Laser Processing Frontier Research Group

About

Laser processing, which uses high-density energy laser beams, contributes to industry as a highly efficient manufacturing technology. Our group is working with companies in diverse fields to further introduce laser processing to industry. We are also focusing on pioneering the frontiers of laser processing to create new value and are committed to R&D of advanced light sources and processes such as ultrashort pulsed lasers and mid-infrared lasers, as well as data-driven laser processing based on in-process monitoring and AI.

Keywords

laser processing, ultrashort pulse lasers, mid-infrared laser, micro-/nano-fabrication, LIPSS, surface texturing, process informatics, in-process monitoring, AI, machine learning, data-driven laser processing

Subjects

  • 1.Data-driven laser processing
    Stable nanostructure formation by data-driven laser processing

    The fast optimisation of multiple process parameters with complex correlations is of great importance in the industrial implementation of laser processing. Our group focuses on the research and development of data-driven laser processing that utilises in-process monitoring, AI-based data optimisation and fast modulation of the laser parameters. As a basic demonstration, we have successfully reduced the defect rate by a factor of 30 and improved the quality in galss surface nanostrcturing.

  • 2.Laser Microfabrication
    Laser Microfabrication

    There is a growing demand for high-quality microfabrication of difficult-to-process materials, such as brittle materials like glass and composite materials like carbon fiber-reinforced plastics (CFRP) and ceramic matrix composites (CMC). We are conducting research on high-precision microfabrication with minimal thermal effects using ultrashort pulse lasers with pulse durations in the femtosecond (10-15 seconds) and picosecond (10-12 seconds) ranges. Additionally, we are exploring techniques to impart functional properties by creating distinctive surface structures.

  • 3.Laser Source Development
    Laser Source Development

    We are developing advanced laser light source technologies that can be used for microfabrication, measurement, and 3D fabrication. So far, we have achieved attosecond (10-18 second) precision synchronization control of pulse timing and optical field phase. Additionally, we have developed an automatic parameter-adjustable ultrashort pulse laser system, which is useful for optimizing laser processing parameters.

Themes

  • 高品位・高生産性製造のためのデータ駆動型レーザー加工 ガラス表面ナノ周期構造安定形成データ駆動リアルタイムモニタリングプロセスデータベース これまで現場技術者による試行錯誤や熟練者が五感を駆使して実現してきたプロセス最適化を新しい形で実現し、レーザー加工を高品位化・高生産性製造技術として産業実装すべく、データ駆動型レーザー加工技術を開発しています。詳しくはこちら
  • レーザー加工のプロセスインフォマティクス レーザー加工パラメータ最適化データ科学超短パルスレーザー機械学習深層学習AIプロセスインフォマティクスインフォマティクス プロセスインフォマティクスの手法を用いて、レーザー加工をモデル化することにより、コンピュータ上で加工パラメータから加工結果を予測し、高速に最適化する研究を行っています。詳しくはこちら
  • 自動パラメータ可変超短パルスレーザー加工システム レーザー加工パラメータ最適化自動実験超短パルスレーザーフェムト秒ピコ秒ファイバレーザー 多数のパラメータ最適化には、大きな手間と時間がかかり、加工品の開発期間やコストを押し上げる原因となります。私たちは、パラメータ最適化に必要な大量の実験データを効率的に収集するために、自動でパラメータを可変できる超短パルスレーザー加工システムを開発しました。詳しくはこちら
  • 超短パルスレーザーを用いたバイオマテリアルの表面修飾技術 超短パルスレーザー表面修飾バイオマテリアル生体親和性生体材料 医工学分野および医療分野の研究者と協力し、生体親和性の向上を目的とした研究、そして歯科分野における部材の接合・接着性能向上を目的とし、新しいレーザー表面形状形成技術方法について研究しています。詳しくはこちら
  • ペロブスカイト太陽電池のレーザースクライブ ペロブスカイト太陽電池大面積モジュール化技術超短パルスレーザースクライブ非熱的アブレーション ペロブスカイト太陽電池の社会実装には大面積モジュール化が重要で、レーザースクライブなどレーザー加工技術開発が進められています。我々は、高効率・高耐久化に向け、発電に寄与しないデッドエリア（P1～P3）の最小化や、電池を劣化させない技術を開発しています。詳しくはこちら
  • レーザー転写によるオンデマンド異材積層技術 レーザー転写異材積層マイクロ/ナノドットタンパク質アパタイトマイクロチップ細胞接着性 レーザー誘起現象を巧みに利用し物質を別基材上に転写して異材積層できる技術が“レーザー転写”です。レーザー転写によれば、他技術では難しいナノ/マイクロドットやタンパク質など幅広い物質を、大気圧化でオンデマンド（＝狙った場所に）堆積することができます。詳しくはこちら

Equipments

Research Group