レーザー技術の継続的な発展と成熟に伴い、レーザーはハイエンドの製造、情報通信、生物学的および医療および健康産業、軍事産業、国防および安全保障およびその他の分野で広く使用されてきました。これは、今日の世界で戦略的なハイテク競争のための重要な機器の一つです。第一に、ますます多くの伝統的な産業が、製品の加工品質を向上させ、従来の加工方法やプロセスでは解決できない問題を解決し、変換を成功裏に完了するためにレーザー加工技術に依存しています。また、多くの先進国は、レーザー技術の開発を自国の重点分野と位置付け、強力に支援しています。
従来のガスレーザや固体レーザに続いて、ファイバレーザ、半導体レーザ、超短パルスレーザなどの新しいレーザの出現と急速な開発は、明らかに産業と製造に新しい機会と課題をもたらすでしょう。最近、記者は中国のオプトエレクトロニクス分野の最先端専門家であり、グレイソン工業有限公司のCTOであるZhang Keにインタビューし、製造業における最先端技術超高速レーザーの応用と展望を共有しました。
【記者】様々な同調可能な超短パルスレーザが,研究室から産業加工分野への移転を完了し,様々な分野で広く利用されたのは,1990年代になってからでした。非常に若い新しい分野として、超高速レーザーの開発速度は驚くべきものです。10年近くにわたりオプトエレクトロニクスの分野を深く培ってきた超高速レーザー技術の研究開発の最新動向をご紹介ください。
Zhang Ke:ドイツの「インダストリー4.0」と「Made in China 2025」の立ち上げと開発に続いて、ハイエンド製造、インテリジェント製造、高精度製造の需要は将来大幅に増加するでしょう。コンビネーションは、アカデミアおよびレーザーアプリケーション業界における最新のホットな方向です。しかし、超高速レーザーのマイクロ・ナノ加工は、機械、光学、物理学、化学、材料などの分野を含む超最先端の散在する主題カテゴリーであり、国防、生物学、情報、医療機器、自動車の分野で広く使用されています。言い換えれば、将来の超高速レーザー技術は、より多くの分野に関与します。パルス幅が10ps(10~11秒)より短い超高速レーザーを例にとってみましょう。それは超強力で超高速の独特の利点を持っています、そしてそれは生産プロセスを時間とピークパワーの面で極端にする傾向を生じさせ、微細構造加工を作ります精度は大幅に改善されました、そしてそれはハイテクにおける多くの分野とブレークスルーの進歩のための大きな原動力を持っています。
【記者】あなたとグレイソンのチームは,超高速レーザー技術の分野でも深い研究をしています。これまでにどのようなブレークスルーが達成されましたか?
Zhang Ke:グレイソンのチームが開発したレーザーは、実際には安定性の高いフルバンド超高速レーザーで、ファイバーレーザーと、波長1ミクロン、1.5ミクロン、2ミクロンの超高速ファイバーレーザーを含む超高速レーザー技術を組み合わせたものです。ミクロンスケールの空間領域に着目し、非常に高いピークパワーと超短パルス幅を有し、加工工程における熱変換や熱拡散を効果的に回避するだけでなく、実際のレーザー「冷間」加工を実現しながら、微細加工の精度を向上させるために、多くの産業との協力を達成しています。例えば、マイクロエレクトロニクス技術と協力して、その大規模な集積回路は、より高い計算速度と強力な機能要件を満たすためにより小型化されています。航空宇宙、精密機械、生物医学などの分野では、その精密加工能力も力の応用範囲が広い。現在、さまざまな形態の超高速レーザーマイクロナノ生産がすべての国から注目され、時代の「新しいお気に入り」となっています。
【記者】超高速レーザーの今後の開発動向をどのように予測していますか。
Zhang Ke:アプリケーション分野では、より高度な処理とデジタルトランスフォーメーションが開発の焦点です。1つ目は、生産を小型化し、小型の超高速レーザーと微細加工システムを製造するための投資を増やして、加工環境を改善し、機械寿命を延ばすことです。2つ目は、レーザー加工特性や加工材料のモデル設計ソフトウェアを開発し、ビッグデータ技術を用いて加工を改善し、最適なパラメータ加工を実現するためにプロセスをシミュレーションします。学術的な観点からは、完全な理論的説明の開発と、極端な場合におけるレーザーと物質との間の相互作用の物理的性質の発見は、レーザー技術の継続的な発展のための重要な理論的基礎となるであろう。
