スタック技術を利用した 高出力青色半導体レーザ

May, 7, 2018, 東京--独レーザーライン社（Laserline GmbH）は､｢2018国際ウエルディングショー｣に併せてプライベートセミナーを開催した｡セミナーでは､｢最新の自動車車体向け半導体レーザアプリケーション&新しいビームシェイピングトレンド｣､高出力青色半導体レーザの開発状況などが紹介された｡

レーザーライン社の高出力化技術
　レーザーライン社は､1997年設立された高出力半導体レーザおよび､それを利用した加工システムを製品化しているドイツの企業｡同社によると､装置の納入実績はグローバルで4500台を超えており､従業員数は現在､320名に達している｡
　セミナーでは､同社のコア技術､｢最新自動車車体向けダイオードレーザアプリケーション&ビームシェイピングの最新トレンド｣､｢高出力ダイオードレーザの最新産業アプリケーション｣が紹介された｡
　自動車車体向けアプリケーションでは､ドイツの自動車メーカーのAudiの製造で採用されているレーザーライン社製品の利用例をあげて最新アプリケーションを紹介した｡ここでは､同社のコア技術について皆川邦彦氏の紹介を見ておこう｡
　レーザーライン社のコア技術の1つは半導体レーザダイオードであるが､高出力化のための積層化技術に同社の特徴がある｡LD素子から最大300W超を出力するレーザバーを層状にスタックすることで500W〜4kWを出力する積層LDスタックモジュールとすることができる｡さらに､そのスタックモジュールを組み合せることで波長合成､偏波合成して最大25kWを出力するシステムが実現する｡同社製品､LDF製品ファミリーの最大出力は25kWとなっている｡
　これ以外にも同社のユニークな技術として､皆川氏は､ビームコンバータ搭載の製品モデル、「ハイブリッドレーザ」を紹介した｡これは､半導体レーザ出力を分岐し、一方をアクティブファイバに入力し､ファイバレーザに変換することによって半導体レーザの出力とファイバレーザの出力の両方を利用することができる、まさに半導体レーザとファイバーレーザの「ハイブリッド化」された技術である｡

スタック技術を利用した高出力青色レーザ
　レーザーライン社は､ドイツ教育科学･研究技術省（BMBF）助成EFFILAS内の研究プロジェクト､”BlauLas”で､OSRAMと共同で､1kWを超えるCWファイバ結合ブルー（青色）ダイオードレーザの実現を目指している｡
　青色半導体レーザ（波長450nm）製品については､これまでに本誌ウエブニュースで取り上げている｡1つは､NEDOが発表した開発成果｡NEDOの説明によると､大阪大と島津製作所は､両機関が担当する「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発」プロジェクト内サブテーマの1つである『高輝度青色半導体レーザー及び加工技術の開発』で､高輝度半導体レーザを開発した｡島津製作所は､青色半導体レーザ「BLUE IMPACT」シリーズのラインアップに
新開発の製品を加え、1月30日から販売を開始したと発表している｡
　また､フォトニクスウェスト2018では､NUBURUがAO-150ハイパワー青色レーザを発表した｡
　これら先行2社の製品とレーザーライン社が製品化しようとしている製品との違いは出力である｡NEDOの発表では､｢世界最高クラスの高出力｣とはいえ､出力は100W｡またNUBURU
の製品AO-150は､製品名からわかるように150Wである｡
　一方､レーザーライン社が開発している青色半導体レーザは､同社セールズマネージャー･アジア担当､マーカス・ルテリング氏の紹介によると､前2社の製品よりもはるかに高出力で、プロジェクトの最終目標は1000Wになると言う｡このようなケタ違いの高出力は､上に見た同社のコア技術､｢積層化技術｣を利用しているからである｡
　同社の説明によると､青色半導体レーザ､パッシブクールのシングルエミッタの出力は5W｡これをアクティブクールのレーザバーにすることで50Wにスケールする｡さらに､これをスタックして500Wに､このモジュールを偏波多重して1000Wにすることができる｡
　この高出力青色半導体レーザは､レーザーライン社の19インチラックマウントタイプのLDMに実装される｡製品化は､レーザーライン日本法人の社長､武田晋氏によると､来年を予定しているという｡
（井上　憲人）