Double-pulse machining as a technique for the enhancement of material removal rates in laser machining of metals
A. C. Forsman; P. S. Banks; M. D. Perry; E. M. Campbell; A. L. Dodell; M. S. Armas
Journal of Applied Physics 98, 033302 (2005)
概要
- ナノ秒レーザーでの微細加工において、通常のナノ秒パルスに続いて短い間隔で2回目のナノ秒パルスを照射することで加工を大幅に促進するという技術
- 使用したナノ秒レーザーは、2ns, 20-200 J/cm^2, 532nm、スポットサイズ50µm
- 2つ目のパルスを、20ns～150ns遅らせて照射
- サンプルは、鉄、アルミ、シリコン
- レーザーによる圧力（衝撃）を測定するため、Velocity interferometer system for any reflector(VISAR)を使用
結果
- 材料により加工性（加工効率）は、異なる。アルミのパーカッション穴加工では、50µｍ厚アルミ箔への従来手法の加工と、1mm厚アルミ板への新手法の加工効率が同じ場合もある。
- 2つ目のパルスの遅れ時間は、30-90nsが最適（レーザー条件や材料による）
- 2つ目のパルス照射が遅いと、1回目のパルスで材料が動いてしまい、焦点位置から外れる。そのため、2パルス目でも加工が促進されない可能性がある。
所感
- 本手法は、いくつかのレーザーでバーストモードとして採用されている。
- バーストモードは、パラメータを適切に設定すると加工が促進される。
- 加工現象を直接観察して評価する研究は重要である。