り替えることができる高出力レーザーは加工性能を引き上げるために重要である。本研究では、増幅による高出力化が困難であった軸対称偏光を直線偏光に変換することで可能とし、直線偏光から軸対称変換への再変換も行い、その過程でラゲールガウスビームの発生、増幅についても実証した。さらに、2種類の軸対称偏光を瞬時に切り替える技術も確立し、レーザー加工機で加工に適した偏光に自在に切り替えることを可能にした。実際に、ＣＦＲＰの切断、穴あけ加工を行い、切断ではラジアル偏光、穴あけ加工ではアジマス偏光が優れていることを確認した。本研究では、OICTにおける測定温度の超高精度化、光干渉波形解析シミュレーション技術の高精度化、OICTに基づく残留応力モデルの構築の３点に重点を置いて実験・解析をおこなった。結果として、ミリ秒時間の温度計測で±2 K以下の精度で温度を求められることが明らかになった。またOICTを三次元イメージングに拡張することで、10 µmの空間分解能と100 µsの時間分解能を同時に達成しつつ、三次元温度分布を得られることが実証できた。この技術は超急速熱処理時の試料温度測定に加え、半導体デバイス動作時の自己発熱温度測定にも適用可能であることが明らかになった。更にOICTを応力解析に適用するためのモデル構築をおこない、OICTが超急速熱処理中の試料表面における応力測定に適用可能であることを明らかにした。
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