Holo/Or Ltd. (Israel):Holoor:ホロオア社 (イスラエル):回折型光学素子(DOE)メーカー
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フレキシ(FLEXI)ビームシェイパー Holo/Or (Holoor)
Holo/Or社では、高出力のレーザー溶接の速度を向上させるために、リング(周辺)とスポット(中心)の比率を制御できるフレキシ(Flexi)ビームシェイパーを開発しました。
レーザー溶接プロセスの速度を制限する要因はパワーだけではありません。スパッタリング、アンダーカット、ハンピング、溶接ポロシティなどの物理現象が、高速溶接時に大きな影響をあたえます。
これらの物理現象は、同心円状のリングとスポットで構成された特殊な強度プロファイルを使用することで、大幅に軽減することができます。しかし、スポットとリングの最適なパワー比は、溶接プロセスのパラメータやシステムのセットアップによって異なるため、ワークポイントを見つけることが非常に困難になります。
フレキ(Flexi)ビームシェイパーでは、リングとスポットのパワー比率を調整することが可能なため、各プロセスに最適なワークポイントを見つけることが容易になります。
フレキ(Flexi)ビームシェイパーでは、リングとスポットのパワー比率を調整することが可能なため、各プロセスに最適なワークポイントを見つけることが容易になります。
シングルモードレーザーによる箔の溶接違い(どちらも同じ出力と速度で溶接)
ガウシアンのビームスポット
FLEXIビームシェイパーによる
同心円とスポットビーム
フレキシ(FLEXI)ビームシェイパーは、同一光軸上に配置された2つの同一の回折光学素子(DOE)で構成される回折成形ソリューションです。このDOEを互いに回転させると、その中を伝搬するビームをスポット(100%の出力)から、スポットにはほとんどエネルギーがないリング(80%程度の出力)にまで成形することができます。また、これらの状態の間のパワー比率を連続的に全範囲で制御することができます。
このパッシブなDOEは、高いLDTと極めて高い角度の精度を備えており、あらゆる高出力レーザー溶接アプリケーションに適しています。
異なる設定による"リング-スポット"間の強度分布
フレキシ(FLEXI)ビームシェイパーのDOEは、手動または電動の回転マウントに簡単に取り付けることができるので、光学モジュールとして作ることができます。このモジュールは、複数の構成で光軸に組み込むことができ、標準のレーザー溶接光学系とは異なる高NAやその他の高価な光学系を必要としません。
フレキシ(Flexi)ビームシェイパーのペアは、シングルモードとマルチモードの両方のレーザーに使用することができ、数kWのレーザーに適応することができるため、幅広いマクロ/ミクロの溶接プロセスを可能にします。
調整可能なリングからスポットへの成形のためのフレキシ(Flexi)ビームシェイパーの概念は、2019年の学術記事でHolo/Or社によって最初に導入されました。
フレキシ(Flexi)ビームシェイパーのペアは、シングルモードとマルチモードの両方のレーザーに使用することができ、数kWのレーザーに適応することができるため、幅広いマクロ/ミクロの溶接プロセスを可能にします。
調整可能なリングからスポットへの成形のためのフレキシ(Flexi)ビームシェイパーの概念は、2019年の学術記事でHolo/Or社によって最初に導入されました。
その後、回転モジュール形式に改良され2021年にリリースされました。このモジュールは、シングルモードの高速フォイルレーザー溶接のテストとして検証も行われ、最大700Wで溶接速度が30%以上向上し、100μmのステンレス板を2枚重ねて溶接する際には、1kWに近い高いレーザー出力で55%以上向上する可能性があるとされています。
SMのガウススポット溶接(Flexiビームシェイパーなし)
SMのレーザー(Flexiビームシェイパーの同心円とスポットビーム)
セットアップ例
仕様
イルミネーションパターン | 中央のスポットとそれを取り囲む同心円状のリング、 リングとスポット間のパワー比を調整可能 |
リング角 | 0.2-20 mRad (300-2000um リングサイズ @ EFL=255mm (typ) |
波長 | 515nm, 532nm, 910-1080nm, その他波長 |
コリメーター後の 入射ビーム径 (1/e^-2) | 6-30 mm,その他ご要望に応じて |
モード | シングル or マルチ |
偏光 | 敏感ではない |
DOE 硝材 | UV grade fused silica |
DOEサイズ | 25.4mm, 50.8mm - 150mm (円形, 四角) |
DOE 厚み | 1.0-3.0 mm |
DOE間距離 | < 4 mm |
効率 | 80%(最大リング) - 98%(最大スポット) |
回転範囲調整 | 15deg, その他ご要望に応じて |
調整方法 | 手動 |
コーティング | AR/AR |
調整可能な光学性能を得るためには、2つのFLEXIビームシェイパーが必要です |
製品一覧
型式 | 波長 (nm) | リング径 (mRad) | 0次光調整 範囲(%) | エレメント タイプ | DOEサイズ (mm) | データ シート |
CU-330-I-Y-A | 1064 | 1.2 | 0.5-100% | ウィンドウ | φ25.4[mm]x3t | |
カスタム品も制作が可能です 2個組み込んだモジュール品もご用意しております(デモ機あり) |