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マルチ集光スポットレーザ照射による金属の深層レーザピーニング処理

多焦点激光照射对金属进行深度激光喷丸处理

基本信息

批准号：
22K03815
负责人：
中野人志
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では空間光位相変調レーザ光を用いた金属の深層レーザピーニング処理実現を目的としている。レーザ光を空間的に分割してマルチビーム化し、マルチ集光スポット照射でのレーザピーニングを実現する。2022年度はレーザ照射光学系の光学設計、光学配置確定を中心に研究活動を行った。結果として、マルチ集光スポットレーザ照射が可能な光学配置を設計・確定し、光学系を組み、種々の実験パラメータに対応可能な実験システムを構築した。空間位相変調器（SLM）を高い変調能で動作させるには消光比の高い直線偏光が必要となる。また、SLMはパルスレーザ使用においては、レーザ損傷しきい値が低いので、単位面積当たりのレーザ強度を低くして動作させる必要がある。そのため、複数枚の偏光子およびビーム径を拡大するための光学系を光路に導入した。その際、ターゲット材料への集光光学系も含めた光軸調整技術の確立が課題となった。CCDカメラによるレーザビーム近視野像および遠視野像モニターを設置し、光軸調整技術を確立した。半導体レーザ光をプローブ光として、マルチ集光ビームの発生を確認した。集光スポット間隔、スポット径の測定が行えるように別途モニターを設置して、多様なパラメータ変化に対応できる環境を整えた。集光スポット数が4、集光スポット間隔40 um、集光径100 umのマルチビームを形成させ、ステンレス鋼（SUS316L）に対してレーザピーニング処理を試行した。レーザピーニング効果の指標として、ビッカス表面硬さならびに圧縮残留応力値を採用した。表面硬度、圧縮残留応力の評価結果はシングル集光スポット照射と比べて著しい変化を示さなかった。2023年度以降、種々の集光条件でレーザピーニング処理実験を行い、深層レーザピーニングに適切なパラメータを考察していく。

The purpose of this study is to realize the purpose of the optical phase in the space, the optical phase, the optical phase and the optical phase in this study. In the optical space, the optical space is divided, the optical system is used, and the light source is irradiated. In 2022, the research activity of the Optical Design and Optical configuration determination Center of the Department of radiation Optics was conducted. Results the results show that the optical configuration device setting, the optical system, the optical system and the optical system. Empty Phase Reducer (SLM) the high-voltage optical energy action is related to the extinction ratio of high-voltage straight-line polarizing light. This is the first time that you can use the following information: do you want to use this? In the Department of Optics, there are several photons in the Department of Optics. The Department of Optics in the Department of Optical Science and Technology is responsible for the establishment of a key problem in optical engineering. CCD equipment, equipment and equipment. Half-body light, light and light. The light collection equipment is separated, the equipment is measured, the equipment is set up in other ways, and the environment is adjusted in different ways. The number of light collectors is 4, the distance between lights is 40 um, the light path is 100 um, the light path is about 40 minutes, the light path is 100 minutes, and the light path is not clear (SUS316L). The effect means that the surface is hard and the residual force is used. The surface hardness and residual strength test results show that the concentration of light is higher than that of light. In 2023, a variety of light conditions have been collected. In the year 2023, there has been a wide range of light collection conditions, such as training, training, management, management, and inspection.