「二重効果」の包括的アップグレードによる高い基準の創造
20 kW以上の超高出力レーザー光源（切断バージョン）の分野で、Raycusは顧客の要求に応えることに注力しています。豊富な顧客使用データと主要な切断ヘッドメーカーとの複数の技術交流および試験に基づき、Raycusは業界および国際基準を超える高い企業基準を確立しました。この成果により、システムレベルのマッチングを通じて切断効率と性能の包括的な向上が可能となります。
ファイバーコアとM2基準 by Raycus
超高出力レーザー光源では、優れた応用結果を得るためにはファイバーコア出力だけでなく、ファイバーコアとM2値のマッチングが必要です。レーザー光源システム全体の品質が普通で、ビーム品質（M2またはBPP）が比例して低下しないままファイバーコアだけを小さくすると、満足のいく切断結果を得ることは非常に困難になります。例えば、20,000 Wのレーザー光源で100 μm出力の場合、最良の切断結果と厚板・薄板の互換性を考慮すると、最適なM2値は約11であるべきです。
20 kWから60 kWのレーザー光源に対して、100 μmから150 μmのファイバーコア出力を提供し、M2範囲を厳密に管理しています。このアプローチにより、低出力から高出力への切断プロセスの調整がシームレスに行え、同一タイプのモデル間のばらつきを最小限に抑えます。
RaycusによるM2基準：
図1：ビーム品質試験のイラスト
図2：Raycus 40 kWレーザー光源の測定ビーム品質
包括的発散角基準：
M2はエネルギー分布の86.5%を表しますが、単一モードまたはほぼ単一モードのレーザー光源の説明にのみ適しています。マルチモードレーザー光源の特性に対応するために、Raycusは包括的な発散角の概念を開拓し、99.84%の記述を利用して全エネルギー発散角をカバーしています。この基準により、過剰な保護による過熱、コリメータの直接加熱、保護モードでの過剰散乱、開口部の焼損、ノズルの加熱など、従来のレーザー光源で一般的に見られる問題が解消されます。Raycusの高出力ファイバーレーザー光源はこの厳格な基準により市場をリードし、国内最高の出荷量を達成しています。
Raycusによる発散角基準：20 kWから60 kW、総発散角（99.84%、半角）≤ 0.13
図3：過剰な発散角によるビーム口径の焼損と反射のイラスト
口径損傷への対処と安定した切断性能の確保
包括的な発散角基準を確立した理由は、市場のほとんどの高出力切断ヘッドが約0.13の光学口径を持っているためです。したがって、コリメーターは口径前のレーザー光源の光を制限し、余剰光や迷光を抑制します。余剰光（迷光）の割合が高すぎる場合、レーザー光源の総発散角が大きすぎることを意味し、口径の損傷を引き起こす可能性があります。さらに、口径の端での回折により、一部の迷光がコリメーターに照射され、深刻な熱影響と不安定な切断をもたらします。
図4：Raycus基準による光路のイラスト、最小限の迷光
非線形基準
大判および厚板の効率的な加工需要の増加に対応するため、レーザー光源システムの出力は増加しています。しかし、これによりファイバーコアサイズの縮小と長さの増加に伴い、伝送光ファイバー内での非線形効果および誘導ラマン散乱（SRS）が増加しています。
Raycusによる非線形基準：20 kWから60 kW、SRS効果：100%出力時に≥ 30 dB
図5：30 kWレーザー光源の非線形スペクトル、100 μm、30 m
基準の独立性
各基準は独立性を維持し、他の基準を犠牲にして一つの基準で妥協することはありません。20 kWから60 kWの超高出力を持ち、100 μmから150 μmのファイバーコアを特徴とするRaycus製品は、ケーブル長や出力が増加してもいかなる基準も妥協しません。高品質なRaycusレーザー光源の標準ケーブル構成は20 mから40 mで、より長い長さにカスタマイズ可能です。
より高い基準の達成、長年の技術蓄積に基づく
より高い基準を達成するために、Raycusは長年の技術蓄積に依存し、2021年以降一連のブレークスルーを実現しました。これには、ビーム品質制御技術、発散角の能動制御技術（「A」と指定）、および非線形抑制技術（「S」と指定）の進歩が含まれます。
図6：ビーム品質制御前後の比較
図7：発散角のアクティブ制御前後の比較
図8：SRS抑制のためのカスケード傾斜格子
非線形抑制技術（Raycus内部コードS、SRS抑制）
ラマン抑制器は、傾斜ブラッグ格子を通じてモジュールで生成されるラマンシードをフィルタリングし、非光源出力伝送部でのラマンシードの増幅を防ぎ、光源出力伝送部と外部光路をラマンフィードバックからモジュールを隔離します。しかし、現在ラマン格子にはいくつかの問題があります。深いフィルタ帯域幅を実現するには、大きなチャープ率と長さが必要であり、これにより彫刻の難易度とコストが大幅に増加します。また、フィルタ比を上げるには調整深度を増やす必要があり、損失の増加やビーム品質への影響を引き起こす可能性があります。
したがって、Raycusは上記の欠点に基づき、カスケード傾斜格子を採用しました。2つの傾斜格子を直列に接続することで、より広いフィルタリング効果と低コストを実現し、モジュールの非線形性を低く維持します。
図9：二重格子を用いたカスケードラマン抑制器
より高い基準のシステム、驚異的な応用結果を提供
2023年に60 kWレーザー光源を導入して以来、Raycusはその卓越した切断性能により市場で大きな注目を集めています。60 kW、40 kW、30 kWレーザー光源のステンレス鋼の異なる厚さに対する切断速度の比較は、特に50 mm以上の厚さのステンレス鋼板において60 kWレーザー光源の顕著な優位性を示しています。60 kWレーザー光源による70 mmおよび125 mm厚のステンレス鋼切断の実際の映像は、その切断性能の素晴らしさを示しています。
図10：ステンレス鋼における60 kW、40 kW、30 kWレーザー光源の切断速度比較
先導し基準を設定する：超高出力レーザー光源の高品質な発展
2023年を迎え、Raycusは産業用ファイバーレーザー光源の開発は単に出力を上げることを超えると考えています—Raycusはすでに2021年に100 kWレーザー光源を達成しました。1メガワットを超えるレーザー光源の将来的な開発は、レーザー光源の品質の総合的な向上に焦点を当てるべきです。Raycusは技術的な突破と製品革新に引き続き取り組み、より高い品質システムの基準を積極的に創造し、世界中の顧客に高品質なファイバーレーザー光源製品を提供し、国産レーザー光源の高品質な発展を促進します。
