レーザー加工機の
精度向上
処理能力
向上
低コスト化
この3つを実現する「ビームシェイパー」をご存知ですか？
宇宙分野や半導体分野などでも活躍する夏目光学の「ビームシェイパー」で
あなたの思い描くビームと光を、
加工機の新規導入よりも低コストで実現させます！
ビームシェイパー写真
まずはお気軽に、あなたのご希望やお悩みをご相談ください！
0265-22-2434（クリックで通話）
メールでのお問い合わせはこちらから（クリックでフォームへ）
ビームの形を変えて
精度を向上
（下記該当項目へリンク）
レーザー出力を高めて
処理能力向上
（下記該当項目へリンク）
高出力レーザー加工機の
新規導入よりも低コスト
（下記該当項目へリンク）
ビームの形を変えることで、
素材と目的に対して最適な光が出せるようになる。
それが夏目光学のビームシェイパーです。
ビームシェイパー写真（2枚くらい）
ビームシェイパーとは
主に高出力レーザー切断、レーザー溶接、レーザー焼入れ（アニール）などの加工用途向けに、適切なビームプロファイルに整形することで、加工効率や加工品質を向上させる試みが進められています。
ビームシェイパー（ビーム整形光学系）は、既存のレーザー加工機の光学系に搭載することによって希望のビームプロファイルへの変換を可能にします。
ビームの変換と一言で言ってもいくつかの解釈があります。
ひとつめは形状、つまりカタチの変換です。丸い円形のビームを、四角形（矩形）や、リング形状、ライン形状への変換したり、また１本のビームを２本３本に分岐させたり、といったことができます。
ふたつめは強度分布＝モードの変換です。おなじ丸形でも、中心部にエネルギーが集中している分布（ガウシアン分布）から、均一分布（フラットトップ分布）や、中心が弱く外周が強いリングモードなどいろいろなモードへの変換をおこないます。
これらビーム形状と、ビームモードとを変換することによって、多種多様なビームプロファイルを創り出すことが可能となります。またズーム光学系と組み合わせることで、プロファイルを変換しつつスポット径を拡大～縮小させるといったことも可能です。
ビームシェイパー（ビーム整形光学系）は、既存のレーザー加工機の光学系に搭載することによって希望のビームプロファイルへの変換を可能にします。
ビームの変換と一言で言ってもいくつかの解釈があります。
ひとつめは形状、つまりカタチの変換です。丸い円形のビームを、四角形（矩形）や、リング形状、ライン形状への変換したり、また１本のビームを２本３本に分岐させたり、といったことができます。
ふたつめは強度分布＝モードの変換です。おなじ丸形でも、中心部にエネルギーが集中している分布（ガウシアン分布）から、均一分布（フラットトップ分布）や、中心が弱く外周が強いリングモードなどいろいろなモードへの変換をおこないます。
これらビーム形状と、ビームモードとを変換することによって、多種多様なビームプロファイルを創り出すことが可能となります。またズーム光学系と組み合わせることで、プロファイルを変換しつつスポット径を拡大～縮小させるといったことも可能です。
ビームシェイパーの仕組み
ビームシェイパーは、入射光ビームの強度分布と位相を再分配し、所望のビームプロファイルを形成するように設計されています。
例えば、ガウシアンビームは中心部が最も強く、周辺に向かうにつれて強度が減少しますが、トップハットビームは特定の領域内で強度が均一になります。
例えば、ガウシアンビームは中心部が最も強く、周辺に向かうにつれて強度が減少しますが、トップハットビームは特定の領域内で強度が均一になります。
ビームシェイパーのメリット
ビームのプロファイルを自由に操ることによって得られるメリットにはさまざまなものがあります。
特にｋＷクラスの高出力レーザー用途の場合、ひとつの装置内で上げることができる出力には上限があり、また高出力発振器の購入には大きな投資が必要となります。
そのため既存の設備装置へ装着することで加工能力を向上させることができるビームシェイパーは大きなコストメリットにつながります。
ビームシェイパーが加工結果にもたらす影響は、今現在も多方面から研究が進められています。
たとえばレーザー板金切断における切削能力の向上や、レーザー溶接時の飛散スパッタの低減、またビームを分岐させることで生産効率を向上させる、などといった様々な応用が考えらています。
特にｋＷクラスの高出力レーザー用途の場合、ひとつの装置内で上げることができる出力には上限があり、また高出力発振器の購入には大きな投資が必要となります。
そのため既存の設備装置へ装着することで加工能力を向上させることができるビームシェイパーは大きなコストメリットにつながります。
ビームシェイパーが加工結果にもたらす影響は、今現在も多方面から研究が進められています。
たとえばレーザー板金切断における切削能力の向上や、レーザー溶接時の飛散スパッタの低減、またビームを分岐させることで生産効率を向上させる、などといった様々な応用が考えらています。
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夏目光学のビームシェイパーは
処理性能が約20%UP！（当社比）
今あるレーザー加工機に取り付けてエネルギーの密度を高め、
高出力な照射をおこないます。
高出力なレーザーで、切断面の滑らかさや加工面の均一性が向上します。
設計から研磨まで（？）行う、夏目光学だからこそ、
2本同時の照射や、複雑な形状のレンズにも対応可能です。
写真（2枚くらい）
夏目光学と他社とのビームシェイパーの違い
ビームシェイパーは大きく分けて3種類存在します。
ビームを整形する方法にはいくつかの形式があります。
現在高出力レーザ加工分野で主流となっているファイバーレーザを例に挙げます。
ひとつは出力ファイバーの構造自体に手を加える方法。ファイバーコアを二重、三重構造にして各々の出力を独立制御することでビームモードを変化させます。
あらたな光学系を追加することなく置き換えが可能ですが、設備費用は高めです。
つぎに加工ヘッド側に素子を付加する方法で、代表的なものにＤＯＥ（Diffractive Optical Element：回折光学素子）があります。ＤＯＥは光学面状に非常に微細なパターンを形成した光学素子で、設計を変えることにより自由度の高いビーム整形が可能です。
ただ素子の特性上透過効率がやや低く、特に高出力用途においては不利にはたらくことがあります。またモールド（型押し）による加工が多く、新規立ち上げや設計変更の際にイニシャル費が必要になる場合があります。
夏目光学がご提案するのはおなじく光学素子を用いる方法ですが、異なるのは透過型の光学素子、つまりレンズを用いるという点が特徴です。
ビームを整形する方法にはいくつかの形式があります。
現在高出力レーザ加工分野で主流となっているファイバーレーザを例に挙げます。
ひとつは出力ファイバーの構造自体に手を加える方法。ファイバーコアを二重、三重構造にして各々の出力を独立制御することでビームモードを変化させます。
あらたな光学系を追加することなく置き換えが可能ですが、設備費用は高めです。
つぎに加工ヘッド側に素子を付加する方法で、代表的なものにＤＯＥ（Diffractive Optical Element：回折光学素子）があります。ＤＯＥは光学面状に非常に微細なパターンを形成した光学素子で、設計を変えることにより自由度の高いビーム整形が可能です。
ただ素子の特性上透過効率がやや低く、特に高出力用途においては不利にはたらくことがあります。またモールド（型押し）による加工が多く、新規立ち上げや設計変更の際にイニシャル費が必要になる場合があります。
夏目光学がご提案するのはおなじく光学素子を用いる方法ですが、異なるのは透過型の光学素子、つまりレンズを用いるという点が特徴です。
ファイバコア式 | ＤＯＥ式 | 夏目光学式（オプティクス式） | |
|---|---|---|---|
透過効率 | 〇 | × | 〇 |
シングルモード対応 | – | 〇 | 〇 |
マルチモード対応 | – | △ | 〇 |
ビーム形状変換（円形、矩形等） | × | 〇 | 〇 |
ビームモード変換（ガウシアン、トップハット等） | 〇 | 〇 | 〇 |
イニシャルコスト | × | △ | 〇 |
量産コスト | × | △ | 〇 |
省スペース | – | 〇 | △ |
多点スポット | – | 〇 | △ |
夏目光学のビームシェイパー
夏目光学では長年にわたり半導体製造装置をはじめとする極紫外域向けの素子を製造して参りました。
光学素子に求められる品質、精度はその使用波長に比例します。
赤外領域のCO2レーザ（10.6um）やYAGレーザ（1064nm）、ファイバーレーザ（1070nm）に比べて、紫外領域のエキシマレーザ：ArF（193nm）、KrF（248nm）や、UV-YAG（266nm）用などの素子は、面粗度や表面欠陥といった精度規格がきわめて厳しく規定されています。ここで培われた夏目光学の研削研磨技術によって製造されたビームシェイパーは、高い透過効率、レーザ耐性を誇ります。
実際にはご希望のプロファイルのほか、使用される光源の条件などによっても設計条件が異なるため、カタログ品などの扱いはなく完全受注生産（専用設計）となります。レンズ専業メーカーならではのユニークな設計ノウハウを駆使して皆さまのご要望にお応えします。
光学素子に求められる品質、精度はその使用波長に比例します。
赤外領域のCO2レーザ（10.6um）やYAGレーザ（1064nm）、ファイバーレーザ（1070nm）に比べて、紫外領域のエキシマレーザ：ArF（193nm）、KrF（248nm）や、UV-YAG（266nm）用などの素子は、面粗度や表面欠陥といった精度規格がきわめて厳しく規定されています。ここで培われた夏目光学の研削研磨技術によって製造されたビームシェイパーは、高い透過効率、レーザ耐性を誇ります。
実際にはご希望のプロファイルのほか、使用される光源の条件などによっても設計条件が異なるため、カタログ品などの扱いはなく完全受注生産（専用設計）となります。レンズ専業メーカーならではのユニークな設計ノウハウを駆使して皆さまのご要望にお応えします。
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高出力レーザー加工機を新規導入するよりも、
夏目光学のビームシェイパーは約10分の1のコストで導入可能です！
従来型のレーザー加工機を使い続ける | 高出力レーザー加工機を新規導入する | 従来型のレーザー加工機にビームシェイパーを取り付け | |
|---|---|---|---|
出力 | 4kw | 8Kw相当 | 8Kw相当（実際の出力は元の加工機に依存） |
導入費用 | なし | 5000万円～ | 300万円～ |
スループット | 600mm/min | 900mm/min | 720mm/min |
切断面 | 粗い | 細かい | 細かい |
高出力レーザー加工機の新規導入よりも低コスト！
宇宙分野や半導体分野などでも活躍する夏目光学が、
あなたの希望を叶えるレンズをご提案いたします。
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客様の抱えた課題の解決のために
私たちのノウハウ・技術・お客様への思いを製品へ添えてお届けします。
夏目光学は、昭和22年創業者夏目哲三によりメッキ処理を行う飯田製作所として誕生致しました。
夏目光学60年のテーマは「”がむしゃら”から”極める”へ」でした。
そのDNAを引き継いだ現在の夏目光学は「ヒカリ」を中心としたレンズの可能性を追求する粘りを持った開発を多くの製造メーカー様に提供してまいります。 私たちの技術で人類の生活が平和でより豊かになることに貢献したいと考えております。
苦難の時期を乗り越えても、また新しい苦難を受け入れお客様とともに立ち向かっていける存在でありたいと挑戦を続けております。
夏目光学60年のテーマは「”がむしゃら”から”極める”へ」でした。
そのDNAを引き継いだ現在の夏目光学は「ヒカリ」を中心としたレンズの可能性を追求する粘りを持った開発を多くの製造メーカー様に提供してまいります。 私たちの技術で人類の生活が平和でより豊かになることに貢献したいと考えております。
苦難の時期を乗り越えても、また新しい苦難を受け入れお客様とともに立ち向かっていける存在でありたいと挑戦を続けております。