• UVレーザー

UVレーザーパラメーター設定の基本

INNO FIT355-5W-30K パラメーター設定の基本とコツ

FIT-355 は、355nm UV レーザー特有の 極めて小さい熱影響（Low HAZ） と高いビーム品質（M²＜1.2）により、微細加工・白マーキング・薄膜剥離など高精度が求められる用途に最適なモデルです。

出力は 3W / 5W の2種類。いずれも 30〜150kHz の広い周波数帯域に対応し、周波数と速度の組み合わせのみで加工強弱を調整します。

金属の深彫りには向きませんが、樹脂・ガラス・フィルム・セラミックなど非金属への加工性能は非常に高く、産業用途のマーキングに最適な高耐久モデルです。

1. FIT-355 の特徴

FIT-355 は、355nm の短パルス UV レーザーで、熱影響（HAZ）が非常に少なく、

樹脂・ガラス・フィルム・セラミックなどの精密加工に最適です。

  • 波長：355nm

  • 平均出力：5W（@30kHz）

  • 周波数：30〜150kHz

  • パルス幅：6〜11ns（周波数に応じて内部で自動変化）

  • 熱影響が極小で、バリや焦げのない加工が可能

2. UVレーザー × EZCAD のパラメータの基本

FIT-355 は 外部から本物のパルス幅や出力を変更できない ため、EZCAD 上のパラメータは以下のように理解する必要があります。

✅ EZCAD の「Pulse Width（パルス幅）」は “本来のレーザーのパルス幅ではない”

そして 1ns にすると強くなる理由は、「EZCAD が Q-Switch UV を MOPA と同じ扱いで擬似制御している」 ためです。

 

🟦 1. FIT-355 の本来のパルス幅は「6〜11ns」で固定

（周波数によって変わるだけ）

FIT-355 のカタログにはこうあります：

  • 30kHz → 約11ns

  • 150kHz → 約6ns

つまり レーザー光そのもののパルス幅は “内部で決まっていて” EZCAD から変更できない。

このグラフは FIT-355（3W / 5W）の 出力・パルスエネルギー・パルス幅が周波数によってどのように変化するか を示したものです。

周波数が低いと 1発が強く高エネルギー、高周波になると 1発のエネルギーは減る代わりにパルス幅が短くなり、熱影響が小さく、繊細な加工に向く特性が表れています。

■ 左グラフ：

《FIT-355-3W / 5W》

繰返し周波数（Repetition Rate）と出力（Power）の関係

🔷 グラフタイトル

FIT-355-3W / 5W の典型特性

繰返し周波数に対する出力の変化

🔷 縦軸（左）：

出力（Power, W）

🔷 横軸：

繰返し周波数（Repetition rate, kHz）

🔷 曲線

  • 水色（5Wモデル）

  • 薄水色（3Wモデル）

🔍 グラフが示す内容

  • 周波数が高くなるほど出力は緩やかに低下する

  • 30kHz付近では 5W / 3W とも定格に近い最大出力

  • 150kHz 付近では

    • 5Wモデル → 約 2.5W

    • 3Wモデル → 約 1W

      まで低下する

👉 UVレーザーは高周波側で出力が落ちるのが自然な挙動。

■ 右グラフ：

《FIT-355-3W / 5W》

繰返し周波数と「パルスエネルギー」「パルス幅」の関係

🔷 グラフタイトル

FIT-355-3W / 5W の典型特性

繰返し周波数に対するパルスエネルギーとパルス幅の変化

🔷 縦軸（左）：

パルスエネルギー（Energy, µJ）

🔷 縦軸（右）：

パルス幅（Pulse width, ns）

🔷 横軸：

繰返し周波数（Repetition rate, kHz）

🔷 曲線

  • 黄色（3W モデルのエネルギー）

  • 茶色（5W モデルのエネルギー）

  • 緑（3W モデルのパルス幅）

  • 濃緑（5W モデルのパルス幅）

🔍 グラフが示す内容（パルスエネルギー）

  • 周波数が 低いほど 1発のエネルギーが大きい

    （例：30kHz → 5Wなら約160µJ）

  • 周波数が 高いほど 1発が弱くなる

    （例：150kHz → 約35µJ程度）

👉 加工が強いのは低周波、繊細なのは高周波という理由が視覚化されている。

🔍 グラフが示す内容（パルス幅）

  • 周波数が高くなるほど パルス幅が短くなる（自然挙動）

  • 5W のほうが全体的にパルス幅がやや長い

  • 3W のパルス幅は

    • 30kHz：30ns付近

    • 150kHz：5ns付近

👉 UVレーザーの “短パルス＝熱影響が少ない” がここで視覚化されている。

🟦 2. では EZCAD の「Pulse Width（ns）」とは何か？

→ レーザーのパルス幅ではなく、Qスイッチを開ける時間の指示値

EZCAD が出しているのは、

  • 本物のパルス幅ではなく

  • 内部パルスのゲート時間（Qスイッチの開放時間） の指示値

です。

つまり

1ns に設定＝1ns のパルスになるわけではない。

でも…

🟦 3. なぜ 1ns にすると “強くなる” のか？

理由は簡単で、

⭐ EZCAD が Pulse Width を「出力密度の係数」として扱っているため。

具体的には：

  • Pulse Width を 小さくすると

    → パルスのゲートが短く閉じ気味になり

    → 1発のエネルギーが増える（実質的に“強く”なる）

  • Pulse Width を 大きくすると

    → ゲートが広がり

    → 1発のエネルギーが減る（弱くなる）

つまり、EZCAD の Pulse Width は MOPA の「Q-pulse width」と似た擬似的強度調整と考えて良い。

※注意

🟦 4. 「EZCAD の Pulse Width ≠ レーザーの本当の Pulse Width」

FIT-355 の実際のパルス幅は レーザーヘッド内部で生成される固定値 なので変更不能。

EZCAD の Pulse Width は

外部からレーザーを弱くしたり強くしたりするための“疑似的な制御信号”。

🟦 5. なぜメーカーはこの仕様を説明しないのか？

UVレーザーは本来：

  • 外部から Power を可変にできない

  • 本物の Pulse Width を変えられない

仕様になっています。

しかし EZCAD は Fiber MOPA 用に作られたソフトであるため、UVレーザーでも 同じ UI を使ってしまうため混乱が起きる。

 

🟩 6. 実務での結論

✔ UVレーザーの Pulse Width（EZCAD）は“強度係数” として使うのが正しい

つまり：

  • 1ns → 強い

  • 3ns → やや強い

  • 5ns → 普通

  • 8ns → 弱い

  • 10ns → かなり弱い

実際に光パルスが 1ns になるわけではありません。

🟣 7. なぜ 1ns は強くなるのか？（詳しい物理）

レーザーの Q-Switch は「パルスのために光を溜める装置」ですが　EZCAD の Pulse Width を短くすると、内部的には：

Qスイッチが閉じる → 開く の制御が“キレ気味”になる

結果：

  • パルスピークが高くなる

  • 1発のエネルギーが増えたような動きをする

  • 実際の加工が強く見える

これは MOPA のパルス幅制御に似ているが、厳密には全く別物。

🟣 2-1. Power（％）は UV では機能しない

FIT-355 の出力は内部で一定（Constant Power）。よって EZCAD の “Power” を変えても 実際のレーザー出力は変わらない。

🟣 2-2. Pulse Width（ns）は「強度係数」として動作する

FIT-355 の実際のパルス幅は 6〜11ns の間で固定 ですが、EZCAD では Pulse Width を 1ns〜10ns のように設定できます。しかしこれは 本物のレーザーパルス幅ではありません。

✔ 1ns → 非常に強い（パルスピークが高くなる）

✔ 5ns → 標準

✔ 10ns → 弱い（ピークが低くなる）

つまり Pulse Width は UVレーザーの強さを擬似的に調整するための係数 として使います。

 

🟣 2-3. 加工エネルギーは Frequency（kHz）で決まる

UVレーザーの強さの本質は：

⭐ パルスエネルギー ＝ 平均出力（5W） ÷ 周波数（Hz）

例：

  • 30kHz → 0.167mJ（強い）

  • 120kHz → 0.041mJ（繊細）

🟣 2-4. 実務で調整するのはこの4つ

  1. Frequency（最重要）

  2. Speed（速度）

  3. Hatch（方向・ピッチ）

  4. Pulse Width（EZCAD側の強度係数）

3. 用途別｜FIT-355 (5W) 推奨パラメータレシピ

以下は「最初の 1 発目に使える」ことを目的にしたレシピです。
現場では、ここから ±10〜20% の範囲で現物に合わせて調整していくイメージでお使いください。

🟦 3-1. 樹脂（ABS / PC）

白マーキング（焦げなし高コントラスト）

項目 推奨値
周波数 80〜120kHz
Pulse Width（EZCAD） 5〜8ns（標準〜弱め）
速度 600〜1200 mm/s
ハッチ角度 0°＋90°
ハッチ間隔 0.03〜0.04mm

コツ

  • 焼けた → 周波数↑ or Pulse Widthを大きく

  • 薄い → ハッチ間隔↓ or 速度↓

🟦 3-2. 樹脂（ABS / PEEK）

黒マーキング（炭化）

項目 推奨値
周波数 30〜50kHz
Pulse Width 1〜3ns（強め）
速度 300〜600 mm/s
ハッチ 0°＋90°
間隔 0.02〜0.03mm

コツ

  • 黒が滲む → 周波数を上げて微調整

  • 黒が弱い → Pulse Width を 1〜2ns に

🟦 3-3. ガラス

表面フロスト（白濁）

項目 推奨値
周波数 120〜150kHz
Pulse Width 6〜10ns（弱め）
速度 800〜1500 mm/s
ハッチ 0°＋90°
間隔 0.03〜0.05mm

コツ

  • クラック → 周波数↑速度↑

  • 白濁が弱い → ハッチ間隔を狭くする

🟦 3-4. PIフィルム（FPC）

薄膜除去

項目 推奨値
周波数 120〜150kHz
Pulse Width 6〜10ns
速度 1000〜2000 mm/s
ハッチ 0°（単方向）
間隔 0.01〜0.02mm

コツ

  • 焦げ → 周波数↑ or Pulse Width↑

  • 剥離不足 → 速度↓ or ハッチ2回方向増やす

🟦 3-5. セラミック（Al₂O₃）

白濁マーキング

項目 推奨値
周波数 60〜100kHz
Pulse Width 4〜6ns
速度 400〜800 mm/s
ハッチ 0°＋90°
間隔 0.02〜0.03mm

🟦 3-6. 金属（SUS / Al）

薄い黒化（灰色マーキング）

項目 推奨値
周波数 30〜60kHz
Pulse Width 1〜3ns（強め）
速度 200〜400 mm/s
ハッチ 0°＋90°
間隔 0.02〜0.03mm

※ UVは金属の深黒は不向き、薄い灰色程度。

🟦 3-7. 極薄彫り（名入れ）

項目 推奨値
周波数 80〜120kHz
Pulse Width 6〜10ns
速度 700〜1200 mm/s
ハッチ 0°
間隔 0.01〜0.02mm

 

🟥 【重要】Pulse Width を小さくすると BBO 結晶に負担がかかり、寿命が短くなる

（UVレーザー特有の注意点）

EZCAD の「Pulse Width」は、UVレーザーでは 本物のパルス幅ではなく“強度係数” として動きます。

🔵 Pulse Width を小さくするとどうなる？

✔ 1. Qスイッチの開閉が「キレ気味」になる

（ゲートが一瞬だけ開く → ピークが高くなる）

✔ 2. レーザー1発あたりのピークパワーが上昇する

→ 実際の加工が 強くなる

🔥 そして最大の問題

⭐ UVレーザー内部の BBO結晶（第3高調波発生結晶）への負担が急増する

FIT-355 のような UVレーザーは、

  • YAG（1064nm）→ SHG（532nm）→ THG（355nm）

というプロセスで 355nm を作っていますが、この THG（第三高調波）を作る重要部品が BBO結晶 です。

🟣 Pulse Width を小さくしすぎると起こる問題

① ピークパワーが上がり、結晶に過剰な光強度が集中する

BBO 結晶は ピークパワーに弱い 部品で、過剰な強度はダメージを蓄積します。

② 結晶内部の微細なクラックや劣化が加速する

UV光はもともと結晶にダメージを与えやすい波長ですが、ピークの高いパルスを当て続けることで

  • 白濁

  • 透過率低下

  • 結晶面の微小破壊

などが徐々に進行します。

③ 結果として「UV出力が徐々に弱くなる」

BBO 結晶が劣化すると：

  • 出力低下

  • ビーム品質の悪化

  • 加工品質の不安定化

が起こります。

🚫 結論：Pulse Width を 1〜2ns に固定して長期間使うのは危険

短パルス幅（＝強度係数が最大の状態）は“確かに強い加工が可能” ですが、

❗ BBO結晶の寿命を大幅に縮める

という明確なデメリットがあります。

🟩 当社として推奨する安全運用

用途 推奨 Pulse Width（EZCAD） 理由
樹脂黒化 2〜4ns 力強さと結晶負担のバランス
金属薄黒 2〜3ns 必要最小限のピークパワーで実施
樹脂白・ガラス・フィルム除去 5〜10ns 弱めで十分、結晶保護にも最適

🟦 安全運用に関する最終メッセージ

UVレーザー（FIT-355）の Pulse Width は、短くするほど加工は強くなりますが、その代償として BBO 結晶の負荷が増大し、寿命が短くなるリスクがあります。

長期間安定してお使いいただくために、Pulse Width は 必要最低限の強さに留める ことを推奨しています。