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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Gaslaseroszillator mit einem Verfahren zum Kühlen eines Lasergases durch einen Wärmetauscher, insbesondere einen Gaslaseroszillator, welcher in der Lage ist, die Temperatur einer Resonatoreinheit zu steuern.
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Zum Stand der Technik
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Laserbearbeitungsmaschinen für Bearbeitungen, wie zum Schneiden oder Stanzen, durch Bestrahlung von Metall- oder Kunststoffmaterialien mit Laserstrahlen sind bekannt. Derartige Laserbearbeitungsmaschinen haben häufig Kohlendioxid-Laseroszillatoren, die Strahlung mit großer Leistung erzeugen können.
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Ein Kohlendioxid-Laseroszillator hat eine Resonatoreinheit, welche eine Gasmischung anregt (nachfolgend als Lasergas bezeichnet), die hauptsächlich aus Kohlendioxid, Stickstoff und Helium besteht, und welche einen vom Lasergas erzeugten Strahl in Resonanz verstärkt. Die Resonatoreinheit hat eine Entladungsröhre zum Aufnehmen des Lasergases und einen totalreflektierenden Spiegel sowie einen teilreflektierenden Spiegel (einen Auskoppler) an beiden Enden in Richtung der Längsachse der Entladungsröhre. Wird das Lasergas in der Entladungsröhre durch eine Entladung angeregt, wird in Längsachsenrichtung der Entladungsröhre ein Strahl erzeugt. Der erzeugte Strahl wird durch mehrfache Reflexion am totalreflektierenden Spiegel und am teilreflektierenden Spiegel (dem Auskoppler) verstärkt und über den Auskoppler aus der Resonatoreinheit emittiert.
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Wird das Lasergas in der Entladungsröhre durch eine Entladung zur Erzeugung eines Laserstrahls angeregt, wird 10% oder mehr der im Lasergas eingesetzten Entladungsenergie in den Strahl umgewandelt. Die verbleibende Gasentladungsenergie erzeugt Wärme und lässt die Temperatur des Lasergases ansteigen. Dementsprechend steigt die Temperatur der Resonatoreinheit, wodurch deren Komponenten deformiert werden können. Deshalb wird das Lasergas im Gaslaseroszillator, dessen Temperatur stark ansteigt, aus der Entladungsröhre abgezogen, durch einen Wärmetauscher abgekühlt und wieder in die Entladungsröhre rückgeführt. Kühlwasser wird durch den Wärmetauscher zirkuliert und durch eine Kühleinrichtung, wie einen Kühler, auf einer konstanten Temperatur gehalten, wobei der Kühler außerhalb des Laseroszillators angeordnet ist. Ein Temperaturanstieg des Lasergases wird so verhindert, so dass die die Resonatoreinheit bildenden Komponenten weniger der Gefahr einer Deformation ausgesetzt sind und die Laserausgangsleistung stabil gehalten werden kann.
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Insbesondere sind der Auskoppler und der totalreflektierende Spiegel als den Resonator bestimmende Komponenten mit hoher Genauigkeit zu positionieren und eine Temperatursteuerung der Resonatoreinheit ist eine wichtige Technik zur Stabilisierung der Laserausgangsleistung. Deshalb sind viele Techniken diskutiert worden zur Steuerung der Temperaturen von Resonatoreinheiten.
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Die japanische offengelegte Patentanmeldung JP 2001 - 57 452 A beschreibt einen Gaslaseroszillator mit einem Strömungsweg zum Zirkulieren eines Kühlmediums in einer optischen Bank, welche die reflektierenden Spiegel eines Resonators hält und mit einem elektromagnetischen Ventil zum Öffnen und Schließen des Strömungsweges. Der Gaslaseroszillator misst die Temperatur eines Kühlmediums, welches durch die optische Bank fließt, mittels eines Temperatursensors und öffnet und schließt das elektromagnetische Ventil in Abhängigkeit von Messwerten. Dabei wird ein Temperaturanstieg des Kühlmediums verhindert und die Temperatur der Resonatoreinheit wird in einem vorgegebenen Temperaturbereich gehalten.
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Die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP H01 - 232 779 A beschreibt einen Gaslaseroszillator mit einem Spiegel-Kühlsystem zum Zirkulieren von Kühlwasser um Spiegel einer Resonatoreinheit, einem Wärmetauscher zum Kühlen eines Lasermediums und mit einem Lasermedium-Kühlsystem zum Zirkulieren des Kühlwassers durch einen Wärmetauscher. Der Gaslaseroszillator hat weiterhin eine Leitung zum Verbinden des Lasermedium-Kühlsystems und des Spiegelkühlsystems und ein elektromagnetisches Ventil zum Öffnen und Schließen der Leitung. Ist die Temperatur des Kühlwassers im Spiegelkühlsystem tiefer als eine vorgegebene Temperatur, wird das elektromagnetische Ventil geschlossen. Ist die Temperatur des Kühlwassers im Spiegelkühlsystem größer als eine vorgegebene Temperatur, wird das elektromagnetische Ventil geöffnet und ein Teil des durch den Wärmetauscher des Lasermedium-Kühlsystems zirkulierenden Kühlwassers wird in das Spiegelkühlsystem geführt.
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Die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2001 - 24 257 A beschreibt ein Verfahren zum Ausgleichen der Temperaturverteilung in einer Resonatoreinheit durch zirkulierendes Wasser, welches in wendelförmiger Anordnung um die Resonatoreinheit auf eine konstante Temperatur eingestellt wird.
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Die offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2009 - 117 700 A beschreibt einen Gaslaseroszillator mit einem Gasströmungsweg zum Einschließen des Lasergases im Gaslaseroszillator und mit einem Wärmetauscher zum Kühlen des Lasergases im Gasströmungsweg. Der Gaslaseroszillator hat weiterhin im Gasströmungsweg eine Gas-Umleitung zum Umgehen des Wärmetauschers und ein Gas-Strömungsraten-Regelventil zum Einstellen einer Strömungsrate der Lasergasströmung durch die Gasumleitung. Das Gas-Strömungsraten-Regelventil steuert die Strömungsrate des durch den Wärmetauscher strömenden Lasergases und auf diese Weise wird die Temperatur des Lasergases gesteuert.
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Die oben beschriebene Resonatoreinheit bewirkt Resonanz des Laserstrahles durch Positionierung der jeweiligen Reflexionsspiegel an beiden Enden der Entladungsröhre mit hoher Genauigkeit. Ändert sich die Position eines Reflexionsspiegels, kann der Betrieb des Kohlendioxid-Laseroszillators instabil werden und die Laserausgangsleistung abnehmen.
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Beim Positionieren der Reflexionsspiegel wird der Kohlendioxid-Laseroszillator unter Einstellung der Position jedes Reflexionsspiegels so betrieben, dass eine vorgegebene Ausgangsleistung durch stabile Oszillation erreicht wird, also in einer Position, in welcher ein stationärer Zustand erreicht ist. Mit anderen Worten: jeder Reflexionsspiegel wird in einer Position angeordnet, in welcher die Resonatoreinheit eine Temperaturverteilung gemäß einem stationären Zustand hat. Unmittelbar nach Anlaufen des Kohlendioxid-Laseroszillators kann die Temperaturverteilung der Resonatoreinheit verschieden sein von der Temperaturverteilung im stationären Zustand. Dann kann die Position jedes Resonatorspiegels sich aus der Position gemäß dem stationären Zustand verschieben und der Betrieb des Kohlendioxid-Laseroszillators kann instabil werden. Insbesondere bei Einsatz des Kohlendioxid-Laseroszillators in einem kalten Gebiet oder im Winter können Probleme dahingehend auftreten, dass der Betrieb des Kohlendioxid-Laseroszillators unmittelbar nach dem Anlaufen instabil wird.
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Als Gegenmaßnahme gegen dieses Problem wird die Temperatur der Resonatoreinheit beim Anlaufen des Kohlendioxid-Laseroszillators erhöht und es erfolgt eine Gasentladung in der Entladungsröhre für eine bestimmte Zeitspanne. Erreicht die Temperaturverteilung in der Resonatoreinheit den stationären Zustand, wird davon ausgegangen, dass die Vorbereitung der Laseroszillation abgeschlossen ist und die Laseroszillation der Resonatoreinheit wird freigegeben. Allerdings besteht bei dieser Gegenmaßnahme ein Problem derart, dass es Zeit dauert vom Anlaufen des Kohlendioxid-Laseroszillators bis zum Abschluss der Oszillationsvorbereitungen.
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Weiterhin sind Kohlendioxid-Laseroszillatoren so aufgebaut, dass sie durch die Resonatoreinheit erzeugte Wärme nach außen abstrahlen. Beim Anlaufen des Kohlendioxid-Laseroszillators wird durch den Kühler auf eine konstante Temperatur geregeltes Kühlwasser durch den Wärmetauscher zirkuliert, um das Lasergas mit dem Wärmetauscher abzukühlen. Wird deshalb der Kohlendioxid-Laseroszillator aus einem kalten Zustand gestartet, wird das Lasergas gekühlt und das behindert den Temperaturanstieg der Resonatoreinheit. Dies bedingt ein Problem dahingehend, dass die Zeitspanne vom Starten des Kohlendioxid-Laseroszillators bis zum stabilen Oszillationsbetrieb lang wird.
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Die Druckschrift
JP H04 - 53 281 A beschreibt einen Gaslaseroszillator mit einer Glasröhre und einem Wärmetauscher, der Luft außerhalb der Glasröhre kühlt. Die Lufttemperatur wird durch einen Temperatursensor gemessen und mittels Steuerung von den Wärmetauscher kühlendem Kühlwasser konstant gehalten, um schließlich auch die Temperatur des Lasergases in der Glasröhre konstant zu halten.
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Weiteren technischen Hintergrund beschreiben die Druckschriften
JP H07 - 227 688 A ,
JP H05 - 183 223 A und
JP 2010 - 212 565 A . Letztere beschreibt einen Laseroszillator mit einer Vorrichtung zum Regulieren der Durchflussrate eines Kühlmediums. Alle Techniken gemäß den japanischen Patentveröffentlichungen
JP 2001 - 57 452 A ,
JP H01 - 232 779 A ,
JP 2001 - 24 257 A und
JP 2009 - 117 700 A beschreiben nur Techniken zum Kühlen der Resonatoreinheiten einschließlich des Lasergases und der Reflexionsspiegel derart, dass die Temperaturen der Resonatoreinheiten nicht vorgegebene Temperaturwerte überschreiten. Mit anderen Worten: bei den Gaslaseroszillatoren gemäß den japanischen Patentveröffentlichungen
JP 2001 - 57 452 A ,
JP H01 - 232 779 ,
JP 2001 - 24 257 und
JP 2009 - 117 700 A erfolgt nur eine Steuerung zur Vermeidung eines Temperaturanstieges der Resonatoreinheiten nach dem Starten des Gaslaseroszillators. Deshalb haben diese Techniken ein Problem, dass es Zeit verbraucht vom Starten des Gaslaseroszillators zum stabilen Betrieb der Oszillation, insbesondere bei Einsatz des Gaslaseroszillators in kälteren Regionen oder im Winter.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Erfindung zielt auf die Bereitstellung eines Gaslaseroszillators, der nach Start des Gaslaseroszillators eine schnellstmögliche Oszillationsvorbereitung ermöglicht, insbesondere bei Einsatz des Gaslaseroszillators in kälteren Regionen oder im Winter.
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Gemäß der Erfindung wird ein Gaslaseroszillator mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bereitgestellt.
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Der Gaslaseroszillator kann weiterhin einen Temperatursensor aufweisen, eingerichtet zum Messen einer Temperatur der Resonatoreinheit, und eine Steuereinrichtung, eingerichtet zum Vergleichen einer mit dem Temperatursensor gemessenen Messtemperatur mit einer vorgegebenen Temperatur, wobei die Steuereinrichtung das Umschaltventil entsprechend dem Vergleichsergebnis steuert.
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Der Gaslaseroszillator kann weiterhin einen Temperatursensor aufweisen, eingerichtet zum Messen einer Temperatur der Resonatoreinheit; und eine Steuereinrichtung, eingerichtet zum Vergleichen einer mit dem Temperatursensor gemessenen Messtemperatur mit einer vorgegebenen Temperatur, wobei die Steuereinrichtung auf Basis des Vergleichsergebnisses das Einstellventil und/oder die Oszillationsverhinderungseinrichtung steuert.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung kann einen Radiator, eingerichtet zur Führung des Fluids aus entweder dem ersten Strömungsweg oder dem zweiten Strömungsweg durch ihn hindurch, und ein Gebläse aufweisen, eingerichtet zur Übertragung von Wärme des Radiators zur Resonatoreinheit.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung kann einen Strömungsweg aufweisen, der eingerichtet ist zur Führung des Fluids aus entweder dem ersten Strömungsweg oder dem zweiten Strömungsweg, wobei der Strömungsweg in der Resonatoreinheit ausgeformt ist.
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Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Figurenliste
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- 1 zeigt als Blockdiagramm den schematischen Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt als Blockdiagramm den schematischen Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt als Blockdiagramm den schematischen Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt als Blockdiagramm den schematischen Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel.
- 5 zeigt als Blockdiagramm den schematischen Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
- 6 zeigt als Blockdiagramm den schematischen Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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Beschreibung im Einzelnen
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Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten verwendet. Zur Erleichterung des Verständnisses können in den Figuren die Maßstäbe verändert sein. Es wird ein Gaslaser vom Typ mit schneller Axialströmung als Beispiel für einen Gaslaseroszillator näher beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf Gaslaser mit schneller Axialströmung beschränkt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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1 ist ein Blockdiagramm zur schematischen Erläuterung des Aufbaus eines Gaslaseroszillators gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Ein Gaslaseroszillator 1A gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat eine Resonatoreinheit 2 in einem Gehäuse 3, um einen zu emittierenden Laserstrahl in Resonanz zu erzeugen.
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Die Resonatoreinheit 2 speichert ein Lasergas, d.h. eine Gasmischung, die beispielsweise besteht aus Kohlendioxid, Stickstoff und Helium, und hat eine Entladungseinheit 4 vom Axialtyp zum Anregen des Lasergases durch eine Entladung und zur Emission eines Laserstrahls. Die Entladungseinheit vom Axialtyp ist beispielsweise so gestaltet, dass vier Entladungsröhren (nicht dargestellt); in Reihe angeordnet und im Gehäuse 3 in Einheiten von zwei Röhren angeordnet sind. Die Gesamtzahl der Entladungsröhren und die Anzahl der Einheiten von Entladungsröhren, welche mit Umlenkung angeordnet sind, sind nicht auf die obigen Zahlenangaben beschränkt.
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Ein Auskoppler (teilreflektierender Spiegel) 5 und ein total reflektierender Spiegel 6 sind jeweils an Stellen in Richtung der optischen Achse an beiden Enden der Entladungseinheit 4 positioniert. Ein Umlenkspiegel (nicht dargestellt) ist an einer Zwischenstelle der Entladungseinheit 4 angeordnet. Diese Spiegel sind mit hoher Genauigkeit positioniert und durch eine Abstützungskomponente (nicht dargestellt) abgestützt.
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Eine Hochfrequenz-Leistungsquelle 7 ist außerhalb der Entladungseinheit 4 angeordnet. Die Hochfrequenz-Leistungsquelle 7 legt die hochfrequente elektrische Leistung an Elektroden (nicht dargestellt) in der Entladungseinheit 4 an, um eine Entladung im Lasergas zwischen den Elektroden zu bewirken. Wird das Lasergas durch eine Entladung angeregt, wird ein Laserstrahl in Longitudinalrichtung der Entladungseinheit 4 emittiert. Der Laserstrahl wird durch mehrfache Reflexion zwischen dem Auskoppler 5 und dem totalreflektierenden Spiegel 6 verstärkt und über den Auskoppler 5 aus der Resonatoreinheit 2 ausgekoppelt. Der abgegebene Laserstrahl wird zum Beispiel für eine Metallbearbeitung, Kunststoffbearbeitung oder dergleichen eingesetzt.
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Im Gehäuse 3 ist ein Lasergas-Strömungsweg 8 eingerichtet zum Zirkulieren des Lasergases in der Entladungseinheit 4. Der Lasergas-Strömungsweg 8 erstreckt sich von einem Ende der Entladungseinheit 4 zum anderen Ende der Entladungseinheit 4 über einen ersten Wärmetauscher 9, ein Gebläse 10, und einen zweiten Wärmetauscher 11, in dieser Reihenfolge. In 1 ist der Lasergas-Strömungsweg 8 durch Hohlpfeile markiert, um das Verständnis der Strömungsrichtungen des Lasergases zu erleichtern.
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Das Gebläse 10 wird im Lasergas-Strömungsweg 8 so betrieben, dass das Lasergas in der Entladungseinheit 4 aus dieser heraus nach außen geführt und im ersten Wärmetauscher 9 gekühlt wird. Das durch den ersten Wärmetauscher 9 strömende Lasergas wird über das Gebläse 10 in die Entladungseinheit 4 geführt. Das Lasergas wird beim Durchgang durch das Gebläse 10 komprimiert und die Temperatur des Lasergases wird gesteigert. Deshalb wird das durch das Gebläse 10 strömende Lasergas durch den zweiten Wärmetauscher 11 gekühlt. Mit diesem Aufbau wird ein Temperaturanstieg des Lasergases in der Entladungseinheit 4 verhindert.
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Außerhalb des Gehäuses 3 ist eine Kühlwasser-Temperatur-Steuereinrichtung, wie ein Kühler 12, zur Einstellung der Temperatur des Kühlungswassers im ersten Wärmetauscher 9 vorgesehen. Der Kühler 12 saugt ein Kühlfluid, beispielsweise Kühlwasser, welches zur Kühlung des Lasergases im ersten Wärmetauscher 9 eingesetzt wird, in einen ersten Kühlwasser-Strömungsweg 13. Weiterhin stellt der Kühler 12 die Temperatur des Kühlwassers auf einen konstanten Temperaturwert ein und führt das Kühlwasser über einen zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 zum ersten Wärmetauscher 9.
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Der Gaslaseroszillator 1A hat weiterhin eine Wärmeübertragungseinrichtung 15, ein Umschaltventil 16, und eine Steuereinrichtung 17.
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Das Umschaltventil 16 ist beispielsweise ein Drei-Wege-Ventil mit zwei Eingängen und einem Ausgang. Einer der beiden Eingänge des Umschaltventils 16 ist mit dem ersten Wärmetauscher 9 verbunden und der andere Eingang ist mit dem zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 verbunden. Der Ausgang des Umschaltventils 16 ist mit der Wärmeübertragungseinrichtung 15 verbunden. Somit kann das Umschaltventil 16 einen Kühlwasser-Versorgungsweg umschalten zum Zuführen des Kühlwassers zur Wärmeübertragungseinrichtung 15 zwischen zwei Strömungswegen A und B. Mit anderen Worten: der Kühlwasser-Versorgungsweg zur Wärmeübertragungseinrichtung 15 ist wahlweise einstellbar, einmal gemäß dem ersten Strömungsweg A zum Zuführen des Kühlwassers im ersten Wärmetauscher 9 zur Wärmeübertragungseinrichtung 15 und andererseits gemäß einem zweiten Strömungsweg B zum Zuführen des Kühlwassers im zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 zur Wärmeübertragungseinrichtung 15.
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Das Umschaltventil 16, mit welchem die vorstehend beschriebenen beiden Strömungswege A und B auswählbar sind, wird durch eine Steuereinrichtung 17 gesteuert. Die Steuereinrichtung 17 steuert auch die Leistung der Hochfrequenz-Leistungsquelle 7. Die Wärmeübertragungseinrichtung 15 ist über einen dritten Kühlwasser-Strömungsweg 18 mit dem Kühler 12 verbunden. Das Kühlwasser in der Wärmeübertragungseinrichtung 15 kann über den dritten Kühlwasser-Strömungsweg 18 zum Kühler 12 rückgeführt werden.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung 15 ist eine Vorrichtung zum Übertragen von Wärme des Kühlwassers zur Resonatoreinheit 12. Wird durch das Umschaltventil 16 der oben beschriebene erste Strömungsweg A ausgewählt, so dass das im ersten Wärmetauscher 9 durch Kühlung des Lasergases aufgewärmte Kühlwasser in die Wärmeübertragungseinrichtung 15 eingespeist wird, wirkt die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Heizeinrichtung. Wenn andererseits durch das Umschaltventil 16 der oben beschriebene zweite Strömungsweg B ausgewählt ist, so dass das aus dem Kühler 12 in den zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 strömende, etwas kältere Kühlwasser in die Wärmeübertragungseinrichtung 15 eingespeist wird und die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Kühleinrichtung wirkt.
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Nunmehr werden der Betrieb des Gaslaseroszillators 1A und die Temperatursteuerung bezüglich der Resonatoreinheit 2 näher beschrieben.
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Wird der Gaslaseroszillator 1A gestartet, steuert die Steuereinrichtung 17 die Leistung der Hochfrequenz-Leistungsquelle 7 zur Gasentladung und Anregung des Lasergases in der Entladungseinheit 4. Dementsprechend wird ein Teil des durch das angeregte Lasergas erzeugten Laserstrahls über den Auskoppler 5 der Resonatoreinheit 2 ausgekoppelt. Entladungsenergie, die nicht für die Anregung des Laserstrahls umgesetzt wird, erzeugt Wärme und deshalb steigt die Temperatur des Lasergases in der Entladungseinheit 4. Der Auskoppler 5, der totalreflektierende Spiegel 6 und der Umlenkspiegel absorbieren auch einen Teil des Laserstrahls und somit werden auch diese Komponenten Wärmequellen. Dementsprechend steigt die Temperatur der gesamten Resonatoreinheit 2 an.
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Zur Vermeidung des Temperaturanstieges des Lasergases in der Entladungseinheit 4 wird das Gebläse 10 betrieben. Damit wird das Lasergas in der Entladungseinheit 4 von deren einem Ende, d.h. der Endeinheit, an welcher der totalreflektierende Spiegel 6 angeordnet ist, zum Lasergas-Strömungsweg 8 bewegt. Das Lasergas im Lasergas-Strömungsweg 8 wird durch den ersten Wärmetauscher 9 und den zweiten Wärmetauscher 11 gekühlt und am anderen Ende der Entladungseinheit 4 in diese eingeführt, d.h. an der Endeinheit, in welcher der Auskoppler 5 angeordnet ist. Das so strömende Lasergas wirkt einem Temperaturanstieg im Lasergas entgegen.
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Die Wärmeübertragungseinrichtung 15 wird auch als Kühleinrichtung eingesetzt. Dementsprechend wird die gesamte Resonatoreinheit 2 gekühlt und die Komponenten, welche die Resonatoreinheit 2 bilden, wie der Auskoppler 5, der totalreflektierende Spiegel 6 und der Umlenkspiegel, werden gekühlt.
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Bei der Positionierung jedes reflektierenden Spiegels in der Resonatoreinheit 2 wird der Gaslaseroszillator 1A, wie oben beschrieben, betrieben und die Wärmeübertragungseinrichtung 15 wird als Kühleinrichtung eingesetzt. Vorzuziehen ist, dass die Positionen des Auskopplers 5, des totalreflektierenden Spiegels 6 und des Umlenkspiegels präzise festgelegt werden, wenn die Wärmeerzeugung und Kühlung bezüglich der Resonatoreinheit 2 zusammenwirken und die Temperatur der gesamten Resonatoreinheit 2 im Gleichgewichtszustand ist. Dementsprechend wird die Resonatoreinheit 2 in einen Zustand gebracht, in welchem die Resonatoreinheit 2 stabil eine Oszillation durchführt mit einem vorgegebenen Ausgang, d.h. in einem stationären Zustand.
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Eine Laserverarbeitungsmaschine kann nicht nur an Orten installiert sein, an welchen die Temperatur konstant ist, wie etwa in einer temperaturgesteuerten Kammer, sondem auch an einem Ort, an welchem die Temperatur sich ändert, beispielsweise in einer Fabrik mit sich ändernden Temperaturen oder auch im Freien. Deshalb wird in einer Situation, in welcher der Gaslaseroszillator 1A in einem kalten Bereich oder im Winter gestartet wird, die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Heizeinrichtung verwendet.
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Im Einzelnen: wird der Gaslaseroszillator 1A gestartet, wird das Lasergas angeregt und unmittelbar durch die Entladung aufgeheizt sowie über den Lasergas-Strömungsweg 8 gemäß 1 zirkuliert. Dabei strömt das Lasergas in der Entladungseinheit 4 von einem Ende derselben, an welchem der Auskoppler 5 angeordnet ist, zum anderen Ende der Entladungseinheit 4, an welchem der total reflektierende Spiegel 6 angeordnet ist. Wenn deshalb der Gaslaseroszillator 1A in einer kalten Region oder im Winter gestartet wird, steigen die Temperaturen am totalreflektierenden Spiegel 6 und an dessen benachbarten Komponenten schneller an als bei anderen Komponenten. Da andererseits am anderen Ende der Entladungseinheit 4, wo der Auskoppler 5 angeordnet ist, mit den Wärmetauschern 9 und 11 gekühltes Lasergas einströmt, steigen die Temperaturen des Auskopplers 5 und von dessen benachbarten Komponenten eher nicht an. Da die thermische Leitfähigkeit von Quarzglas als Material für die Entladungseinheit 4 relativ gering ist, kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Wärme am totalreflektierenden Spiegel 6 durch die Entladungseinheit 4 selbst zur Auskopplerseite übertragen wird. Bezüglich der Temperaturverteilung in der Resonatoreinheit 2 wird deshalb eine Temperaturdifferenz zwischen beiden Enden der Entladungseinheit 4 größer als im oben beschriebenen stationären Zustand. Dementsprechend erfolgt eine relative Positionsverschiebung des Auskopplers 5 und des totalreflektierenden Spiegels 6 und die Laserausgangsleistung wird im Vergleich zum stationären Zustand reduziert. Auch wird der Oszillationsbetrieb des Laserstrahls instabil.
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Wird deshalb der Gaslaseroszillator 1A an einem kalten Ort oder im Winter gestartet, wird die Wärmeübertragungseinrichtung 15 zuerst als Heizeinrichtung zum Aufwärmen der gesamten Resonatoreinheit 2 eingesetzt. Dementsprechend wird die Temperaturdifferenz zwischen beiden Enden der Entladungseinheit 4 kleiner und die Temperaturverteilung der Resonatoreinheit 2 wird zu der Temperaturverteilung im stationären Zustand verschoben. Nimmt die Temperaturverteilung der Resonatoreinheit 2 die (Temperaturverteilung) des stationären Zustandes an, wird die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Kühleinrichtung eingesetzt.
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Wie oben beschrieben wird bei Start des Gaslaseroszillators 1A an einer kalten Stelle oder im Winter zunächst die Resonatoreinheit 2 durch Verwendung der Wärme des Kühlwassers im Wärmetauscher 9, welcher das Lasergas gekühlt hat, aufgewärmt. Dementsprechend kann eine Zeitspanne vom Start des Gaslaseroszillators bis zum Zeitpunkt, zu welchem die Oszillation stabil ausgeführt werden kann, in kalten Regionen oder im Winter abgekürzt werden.
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Bei der Resonatoreinheit 2 gemäß diesem Ausführungsbeispiel können der Auskoppler 5 und die benachbarten Komponenten schwer erwärmt werden. Wird aber die Struktur der Resonatoreinheit 2 geändert, wird eine schwierig zu erwärmende Stelle der Resonatoreinheit 2 auch geändert. Wird deshalb die Resonatoreinheit 2 unter Verwendung der Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Aufheizeinrichtung aufgewärmt, ist es vorzuziehen, dass eine Stelle in der Resonatoreinheit 2, deren Temperatur relativ gering ist, entsprechend der Temperaturverteilung der Resonator-einheit 2 aufgeheizt wird.
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Vorzugsweise kann die Wärmeübertragungseinrichtung 15 eine oder mehrere Komponenten unter den vielen Komponenten, welche die Resonatoreinheit 2 bilden, aufwärmen oder abkühlen. Die vielen, die Resonatoreinheit 2 bildenden Komponenten sind insbesondere die Entladungseinheit 4, der Auskoppler 5, der totalreflektierende Spiegel 6, Komponenten zum Abstützen der jeweiligen Reflexionsspiegel, Komponenten, welche den Lasergas-Strömungsweg 8 bilden, Komponenten für den Lichtweg des Laserstrahls und weitere.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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2 ist ein Blockdiagramm zur schematischen Erläuterung des Aufbaus eines Gaslaseroszillators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und die Beschreibung betrifft hauptsächlich den vom ersten Ausführungsbeispiel verschiedenen Aufbau.
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Gemäß 2 hat ein Gaslaseroszillator 1B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weiterhin ein Einstellventil 19, im Unterschied zum Gaslaseroszillator 1A gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Einstellventil 19 ist am zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 angeordnet. Das Einstellventil 19 kann durch Änderung der Öffnungsfläche im zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 die Strömungsrate des Kühlwassers einstellen, welches vom Kühler 12 zum ersten Wärmetauscher 9 geführt wird. Das Einstellventil 19 wird durch die Steuereinrichtung 17 gesteuert.
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Wird die Wärmeübertragungseinrichtung 15 durch Steuerung des Umschaltventils 16 als Kühlungseinrichtung eingesetzt, wird das Einstellventil 19 so gesteuert, dass die Strömungsrate des relativ kühleren Kühlungswassers, welches vom Kühler 12 zum ersten Wärmetauscher 9 geführt wird, angehoben wird. Dementsprechend wird ein Temperaturanstieg im Kühlungswasser im ersten Wärmetauscher 9 reduziert. Somit wirkt die Wärmeübertragungseinrichtung 15 in passender Weise als Kühleinrichtung.
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Wird andererseits die Wärmeübertragungseinrichtung 15 durch Steuerung des Umschaltventils 16 als Heizeinrichtung eingesetzt, wird das Einstellventil 19 so gesteuert, dass die Strömungsrate des Kühlungswassers, welches von dem Kühler 12 zum ersten Wärmetauscher 9 geführt wird, reduziert wird. Dementsprechend wird der Temperaturanstieg des Kühlwassers im ersten Wärmetauscher 9 gesteigert. Somit kann das erwärmte Kühlwasser wirksam aus dem ersten Wärmetauscher 9 in die Wärmeübertragungseinrichtung 15 überführt werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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3 ist ein Blockdiagramm des schematischen Aufbaus eines Gaslaseroszillators gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nachfolgend werden hauptsächlich Anordnungen beschrieben, die von den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen verschieden sind.
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Nach 3 hat der Gaslaseroszillator 1C gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel im Vergleich zum Gaslaseroszillator 1B des zweiten Ausführungsbeispiels zusätzlich eine Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 zum Verhindern einer Oszillation des Laserstrahls. Die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 ist in der Resonatoreinheit 2 vorgesehen. Als Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 kann zum Beispiel eine Licht-Abschirmscheibe oder dergleichen verwendet werden. Die Steuereinrichtung 17 kann die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 steuern.
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Wird durch Steuerung des Umschaltventils 16 die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Heizeinrichtung verwendet, wird die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 durch die Steuereinrichtung 17 in Funktion gesetzt. Mit anderen Worten: die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 wird so gesteuert, dass sie in einem Zustand ist, in welchem die Resonatoreinheit 2 den Laserstrahl nicht in Oszillation bringen und nach außen abgeben kann. Dementsprechend wird die gesamte Entladungsenergie zur Anregung des Lasergases in der Entladungseinheit 4 in Wärme im Lasergas umgewandelt. Damit wird im Vergleich zu den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen die Temperatur des Lasergases in der Entladungseinheit 4 erhöht und das Kühlwasser im ersten Wärmetauscher 9 wird ebenfalls in der Temperatur erhöht. Damit kann der Wärmeübertragungsbetrag der Wärmeübertragungseinrichtung 15 gesteigert werden, wenn gewünscht wird, dass die Temperatur der Resonatoreinheit 2 durch Einsatz der Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Heizeinrichtung gesteigert wird.
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Wird aber gewünscht, dass die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Heizeinrichtung eingesetzt wird, während die Resonatoreinheit 2 den Laserstrahl abgibt, beispielsweise bei der Laserbearbeitung, wird die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 durch die Steuereinrichtung 17 außer Funktion gesetzt.
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Dementsprechend kann die Resonatoreinheit 2 den Laserstrahl in Oszillation versetzen.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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4 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung des schematischen Aufbaus eines Gaslaseroszillators gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nachfolgend werden hauptsächlich Konfigurationen beschrieben, die verschieden sind von den ersten bis dritten Ausführungsbeispielen.
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Entsprechend 4 hat der Gaslaseroszillator 1D gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zusätzlich einen Temperatursensor 21, anders als die Gaslaseroszillatoren 1C gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Temperatursensor 21 ist an der Resonatoreinheit 2 angeordnet.
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Wie oben erläutert, strömt das Lasergas in der Entladungseinheit 4 von deren einem Ende, an welchem der Auskoppler 5 angeordnet ist, zum anderen Ende, wo der totalreflektierende Spiegel 6 angeordnet ist. Da das Ende der Entladungseinheit 4, an welchem der Auskoppler 5 angeordnet ist, mit dem durch die Wärmetauscher 9 und 11 gekühlten Lasergas versorgt wird, ist es schwierig, die Temperaturen des Auskopplers 5 und der benachbarten Komponenten zu erhöhen. Deshalb sind der Auskoppler 5 und dessen benachbarte Komponenten in Bezug auf die gesamte Resonatoreinheit 2 relativ kühler. Deshalb wird der Temperatursensor 21 bei diesem Ausführungsbeispiel nahe dem Auskoppler 5 installiert. Der Installationsort des Temperatursensors 21 ist nicht auf die unmittelbare Nachbarschaft zum Auskoppler 5 beschränkt, vielmehr kann der Temperatursensor 21 allgemein an einer Stelle installiert werden, bei welcher die Temperatur in Bezug auf die Temperaturverteilung in der Resonatoreinheit 2 relativ gering ist.
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Die Steuereinrichtung 17 vergleicht eine Messtemperatur, wie durch den Temperatursensor 21 gemessen, mit einer in der Steuereinrichtung 17 im Voraus abgespeicherten Einstelltemperatur. Ist die Messtemperatur tiefer als die Einstelltemperatur, steuert im Ergebnis des Vergleichs die Steuereinrichtung 17 das Umschaltventil 16, um den ersten Wärmetauscher 9 und die Wärmeübertragungseinrichtung 15 zu verbinden. Die Steuereinrichtung 17 steuert weiterhin das Einstellventil 19 zur Reduzierung der Querschnittsfläche des zweiten Kühlwasser-Strömungsweges 14 und setzt die Oszillationshinderungseinrichtung 20 in Funktion, um so die Temperatur des Kühlwassers anzuheben, welches von dem ersten Wärmetauscher 9 zur Wärmeübertragungseinrichtung 15 geführt wird. Damit kann die Resonatoreinheit 2 wirksam durch die Wärmeübertragungseinrichtung 15 aufgeheizt werden. Zusätzlich zum Umschaltventil 16 kann auch nur das Einstellventil 19 oder die Oszillationsveränderungseinrichtung 20 so gesteuert werden.
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Wenn aber angestrebt wird, die Wärmeübertragungseinrichtung 15 als Heizeinrichtung einzusetzen, wenn die Resonatoreinheit 2 den Laserstrahl abgibt, beispielsweise bei einer Laserbearbeitung, wird durch die Steuereinrichtung 17 die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 nicht in Funktion gesetzt. Dementsprechend kann die Resonatoreinheit 2 den Laserstrahl in Oszillation bringen.
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Ist die Messtemperatur, wie durch den Temperatursensor 21 gemessen, größer als die Einstelltemperatur, steuert die Steuereinrichtung 17 das Umschaltventil 16, um den zweiten Kühlwasser-Strömungsweg 14 und die Wärmeübertragungseinrichtung 15 zu verbinden. Mit anderen Worten: das durch den Kühler 12 gekühlte Kühlwasser wird in die Wärmeübertragungseinrichtung 15 geführt. Die Steuereinrichtung 17 steuert weiterhin das Einstellventil 19 zur Vergrößerung des Durchflussquerschnittes des zweiten Kühlwasser-Strömungsweges 14 und setzt die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 außer Funktion. Somit kann die Wärmeübertragungseinrichtung 15, weil die Temperatur des Kühlwassers im ersten Wärmetauscher 9 abgesenkt wird, die Resonatoreinheit 2 wirksam kühlen. Außer dem Umschaltventil 16 braucht nur das Einstellventil 19 oder die Oszillationsverhinderungseinrichtung 20 entsprechend gesteuert werden.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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5 ist ein Blockdiagramm zur schematischen Darstellung des Aufbaus eines Gaslaseroszillators gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. Komponenten, welche denen gemäß den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und die nachfolgende Beschreibung betrifft hauptsächlich Konfigurationen, die gegenüber den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen verschieden sind.
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Bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen hat die Wärmeübertragungseinrichtung 15 ein Gebläse und einen Radiator 23, wie in 5 gezeigt ist. Das Gebläse 22 hat zwei Seitenflächen, die einander gegenüberliegen, und saugt Luft 24 aus einer der beiden Seitenflächen und bläst die Luft 24 aus der anderen Seitenfläche heraus. Der Radiator 23 ist benachbart einer der beiden Seitenflächen des Gebläses 22 angeordnet.
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Der Radiator 23 wird mit Kühlwasser 25 versorgt und es erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser 25 und der Luft 24, welche den Radiator 23 passiert. Wird Kühlwasser 25 mit relativ hoher Temperatur in den Radiator 23 geführt, wird die gesamte Resonatoreinheit 2 aufgewärmt, weil die Luft 24 mit relativ hoher Temperatur um die Resonatoreinheit 2 strömt. Wird Kühlwasser 25 mit relativ geringer Temperatur in den Radiator 23 geführt, wird die gesamte Resonatoreinheit 2 abgekühlt, weil die Luft 24 mit relativ geringer Temperatur um die Resonatoreinheit 2 strömt. Das Kühlwasser mit relativ hoher Temperatur, welches dem Radiator 23 zugeführt wird, ist das Kühlwasser aus dem ersten Strömungsweg A, wie er bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist. Das Kühlwasser relativ geringer Temperatur, welches dem Radiator 23 zugeführt wird, ist das Kühlwasser aus dem zweiten Strömungsweg B, welcher oben bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
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Vorzugsweise wird die Wärmeübertragungseinrichtung 15 mit dem vorstehend beschriebenen Gebläse 22 und dem Radiator 23 kombiniert und so angeordnet, dass die aus dem Gebläse 22 ausgeblasene Luft 24 die Resonatoreinheit 2 passiert. Auch können mehrere Wärmetransfereinrichtungen 15 in dem Gehäuse 3 vorgesehen sein, so dass die Luft 24 im Gehäuse 3 zirkuliert.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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6 zeigt als Blockdiagramm schematisch den Aufbau eines Gaslaseroszillators gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. Komponenten, die denen der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und die nachfolgende Beschreibung betrifft hauptsächlich Konfigurationen, welche von den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen verschieden sind.
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Vorzugsweise ist die Resonatoreinheit 2 gemäß den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen mit einem Wasser-Strömungsweg 26 entsprechend 6 versehen. Falls die Wärmeübertragungseinrichtung 15 durch Steuerung mittels des Umschaltventils 16 als Heizeinrichtung eingesetzt wird, kann die Resonatoreinheit 2 durch Strömung des Kühlwassers mit relativ hoher Temperatur aus der Wärmeübertragungseinrichtung 15 entsprechend dem Wasser-Strömungsweg 26 aufgeheizt werden. Wird hingegen die Wärmeübertragungseinrichtung 15 gemäß Steuerung des Umschaltventils 16 als Kühleinrichtung eingesetzt, kann die Resonatoreinheit 2 durch Strömung des Kühlwassers relativ geringer Temperatur aus der Wärmeübertragungseinrichtung 15 über den Wasser-Strömungsweg 26 gekühlt werden. Das Kühlwasser relativ hoher Temperatur, welches in den Wasser-Strömungsweg 26 strömt, ist das Kühlwasser aus dem ersten Strömungsweg A, wie er im Zusammenhang mit den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde. Das Kühlwasser relativ geringer Temperatur, welches in den Wasser-Strömungsweg 26 strömt, ist das Kühlwasser aus dem zweiten Strömungsweg B, wie er oben im Zusammenhang mit den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
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Insbesondere dann, wenn eine Stelle in der Resonatoreinheit 2 vorliegt, die schwierig zu heizen ist, kann dann, wenn der Wasser-Strömungsweg 26 an diese Stelle führt, die gesamte Resonatoreinheit 2 wirksam aufgeheizt werden. Die Konfiguration des Wasser-Strömungsweges 26 kann für den Wärmetransport unter Verwendung eines Gebläses gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel eingesetzt werden.
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Die Erfindung wurde oben erläutert mit Blick auf einen Gaslaser vom Typ mit schneller Axialströmung, bei dem das Lasergas beispielhaft in der Entladungseinheit 4 entlang einer optischen Achse des Laserstrahls strömt, jedoch ist der Gaslaseroszillator gemäß der Erfindung nicht auf den Axialströmungstyp beschränkt, sondern kann auch vom Querströmungstyp sein. Mit anderen Worten: die Erfindung kann eingesetzt werden bei einem Gaslaseroszillator vom Querströmungstyp, bei dem die Strömung des Lasergases in der Entladungseinheit 4 senkrecht zur optischen Achse des Laserstrahls bzw. in Entladungsrichtung verläuft.
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Bei den obigen Ausführungsbeispielen wird eine Hochfrequenz-Entladung eingesetzt zur Anregung des Lasergases, jedoch ist der erfindungsgemäße Gaslaseroszillator nicht auf eine Hochfrequenz-Entladung eingeschränkt, sondern kann auch eine Gleichstromentladung für die Anregung verwenden.
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Wirkungen der Erfindung
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Wenn bei der Erfindung der erste Strömungsweg durch das Umschaltventil ausgewählt wird, wird vom betreffenden Wärmetauscher ein für die Kühlung des Lasergases verwendetes Fluid im Wärmetauscher zu der Wärmeübertragungseinrichtung geführt. Deshalb kann die Wärmeübertragungseinrichtung als Heizeinrichtung für die Resonatoreinheit eingesetzt werden. Wird deshalb durch die Steuerung des Umschaltventiles bei Start des Gaslaseroszillators in einer kalten Region oder im Winter der erste Strömungsweg eingestellt, kann die Zeitspanne vom Start des Gaslaseroszillators bis zum stabilen Betrieb der Oszillation verkürzt werden.
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Wenn andererseits durch das Umschaltventil der zweite Strömungsweg ausgewählt wird, wird das durch den Kühler gekühlte Fluid vor Einführung in den Wärmetauscher in die Wärmeübertragungseinrichtung geführt. Damit kann die Wärmeübertragungseinrichtung als Kühleinrichtung für die Resonatoreinheit eingesetzt werden. Wird deshalb der Gaslaseroszillator unter normalen Umgebungsbedingungen, zum Beispiel in einer Industrieanlage mit Klimaanlage, gestartet, wird durch die Steuerung des Umschaltventils der zweite Strömungsweg eingestellt. Damit wird ein Temperaturanstieg der Resonatoreinheit vermieden, so dass die Komponenten, welche die Resonatoreinheit bilden, weniger wahrscheinlich einer Deformation unterliegen und somit der Laserausgang stabil gehalten werden kann.
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Eine Strömungsrate eines Fluids, welches durch den Kühler abgekühlt wird, wird zur Einspeisung in den Wärmetauscher mit dem Einstellventil geregelt. Deshalb wird im Falle des Einsatzes der Wärmeübertragungseinrichtung als Heizeinrichtung für die Resonatoreinheit die Strömungsrate des vom Kühler zum Wärmetauscher geführten Fluids mit dem Einstellventil reduziert. Damit kann die Temperatur eines Fluids im Wärmetauscher wirksam erhöht werden. Wird andererseits die Strömungsrate des vom Kühler zum Wärmetauscher strömenden Fluids durch das Einstellventil vergrößert, kann die Temperatur des Fluids im Wärmetauscher wirksam abgesenkt werden. Auf diese Weise kann die Resonatoreinheit wirksam aufgeheizt und abgekühlt werden.
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Die Oszillationsverhinderungseinrichtung verhindert eine Oszillation des Laserstrahls im Resonator und deshalb wird die gesamte Entladungsenergie der Resonatoreinheit als Wärme im Lasergas umgesetzt. Damit kann die Temperatur des zum Kühlen des Lasergases eingesetzten Fluids im Wärmetauscher auf Werte erhöht werden, die größer sind als bei Oszillation des Laserstrahls. Wird deshalb die Wärmeübertragungseinrichtung als Heizeinrichtung für die Resonatoreinheit eingesetzt, kann diese sehr wirksam aufgeheizt werden.
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Eine Temperatur der Resonatoreinheit kann mit einem Temperatursensor gemessen werden, die Messtemperatur mit einer vorgegebenen Temperatur verglichen und das Umschaltventil in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis so gesteuert werden, dass die Resonatoreinheit präzise aufgeheizt bzw. abgekühlt werden kann in Abhängigkeit von der Temperatur der Resonatoreinheit.
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Die mit dem Temperatursensor gemessene Temperatur der Resonatoreinheit kann mit einer vorgegebenen Temperatur verglichen werden und in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis können das Umschaltventil sowie das Einstellventil und/oder die Oszillationsverhinderungseinrichtung gesteuert werden. Damit können das Einstellventil und die Oszillationsverhinderungseinrichtung präzise in Abhängigkeit von der Temperatur der Resonatoreinheit eingesetzt werden.
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Wärme eines Radiators kann mit einem Gebläse abgeführt und somit kann die Resonatoreinheit aufgeheizt bzw. abgekühlt werden.
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Wenn eine Stelle in der Resonatoreinheit gegeben ist, welche nur schwierig zu heizen ist, kann ein Strömungsweg an einer solchen Stelle für das Fluid des Wärmetauschers vorgesehen sein und somit kann die gesamte Resonatoreinheit wirksam aufgeheizt werden.
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Oben wurden Ausführungsbeispiele näher beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt; vielmehr sind unterschiedliche Abwandlungen bezüglich Form, Aufbau, Materialien etc. der beschriebenen Ausführungsbeispiele möglich, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
