大出力軸対称偏光ビームの生成およびその加工応用

摘要

レーザー切断は細く絞ったレーザー光を材料に照射し，溶融させながら切り進んでいく．従って光は材料に対して90°に近い入射角で当たる事になる．光電場が開先に平行な偏光が材料に対するs偏光，それに垂直な偏光がp偏光となるが，金属材料は入射角が大きい領域においてp偏光にのみ特異的な吸収が現れるという性質がある．CO_2レーザーの波長における鉄を例にとれば，入射角が80°を超える領域ではp偏光め吸収率は最大80％以上になる．一方，s偏光はほぼ100％反射されるから，偏光が一定方向のレーザーを切断に使うと，ビーム走査方向により切断性能が大きく変わる．これを避けるため，レーザー切断では一般に円偏光が用いられるが，これはいわば「妥協の産物」である．なぜなら円偏光はp偏光とs偏光の合成であり，レーザーの吸収率は実効的にp偏光の半分にしかならないためである．