NTTら,PCFで加工用高出力レーザーの長距離伝送に成功

日本電信電話(NTT)と三菱重工業は,NTTのフォトニック結晶光ファイバー(PCF: Photonic Crystal Fiber)技術と,三菱重工の高出力レーザー加工技術の融合により,kW級の高出力シングルモードレーザー光を加工に適した品質を維持したまま,数十~数百mに渡り伝送することに成功した(ニュースリリース)。

光ファイバーの応用として,レーザー加工でのレーザー伝送があるが,通常の光通信で使用する光の一万倍以上の高出力レーザー光を伝送する必要がある。光ファイバーで伝送できる光出力と距離には光非線形現象で制限される物理的な限界がある。

現在広く使われているマルチモードレーザー光は,既存のマルチモード光ファイバーを使い,数百mに渡り伝送することができるが,より高い加工精度が求められる用途には不向きだった。一方,より精密なレーザー加工に適した高品質で10kW級のシングルモードレーザー光は,既存のシングルモード光ファイバーで数mしか伝送することができないことから,数十mの光ファイバー伝送が必要な実加工には適用できなかった。

NTTでは空孔を利用して光を閉じ込め伝搬させる,フォトニック結晶光ファイバー(PCF:Photonic Crystal Fiber)技術の研究を推進してきた。PCFは光ファイバ断面内に形成した空孔の直径や間隔を任意に制御することで,光ファイバー直径方向の屈折率を微細に制御することができ,従来の光ファイバーでは得ることの出来ない特性を実現できる。今回,高出力シングルモードレーザ光の伝送に最適なPCFを新たに考案・設計し,共同で高出力伝送能力を実証した。

その結果,長さ30mの準均一構造PCFに,10kWのシングルモードレーザー発振器からの出力光を入射し,良好な伝送が行なえることを確認した。今回の伝送実験では,既存の高出力シングルモード伝送用光ファイバーの2倍以上の高出力伝送能力となる270kW·mのポテンシャルが実証された。同様に1kWのシングルモードレーザー光を長さ300mのPCFに入射し,良好な伝送が行なえることを確認した。これは,300kW·mの高出力伝送能力に対応するもの。

今回の成果は,高出力レーザー光を,精密加工に適した品質を維持したまま,業界の常識を超えた長い距離に渡り伝送することを可能にするものであり,レーザー加工技術の適用領域の拡大を加速し,ものづくりの変革をもたらす技術として期待される。今後,三菱重工にて耐熱合金の孔空け加工や溶接などへの適用に向けた開発を進め,2019年以降の実用化を目指すとしている。

キーワード:

関連記事

  • 反射型光ファイバー分布計測で6 mm分解能、芝浦工大と横浜国大が実証

    芝浦工業大学と横浜国立大学の研究チームは、光ファイバーに沿った温度やひずみの分布を測定する反射型のブリルアン光相関領域反射計(BOCDR)において、6 mmの空間分解能を実証した(ニュースリリース)。反射型ブリルアン計測…

    2026.04.17
  • セブンシックス、オムロンからレーザー加工技術を譲受

    セブンシックスは2026年3月31日付で、オムロンからレーザー加工関連技術および資産を譲り受けたと発表した(ニュースリリース)。 今回の譲受には特許11件を含む知的財産に加え、設計・製造関連資産,ソフトウェア、図面、保守…

    2026.04.10
  • 夏目光学、東大との産学連携による高精度X線ミラー開発が「ものづくり日本大賞」優秀賞を受賞

    夏目光学(長野県飯田市)は、「ナノサイズの微小世界から何億光年と遥か宇宙の彼方を探る高精度X線ミラーの開発」により、第10回「ものづくり日本大賞」優秀賞を受賞した(ニュースリリース)。本開発は、東京大学先端科学技術研究セ…

    2026.04.03
  • 【解説】AI需要に沸く光ファイバーメーカーの戦略とは

    生成AIやデータセンター投資の拡大を背景に,通信インフラの中核である光ファイバー需要が増加している。光電融合技術がトレンドワードに上がる中、特に大容量・低遅延を求めるトラフィックの急増は,従来以上の敷設量と高性能化を同時…

    2026.04.01
  • 【解説】オキサイド、半導体後工程向けレーザー加工装置事業を強化

    オキサイドは、台湾のレーザー微細加工装置メーカーBoliteと業務提携に関する基本合意を締結し、半導体後工程向けレーザー加工装置事業の強化に乗り出す。これまで同社は深紫外レーザーなどの光源技術を活かし、主に半導体前工程の…

    2026.03.17

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア