CN108376900A - 激光装置 - Google Patents

激光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108376900A
CN108376900A CN201810089322.6A CN201810089322A CN108376900A CN 108376900 A CN108376900 A CN 108376900A CN 201810089322 A CN201810089322 A CN 201810089322A CN 108376900 A CN108376900 A CN 108376900A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling
power supply
supply unit
laser
cooling surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810089322.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108376900B (zh
Inventor
本田昌洋
松田宗和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Publication of CN108376900A publication Critical patent/CN108376900A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108376900B publication Critical patent/CN108376900B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/0405—Conductive cooling, e.g. by heat sinks or thermo-electric elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02423—Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0626—Energy control of the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B23K26/21—Bonding by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/003—Cooling means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02—Constructional details
    • H01S3/04—Arrangements for thermal management
    • H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02438—Characterized by cooling of elements other than the laser chip, e.g. an optical element being part of an external cavity or a collimating lens
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23—Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media
    • H01S3/2308—Amplifier arrangements, e.g. MOPA
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02216—Butterfly-type, i.e. with electrode pins extending horizontally from the housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0225—Out-coupling of light
    • H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够实现紧凑化并且更高效地冷却发热部件的激光装置。激光装置(1)具备：发光部(2)，其产生激光；放大部(3)，其放大由发光部(2)产生的激光；电源部(4)，其供给用于使发光部(2)产生激光的电力；板状的冷却部(10)，其具有第一冷却面(10a)以及位于与第一冷却面(10a)相反的一侧的第二冷却面(10b)；以及壳体，其用于容纳发光部(2)、放大部(3)、电源部(4)和冷却部(10)，其中，在冷却部(10)的第一冷却面(10a)侧配置有电源部(4)和发光部(2)，在冷却部(10)的第二冷却面(10b)侧配置有放大部(3)。

Description

激光装置
技术领域
本发明涉及一种输出激光的激光装置。
背景技术
以往，在金属或非金属的切割、焊接等中使用激光。输出这种激光的激光装置具备电源部、LD(激光二极管)模块、空腔等。这些均是在工作中发热的部件(以下也称作“发热部件”)。因此，这些发热部件在激光装置的运转中需要冷却。在以往的激光装置中，为了冷却这些发热部件，例如使用在内部埋入有水冷管的水冷板(例如参照专利文献1、2)。
专利文献1：日本特开2002-16307号公报
专利文献2：日本特开2003-234534号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在激光的输出例如为1kW以下的低输出型的激光装置中，要求使壳体更紧凑。另一方面，当使壳体紧凑时，各部件的设置空间变得狭小，因此部件间的距离也变近。因此，在壳体内，难以利用水冷板来高效地冷却发热部件。
本发明的目的在于提供一种能够实现紧凑化并且更高效地冷却发热部件的激光装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明涉及一种激光装置(例如后述的激光装置1)，具备：发光部(例如后述的LD模块2)，其产生激光；放大部(例如后述的空腔3)，其放大由所述发光部产生的激光；电源部(例如后述的电源部4)，其供给用于使所述发光部产生激光的电力；板状的冷却部(例如后述的水冷板10)，其具有第一冷却面(例如后述的第一冷却面10a)以及位于与所述第一冷却面相反的一侧的第二冷却面(例如后述的第二冷却面10b)；以及壳体(例如后述的壳体20)，其用于容纳所述发光部、所述放大部、所述电源部和所述冷却部，其中，在所述冷却部的所述第一冷却面侧配置有所述电源部和所述发光部，在所述冷却部的所述第二冷却面侧配置有所述放大部。
(2)在(1)的激光装置中，也可以是，还具备控制部(例如后述的控制部6)，该控制部对从所述电源部向所述发光部的电力的供给进行控制，所述控制部以在所述冷却部的厚度方向上与配置于所述冷却部的所述第一冷却面的所述电源部或所述发光部之间隔着间隙的方式进行配置。
(3)在(1)或(2)的激光装置中，也可以是，还具备动力切断部(例如后述的动力切断部5)，该动力切断部能够切断从所述电源部向所述发光部的电力的供给，所述动力切断部配置于在所述冷却部的厚度方向上不与所述冷却部重叠的位置，所述壳体在与所述动力切断部相向的侧面具有能够取出放入所述动力切断部的至少一个部件的开口部(例如后述的开口部215)。
(4)在(1)～(3)的任一激光装置中，也可以是，所述冷却部固定于设置于所述壳体的至少两个侧面的支承构件(例如后述的支承配件31)。
(5)在(1)～(4)的任一激光装置中，也可以是，所述电源部、所述发光部和所述放大部中的至少一个隔着具有导热性的中间件(例如后述的导热性片S)配置于所述冷却部。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够实现紧凑化并且更高效地冷却发热部件的激光装置。
附图说明
图1是表示实施方式中的激光装置1的功能性的结构的框图。
图2是表示激光装置1的主要部分的分解立体图。
图3是从Y1方向观察电源部4时的侧视图。
图4是水冷板10的分解立体图。
图5是说明激光装置1的壳体20与主体部100之间的位置关系的立体图。
图6是从Y1方向观察激光装置1时的侧视图。
图7是壳体20的分解立体图。
图8是表示设置于壳体20的支承部30的立体图。
图9是壳体20的X方向的中间位置处的Y-Z平面的截面图。
附图标记说明
1：激光装置；2：LD模块；3：空腔；4：电源部；5：动力切断部；6：控制部；10：水冷板；10a：第一冷却面；10b：第二冷却面；20：壳体；30：支承部；31：支承配件；215：开口部；S：导热性片。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式进行说明。此外，本说明书中附带的附图均是示意图，考虑到易于理解等，相比于实际物体对各部分的形状、比例尺、纵横的尺寸比等进行了变更或放大。另外，在附图中适当地省略表示构件的截面的阴影线。
在本说明书等中，将激光装置1的一个横方向设为X(X1-X2)方向，将与该X方向正交的横方向设为Y(Y1-Y2)方向。另外，将激光装置1的厚度方向(与X-Y平面正交的方向)设为Z(Z1-Z2)方向。此外，从厚度方向(Z方向)观察激光装置1时的形状不限于本实施方式这样的长方形，例如也可以是正方形、梯形等。
图1是表示本实施方式的激光装置1的功能性的结构的框图。本实施方式的激光装置1为向激光加工装置7供给激光的装置。
如图1所示的那样，激光装置1具备LD模块(发光部)2、空腔(放大部)3、电源部4、动力切断部5和控制部6。其中，LD模块2、电源部4、动力切断部5和控制部6为构成电气部的部件。空腔3为构成光学部的部件。这些各部与后述的水冷板10一起容纳于壳体20内。
LD模块2为产生激光的激光光源。LD模块2包括多个激光二极管(未图示)。LD模块2产生与从电源部4供给的电流相应的强度的激光。由各激光二极管产生的激光经由多根光纤51发送到空腔3。LD模块2为需要冷却的发热部件。
空腔3放大从LD模块2发送的激光。由各激光二极管产生的激光由空腔3放大，经由一根光纤52输出到外部的激光加工装置7。激光加工装置7为从加工头(未图示)射出激光来对工件进行加工的装置。空腔3为需要冷却的发热部件。
电源部4为供给用于使LD模块2产生激光的电流的电源电路。电源部4经由电线缆53来与LD模块2连接，经由信号线缆54来与控制部6连接。电源部4按照从控制部6发送的控制信号来向LD模块2供给电流、或停止供给。电源部4如后述的那样具备IC、电容器等(未图示)不需要冷却的部件、以及FET、二极管等(未图示)需要冷却的部件。在激光装置1中，电源部4作为整体来看需要冷却的发热部件来处理。
动力切断部5为能够切断从电源部4向LD模块2的电流的供给的电路。动力切断部5例如为具备熔断器、断路器等电部件的电路。这些电部件能够经由设置于后述的壳体20的开口部215进行更换。动力切断部5经由电线缆55来与电源部4连接，经由电力线缆56来与主电源8连接。另外，动力切断部5经由信号线缆57来与控制部6连接。动力切断部5例如以在紧急时根据从控制部6发送的控制信号来切断从电源部4向LD模块2的电流的供给的方式进行动作。动力切断部5为不需要冷却的部件。
控制部6为对来自激光装置1的激光的输出进行控制的电路。控制部6通过经由信号线缆54发送的控制信号来控制电源部4的动作，通过经由信号线缆57发送的控制信号来控制动力切断部5的动作。控制部6经由信号线缆58来与CNC 9连接。CNC 9为对激光装置1的动作进行控制的数值控制装置。控制部6按照从CNC 9发送的控制信号来控制电源部4、动力切断部5等的动作。控制部6为不需要冷却的部件。
接着，对激光装置1的内部构造进行说明。
图2是表示激光装置1的主要部分的分解立体图。图3为从Y1方向观察电源部4时的侧视图。图4为水冷板10的分解立体图。
其中，在图2和图3中省略了壳体20(后述)、各种线缆、光纤等的图示。
如图2所示的那样，水冷板(冷却部)10为具有第一冷却面10a和第二冷却面10b(以下统称为“冷却面”)的板状的部件。所谓“板状”是指整体呈板状，不限制为均等厚度，厚度可以不均匀。构成激光装置1的各部分别分散地配置于水冷板10的表面和背面。水冷板10冷却上述的LD模块2、空腔3等发热部件。另外，水冷板10如后述的那样也作为壳体20的加强件发挥功能。
在本实施方式中，在水冷板10的厚度方向(Z方向)上，将Z1侧设为第一冷却面10a，将Z2侧设为第二冷却面10b。此外，第一冷却面10a与第二冷却面10b为位于彼此相反侧的面，在任一方为表面的情况下，另一方为背面。因此，在水冷板10的厚度方向(Z方向)上，在将Z2侧设为第一冷却面10a的情况下，Z1侧为第二冷却面10b。
LD模块2和电源部4为需要冷却的发热部件，因此配置在水冷板10的第一冷却面10a侧。在此，所谓第一冷却面10a侧不限于直接配置(抵接)于第一冷却面10a的表面的情况，也包括隔着后述的导热性片S或具有导热性的润滑脂等进行配置的情况。并且，只要处于第一冷却面10a的冷却效果涉及的范围内，则也包括与第一冷却面10a之间隔着间隙(空隙)进行配置的情况。关于第二冷却面10b也同样。关于水冷板10的构造在后面进行叙述。
LD模块2隔着导热性片(中间件)S配置于水冷板10的第一冷却面10a。导热性片S为用于提高配置于冷却面的部件与冷却面之间的密合性和导热性的片状的构件。导热性片S例如由硅等形成。此外，也可以代替导热性片S而涂布具有导热性的润滑脂。作为具有导热性的润滑脂例如能够使用硅等。另外，也可以不在各部件与冷却面之间夹着导热性片S等而是将各部件直接配置于水冷板10的冷却面。
电源部4隔着导热性片S或具有导热性的润滑脂配置于水冷板10的第一冷却面10a中的与LD模块2的位置不同的位置。
如图3所示的那样，电源部4具备印刷电路板40、第一部件组41和第二部件组42。此外，在图3中省略了导热性片S、布线等的图示。
印刷电路板40为用于配置第一部件组41、第二部件组42的绝缘体的板状构件。印刷电路板40具有第一面40a和第二面40b。第一面40a为位于印刷电路板40的厚度方向(Z方向)上的Z1侧的面。第二面40b为位于印刷电路板40的厚度方向上的Z2侧的面。
第一部件组41主要为不需要冷却的部件的集合体。作为第一部件组41例如能够列举出IC、电容器等。第一部件组41配置于印刷电路板40的第一面40a。
第二部件组42主要为需要冷却的部件的集合体。作为第二部件组42例如能够列举出FET等开关元件。第二部件组42配置于印刷电路板40的第二面40b。
如图3所示的那样，构成电源部4的部件组41和42配置于印刷电路板40，因此能够削减部件间的布线数量。另外，在电源部4中，第一部件组41和第二部件组42分别分开地安装于印刷电路板40的第一面40a和第二面40b。因此，根据图3所示的结构，能够实现电源部4的省空间化。
另外，如图3所示的那样，配置于印刷电路板40的第一面40a的第一部件组41不与水冷板10的第一冷却面10a相接触。因此，水冷板10的第一冷却面10a不会从不需要冷却的第一部件组41吸收多余的热。另一方面，配置于印刷电路板40的第二面40b的第二部件组42与水冷板10的第一冷却面10a相接触。因此，水冷板10的第一冷却面10a能够更高效地冷却需要冷却的第二部件组42。
上述的LD模块2和电源部4为发热部件，因此均隔着导热性片S或具有导热性的润滑脂配置于水冷板10的第一冷却面10a。
配置于水冷板10的第一冷却面10a的LD模块2和电源部4被在水冷板10的内部流通的冷却水W(参照图4)冷却。
如图2所示的那样，控制部6配置于比LD模块2靠水冷板10的厚度方向(Z方向)的Z1侧的位置。控制部6为不需要冷却的部件，因此配置在设置于水冷板10的第一冷却面10a的支承台15之上。
支承台15由支承板16和四个腿部17构成。支承板16为用于设置控制部6的板材。腿部17为配置于支承板16的Z2侧的四角的支承件。腿部17利用螺丝(未图示)安装于水冷板10的第一冷却面10a。支承台15相对于水冷板10装卸自如，因此不会妨碍配置于水冷板10的第一冷却面10a的LD模块2的维护、更换等。支承板16和腿部17例如由铝合金、不锈钢、钢等金属板形成。
控制部6配置于与水冷板10的第一冷却面10a的距离相当于腿部17的Z方向的长度的量的位置。水冷板10的厚度方向(Z方向)上的、支承板16与水冷板10的第一冷却面10a之间的间隙设定为支承板16的Z2侧的表面不与LD模块2相干扰的长度。当在水冷板10的第一冷却面10a设置支承台15时，在俯视时LD模块2呈大致被支承台15覆盖的状态。
动力切断部5配置于在水冷板10的厚度方向(Z方向)上不与水冷板10重叠的位置。动力切断部5配置于水冷板10的、与LD模块2相反的一侧。在本实施方式中，动力切断部5借助托架18安装于电源部4的侧面。此外，动力切断部5可以安装于在水冷板10的厚度方向(Z方向)上不与水冷板10重叠的任意位置。例如，也可以将动力切断部5配置于水冷板10或壳体20的侧面。
空腔3为需要冷却的发热部件，因此配置于水冷板10的第二冷却面10b侧。空腔3隔着导热性片S或润滑脂配置于水冷板10的第二冷却面10b。
此外，在以后的说明中，如图2所示的那样，将组装有LD模块2、空腔3、电源部4、控制部6、水冷板10等的状态称作“主体部100”。
接着，对水冷板10的构造进行说明。
如图4所示的那样，水冷板10具备第一冷却板11、第二冷却板12和冷却管13。
第一冷却板11为构成上述的第一冷却面10a的板状的构件。第一冷却板11具备配置槽11a。配置槽11a为用于容纳冷却管13的槽。配置槽11a是沿着第一冷却板11的长度方向(X方向)形成的。
第二冷却板12为构成上述的第二冷却面10b的板状的构件。第二冷却板12具备配置槽12a。配置槽12a为用于容纳冷却管13的槽。配置槽12a是沿着第二冷却板12的长度方向(X方向)形成的。
第一冷却板11和第二冷却板12例如由铝合金、铜合金等导热率高的材料构成。
冷却管13为在内部流通冷却水W(制冷剂)的管状的构件。冷却管13例如由铜等导热率高的材料形成。此外，虽然没有图示，但冷却管13的一个端部13a和另一个端部13b延长到壳体20的X1侧的侧面。在壳体20的X1侧的侧面安装有联接器(未图示)。冷却管13借助联接器来与从热交换器延伸出来的外部配管(未图示)连接。
在第一冷却板11的配置槽11a与第二冷却板12的配置槽12a之间夹入冷却管13，并将两冷却板11、12接合，由此形成水冷板10。如图4所示的那样，从热交换器(未图示)对冷却管13的一个端部13a供给冷却水W。供给到冷却管13的冷却水W在冷却管13的内部流通，由此对第一冷却板11的第一冷却面10a和第二冷却板12的第二冷却面10b的热进行吸收(热交换)，并从另一个端部13b发送到热交换器。此外，在本实施方式中，记载了夹入方式的水冷板，但也可以是扩管方式等其它构造的水冷板。
接着，对激光装置1的用于容纳主体部100的壳体20进行说明。
图5是说明激光装置1的壳体20与主体部100之间的位置关系的立体图。图6是从Y1方向观察激光装置1时的侧视图。图7是壳体20的分解立体图。其中，在图5和图6中，用假想线(双点划线)表示壳体20。
如图5所示的那样，壳体20在位于X1侧的侧板211(后述)具有开口部215。开口部215是为了能够在壳体20内容纳有主体部100的状态下进行设置于动力切断部5的熔断器、断路器等至少一个部件(未图示)的维护、更换等的开口。如前述的那样，动力切断部5为不需要冷却的部件，因此在主体部100中配置于远离水冷板10的位置。因此，通过在壳体20的侧板211中的与动力切断部5相向的位置形成开口部215，能够经由开口部215进行设置于动力切断部5的熔断器、断路器等部件的维护、更换等。另外，动力切断部5配置于水冷板10的、与LD模块2相反的一侧，因此不会妨碍将LD模块2与空腔3之间连接的光纤51的装设。
如图6所示的那样，将LD模块2与空腔3之间连接的光纤51绕过水冷板10的侧面进行安装。根据该结构，在从壳体20的Z1侧进行主体部100的组装、维护等情况下，操作者的手指、工具等难以与光纤51接触，因此能够抑制对光纤51的损伤。另外，如图6所示的那样，主体部100在LD模块2的Z1侧具备支承台15。根据该结构，操作者的手指、工具等更难以与光纤51接触，因此能够更有效地抑制对光纤51的损伤。
如图7所示的那样，壳体20具备外框部21、顶板部22、底板部23、关闭板24。构成壳体20的各部例如由铝合金、不锈钢、钢板等形成。
外框部21为作为壳体20的主体的部分。外框部21具备侧板211～214。侧板211为位于外框部21的X1侧的板构件。在侧板211形成有前述的开口部215。侧板212为位于外框部21的X2侧的板构件。侧板213为位于外框部21的Y1侧的板构件。侧板214为位于外框部21的Y2侧的板构件。此外，虽然没有在图7中进行图示，但壳体20在内部具备支承部30(后述)。
在外框部21中，由侧板211～214围成X-Y方向的四个面。另外，在外框部21中，在Z方向的两个面形成有开口部21a、21b。开口部21a为位于外框部21的Z1侧的开口。开口部21b为位于外框部21中的Z2侧的开口。
壳体20在Z1侧形成有开口部21a，因此能够容易地进行在主体部100中配置于水冷板10的第一冷却面10a侧的LD模块2、电源部4、控制部6等的组装、维护、更换等。另外，壳体20在Z2侧形成有开口部21b，因此能够容易地进行在主体部100中配置于水冷板10的第二冷却面10b侧的空腔3等的组装、维护、更换等。
顶板部22为用于关闭外框部21的开口部21a(Z1侧)的板构件。底板部23为用于关闭外框部21的开口部21b(Z2侧)的板构件。
顶板部22和底板部23例如分别利用螺丝(未图示)来安装于外框部21的Z1侧的侧缘21c和外框部21的Z2侧的侧缘21d。
此外，激光装置1在通常的使用方式中并不一定是厚度方向(Z方向)与铅垂方向一致。例如，在将多个激光装置1排列地容纳于架子的情况下，有时也以厚度方向与水平方向一致的朝向进行排列。在本实施方式中，为了便于说明，以图7所示的配置为基准来记载为“顶板部”、“底板部”，但这些名称并不限定激光装置1的使用方式中的上下方向。
关闭板24为用于关闭侧板211的开口部215的板构件。关闭板24例如利用螺丝(未图示)安装于侧板211。在激光装置1动作时，侧板211的开口部215被关闭板24关闭。另一方面，在激光装置1的维护时，拧松并卸下将关闭板24固定于侧板211的螺丝，使开口部215露出，由此能够从开口部215进行设置于动力切断部5的熔断器、断路器等部件的维护、更换等。
接着，对壳体20内的主体部100的支承构造进行说明。
图8是表示设置于壳体20的支承部30的立体图。图9是壳体20的X方向的中间位置处的Y-Z平面的截面图。在图9中，只图示出固定于支承部30的主体部100中的水冷板10。
如图8所示的那样，壳体20在内部具备支承部30。支承部30为用于在壳体20的内部固定主体部100(水冷板10)的部分。支承部30由倒L字形的支承配件(支承构件)31构成。在壳体20的内侧中，在侧板213处沿着X方向安装有两个支承配件31。另外，在侧板214处沿着X方向安装有两个支承配件31。各支承配件31安装成倒L字形的突出的部分彼此朝向内侧。主体部100例如像图8所示的那样在壳体20的厚度方向(Z方向)上从Z1侧容纳到Z2侧。
如图9所示的那样，容纳于壳体20内的主体部100的水冷板10的Y方向的两端部分别支承于支承配件31之上。也就是说，水冷板10固定于设置于两个侧板213及214的总共四个支承配件31。在该状态下，例如利用螺丝(未图示)将水冷板10与支承配件31之间固定，由此能够将主体部100固定于壳体20的内部。另外，拧松并卸下将水冷板10固定于支承配件31的螺丝，由此能够从壳体20取出主体部100。
根据上述的本实施方式的激光装置1，例如起到如下那样的效果。
本实施方式的激光装置1在水冷板10的第一冷却面10a侧配置LD模块2和电源部4，在第二冷却面10b侧配置空腔3。根据该结构，能够有效地利用水冷板10中的部件的设置空间，因此相比于将上述的各部件配置于水冷板10的一面的一侧的情况下，能够使装置紧凑化。
本实施方式的激光装置1在水冷板10的第一冷却面10a和第二冷却面10b侧只配置需要冷却的发热部件。根据该结构，水冷板10的第一冷却面10a和第二冷却面10b不会从不需要冷却的部件吸收多余的热，因此能够更高效地冷却需要冷却的发热部件。
因而，根据本实施方式的激光装置1，能够实现紧凑化，并且更高效地冷却发热部件。
在本实施方式的激光装置1中，LD模块2和电源部4均配置在第一冷却面10a侧。因此，相比于将LD模块2和电源部4分开配置于水冷板10的表面和背面这两侧的情况，信号线缆的布线变得容易。另外，不需要在水冷板10设置信号线缆的贯通孔等，因此不会使水冷板10的强度下降，还能够减少设计水冷板10时的限制。
在本实施方式的激光装置1中，构成电气部的LD模块2和构成光学部的空腔3在水冷板10中分别配置于相反的冷却面侧。因此，将LD模块2与空腔3之间连接的光纤51绕过水冷板10的侧面地进行安装。根据该结构，在从壳体20的Z1侧进行主体部100的组装、维护等情况下，操作者的手指、工具等难以与光纤51接触。因此，相比于将光纤51安装于与LD模块2相同的第一冷却面10a侧，能够抑制对光纤51的损伤。
在本实施方式的激光装置1中，控制部6配置于支承台15之上，因此在控制部6与水冷板10的第一冷却面10a之间形成有间隙。根据该结构，水冷板10的第一冷却面10a不会从不需要冷却的控制部6吸收多余的热，因此能够更高效地冷却需要冷却的发热部件。
在本实施方式的激光装置1中，在支承台15与壳体20的顶板部22之间以及支承台15与水冷板10的第一冷却面10a之间分别形成有间隙。因此，即使在控制部6产生了热的情况下，也能够高效地使该热散出。另外，利用形成于支承台15与水冷板10的第一冷却面10a之间的间隙，能够抑制由LD模块2、电源部4产生的热传递到控制部6。
在本实施方式的激光装置1中，用于配置控制部6的支承台15相对于水冷板10装卸自如，因此不会妨碍LD模块2的维护、更换等。另外，通过将控制部6配置于支承台15，能够有效地利用水冷板10的第一冷却面10a上的部件的设置空间，因此能够使装置更紧凑化。
在本实施方式的激光装置1中，动力切断部5配置于在水冷板10的厚度方向(Z方向)上不与水冷板10重叠的位置。而且，壳体20在与动力切断部5相向的位置具有开口部215。根据该结构，能够不用拆开激光装置1而是经由开口部215进行设置于动力切断部5的熔断器、断路器等部件的维护、更换等。另外，动力切断部5配置于水冷板10的、与LD模块2相反的一侧，因此不会妨碍将LD模块2与空腔3之间连接的光纤51的安装。
在本实施方式的激光装置1中，水冷板10固定于设置于壳体20的内部的支承部30，因此能够将水冷板10作为壳体20的加强件使用。根据该结构，不需要在壳体20的内部或外部配置加强件，因此能够使激光装置1紧凑化、轻型化。另外，能够利用水冷板10确保壳体20的刚性，因此能够在壳体20形成像开口部21a、21b这样的大的开口。并且，在设计要安装于水冷板10的各部的形状、配置等时，不需要考虑加强件的形状、配置等，因此能够使壳体20的设计更简单化。
在本实施方式的激光装置1中，作为发热部件的LD模块2、空腔3和电源部4隔着导热性片S或具有导热性的润滑脂配置于水冷板10。根据该结构，能够使发热部件与水冷板10之间的密合性提高，并且能够提高导热性，因此能够使发热部件发出的热更高效地移动到水冷板10。另外，相比于将发热部件直接配置于水冷板10上的情况，能够强化绝缘(耐受电压)，因此可靠性提高。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定为前述的实施方式，能够如后述的变形方式那样地进行各种变形、变更，并且它们也包含在本发明的技术范围内。实施方式中记载的效果只不过是列举出了根据本发明产生的最佳的效果，但并不限定为实施方式所记载的效果。此外，能够恰当地组合上述的实施方式和后述的变形方式来使用，省略详细的说明。
(变形方式)
在实施方式中，对冷却部构成为以水为制冷剂的水冷板10的例子进行了说明，但并不限定于此。作为冷却部能够使用的制冷剂即可以是水以外的液体(例如防冻液等)，也可以是气体(例如氮等)。
在实施方式中，对在水冷板10的第一冷却面10a侧配置LD模块2、电源部4和控制部6，在第二冷却面10b侧配置空腔3的例子进行了说明，但并不限定于此。也可以在水冷板10的第一冷却面10a侧配置空腔3，在第二冷却面10b侧配置LD模块2、电源部4和控制部6。
在本实施方式中，对将控制部6配置于比LD模块2靠水冷板10的厚度方向(Z方向)的Z1侧的位置的例子进行了说明，但并不限定于此。也可以将控制部6配置于比电源部4靠水冷板10的厚度方向的Z1侧的位置。像这样，控制部6只要能够以与LD模块2或电源部4之间隔着间隙的方式进行配置，则可以配置于任一侧。
在本实施方式中，对将支承配件31(支承部30)安装于位于壳体20的Y方向的侧板213及214的例子进行了说明，但并不限定于此。支承配件31也可以安装于位于壳体20的X方向的侧板211及212。另外，支承配件31在壳体20中既可以安装于侧板211～214中的任三面，也可以安装于全部四面。

Claims (5)

1.一种激光装置，具备：
发光部，其产生激光；
放大部，其放大由所述发光部产生的激光；
电源部，其供给用于使所述发光部产生激光的电力；
板状的冷却部，其具有第一冷却面以及位于与所述第一冷却面相反的一侧的第二冷却面；以及
壳体，其用于容纳所述发光部、所述放大部、所述电源部和所述冷却部，其中，在所述冷却部的所述第一冷却面侧配置有所述电源部和所述发光部，
在所述冷却部的所述第二冷却面侧配置有所述放大部。
2.根据权利要求1所述的激光装置，其特征在于，
还具备控制部，该控制部对从所述电源部向所述发光部的电力的供给进行控制，
所述控制部以在所述冷却部的厚度方向上与配置于所述冷却部的所述第一冷却面的所述电源部或所述发光部之间隔着间隙的方式进行配置。
3.根据权利要求1或2所述的激光装置，其特征在于，
还具备动力切断部，该动力切断部能够切断从所述电源部向所述发光部的电力的供给，
所述动力切断部配置于在所述冷却部的厚度方向上不与所述冷却部重叠的位置，
所述壳体在与所述动力切断部相向的侧面具有能够取出放入所述动力切断部的至少一个部件的开口部。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的激光装置，其特征在于，
所述冷却部固定于设置于所述壳体的至少两个侧面的支承构件。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的激光装置，其特征在于，
所述电源部、所述发光部和所述放大部中的至少一个隔着具有导热性的中间件配置于所述冷却部。
CN201810089322.6A 2017-02-01 2018-01-30 激光装置 Active CN108376900B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017016675A JP6438502B2 (ja) 2017-02-01 2017-02-01 レーザ装置
JP2017-016675 2017-02-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108376900A true CN108376900A (zh) 2018-08-07
CN108376900B CN108376900B (zh) 2019-06-07

Family

ID=62842996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810089322.6A Active CN108376900B (zh) 2017-02-01 2018-01-30 激光装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10326255B2 (zh)
JP (1) JP6438502B2 (zh)
CN (1) CN108376900B (zh)
DE (1) DE102018200862A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6619410B2 (ja) * 2017-12-05 2019-12-11 ファナック株式会社 レーザ加工装置
US11824323B1 (en) * 2018-12-06 2023-11-21 Nlight, Inc. Diode laser package for bidirectionally emitting semiconductor laser devices
CN112566443B (zh) * 2019-09-25 2022-06-28 华为技术有限公司 一种车辆温控系统
JP7362409B2 (ja) * 2019-10-17 2023-10-17 キヤノン株式会社 照明装置およびカメラシステム
KR102380011B1 (ko) * 2020-09-15 2022-03-29 한국광기술원 멀티레이저 리플로우 장치 및 방법, 멀티레이저를 이용한 표면 실장 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001320111A (ja) * 2000-05-02 2001-11-16 Amada Co Ltd レーザー加工機用のレーザー発振器構造
JP2007188934A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Fuji Xerox Co Ltd マルチチップモジュール
CN101350677A (zh) * 2007-03-28 2009-01-21 日本电气株式会社 用于wdm光传输的光直接放大器
JP2009218299A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Nec Corp 液冷モジュール
CN102474068A (zh) * 2010-03-10 2012-05-23 松下电器产业株式会社 半导体激光器装置
CN103765751A (zh) * 2011-09-02 2014-04-30 富士电机株式会社 电力变换装置
JP2015197652A (ja) * 2014-04-03 2015-11-09 日立金属株式会社 コネクタ付きケーブル及び光通信モジュール

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666049U (ja) * 1993-02-26 1994-09-16 ミヤチテクノス株式会社 レーザ装置
JP3456121B2 (ja) * 1997-09-09 2003-10-14 三菱電機株式会社 レーザダイオード用電源制御装置
JP2002016307A (ja) 2000-06-29 2002-01-18 Ushio Inc 放電励起ガスレーザ装置のスイッチング素子の冷却構造
JP2003234534A (ja) 2003-02-21 2003-08-22 Mitsubishi Electric Corp レーザダイオード用電源制御装置
JP6215857B2 (ja) * 2015-02-26 2017-10-18 ファナック株式会社 放熱フィンを有するｌ字状熱伝導部材を備えた空冷式レーザ装置
JP6259419B2 (ja) * 2015-06-01 2018-01-10 ファナック株式会社 扉の開放の可否を判定する機能を備えたレーザ装置
JP6166310B2 (ja) * 2015-06-11 2017-07-19 ファナック株式会社 レーザ発振部、空気冷却機、および除湿器を共通の冷却水にて冷却するレーザ装置
WO2018044813A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-08 Nlight, Inc. Laser cooling system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001320111A (ja) * 2000-05-02 2001-11-16 Amada Co Ltd レーザー加工機用のレーザー発振器構造
JP2007188934A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Fuji Xerox Co Ltd マルチチップモジュール
CN101350677A (zh) * 2007-03-28 2009-01-21 日本电气株式会社 用于wdm光传输的光直接放大器
JP2009218299A (ja) * 2008-03-07 2009-09-24 Nec Corp 液冷モジュール
CN102474068A (zh) * 2010-03-10 2012-05-23 松下电器产业株式会社 半导体激光器装置
CN103765751A (zh) * 2011-09-02 2014-04-30 富士电机株式会社 电力变换装置
JP2015197652A (ja) * 2014-04-03 2015-11-09 日立金属株式会社 コネクタ付きケーブル及び光通信モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
CN108376900B (zh) 2019-06-07
US10326255B2 (en) 2019-06-18
DE102018200862A1 (de) 2018-08-02
US20180214978A1 (en) 2018-08-02
JP6438502B2 (ja) 2018-12-12
JP2018125419A (ja) 2018-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108376900B (zh) 激光装置
US10631438B2 (en) Mechanically flexible cold plates for low power components
US11778775B2 (en) Cooling device and method of manufacturing the same
CN110708934A (zh) 一种均温部件及电子设备
CN202276549U (zh) 电连接组件
US20220217868A1 (en) Cooling Device and Method of Manufacturing the Same
EP3745235B1 (en) Multi-purpose heat sink, method of manufacturing the same, board card, and multi-purpose heat sink platform
JP6622785B2 (ja) 電子部品ユニット
US11076503B2 (en) Thermally conductive insert element for electronic unit
TW201929390A (zh) 馬達驅動裝置
CN117855170A (zh) 散热构造、电子设备以及导热构造体
US8498127B2 (en) Thermal interface material for reducing thermal resistance and method of making the same
DE50103628D1 (de) Kühlanordnung für elektrische geräte
CN115460762A (zh) 电路板装置及电子设备
CN208938956U (zh) 基板结构
WO2019220485A1 (ja) 電力変換装置
CN205093077U (zh) 一种散热装置的壳体结构
CN221745108U (zh) 一种基于4g与陀螺仪传感器的低功耗集成装置
CN204740927U (zh) 一种变压器安装结构、及一种变压器组件
CN218941430U (zh) 一种可防止线路氧化的线路板
CN218353010U (zh) 具有液冷功能的bdu控制器
CN204283833U (zh) 一体式车载空调压缩机
CN217591408U (zh) 接触式导电散热器
ATE462999T1 (de) Rechnersystem, das ein kühlsystem beinhaltet und kühlsystem für ein rechnersystem
CN216055241U (zh) 配电箱的上插式断路器供电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant