レーザー応用技術で進化する成形加工：レーザーによる熱加工－マイクロレンズの製作とセラミックスの割断

摘要

近年，レーザーを使った新たな加工法が数多く考案され実用化されている．これらの新しい加工法には共通する特徴があり，一般に照射するレーザーエネルギーの大きさを高い精度でコントロールすることが要求されている．ここではその中からレーザーによるマイクロレンズの製作とセラミックスの割断を取り上げることにし，レーザーフォーミングやセラミックスの精密切断などについては別の機会にゆずりたいと思う．“マイクロレンズ”は多くの場合直径が1mm以下の小さなレンズを指しており，デジタルカメラや液晶プロジェクタ，光通信，などに広く用いられている．その製作には金型を用いるなど様々な方法があるが，ここではプラスチックにレニザー光を照射することで局所的な熱変形を引き起こし，表面にマイクロレンズを作製する方法について述べることにする．この方法によれば，特性の異なるレンズを簡便に製作することができ，多品種少量生産に適している．一方，レーザーによる割断そのものは新しい技術ではなく，かなり以前から知られている加工法である．レーザー照射によって生じる熱応力を利用して亀裂を進展させ，材料を分割するため，理論的には取りしろをゼロにすることが出来るなど大変魅力のある加工法である．しかし，熱亀裂の発生などいろいろ問題点も多い．ここでは，割断中のレーザー照射部温度や亀裂進展に伴って発生するAE波を測定することにより，熟的影響を最小限に抑えながら高精度の割断を行う方法について述べることにする．