CN104037596A - 可推定激光气体容器的密闭性的激光装置 - Google Patents

Abstract

本发明的激光装置具备：压力调整部，其根据激光气体容器内的激光气压的监测值，调整激光气体容器内的激光气压；压力控制部，其控制压力调整部，使得在激光振荡器的启动前，激光气体容器内的激光气压成为比大气压低的第一气压，在激光振荡器的启动后，并且在激光向外部照射之前的准备阶段中，激光气体容器内的激光气压成为能够振荡激光的第二气压；激光控制部，其控制激光振荡器，使得在准备阶段中，激光振荡器执行依照预先确定的振荡条件输出激光的初始动作；激光检测部，其检测通过初始动作输出的激光或与该激光具有相关关系的物理量；密闭推定部，其根据通过激光检测部检测出的检测值来推定激光气体容器的密闭性的程度。

Description

可推定激光气体容器的密闭性的激光装置

技术领域

本发明涉及一种可推定密封有激光气体的激光气体容器的密闭性的激光装置。

背景技术

现在已知一种激光装置，即测定切断激光装置的电源之前的压力并存储在存储器中，通过对该存储的气压和接通激光装置的电源时所测定的气压进行比较，从而检测激光气体容器的气体泄漏。作为这种装置，例如在日本实用新型登录第2561510号公报（JP2561510Y）所记载的装置中，在测定气压时还测定气体温度，将所测定的气压换算为基准温度下的压力，使用换算值进行气体泄漏的检测。

但是，JP2561510Y所记载的装置并不在容易产生气体泄漏的状况下进行气体泄漏的检测，从而难以容易并且正确地检测气体泄漏。

发明内容

本发明的一个形式的激光装置具备：激光气体容器，其形成激光气体进行循环的气体流路；激光振荡器，其将在气体流路中流动的激光气体作为激励介质而振荡激光；气压检测部，其检测激光气体容器内的激光气压；压力调整部，其根据气压检测部的检测值，调整激光气体容器内的激光气压；压力控制部，其控制压力调整部，使得在激光振荡器的启动前，激光气体容器内的激光气压成为比大气压低的第一气压，在激光振荡器的启动后，并且在激光向外部照射之前的准备阶段中，激光气体容器内的激光气压成为能够振荡激光的第二气压；激光控制部，其控制激光振荡器，使得在准备阶段中，激光振荡器执行依照预先确定的振荡条件输出激光的初始动作；激光检测部，其检测通过激光振荡器的初始动作而输出的激光或与该激光具有相关关系的物理量；密闭推定部，其根据通过激光检测部检测出的检测值来推定激光气体容器的密闭性的程度。

附图说明

根据与附图关联的以下的实施方式的说明，能够进一步了解本发明的目的、特征和优点。

图1是概要地表示本发明的第一实施方式的激光装置的结构的图。

图2是表示本发明的第一实施方式的激光装置的控制结构的一部分的框图。

图3是表示通过图2的控制部而执行的振荡器停止处理的一个例子的流程图。

图4是表示通过图2的控制部而执行的振荡器启动处理的一个例子的流程图。

图5是表示图4的变形例子的流程图。

图6是表示本发明的第二实施方式的通过激光装置的控制部而执行的振荡器启动处理的一个例子的流程图。

图7是表示图6的变形例子的流程图。

图8是表示本发明的第三实施方式的通过激光装置的控制部而执行的振荡器启动处理的一个例子的流程图。

图9是表示图8的变形例子的流程图。

图10是表示图9的变形例子的流程图。

图11是表示图10的变形例子的流程图。

图12是表示本发明的第四实施方式的通过激光装置的控制部而执行的振荡器电源接通处理的一个例子的流程图。

图13是表示本发明的第四实施方式的通过激光装置的控制部而执行的振荡器启动处理的一个例子的流程图。

图14是表示图13的变形例子的流程图。

图15是表示图13的另一个变形例子的流程图。

图16是表示与图15的处理对应的激光装置的控制结构的框图。

具体实施方式

第一实施方式

以下，参照图1～图5说明本发明的第一实施方式。图1是概要地表示本发明的第一实施方式的激光装置100的图。该激光装置100具备：激光气体容器1，其形成激光气体所循环的气体流路1a；配置在气体流路1a上的激光振荡器2和送风机3；控制部5，其控制激光振荡器2和送风机3。本实施方式的激光装置100可以适用于加工、医疗、测量等广阔领域。

激光气体容器1是密闭的真空容器，激光气体容器1在被大气屏蔽的状态下密封预定的激光气体。作为激光气体，使用包含碳酸气体、氮气、氩气等激光介质在内的激光振荡用的媒介气体。

激光振荡器2具有输出镜21、后镜22、配置在输出镜21和后镜22之间的放电管23。放电管23与气体流路1a连通，从激光器电源24向放电管23提供电力。如果从激光器电源24提供了电力，则激光气体在通过放电管23时被激励而成为激光活性状态。通过放电管23产生的光在输出镜21和后镜22之间被放大，进行激光振荡，产生激光。

输出镜21是部分透射镜，通过了输出镜21的激光成为输出激光27而输出到外部。该激光27通过可开闭的快门25向对象物照射。在后镜22的侧方，设置有检测透过了后镜22的激光27的输出的激光检测器26。激光检测器26可以由光电二极管和热电堆等构成。

送风机3由通过电动机驱动的风扇或吹风机构成。经由未图示的送风机逆变器向送风机3提供电力，送风机3通过该电力旋转，使激光气体沿着气体流路1a循环。在送风机3的上游侧和下游侧的气体流路1中分别配置有第一热交换机31和第二热交换机32。在各热交换机31、热交换机32中流动预定的制冷剂（例如冷却水）。激光气体通过与该制冷剂的热交换而在通过热交换器31、32时被冷却，保持为预定温度。

气体流路1a连通有用于向气体流路1a提供激光气体的供气流路11、用于从气体流路1a排气激光气体的排气流路12。在供气流路11中设置有供气装置13，经由供气装置13从贮存了激光气体的高压的罐（未图示）向气体流路1a提供激光气体。在排气流路12中设置有排气装置14，经由排气装置14从气体流路1a排气激光气体。吸气装置13和排气装置14的构成为i包含开闭阀。

在激光振荡时，经由供气流路11和排气流路12持续向气体流路1a提供排放激光气体，进行激光气体容器1内的激光气体的微量替换。在第一热交换器31的下游侧并且送风机30的上游侧设置有气压检测器33，通过气压检测器33检测激光气体容器1的气压。

在以上那样构成的激光装置100中，激光气体容器1是密闭的，但由于O型密闭圈等密封构件的劣化和接头的松弛等，激光气体从激光气体容器1泄漏、或大气混入到激光气体容器1内，从而会使激光气体的质量恶化。如果激光气体的质量恶化，则无法得到希望的激光输出，因此理想的是在照射激光之前掌握激光气体容器1的密闭性的程度。因此，在本实施方式中，在激光振荡器2的停止时和启动时，通过控制部5进行以下这样的处理，推定密闭性的程度。

此外，激光振荡器2的启动时是指从激光振荡器2的启动开始到启动结束的期间，即相当于从激光振荡器2的电源接通开始到指示激光照射为止的准备阶段。在该激光振荡器2的启动时，快门25关闭，不进行向外部的激光照射。

图2是表示本发明的第一实施方式的激光装置100的控制结构的一部分的框图。控制部5的构成为包含具有CPU、ROM、RAM、其他外围电路等的运算处理装置，具备控制激光气体容器1内的压力的压力控制部51、控制从激光器电源24向激光振荡器2提供的电力的电力控制部（激光控制部52）。控制部5进行激光振荡器2的停止处理（振荡器停止处理）、激光振荡器2的启动处理（振荡器启动处理）。

向控制部5输入来自激光检测器26、气压检测器33、由用户输入各种指令的输入部4的信号。控制部5分别向激光器电源24、送风机3（送风机逆变器）、供气装置13、排气装置14、快门25、显示部6输出控制信号，控制它们的工作。

图3是表示振荡器停止处理的一个例子的流程图。例如如果经由输入部4指示了激光振荡器2的停止，则开始该流程图所示的处理。在步骤S1中，将激光振荡器2的电源（激光器电源24）切断。在步骤S2中，停止送风机3的旋转。由此，停止激光气体容器1内的激光气体的循环。

在步骤S3中，调整激光气体容器1内的气压，使得通过气压检测器33检测出的气压成为比激光装置100的周围的大气压低的预定的气压G0（目标气压）。通过控制吸气装置13和排气装置14，向激光气体容器内提供排放激光气体来进行该调整。在步骤S4中，关闭吸气装置13的开闭阀和排气装置14的开闭阀等与激光气体容器1连接的所有的阀。由此，激光气体容器1成为密闭状态。以上，结束振荡器停止处理。

在激光振荡中的气压（假定为激光气体不循环的情况下的气压）被控制为比大气压低的预定的气压Ga的情况下，也可以将步骤S3的目标气压G0设定为该气压Ga。由此，只通过简单地关闭吸气装置13和排气装置14的开闭阀而切断激光气体的流动（步骤S4），就能够将气压调整为目标气压G0。

目标气压G0可以比大气压低，例如可以将目标气压G0设定为比激光振荡中的气压Ga高的值。在该情况下，向激光气体容器1内填充激光气体而调整为目标气压G0即可。另一方面，在激光振荡中的气压Ga比大气压高的情况下，通过从激光气体容器1内排气激光气体，能够将气压P调整为目标气压G0。此外，也可以在送风机3的停止后，在待机到气压稳定为止后，进行步骤S3的气压的调整。在振荡器停止处理后，将激光气体容器1保持为密闭状态，不向激光气体容器1内进行激光气体的提供排放。因此，与随时进行激光气体的提供排放的情况相比，能够抑制激光气体的消耗量。

在振荡器启动处理的结束后，激光气体容器1保持密闭状态而被搁置。这时，使密闭状态的气压比大气压低，因此在激光气体容器1的密封性存在问题的情况下，大气侵入激光气体容器1内。由此，激光气体的质量恶化，激光输出降低。考虑到该点，在以下的振荡器启动处理中，在激光振荡器2的启动时，根据激光输出的大小来推定激光气体容器1的密闭性的程度。此外，越是使目标气压G0比大气压低，则大气越容易侵入激光气体容器1内，容易推定密闭性。

图4是表示振荡器启动处理的一个例子的流程图。例如，如果经由输入部4指示了激光振荡器2（激光器电源24）的电源接通，则激光器电源24成为接通，能够受理激光振荡器2的启动，开始图4的处理。

在步骤S11中，向送风机3输出控制信号，启动送风机3。由此激光气体在激光气体容器1内循环。在步骤S12中，调整激光气体容器1内的气压，使得通过气压检测器33检测出的气压成为预定的气压G1。通过控制吸气装置13和排气装置14，向激光气体容器1内提供排放激光气体来进行该调整。气压G1是最适合于激光振荡的气压（激光照射时的气压），例如比目标气压G0高。

在步骤S13中，向激光器电源24输出控制信号，依照预定的振荡条件使得从激光振荡器2输出激光。即，作为激光振荡器2的初始动作，试验地进行激光振荡（激光振荡试验）。例如，只用T1秒实施例如激光输出指令P1（W）、占空比指令D1（%）的脉冲指令的激光振荡试验。这时，通过激光检测器26检测通过激光振荡试验产生的激光的输出。在步骤S14中，将通过激光检测器26检测出的激光输出的代表值Pa1存储在存储器中。例如将在预定时间T1的期间检测出的激光输出的平均值、或最后（T1秒后）检测出的激光输出的值存储为代表值Pa1。

在步骤S15中，根据该激光输出值Pa1（以下，有时也会称为激光输出Pa1）推定激光气体容器1的密闭性的程度。如果将单位时间的激光气体容器1内的压力变化定义为推定泄漏速率（单位为Pa/小时），则在激光输出值Pa1和推定泄漏速率L1之间具有预定的相关关系。即，推定泄漏速率L1大的状态是指在激光气体容器1内进入大气后激光气体的质量恶化了的状态，如果推定泄漏速率L1增大，则激光气体内的杂质的比例增加，激光输出值Pa1减小。因此，预先通过试验等求出激光输出值Pa1和推定泄漏速率L1之间的关系、即伴随着激光输出值Pa1的增加而推定泄漏速率L1减少这样的关系并存储在存储器中，在步骤S15中，使用该关系求出推定泄漏速率L1。由此，可推定激光气体容器1的密闭性的程度。

在步骤S16中，向显示部6输出控制信号，显示与激光输出值Pa1对应的推定泄漏速率L1。由此，用户能够容易地掌握激光气体容器1的密闭性的程度。以上，结束了振荡器启动处理。在振荡器启动处理结束了的阶段，激光振荡器2的启动结束，成为能够接受激光照射指令的状态。在该状态下，如果经由输入部4指示了激光照射，则快门25打开，照射激光。

这样，在第一实施方式中，在激光振荡器2的停止时，将激光气体容器1内的气压调整为比大气压低的目标气压G0（步骤S3），在激光振荡器2的启动时，将激光气体容器1内的气压调整为适合于激光照射的气压G1（步骤S12）。进而，在预定的振荡条件下通过激光振荡器2试验地使激光振荡（步骤S13），根据通过该激光振荡试验得到的激光输出值Pa1来求出推定泄漏速率L1（步骤S15），显示在显示部6上（步骤S16）。

由此，在容易产生激光气体的泄漏的状况下进行泄漏检测，因此用户能够容易并且正确地掌握激光气体容器1的密闭性的程度。另外，一边使激光振荡器2实际工作，一边进行泄漏检测，由此能够高精度地推定激光气体容器1的密闭性的程度。进而，在泄漏检测时不检测气体温度，因此不需要在激光装置100中设置温度检测器，还能够抑制激光装置100的价格上升。

图5是表示图4的变形例子的流程图。此外，对与图4相同的地方赋予相同的符号。在图5中，在步骤S14，将激光振荡试验后的激光输出值Pa1存储在存储器中后，前进到步骤S17。在步骤S17，判定该激光输出值Pa1是否小于预先确定的基准值Pt1。基准值Pt1是用于判定密闭性的好坏的阈值，被设定为成为是否需要密封构件的更换等维护的基准的值。

如果步骤S17是肯定的则前进到步骤S18，如果否定则跳过步骤S18，结束处理。在步骤S18中，向显示部6输出控制信号，显示表示密闭性差的警告。由此，用户能够判断激光气体容器1的密闭性的好坏。在图5的例子中，只在密闭性差的情况下，即只在对激光输出产生成为问题的影响的情况下，显示警告，因此能够容易地进行密闭性的好坏判断。

第二实施方式

参照图6、图7说明本发明的第二实施方式。以下，主要说明与第一实施方式的不同点。第二实施方式与第一实施方式的不同点是控制部5的振荡器启动处理，在振荡器启动处理之前，进行与第一实施方式相同的振荡器停止处理。

图6是表示通过第二实施方式的控制部5执行的振荡器启动处理的一个例子的流程图。图中的步骤S21、步骤S22的处理与图4的步骤S11、步骤S12的处理相同。即，在步骤S21中启动送风机3，在步骤S22中将激光气压调整为最适合于激光振荡的气压G1。在步骤S23中，将激光振荡试验的实施次数N1加1并存储在存储器中。此外，在初始状态下，N1被设定为0。在步骤S24中，与图4的步骤S13同样，只实施预定时间T1的预定的激光振荡试验（激光输出指令P1、占空比指令D1的脉冲指令）。

接着，在步骤S25中，判定激光输出值Pa1是否小于预先确定的基准值Pt1。基准值Pt1例如被设定为相当于在激光气体中没有混入杂质的正常状态下照射激光的情况下的激光输出。如果步骤S25是肯定的，则返回到步骤S23。由此，到激光输出值Pa1达到基准值Pt2为止重复进行激光振荡试验，对激光振荡试验的次数进行计数。在激光气体中含有杂质的情况下，初始的激光输出值Pa1小，但在每次重复进行激光振荡试验时激光输出值Pa1上升。如果激光输出值Pa1达到基准值Pt1，则步骤S25成为否定，前进到步骤S26。

在步骤S26中，使用激光振荡试验的实施次数N1，推定激光气体容器1的密闭性的程度。在实施次数N1和推定泄漏速率L1之间具有以下的预定的相关关系，即实施次数N1越多，则推定泄漏速率L1越大。预先通过实验等求出该关系并存储在存储器中，在步骤S26中，根据该关系求出与实施次数N1对应的推定泄漏速率L1。在步骤S27中，与图4的步骤S16同样，将推定泄漏速率L1显示在显示部6上，结束振荡器启动处理。

这样，在第二实施方式中，通过振荡器停止处理，将激光气体容器1内的气压调整为比大气压低的气压G0，然后，通过振荡器启动处理，重复进行激光振荡试验直到激光输出值Pa1达到基准值Pt1为止（步骤S23～步骤S25），根据激光振荡试验的实施次数N1求出推定泄漏速率L1（步骤S26）。

由此，用户与第一实施方式同样，能够容易并且正确地掌握激光气体容器1的密闭性的程度，并且能够抑制激光装置100的价格上升。另外，在振荡器启动处理结束时，激光输出值Pa1成为基准值Pt1以上，因此激光输出稳定，在激光照射指令时，能够立即照射良好的激光。此外，也可以代替显示推定泄漏速率L1，而与图5同样进行激光气体容器1的密闭性的好坏判定。在该情况下，代替步骤S26、步骤S27，判定激光振荡试验的实施次数N1是否为预先确定的好坏判定的基准的次数Nt以上，在N1为Nt以上的情况下显示警告即可。

图7是表示图6的变形例子的流程图。此外，对与图6相同的地方附加相同的符号。在图7中，使用上次振荡器启动处理中的激光振荡试验结束时的激光输出值Pa1，设定基准值Pt（图6的基准值Pt1）。即，在步骤S29中，将重复进行激光振荡试验而激光输出达到基准值Pt1的情况下的激光输出值Pa1作为上次的振荡启动处理时的激光输出Pp存储在存储器中。在步骤S28中，使用该激光输出Pp，设定本次的振荡启动处理时的基准值Pt1。例如，将Pp乘以预定的系数（例如0.9）所得的结果设定为基准值Pt1。在步骤S25中，判定该基准值Pt1和激光输出值Pa1的大小。

在图7中，使用通过激光振荡试验得到的实际的激光输出Pa1（Pp），设定下次振荡器启动处理中的激光振荡试验的基准值Pt1，因此即使在每个激光装置100存在特性的偏差的情况下，也能够高精度地将激光输出提高到适合于激光照射的希望的激光输出。

第三实施方式

参照图8～图11说明本发明的第三实施方式。以下，主要说明与第二实施方式的不同点。第三实施方式与第二实施方式的不同点是控制部5的振荡器启动处理，在振荡器启动处理之前，进行与第一实施方式相同的振荡器停止处理。在第二实施方式中，重复进行激光振荡试验直到激光输出达到基准值Pt1为止，但在第三实施方式中，设定多个振荡条件（第一振荡条件、第二振荡条件），根据各振荡条件分别重复进行激光振荡试验。此外，以下将与第一振荡条件对应的激光振荡试验称为激光振荡试验1，将与第二振荡条件对应的激光振荡试验称为激光振荡试验2。

图8是表示通过第三实施方式的控制部5执行的振荡器启动处理的一个例子的流程图。在图8中，首先在步骤S31～步骤S35中，进行与图6的步骤S21～步骤S25相同的处理。即，作为第一初始动作，依照第一振荡条件重复进行激光振荡试验1直到激光输出值Pa1达到基准值Pt1（第一基准值）为止。在激光振荡试验1中，根据激光输出指令P1（第一激光输出指令）、占空比指令D1（第一占空比指令）的脉冲指令，只进行预定时间T1（第一预定时间）的激光振荡。

如果激光输出Pa1达到第一基准值Pt1，则前进到步骤S36，作为第二初始动作，依照第二振荡条件进行激光振荡试验2直到激光输出（以下用Pa2表示它，与第一初始动作的激光输出值Pa1进行区别）达到第二基准值Pt2为止，。在该情况下，首先在步骤S36中将激光振荡试验2的实施次数N2加1。此外，在初始状态下，N2被设定为0。接着，在步骤S37中，依照预先确定的第二振荡条件实施激光振荡试验2。即根据激光输出指令P2（第二激光输出指令）、占空比指令D2（第二占空比指令）的脉冲指令而只进行预定时间T2（第二预定时间）的激光振荡。

第二激光输出指令P2被设定为比第一激光输出指令P1大的值。由此，在激光振荡试验2中，能够进行输出比激光振荡试验1高的激光振荡。此外，第二占空比指令D2、第二预定时间t2例如是与第一占空比指令D1、第一预定时间T1相同的值。在步骤S38中，判定检测出的激光输出值Pa2是否小于预先确定的第二基准值Pt2。第二基准值Pt2被设定为比第一基准值Pt1大的值。如果步骤S38是肯定的话则返回到步骤S36，将激光振荡试验2的次数N2加1。如果激光输出值Pa2达到基准值Pt2，则前进到步骤S39。

在步骤S39中，根据激光振荡试验1的实施次数N1和激光振荡试验2的实施次数N2来求出推定泄漏速率L2。预先通过实验等求出例如预先将N1和N2相加所得的总实施次数和推定泄漏速率L1之间的关系、具体地说是总实施次数越是增加则推定泄漏速率L1越大这样的关系并存储在存储器中，使用该关系求出与实施次数N1、N2对应的推定泄漏速率L1。也可以将N1、N2分别乘以相互不同的系数α、β（例如α<β），将相乘后的α×N1和β×N2相加，求出与该相加值对应的推定泄漏速率L1。接着，在步骤S40中，将推定泄漏速率L1显示在显示部6上，结束振荡器启动处理。

在第三实施方式中，在多个振荡条件（第一振荡条件、第二振荡条件）下依次进行激光振荡试验（激光振荡试验1、激光振荡试验2），根据激光振荡试验的实施次数N1、N2求出推定泄漏速率L1。由此，与第一实施方式和第二实施方式同样，能够容易并且正确额定掌握激光气体容器1的密闭性的程度，并且能够抑制激光装置100的价格上升。另外，伴随着激光振荡试验从激光振荡试验1向激光振荡试验2的进展，增大激光输出指令（Pa1<Pa2），因此能够防止振荡器启动处理时的异常放电。

即，在激光气体容器1中侵入了很多大气的情况下，如果根据该的激光输出指令进行激光振荡试验，则有可能产生异常放电而引起放电管的破损等。对于该点，在第三实施方式中，开始以低的激光输出指令进行激光振荡试验（激光振荡试验1），因此某种程度上除去在初始状态下混入到激光气体中的大气中的水分，能够降低杂质的混入比例。因此，在其后提高激光输出指令而进行激光振荡试验（激光振荡试验2）的情况下，能够防止产生异常放电。

图9是表示图8的变形例子的流程图。此外，对与图8相同的地方附加相同的符号。在图9中，根据激光气体的状态而省略第一初始动作。在进行图9的处理时，在预先输出了激光振荡器2的电源关断指令时，将切断激光振荡器2的电源之前的气压的检测值Gs0设为上次激光器运转时的气压而存储在存储器中。然后，在指示了激光振荡器2的电源接通时，将其后的气压（开始启动处理之前的气压）的检测值Gs1和Gs0之间的差压Gd（=Gs1-Gs0）、即气压差Gd存储在存储器中。在该状态下，进行图9的振荡器启动处理。

在该情况下，首先启动送风机3（步骤S31），将气压调整为预定的气压G1（步骤S32）。接着，在步骤S41中，判定气压差Gd是否大于预先确定的气压差的基准值Gds。基准值Gds是用于判断是否进行第一初始动作的阈值。即，如果气压差Gd大，则可以认为在激光气体中混入了很多大气，因此根据气压差Gd来判定是否进行第一初始动作。如果步骤S41是肯定则前进到步骤S34，如果是否定则跳过步骤S34，前进到步骤S36。

在步骤S34中，在第一振荡条件下进行激光振荡试验1，前进到步骤S36。由此，在气压差Gd大的情况下，按照小的激光输出指令P1实施激光振荡试验1，因此能够防止激光振荡试验时的异常放电。另一方面，在气压差Gd小的情况下，省略激光振荡试验1，因此能够实施高效的激光振荡试验。

然后，在步骤S36～步骤S38中，重复进行激光振荡试验2直到激光输出值Pa2成为第二基准值Pt2为止。接着，在步骤S42中，使用激光振荡试验2的实施次数N2，求出激光振荡器2的推定泄漏速率L1。在该情况下，预先通过实验等求出实施次数N2越大则推定泄漏速率L1越大这样的关系并存储在存储器中，使用该关系求出推定泄漏速率L1。此外，在图9中，在Gd<Gds时只进行一次激光振荡试验1，但也可以重复进行激光振荡试验1直到气压差Gd达到基准值Gds为止。在该情况下，在步骤S42中，与图8的步骤S39同样，使用激光振荡试验1和激光振荡试验2的实施次数N1、N2求出推定泄漏速率L1即可。

如果激光气体中混入了很多大气，则激光振荡器的启动前的气压变大。因此，也可以代替使用气压差Gd，而使用激光振荡器2的电源接通指令后并且激光照射指令前、即激光振荡器2的启动时的气压Gs1来判定是否进行第一初始动作。图10是表示该情况下的处理的一个例子的流程图。此外，对与图9相同的地方附加相同的符号。

在图10中，代替图9的步骤S41，在步骤S43中判定气压Gs1是否大于预先确定的基准值Gss。基准值Gss是用于判断是否进行第一初始动作的阈值，如果步骤S43是肯定则前进到步骤S34，执行第一初始动作。由此，在气压Gs1大的情况下，以小的激光输出指令P1实施激光振荡试验1，因此能够防止激光振荡试验时的异常放电。

但是，如果在振荡器启动处理的结束后指示了激光照射，则控制部5进行以下的控制、即反馈控制，根据激光输出值和激光输出指令之间的偏差增减向激光器电源24提供的电力。因此，在振荡器启动处理的结束之前，使反馈有效而确认激光输出，由此在激光照射指令时，能够更确实地得到希望的激光输出。图11考虑到该点。此外，图11是图10的变形例子，对与图10相同的地方附加相同的符号。

在图11中，如果第二初始动作结束，则从步骤S38前进到步骤S45。在步骤S45中，与步骤S43同样，判定气压Gs1是否大于基准值Gss。如果步骤S45是肯定则前进到步骤S46，如果是否定则前进到步骤S42。在步骤S46中，依照预先确定的第三振荡条件实施激光振荡试验3。即，根据激光输出指令P3（第三激光输出指令）、占空比指令D3（第三占空比指令）的脉冲指令而只进行预定时间T3（第三预定时间）的激光振荡。使向激光输出指令的反馈有效而进行该步骤S46的处理。此外，将激光输出指令P3例如设定为比激光输出指令P2大的值。

接着，在步骤S47中，判定检测出的激光输出值Pa3是否小于预先确定的第三基准值Pt3。例如将第三基准值Pt3设定为比第二基准值Pt2大的值。如果步骤S47是肯定则返回到步骤S46。由此，重复进行激光振荡试验3直到激光输出值Pa3达到基准值Pt3为止。如果步骤S47是否定则前进到步骤S42。

此外，在图11中，在气压Gs1大于基准值Gss的情况下，即在振荡器启动处理的开始时在激光气体中混入了很多大气的情况下，使反馈有效地实施激光振荡试验3。这是因为如果在激光气体中混入了很多大气，则激光输出指令和激光输出之间的偏差变大，可以认为反馈的效果高。但是，并不限于此，也可以在第二初始动作后使反馈持续有效地实施激光振荡试验3。

第四实施方式

参照图12～图16说明本发明的第四实施方式。以下，主要说明与第一实施方式的不同点。在第一实施方式中，根据激光输出Pa1求出激光振荡器2的推定泄漏速率L1（图4的步骤S15），但在第四实施方式中，预先根据其他方法求出成为基准的泄漏速率Lc，根据该泄漏速率Lc和激光输出Pa1求出推定泄漏速率L1。

在求出泄漏速率Lc的情况下，控制部5预先将指示激光振荡器2的电源切断时的气压Gs0和时刻Ts0分别存储在存储器中。接着，在指示了激光振荡器2的电源接通时，控制部5例如进行图12所示的处理（振荡器电源接通处理）。如图12所示，在步骤S51中，将在振荡器电源接通处理的开始后检测出的气压Gs1存储在存储器中。在步骤S52中，计算气压Gs1和电源切断指令时的气压Gs0之间的差压、即气压差Gd（Gs1-Gs0）。在步骤S53中，将当前的时刻Ts1存储在存储器中。

在步骤S54中，从Ts1减去Ts0，计算激光振荡器2的停止时间Ts（振荡器停止时间）。在步骤S55，将气压差Gd除以振荡器停止时间Ts而计算出泄漏速率Lc（单位是Pa/小时）。在步骤S56，将激光振荡器2的电源（激光器电源24）接通，结束振荡器电源接通处理。由此，成为能够接受激光振荡器2的启动的状态。

图13是表示第四实施方式的振荡器启动处理的一个例子的流程图。如果振荡器电源接通处理结束，则开始图13的处理。在步骤S61～步骤S64，进行与图4的步骤S11～步骤S14相同的处理。即，在步骤S61中启动送风机3，在步骤S62将激光气压调整为预定值G1，在步骤S63实施激光振荡试验，在步骤S64将这时的激光输出值Pa1存储在存储器中。

接着，在步骤S65，根据预先通过振荡器电源接通处理计算出的泄漏速率Lc和激光输出值Pa1，求出推定泄漏速率L1。例如，与图4的步骤S15同样，根据激光输出Pa1求出泄漏速率，计算该泄漏速率和泄漏速率Lc的平均值作为推定泄漏速率。在步骤S66中，将推定泄漏速率L1显示在显示部6上，结束振荡器启动处理。

在第四实施方式中，将在激光振荡器2的停止时间中所测量的气压差Gd除以停止时间Ts来计算成为基准的泄漏速率Lc，根据该泄漏速率Lc和激光输出值Pa1来计算推定泄漏速率L1。由此，能够根据激光输出的泄漏速率来修正通过简单计算求出的泄漏速率Lc，因此能够求出更正确的推定泄漏速率L1。

此外，也可以代替在步骤S55根据气压差Gd和振荡器停止时间Ts求出泄漏速率Lc，而根据激光振荡器2的启动之前的气压Gs1和振荡器停止时间Ts求出泄漏速率Lc，在步骤S65，根据该泄漏速率Lc和激光输出值Pa1来计算推定泄漏速率L1。也可以代替显示推定泄漏速率L1，而根据推定泄漏速率L1来判断激光气体容器1的密闭性的好坏而显示警告。

也可以不是气压差Gd和气压Gs1，而是监视其他物理量而求出推定泄漏速率L1，或判定密闭性的好坏。图14是表示图13的变形例子的流程图。此外，对与图13相同的地方附加相同的符号。在图14，考虑到如果激光气体容器1的密闭性差则送风机3的逆变器电力增大这一点，而监视逆变器电力。此外，在图14中，不使用振荡器停止时间Ts而判定密闭性的好坏，因此在振荡器启动处理的开始之前不进行图12的振荡器电源接通处理。

在图14中，在步骤S61中启动了送风机3后，在步骤S67中，将送风机驱动用的逆变器的电力Eb存储在存储器中。可以由控制部5（图2的激光控制部52）取得逆变器电力Eb。接着，在步骤S62将激光气压调整为预定值G1，在步骤S63实施激光振荡试验，在步骤S64将激光输出Pa1存储在存储器中后，在步骤S68中，与图5的步骤S17同样，判定激光输出值Pa1是否小于基准值Pt1。

如果步骤S68是否定则前进到步骤S69，如果是肯定则跳过步骤S69前进到步骤S70。在步骤S69，判定逆变器电力Eb是否大于预先确定的基准值Ebs。基准值Ebs是用于判断密闭性的好坏的阈值，是预先通过实验等求出的值。如果步骤S69是肯定则前进到步骤S70，如果是否定则跳过步骤S70，结束处理。在步骤S70，将表示激光气体容器1的密闭性差的警告显示在显示部6上。

在图14的例子中，在激光输出值Pa1小于基准值Pt1的情况、或送风机3的逆变器电力Eb大于基准值Ebs的情况下，显示警告。因此，能够更确实地判断激光气体容器1的密闭性的好坏。此外，也可以代替判断密闭性的好坏，而求出推定泄漏速率L1并进行显示。在该情况下，也可以例如预先通过实验等求出逆变器电力Eb和泄漏速率之间的关系并存储在存储器中，根据该关系计算出与逆变器电力Eb对应的泄漏速率，将与根据该泄漏速率和激光输出值Pa1求出的泄漏速率的平均值作为推定泄漏速率L1。

图15是表示图13的另一个变形例子的流程图。此外，对与图13相同的地方附加相同的符号。在图15中，考虑到如果激光振荡器2的温度（振荡器温度）低则激光输出变低这一点，监视振荡器温度。即，即使在密闭性没有问题的情况下，有时也有因振荡器温度Tm低而激光输出变低的情况，图15是在防止该情况下错误地判断密闭性差的例子。此外，在图15中，也不使用振荡器停止时间Ts来判定密闭性的好坏，因此在振荡器启动处理的开始之前不进行图12的振荡器电源接通处理。

图16是与图15的处理对应的激光装置100的框图。如图16所示，控制部5与检测激光振荡器2的温度的温度检测器8连接。此外，也可以代替温度检测器8而使用温度开关等其他温度检测部。

在图15中，如果在步骤S64存储了激光振荡试验时的激光输出值Pa1则前进到步骤S71，将通过温度检测器8检测出的振荡器温度Tm存储在存储器中。在步骤S72中，判定激光输出值Pa1是否小于基准值Pt1，如果是肯定则前进到步骤S73。在步骤S73，判定振荡器温度Tm是否高于预先确定的基准值Tms。基准值Tms是用于判断是否能够有效地进行密闭性好坏的判定的阈值，可以通过实验等预先求出。

如果步骤S73是肯定则前进到步骤S74，将警告显示在显示部6上。如果步骤S73是否定，则跳过步骤S74而结束处理。由此，在振荡器温度Tm低的情况下（Tm≤Tms），即使在激光输出值Pa1小于基准值Pt1的情况下，也不进行警告显示，因此能够防止错误地判定密闭性的好坏。

（变形例子）

在上述实施方式中，将气压检测器33设置在第一热交换器31的下游侧并且送风机3的上游侧，但只要检测激光气体容器1内的激光气压，则可以将气压检测部设置在其他位置。根据气压检测器33的监测值控制吸气装置13和排气装置14，将激光气压调整为预定值G1，但压力调整部的结构并不限于此。在激光振荡器2的启动之前，激光气压成为比大气压低的目标气压G0（第一气压），激光振荡器2的启动并且激光照射之前的准备阶段中，只要对压力调整部进行控制使得激光气压成为能够振荡激光的预定值G1（第二气压），则压力控制部51的结构可以是任意的。

只要在准备阶段中，控制激光振荡器2使得激光振荡器2执行依照预先确定的振荡条件输出激光的初始动作（激光振荡试验），则激光控制部52的结构可以是任意的。只要根据通过作为激光检测部的激光检测器26检测出的检测值Pa1，推定激光气体容器1的密闭性的程度，则作为密闭推定部的控制部5的结构可以是任意的。

在上述实施方式（图4）中，使用在激光振荡试验时检测出的激光输出值Pa1求出推定泄漏速率L1，但也可以使用与激光输出值Pa1具有相关关系的其他物理量（例如激光器电源24的电流、电压、功率等）计算推定泄漏速率L1。因此，也可以由激光检测器26以外构成激光检测部。在上述实施方式（图6）中，根据激光振荡试验的实施次数N1来推定激光气体容器1的密闭性的程度，但也可以根据实施激光振荡试验的时间（总时间）来推定它。

在上述实施方式（图7）中，将在初始动作的结束时检测出的激光输出值Pa1存储在作为激光输出存储部的控制部5的存储器中，使用该存储的值Pp（=Pa1）设定激光振荡试验时的基准值Pt1（预定值），但预定值的设定的方法并不限于此。在上述实施方式（图5）中，对检测出的激光输出值Pa1和阈值Pt1进行比较而判定密闭性的好坏，但也可以重复进行激光振荡试验直到激光输出值Pa1成为预定值Pt1为止，对这时的激光振荡试验进行的次数或时间和阈值进行比较，判定密闭性的好坏。

在上述实施方式（图8）中，执行依照第一振荡条件输出激光的激光振荡试验1（第一初始动作）、依照第二振荡条件输出激光的激光振荡试验2（第二初始动作），但也可以设定比这更多的振荡条件，进行激光振荡试验。在该情况下，伴随着激光振荡试验的进展，设定振荡条件使得激光输出指令逐渐增大即可。在图8的步骤S39中，也可以与图9～图11同样，根据通过第二初始动作输出的激光的检测值Pa2来求出推定泄漏速率L1。

在上述实施方式（图9）中，将输入了激光振荡器2的电源的切断指令时的气压的检测值Gs0存储在作为气压存储部的控制部5的存储器中，但气压存储部的结构并不限于此。通过控制部5计算存储在气压存储部中的气压Gs0和在激光振荡器2的启动之后检测出的气压Gs1之间的差压Gd，但也可以使用差压计等检测差压Gd。在上述实施方式（图10）中，将在激光振荡器2的振荡器启动处理开始之前检测出的气压Gs1存储在作为气压存储部的控制部5的存储器中，但气压存储部的结构并不限于此。

在上述实施方式（图11）中，在气压Gs1大于基准值Gss时，依照第三振荡条件通过反馈控制执行第三初始动作，但也可以使反馈有效地进行其他初始动作。在上述实施方式（图12）中，通过控制部5计算从激光振荡器2的电源切断到激光振荡器2开始启动为止的时间（振荡器停止时间Ts），但停止时间计算部的结构并不限于此。对根据使用振荡器停止时间Ts计算出的泄漏速率Lc和激光输出值Pa1求出的泄漏速率进行平均而求出推定泄漏速率L1，但只要根据振荡器停止时间Ts和检测出的激光输出值Pa1来推定密闭性的程度的话，则控制部5的结构可以是任意的。

在上述实施方式（图14）中，对送风机3的逆变器电力Eb和基准值Ebs的大小进行比较来推定密闭性的程度，但也可以使用与送风机3的旋转具有相关关系的其他物理量（例如送风机3的电压、功率、喷出压力、吸入压力等）来推定密闭性的程度。在该情况下，也可以使用与送风机3的旋转具有相关关系的多个物理量来推定密闭性的程度。在上述实施方式（图15）中，通过温度检测器8检测激光振荡器2的温度Tm，但也可以检测与激光气体容器1内的激光气体温度具有相关关系的其他物理量，根据该检测值和激光输出值Pa1来推定密闭性的程度。

也可以任意地组合上述实施方式和变形例子的一个或多个。

根据本发明，在激光振荡器的启动之前将激光气体容器内的气压设为比大气压低，在激光振荡器的启动时，根据激光输出的检测值来推定激光气体容器的密闭性的程度，因此能够容易并且正确地推定激光气体容器的密闭性的程度。

以上，与其适合的实施方式关联地说明了本发明，但本技术领域的技术人员应该理解能够不脱离后述的权利要求的公开范围而进行各种修正和变更。

Claims (11)

1.一种激光装置，其特征在于，具备：

激光气体容器（1），其形成激光气体所循环的气体流路（1a）；

激光振荡器（2），其将在上述气体流路中流动的激光气体作为激励介质而振荡激光；

气压检测部（33），其检测上述激光气体容器内的激光气压；

压力调整部（13，14），其根据上述气压检测部的监测值来调整上述激光气体容器内的激光气压；

压力控制部（51），其控制上述压力调整部，使得在上述激光振荡器的启动前，上述激光气体容器内的激光气压成为比大气压低的第一气压（G0），在上述激光振荡器的启动后，并且在激光向外部照射之前的准备阶段中，上述激光气体容器内的激光气压成为能够振荡激光的第二气压（G1）；

激光控制部（52），其控制上述激光振荡器，使得在上述准备阶段中，上述激光振荡器执行依照预先确定的振荡条件输出激光的初始动作；

激光检测部（26），其检测通过上述激光振荡器的上述初始动作而输出的激光或与该激光具有相关关系的物理量；

密闭推定部（5），其根据通过上述激光检测部检测出的检测值，推定上述激光气体容器的密闭性的程度。

2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，

上述激光控制部对上述激光振荡器进行控制，使得执行上述初始动作直到通过上述激光检测部检测出的检测值（Pa1）达到预定值（Pt1）为止，

上述密闭推定部根据上述初始动作所执行的次数或时间来推定上述激光气体容器的密闭性的程度。

3.根据权利要求2所述的激光装置，其特征在于，

还具备：激光输出存储部（5），其存储在上述初始动作的结束时通过上述激光检测部检测出的检测值，

预先根据存储在上述激光输出存储部中的检测值来设定上述预定值。

4.根据权利要求1～3的任意一项所述的激光装置，其特征在于，

上述密闭推定部对通过上述激光检测部检测出的检测值、或上述初始动作的执行次数或时间和预先确定的阈值进行比较，判定上述激光气体容器的密闭性的好坏。

5.根据权利要求1～4的任意一项所述的激光装置，其特征在于，

上述初始动作包括：依照包含第一激光输出的指令（P1）的第一振荡条件输出激光的第一初始动作；依照包含比上述第一激光输出大的第二激光输出的指令（P2）的第二振荡条件输出激光的第二初始动作，

上述激光控制部对上述激光振荡器进行控制，使得在上述准备阶段中，在执行了上述第一初始动作后，执行上述第二初始动作，

上述密闭推定部至少根据通过上述第二初始动作输出的激光的检测值（Pa2），推定上述激光气体容器的密闭性的程度。

6.根据权利要求5所述的激光装置，其特征在于，

还具备：气压存储部（5），其存储输入了上述激光振荡器的电源的切断指令时的通过上述气压检测部检测出的激光气压（G0），

上述激光控制部对上述激光振荡器进行控制，使得在存储在上述气压存储部中的激光气压和在上述激光振荡器的启动后通过上述气压检测部检测出的激光气压（Gs1）之间的差压（Gd）为预定值（Gds）以下时，不执行上述第一初始动作而执行上述第二初始动作。

7.根据权利要求5所述的激光装置，其特征在于，

还具备：气压存储部（5），其存储在上述激光振荡器的启动前通过上述气压检测部检测出的激光气压（Gs1），

上述激光控制部对上述激光振荡器进行控制，使得在通过上述气压存储部存储的激光气压为预定值（Gss）以下时，不执行上述第一初始动作而执行上述第二初始动作。

8.根据权利要求6或7所述的激光装置，其特征在于，

上述激光控制部对上述激光振荡器进行控制，使得在存储在上述气压存储部中的激光气压和在上述激光振荡器的启动后通过上述气压检测部检测出的激光气压之间的差压大于上述预定值时、或通过上述气压存储部存储的激光气压大于上述预定值时，在执行上述第二初始动作后，进而通过反馈控制来执行依照包含第三激光输出的指令（P3）的第三振荡条件而输出激光的第三初始动作。

9.根据权利要求1～8的任意一项所述的激光装置，其特征在于，

还具备：停止时间计算部（5），其求出从切断上述激光振荡器的电源到上述激光振荡器开始启动为止的振荡器停止时间（Ts），

上述密闭推定部根据通过上述激光检测部检测出的检测值和通过上述停止时间计算部计算出的振荡器停止时间，推定上述激光气体容器的密闭性的程度。

10.根据权利要求1～9的任意一项所述的激光装置，其特征在于，

还具备：送风机（3），其使激光气体在上述激光气体容器内循环，

上述密闭推定部根据通过上述激光检测部检测出的检测值、与上述送风机的旋转具有相关关系的物理量（Eb），推定上述激光气体容器的密闭性的程度。

11.根据权利要求1～10的任意一项所述的激光装置，其特征在于，

还具备：温度检测部（8），其检测与上述激光气体容器内的激光气体温度具有相关关系的物理量（Tm），

上述密闭推定部根据通过上述激光检测部检测出的检测值和通过上述温度检测部检测出的物理量，推定上述激光气体容器的密闭性的程度。