青色半導体レーザー光源が世界最高出力の6kWを達成島津製作所

島津製作所は2024年5月22日、青色半導体レーザー光源「BLUE IMPACT」が世界最高出力の6kWを達成し、青色レーザーでは世界で初めて照射ビームの形状を加工対象に合わせて調整できる、「オンデマンドプロファイル制御技術」を搭載したことを発表した。青色半導体レーザー光源の出力6kWは、NEDプロジェクトで2020年度に記録した出力の約4倍となる。

6kW青色半導体レーザー光源は、新開発の1kW青色半導体レーザー光源と、同レーザー6台の出力光を結合する独自の加工ヘッドで構成。1kW青色半導体レーザーの出力ファイバーには、200um×400umの長方形のコア形状を採用している。

走査した際に、従来の円形形状では中心部と周辺で熱の伝わり方に差が生じるが、今回採用した長方形の場合は、全域で均一に熱を伝えられることに加え、照射面積の拡大により高輝度化が図れる。これにより、安定して高速加工できる。

さらに、世界初となるオンデマンドプロファイル制御を実装。束ねたレーザー6台の出力や照射位置をそれぞれ独立制御できる。加工対象物の形状に合わせ、溶接の中心部に強いレーザー光を照射し、その周りは弱いレーザー光を照射するように制御するため、溶接時に溶融した金属粒子の飛散を抑制する。

モーターコイル用の銅平角線の溶接例と、同社マイクロフォーカスX線CT装置による溶接部の非破壊検査例。平角線のサイズ2mm×4mmにおいて、高速でブローホール（溶接金属内の気孔）のない加工を実現。

同社は、BLUE IMPACT技術を生かし、EV用モーターやバッテリー、インバーターなどの溶接に使える光源を開発していく。

青色半導体レーザー光源が世界最高出力の6kWを達成　島津製作所