NTTの光通信技術でレーザー加工機が進化、三菱重工による実証段階へ：FAニュース

日本電信電話（以下、NTT）は、「NTT R&Dフォーラム2018（秋）」の報道陣向け先行公開において、レーザー加工用ハイパワー光制御技術を披露した。レーザー加工機を手掛ける三菱重工業と共同で開発を進めており、2019年度には同社における加工実証の段階に入るという。

[朴尚洙，MONOist]

　日本電信電話（以下、NTT）は2018年11月26日、「NTT R&Dフォーラム2018（秋）」（同年11月29〜30日開催予定）の報道陣向け先行公開において、レーザー加工用ハイパワー光制御技術を披露した。レーザー加工機を手掛ける三菱重工業と共同で開発を進めており、2019年度には同社における加工実証の段階に入るという。

レーザー加工用ハイパワー光制御技術のイメージ。従来、シングルモードレーザーによるレーザー加工はレーザー発振器のそばでしか行えなかったが（左）、新技術を用いればかなり離れた距離でも加工できるようになる（右）（クリックで拡大）

　シングルモードレーザーを用いるレーザー加工機は、高品質かつ高精度な加工が可能だがレーザーの伝送距離が数mと短いことが最大の課題だった。このため、レーザー光源のすぐそばでしか加工できなかった。一方、レーザーの伝送距離が数百m以上のマルチモードレーザーを用いるレーザー加工機は、加工精度は高いとはいえない。

　今回開発した技術では、シングルモードレーザーの伝送に、NTTが光通信向けに開発してきたフォトニック結晶ファイバー技術を適用。これにより、kW級のシングルモードレーザーを数十〜数百mまで伝送できることを確認した。「大型になるレーザー発振器の設置位置は変えずに、工場内の各所で高品質なシングルモードレーザーによる加工が可能になる」（NTTの説明員）という。なお、フォトニック結晶ファイバーは、断面に空孔や高屈折率ガラスを規則的／周期的に配列した光ファイバーだが、今回の技術では約60個の空孔を持つものを用いている。

レーザー加工用ハイパワー光制御技術の概要（クリックで拡大） 出典：NTT

　また、KTN結晶（カリウム、タンタル、ニオブから成る酸化物結晶）技術を適用することでビーム方向を自在に制御できるようになり、平行光から任意のパターン光を生成する計算機ホログラム素子技術を用いることでビーム形状も成業できるようになった。「シングルモードレーザーによる肉盛り加工は高品質だが、スキャン幅が狭いことが課題だった。KTN結晶と計算機ホログラム素子の組み合わせにより、従来比3倍のスキャン幅を実現できている」（同説明員）としている。

ハイパワー伝送用のコネクター付きフォトニック結晶ファイバー（左）、フォトニック結晶ファイバーの母材（中央）、KTN結晶（右）（クリックで拡大）