YAGレーザーとは
概要
YAGレーザーとは、レーザー媒質に Y (Yttrium : イットリューム）、A (Aluminium : アルミニウム）、G (Garnet : ガーネット）を含む結晶を用いる固体レーザーの一種です。各元素の頭文字をとって”YAG（ヤグ）”と呼ばれています。Nd（ネオジウム）を添加することが多く、その場合は、正確にはNd:YAGと記述されます。
非常に広く普及しており、固体レーザーの代名詞となっています。
歴史的には、1964年に米国ベル研のJ.E.Geusicらによって開発されました。
それ以来、開発が進められ、近年では、大出力の加工用レーザーとして広く普及しています。
特徴
YAGレーザーは、1,064nmの基本波を発振します。近赤外光で人の目には見えません。一般に大出力のため、金属加工用として使われることが多いです。切断や溶接などの用途があります。
波長は、基本波長（1,064nm）です。波長変換素子を用いて、第二高調波（532nm）、第三高調波（355nm）での利用もあります。第三高調波を作り出すには、基本波を非線形結晶に通して高調波に変換します。LBO結晶を 2 個使用し、532nmから355nmへ変換します。さらに最近では、第四高調波（266nm）も実用域になってきました。微細加工においては、短波長が有利なため、使用される波長が短くなる傾向があります。
YAGレーザーは、パルス発振と連続発振するタイプがあります。
エネルギー密度が非常に高いレーザーとして知られています。使用方法によっては、熱歪みや表面の酸化が少ない加工も可能です。
さらに高出力を得るために、複数の媒質を並べた構造のレーザーもあります。これにより、連続発振で１０ｋW級の出力を得た例もあります。
Qスイッチの原理を用いて、数百ｍJという高パルスエネルギーをもつパルスを発生させることができ、レーザー加工や医療・美容分野で広く使われています。
Ndを添加した媒質としては、Nd : YVO4、Nd:YLF、Nd:glassなども、特に、超短パルスレーザーに使用されています。
YAGレーザーを初めとする固体レーザーは、メンテナンスの手間が少ないレーザーとも言えます。冷却装置のチラーの維持などが必要ですが、可動部分なく、ガスや電極など消耗品も少ないため、ほぼメンテナンスフリーで使用できます。
かつては、ランプ励起のレーザーが主流でしたが、現在ではLDを種光とするため、さらにメンテナンスが容易となっています。
応用例
YAGレーザーは、様々な応用があります。主要な金属加工の分野では、エンジン部品の微細加工、穴加工やハーネス部品、板金の切断やスポット溶接やシーム溶接があります。電池の電極の溶接、板金切断、電池のタブ付け、ケース封止溶接などの例があります。また、セラミックの穴加工や、高調波に変換して樹脂の加工に使われることもあります。さらに、医療、美容業界でも活用されるほどの、広がりを見せています。