フラウンホーファーレーザーは、ガラスを任意の形状に切断できるレーザーを開発しました

Fraunhofer ILT（Fraunhofer Institute for Laser Technology）によって開発された特別な形状の超短レーザーパルスは、ガラスを任意の形状に切断できます。

ガラスの切断は危険で困難なプロセスになる可能性がありますが、フラウンホーファーレーザー技術研究所ILTによって開発された特別な形状の超短レーザーパルスでは、そうではありません。実際、Fraunhofer ILTの科学者が強化ガラスの円をすばやく簡単に分離する方法を知りたがったのは、スマートフォンのディスプレイです。超短パルス（USP）レーザーを使用すると、ほこりや残留物を放出することなく、ガラスを任意の輪郭に沿って修正および破壊できます。
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他のガラス切断技術とは異なり、レーザーはガラス表面を傷つけませんが、材料の体積内に小さな材料応力を生成し、材料が分離されたときにきれいなエッジをもたらします。これには、長いビームウエストと急傾斜の強度分布を備えた、レーザービーム内の特別な強度分布が必要です。

最新の回折光学素子（DOE）は、光をほぼすべての形状に成形できます。回折構造により、レーザービームを正確に調整できるため、単一のビームから特殊なビームプロファイルや複雑なパターンを生成できます。 DOEは、単一のビームのエネルギーを同様の部分ビームのグループに分配することもできます。複雑な回折構造はDOEの特別な機能です。
世界最強のレーザー 
これらの光学デバイスの開発は、科学者が小さな位相パターンを計算して目的のビーム分布を生成するコンピューターから始まりました。彼らは、プログラム可能な空間光変調器を使用し、ピクセルベースの位相調整器で計算された構造をテストし、顕微鏡で生成されたビームを分析しました。数回繰り返した後、DOEの最良の構造がフォトリソグラフィーによってガラス上にエッチングされました。 DOEは、100ワットを超えるUSPレーザーの純ガラス光学系としても使用できます。回折ベースのDOEに加えて、屈折光学素子（ROE）は、数百ワットの電力範囲でビームを屈折させることができるため、ビームフォーミングにもよく使用されます。

DOEとROEは熱安定性が高いため、USPレーザーシステムの生産性を向上させる上で大きな利点があります。 Fraunhofer ILTの科学者は、強力なUSPレーザービームから最大196個の同様のビームのアレイを開発しました。しかし、処理用の単一の光線を使用しても、これらの光学素子は多くの可能性を提供します。特殊な形状のUSPレーザービームは、表面を構築したり、ガラス本体に応力を導入したり、局所的な屈折率を変化させたりすることができます。



Fraunhofer ILTの科学者、RWTHアーヘン大学のLaser Technology LLTの会長、および業界パートナーは、USPレーザービームの成形範囲を研究しています。 TRUMPFと4JETテクノロジー企業もこの研究開発に関与しており、ドイツ連邦教育研究省（BMBF）が資金提供するデジタル光子生成のためのDPPリサーチパークの枠組みの中で活動しています。

これらの参加者は、自動車産業におけるヘッドアップディスプレイのガラス加工に専念しています。 「フェムトDPP」プロジェクトの専門家は、LED光を特定の角度で反射できるミクロンサイズの欠陥をガラスに作成しました。これはまさにヘッドアップディスプレイに必要なものです。処理に使用されるレーザーを使用して、所定の破壊点を作成することもできます。これらの破壊点は、その後の迅速なガラス切断のために制御された方法で導入されます。このプロセスは、将来、あらゆる湾曲したガラス板に適用できることが期待されています。

Femtoprint 3D印刷技術は、業界に大きな潜在的影響を及ぼします。光学および電子工学の分野では、フェムトプリントおよびその他のナノプリンティング技術を使用して、ナノスケールで2次元および3次元の形状を作成できます。これらのフォームは、マイクロ流体またはマイクロガラスデバイス、およびナノサイズのオブジェクトの3D印刷に使用できます。フラウンホーファーは、この規模でレーザー加工を進めることで、将来的に3D印刷の応用を進め、10億分の1メートルの小型化を実現する3D印刷の推進に貢献しています。