計算機合成ホログラム(CGH)ソフト

CGHソフトとは?

CGHソフト(Computer-Generated Hologram Software)は、空間光位相変調器(Liquid Crystal on Silicon Spatial Light Modulator:LCOS-SLM)を制御することができるソフトウェアです。収差補正、多点同時加工、レーザービーム成形といった機能を備えており、主に高価な回折光学素子(Diffractive Optical Element: DOE)を作製する前の動作確認用・試作開発用として利用されています。

当社のCGHソフト「HologramMaker」は、当社製ビームプロファイラソフト「LaseView」と組み合わせ可能なため、LCOS-SLM後のレーザービームパターンも簡便に測定評価することもできます。

必要なハードウェア

  • PC : windows11
  • CPU : Intel/AMD CPU_TYPE
  • HDD容量 : 1 GB以上
  • メモリー容量 : 8 GB以上
  • .Net Framework4.8 (.NET6~)
入力・出力形式

  • 入力:Bitmap、JPEG、TIFF、テキストファイル(点位置)
  • 出力:Bitmap, JPEG, TIFF

cghソフトイメージ

主な特長

透明体内部の多点加工

CGHソフトによるLCOS-SLMの光制御により「透明体内部への精密加工」が可能です。
通常、透明体内部の集光ポイントは屈折の影響でボヤけてしまいます。しかしLCOS-SLMで光の歪みを事前に補正すれば、狙った場所へ正確にエネルギーを集中させることができます。また、一度に複数の地点を同時に加工する「多点集光」にも対応しており、圧倒的な加工スピードと精度の高さを両立します。

球面収差補正図
球面収差補正図

光渦

光渦とは螺旋状の波面をもつ特殊な光のことです。
光の「ねじれ」が持つ回転力を利用した非接触で微小物体を自在に動かす「光ピンセット」や回転操作、中心部が暗いドーナツ型のビーム特性を活かした通常のレーザーでは困難な「ナノレベルの微細加工」、さらには光の回転エネルギーを物質に転写することで、針状の構造(ナノニードル)など、特殊な立体形状の一括形成するといったことも可能です。

平面波と光渦の図
光渦加工

シリンドリカルレンズ

円筒状の曲面を持つシリンドリカルレンズは、レーザーを一点ではなく「線状(ラインビーム)」に集光させることが可能です。
一方向のみを集中して加熱・切断できるため、広範囲を効率的にスキャンする表面処理や、薄膜の剥離加工に最適です。CGHソフトとLCOS-SLMを組み合わせることでシリンドリカルレンズの機能を模倣することができます。ラインの長さや向き、強度分布を自在に制御でき、複雑なパターン加工の高速化を実現します。

シリンドリカルパターン
シリンドリカルパターン

微細加工の例

加工事例紹介動画

CGHソフトと空間光位相変調器、フェムト秒レーザーを用いた加工事例の紹介動画です。
本ソフト1本でできる様々な加工事例を、分かりやすい動画形式で随時公開予定です。

ビーム分岐

擬似シリンドリカルレンズ

複数焦点への同時加工

螺旋形状

光渦

ビームプロファイラ測定の例

計算機合成ホログラム(CGH)ソフトが空間光位相変調器(LCOS-SLM)を制御している様子をビームプロファイラで測定しました。

多点化の例

収差補正の例

補正前後の比較の一例

収差補正前

収差補正前

収差補正後

収差補正後

産業用フェムト秒レーザー光源を用いた実用例

SLMを利用した分岐プロファイル

SLM不使用時ビームプロファイル

SLM不使用時ビームプロファイル

対物レンズ x 100
ビーム径:1/e2x = 1.6 um
1/e2y = 1.9 um

SLM2点分岐プロファイル① 2点間距離〜3μm

SLM2点分岐プロファイル①

2点間距離〜3μm

SLM2点分岐プロファイル① 2点間距離〜5μm

SLM2点分岐プロファイル①

2点間距離〜5μm

ビーム2分岐化のCGH最適化プロセス動画

透明材料基板への改質加工モーション動画

光響製レーザー加工機ポータルページ

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