DE60309528T2 - Laseroszillator - Google Patents

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DE60309528T2
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gas
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laser oscillator
laser
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Akira Shizuoka Egawa
Michinori Shizuoka Maeda
Kazuya Yamanashi Ohta
Akira Hiroshima-shi Hiroshima Miyake
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Laseroszillator mit einem Gaslasermedium, das von einer Lichtquelle, einer Wärmequelle, einer elektrischen Entladung, oder einer chemischen Reaktion gepumpt werden soll, zur Verwendung bei der Laserbearbeitung, medizinischen Behandlung, Beleuchtung, Kommunikation usw., und insbesondere einen Laseroszillator mit einer Funktion der Verringerung der Verunreinigung von optischen Bauteilen in dem Oszillator, durch Abtrennen und Sammeln von Fremdsubstanz in dem Gaslasermedium.
  • Die 1 zeigt eine allgemeine Anordnung eines Laseroszillators, der ein Lasermedium aus Fluidgas verwendet. In 1 versorgen die Anregungsstromquellen 1 die Elektroden der elektrischen Entladungsröhren 2 mit Wechselstrom bei einer Hochfrequenz. Die elektrischen Entladungsröhren 2 befinden sich zwischen einem hinteren Spiegel 3 und einem Ausgangsspiegel 4, die von Halterungen (nicht gezeigt) gehalten werden. Der elektrische Entladungsabschnitt 2 ist in einem Kreisweg eingebaut, der die Wärmetauscher 5, 7 und ein Gebläse 6 aufweist, durch das das Gaslasermedium 8 mit hoher Geschwindigkeit strömt.
  • Die Anregungsstromquellen 1 werden gestartet, so dass in den elektrischen Entladungsröhren 2 eine elektrische Entladung erzeugt wird und das Gasmedium 8 gepumpt wird, wodurch ein Laserstrahl erzeugt wird. Das Gasmedium 8 wird erwärmt, so dass es eine hohe Temperatur hat, und es wird vor dem Gebläse 6 durch den Wärmetauscher 5 gekühlt, und es strömt durch Sog in das Gebläse 6. Das Gebläse 6 bläst das Gasmedium 8 unter Druck aus seinem Auslass. Das Gasmedium 8 wird erhitzt, so dass seine Temperatur durch Kompression erhöht wird, und wird erneut durch einen Wärmetauscher 7 gekühlt, der sich stromabwärts von Gebläse 6 befindet, so dass ein Temperaturanstieg des Gasmediums 8 unterbunden wird. Das aus dem Gebläse 6 austretende Gasmedium 8 wird durch den Wärmetauscher 7 zum elektrischen Entladungsabschnitt 2 geführt.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen Laseroszillator ist es aus verschiedenen Gründen unvermeidbar, dass teilchenförmige Fremdsubstanz, wie Staub, in das in dem Kreisweg strömende Gasmedium 8 eingemischt wird. Bei der Erhaltung und Produktion von Staub durch Abrieb von Teilen bei Betrieb des Gerätes kann man beispielsweise diese Ursachen kaum vollständig eliminieren. Sobald teilchenförmige Fremdsubstanz in das Gasmedium 8 gemischt wird, zirkuliert die teilchenförmige Fremdsubstanz in dem Laseroszillator mit dem Gasmedium 8, ohne dass es eliminiert wird und wird durch optische Bauteile, wie den hinteren Spiegel 3 und den Ausgangsspiegel 4, festgehalten, so dass der Ausgang des Laseroszillators gesenkt wird und die optischen Bauteile verschlechtert werden.
  • Wird der Ausgang der Laserleistung gesenkt, muss man daher die Spiegel 3 und 4 säubern, indem der Laseroszillator auseinandergebaut wird, was Fachkönnen und erhebliche Zeit braucht, damit die optische Achse der Spiegel 3 und 4, die den Laseroszillator ausmachen, beim Wiederzusammensetzen der Spiegel 3 und 4 eingestellt wird. Bei einem Laseroszillator mit hoher Leistung können die Spiegel 3 und 4 mit der festgehaltenen Fremdsubstanz einen Wärmebruch durch einen lokalen Temperaturanstieg erleiden, wenn sie mit dem Laserstrahl bestrahlt werden. Dann müssen die Spiegel durch neue ersetzt werden, was wiederum die Arbeit und die Wartungskosten steigert.
  • US-A-5,537,326 offenbart ein System zur Herstellung von Teilen für funktionelle Geräte. Ein erörtertes funktionelles Gerät ist ein Cyclon für die Trennung von Teilchensubstanz von einem Gas. Der Cyclon umfasst einen oberen zylindrischen Abschnitt und einen unteren konischen Abschnitt. Das Gas, das die Teilchensubstanz enthält, tritt in den Bereich des oberen Abschnitts ein und strömt in einem ersten zylindrischen Muster nach unten. Das Gas strömt dann in einem zweiten zylindrischen Muster, das sich innerhalb des ersten befindet, nach oben. Die erzeugten Zentrifugalkräfte, bewirken aufgrund der zylindrischen Flussmuster, dass die Teilchen in dem Gas gegen die Innenwand des Separators gepresst werden. Die Teilchen fallen nach unten zum Boden des unteren konischen Abschnitts. Es gibt einen Auslass am Boden des unteren konischen Abschnitts, durch den die Teilchen den Separator verlassen. Der Auslass kann entweder permanent offen sein oder abwechselnd geöffnet und geschlossen werden.
  • GB-1,578,844 offenbart einen dynamischen Gaslaser, der eine Brennkammer hat, in der heiße Verbrennungsgase produziert werden, die das Lasergas ausmachen. Es wird erwähnt, dass ein Staubtrenner in der Brennkammer zugegen sein kann. Die Verwendung eines in dem zirkulierenden Weg des Lasergases vorhandenen Spiralströmungs-Staubsammelmechanismus wird nicht vorgeschlagen.
  • US-A-4,573,162 betrifft einen schnellen axialen Strömungsgastransport-Laser mit einem Endladerohr. Die Erfindung bezweckt die Steigerung des Laserausgangs, während die gleichen Dimensionen aufrecht erhalten werden. Die Aufgabe der Erfindung wird erzielt durch Bereitstellen einer Entladungsröhre, durch die Lasergas strömt, mit einer unregelmäßigen Vergrößerung des Querschnitts. Die Verwendung eines Staubtrenners mit dem Gaslasergerät wird nicht in Betracht gezogen.
  • EP-A-0,324,034 beschreibt einen Gaslaser zum Erzeugen von Laseroszillation durch Rundführen eines Lasergases. Der Gaslaser umfasst eine Gaszufuhr-Vorrichtung, ein Gaszufuhrventil, eine Auslassvorrichtung zum Ablassen des Lasergases in eine Entladungsröhre, einen Drucksensor zum Erfassen eines Drucks in der Entladungsröhre und eine Gasdruck-Steuervorrichtung zum Steuern des Ventils auf der Basis von Information aus dem Drucksensor. Wird der Laser gestoppt, kommt es zu einem Druckabfall in der Entladungsröhre. Dies wird durch den Drucksensor erfasst, und in Reaktion auf diesen Druckabfall wird das Ventil geöffnet und die Entladungsröhre wird mit Gas auf einen spezifischen Druck gefüllt.
  • JP 63 133585A betrifft ein Gerät zum Stabilisieren des Gasdrucks in einer Gaslaservorrichtung. Der Gasdruck wird durch die Gaszufuhr und die Gasentladung gesteuert. Dies erfolgt durch Vergleich des Gasdrucks in dem Entladerohr mit einem Referenzdruck und Übertragung eines Signals an Magnet-Ventile auf der Basis dieses Ergebnisses.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Laseroszillators mit einer höheren Verlässlichkeit, indem die Verunreinigung optischer Bauteile, wie Spiegel, reduziert wird und indem weniger Wartung oder Reinigung der optischen Bauteile erforderlich ist.
  • Ein erfindungsgemäßer Laseroszillator hat der Definition von Anspruch 1 zufolge einen Kreisweg zum Rundführen des Gaslasermediums, das einem Laserpumpen unterworfen wird. Der Laseroszillator umfasst einen Spiralströmungsabschnitt, der in dem Kreisweg zum Erzeugen einer Spiralströmung des Gaslasermediums bereitgestellt wird, so dass die in dem Gasmedium enthaltene teilchenförmige Fremdsubstanz durch die im Spiralstrom erzeugte Zentrifugalkraft getrennt wird; und einen Staubsammelabschnitt, der in der Nähe des Spiralströmungsabschnitts angeordnet ist zum Sammeln der getrennten teilchenförmigen Fremdsubstanz durch Ablagerung.
  • Der Laseroszillator kann zudem ein Stellgerät umfassen, mit dem der Druck des in dem Kreisweg strömenden Gaslasermediums entsprechend dem Durchmesser und/oder der Masse der teilchenförmigen Fremdsubstanz eingestellt wird, die getrennt und gesammelt werden soll.
  • Der Spiralströmungsabschnitt kann einen zylindrischen Körper und ein Innenrohr aufweisen, das im Wesentlichen koaxial zum zylindrischen Körper angeordnet ist, so dass die Spiralströmung des Gaslasermediums erzeugt wird.
  • Das Innenrohr kann zentral in einem Querschnitt senkrecht zur Achse des zylindrischen Körpers am Endabschnitt des Spiralströmungsabschnitts eine Einlassöffnung zum Einbringen des Gaslasermediums aufweisen.
  • Der Staubsammelabschnitt kann unter dem Spiralströmungsabschnitt oder seitlich neben dem Spiralströmungsabschnitt angeordnet sein.
  • Ein Schlitz kann zwischen dem Spiralströmungsabschnitt und dem Staubsammelabschnitt ausgebildet sein, so dass die getrennte teilchenförmige Fremdsubstanz in den Staubsammelabschnitt mitgenommen wird.
  • Der Schlitz kann an einer Außenposition in dem Spiralströmungsabschnitt geformt sein, und kann im Wesentlichen senkrecht zur Spiralströmung des Gaslasermediums im Spiralströmungsabschnitt gebildet sein.
  • Erfindungsgemäß kann die in dem Gaslasermedium enthaltene teilchenförmige Fremdsubstanz durch die im Spiralstrom des Gaslasermedium erzeugte Zentrifugalkraft getrennt und gesammelt werden, so dass die Dispersion der Fremdsubstanz in einem Laserresonator eines Laseroszillators mittels Lasermedium von Fluidgas verhindert wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die optischen Bauteile durch die teilchenförmige Fremdsubstanz in dem Gaslasermedium verunreinigt werden, so dass die Lebensdauer der optischen Bestandteile verlängert wird, und die Reduktion des Laserausgangs vermieden wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es zeigt:
  • 1, ein schematisches Diagramm, eine Anordnung eines herkömmlichen Laseroszillators mittels Lasermedium eines Fluidgases;
  • 2, ein schematisches Diagramm, eine Anordnung eines Laseroszillators gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 3a einen horizontalen Querschnitt eines Spiralströmungs-Staubsammlers entlang der Linie III-III in der 5b zur Verwendung in dem in 2 gezeigten Laseroszillator;
  • 3b einen vertikalen Querschnitt des Staubsammlers;
  • 4, ein schematisches Diagramm, eine Anordnung eines Laseroszillators gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 5a einen vertikalen Querschnitt eines Spiralströmungs-Staubsammlers entlang der Linie V-V in 5b zur Verwendung in dem in 4 gezeigten Laseroszillator;
  • 5b einen vertikalen Querschnitt des Staubsammlers senkrecht zum Querschnitt der 5a;
  • 6a einen vertikalen Querschnitt eines weiteren Spiral-Staubsammlers längs der Linie VI-VI in 6b zur Verwendung in dem in 4 gezeigten Laseroszillator;
  • 6b einen vertikalen Querschnitt des Staubsammlers senkrecht zum Querschnitt der 6a;
  • Die 2 zeigt schematisch eine Anordnung eines Laseroszillators gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung wird einem Element des Laseroszillators mit der gleichen oder einer äquivalenten Funktion die gleiche Bezugszahl zugeordnet.
  • Ein elektrischer Entladungsabschnitt 2, der von elektrischen Entladungsröhren 2a, 2b aufgebaut wird, welche von den elektrischen Entladungs-Stromquellen 1a, 1b betrieben werden, ist zwischen einem hinteren Spiegel 3 und einem Ausgangsspiegel 4 angeordnet, der einen optischen Resonator ausmacht. Die Spiegel 3 und 4 werden von einem Haltemechanismus (nicht gezeigt) gehalten. Der elektrische Entladungsabschnitt 2 ist in einem Kreisweg, einschließlich der Wärmetauscher 5, 7 und einem Gebläse 6 eingebaut, durch das Gasmedium 8 mit einer hohen Geschwindigkeit strömt.
  • Die elektrischen Entladungs-Stromquellen 1a, 1b werden so gestartet, dass elektrische Entladungen in den elektrischen Entladungsröhren 2a, 2b erzeugt werden, so dass das Gasmedium 8 gepumpt wird, und so ein Laserstrahl in dem optischen Resonator erzeugt wird. Das Gasmedium 8, das durch die elektrische Entladung auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, wird durch den Wärmetauscher 5 vor dem Gebläse 6 gekühlt und in das Gebläse 6 gezogen. Das Gebläse 6 bläst das Gasmedium 8 unter Druck zu einer Auslassseite. Das aus dem Gebläse 6 entlassene Gasmedium 8 wird durch den Wärmetauscher 7 zu dem elektrischen Entladungsabschnitt 2 geführt.
  • Der Kreisweg ist an der stromabwärts befindlichen Seite des Wärmetauschers 7 gegabelt, und das Gasmedium 8, das von dem Gebläse 6 entlassen wird, strömt durch Spiralströmungs-Sammelmechanismen 18A, 18B, die sich in dem gegabelten Weg stromabwärts des Wärmetauschers 7 befinden.
  • Der Staubsammelmechanismus 18A hat die in den 3a und 3b gezeigte Struktur. Der andere Staubsammelmechanismus 18B hat im Wesentlichen die gleiche Struktur und Funktion wie der Staubsammelmechanismus 18A, außer dass der Staubsammelmechanismus 18B eine spiegelsymmetrische Struktur zum Staubsammelmechanismus 18A aufgrund von Unterschieden in den Anordnungen der Einlässe und Auslässe des Gasmediums 8 hat.
  • In Bezug auf einen in 3b gezeigten vertikalen Querschnitt des Staubsammelmechanismus 18A ist ein zylindrischer Körper 12 des Spiralströmungs-Sammelmechanismus 18A derart vertikal angeordnet, dass eine Spiralströmung des Gasmediums 8 von einer Oberseite zu einer Unterseite in einer Spiralströmungskammer 19 erzeugt wird, die sich in dem zylindrischen Körper 12 befindet. Der andere Staubsammelmechanismus 18B ist ebenfalls so aufgebaut, dass eine Spiralströmung des Gasmediums 8 von einer Oberseite zu einer Unterseite in einer Spiralströmungskammer erzeugt wird, die in dem Staubsammelmechanismus herausgearbeitet ist.
  • Ein Einlassrohr 11 ist horizontal so angeordnet, dass es an einen oberen Abschnitt des zylindrischen Körpers 12 angeschlossen werden soll, so dass eine horizontale Achse des Einlassrohrs 11 von einer vertikalen Achse des zylindrischen Körpers 12 versetzt ist. Im Inneren des zylindrischen Körpers 12 ist ein inneres Rohr 13 im Wesentlichen koaxial zum zylindrischen Körper 12 angeordnet, so dass eine Spiralströmungskammer 19 in dem zylindrischen Körper 12 ausgebildet wird. Das innere Rohr 13 ist durchgehend mit einem auf dem zylindrischen Körper 12 angeordneten Auslassrohr 14 verbunden. Das innere Rohr 13 hat einen kleineren Durchmesser als der zylindrische Körper 12 und hat am unteren Ende eine Einlassöffnung 13a. Da das innere Rohr 13 im Wesentlichen koaxial zum zylindrischen Körper 12 angeordnet ist, wird die Einlassöffnung 13a zentral in einem Querschnitt senkrecht zur Achse des zylindrischen Körpers 12 positioniert.
  • Eine Staubkammer 17, die als Staubsammelabschnitt zum Sammeln von Fremdsubstanz 16 durch Abscheidung funktioniert, befindet sich unter der Spiralströmungskammer 19. Ein Schlitz 15 befindet sich am Boden der Spiralströmungskammer 19 zum Mitnehmen von Fremdsubstanz 16 in die Staubkammer 17. Das Gasmedium 8, das teilchenförmige Fremdsubstanz 16, wie Staub, enthält, die durch das Einlassrohr 11 eingebracht wird, strömt spiralig von der Oberseite zur Unterseite in der Spiralströmungskammer um das Innenrohr 13, wie durch die Pfeile in den 3a und 3b gezeigt. In der Spiral-Abwärtsströmung des Gasmediums 8 wird die teilchenförmige Fremdsubstanz 16, deren relative Dichte größer als bei dem Gasmedium 8 ist, durch Zentrifugalkraft von dem Gasmedium 8 getrennt, und sie sammelt sich am unteren und radial-peripheren Abschnitt in der Spiralströmungskammer 19 an. Die angesammelte Fremdsubstanz 16 fällt durch den Schlitz 15 in die Staubkammer 17 nach unten und lagert sich dort ab.
  • Da der Schlitz 15 an einer radial peripheren Position zwischen der Spiralströmungskammer 19 und der Staubkammer 17 ausgebildet ist und radial des Zylinderkörpers 12 und somit senkrecht zur Richtung der Umfangsströmung des Gasmediums verläuft, fällt die angesammelte Fremdsubstanz 16 effizient nach unten in die Staubkammer 17 und das Gasmedium 8 strömt nicht in die Kammer 17, selbst wenn das Gasmedium 8 mit hoher Geschwindigkeit strömt. Somit kehrt die Fremdsubstanz 16 nach dem Auffangen und Abscheiden in der Staubkammer 17 kaum in den Strom des Gasmediums 8 zurück, indem sie dort neuerlich verteilt wird. Das Gasmedium 8 mit der entfernten Fremdsubstanz wird in das innere Rohr 13 aus der Einlassöffnung 13a eingebracht und zum Auslassrohr 14 geleitet, so dass es zum elektrischen Entladungsabschnitt 2 geleitet wird. Die Stelle der Einlassöffnung 13a des inneren Rohrs 13 um die zentrale vertikale Achse des zylindrischen Körpers 12 eignet sich vorteilhaft zur Unterdrückung des Auszugs der Fremdsubstanz 8, die sich zentrifugal in der Spiralströmungskammer 19 im inneren Rohr 13 angesammelt hat, bevor sie in die Staubkammer 17 fällt.
  • 4 zeigt schematisch eine Anordnung eines Laseroszillators gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform.
  • Der Laseroszillator dieser Ausführungsform hat statt der beiden Spiralströmungs-Staubsammelmechanismen 18A und 18B die gleiche Struktur wie der in der 2 gezeigte Laseroszillator, außer dass ein einzelner Spiralfluss-Staubsammelmechanismus 18 im Kreisweg des Gasmediums 8 stromabwärts des Wärmetauschers 7 angeordnet ist, bevor sich der zirkulierende Weg gabelt. Die vertikalen Querschnitte des Staubsammelmechanismus 18 senkrecht zueinander sind in den 5a und 5b gezeigt.
  • In den 5a und 5b ist der zylindrische Körper 12 horizontal angeordnet, so dass eine Spiralströmung des Gasmediums 8 um eine horizontale Achse des zylindrischen Körpers 12 angeordnet ist.
  • Das Einlassrohr 11 ist vertikal so angeordnet, dass es an einen linken Endabschnitt des zylindrischen Körpers 12 in 5a angeschlossen ist, dass eine vertikale Achse des Einlassrohrs 11 von einer horizontalen Achse des zylindrischen Körpers 12 versetzt ist. Im Inneren des zylindrischen Körpers 12 ist ein inneres Rohr 13 im Wesentlichen koaxial zum zylindrischen Körper 12 angeordnet, so dass eine Spiralströmungskammer 19 in dem zylindrischen Körper 12 ausgebildet wird. Das innere Rohr 13 ist durchgehend an ein Auslassrohr 14 angeschlossen, das außerhalb des zylindrischen Körpers 12 befestigt ist. Das innere Rohr 13 hat einen kleineren Durchmesser als der zylindrische Körper 12, und es hat am rechten Ende eine Einlassöffnung 13a in 5b. Da das innere Rohr 13 im Wesentlichen koaxial zum zylindrischen Körper 12 angeordnet ist, ist die Einlassöffnung 13a zentral in einem Querschnitt senkrecht zur Achse des zylindrischen Körpers 12 positioniert.
  • Die Staubkammer 17, die als Staubsammelabschnitt zum Sammeln von Fremdsubstanz 16 durch Ablagerung funktioniert, ist unter der Spiralströmungskammer 19 bereitgestellt. Ein Schlitz 15 befindet sich am Boden der Spiralströmungskammer 19 und nimmt Fremdsubstanz 16 in die Staubkammer 17 mit. Das Gasmedium 8, das die durch das Einlassrohr 11 eingebrachte teilchenförmige Fremdsubstanz 16 enthält, strömt spiralförmig von der linken zur rechten Seite in der Spiralströmungskammer 19 um das innere Rohr 13, wie in den 5a und 5b gezeigt. In der horizontalen Spiralströmung des Gasmediums 8 wird die teilchenförmige Fremdsubstanz 16 von dem Gasmedium 8 durch Zentrifugalkraft getrennt und sammelt sich am radial-peripheren Abschnitt der Strömungskammer 19 an. Die angesammelte Fremdsubstanz fällt durch den Schlitz 15 in die Staubkammer 17, so dass sie abgeschieden werden kann.
  • Da der Schlitz 15 zwischen der Spiralströmungskammer 19 und der Staubkammer 17 so geformt ist, dass er parallel zur horizontalen Achse des zylindrischen Körpers 12 und somit senkrecht zu einer Richtung der Umlaufströmung des Gasmediums verläuft, fällt die angesammelte Fremdsubstanz 16 effizient nach unten in die Staubkammer 17, und das Gasmedium 8 fließt nicht in die Kammer 17, selbst wenn das Gasmedium 8 mit einer hohen Geschwindigkeit strömt. Somit kehrt die Fremdsubstanz 16, sobald sie in der Staubkammer 17 gesammelt und abgeschieden wurde, kaum zum Strom des Gasmediums 8 zurück. Das Gasmedium 8 mit der entfernten Fremdsubstanz wird in das innere Rohr 13 von der Einlassöffnung 13a eingebracht und zum Auslassrohr 14 gespeist, so dass es in den elektrischen Entladungsabschnitt 2 geleitet wird. Die Stelle der Einlassöffnung 13a des inneren Rohrs 13 nahe der zentralen horizontalen Achse des zylindrischen Körpers 12 unterdrückt vorteilhafterweise das Wegziehen der angesammelten Fremdsubstanz 8 zentrifugal in der Spiralströmungskammer 19 in das innere Rohr 13, bevor sie in die Staubkammer 17 fällt.
  • Die 6a und 6b zeigen ein weiteres Beispiel für den Spiralströmungs-Staubsammelmechanismus zur Verwendung in dem in 4 gezeigten Laseroszillator. Ein in den 6a und 6b gezeigter Spiralströmungs-Staubsammelmechanismus 18' unterscheidet sich von dem in den 5a und 5b gezeigten Spiralströmungs-Staubsammelmechanismus 18 hinsichtlich der Anordnung der Staubkammer und des Schlitzes. 6a und 6b zeigen vertikale Querschnitte des Staubsammelmechanismus 18' senkrecht zu einander.
  • Wie in der 6b gezeigt befindet sich die Staubkammer 17 seitlich neben der Spiralströmungskammer 19 an der stromabwärts gelegenen Seite, beispielsweise an der rechten Seite in der 6b, der Spiralströmungskammer 19. Der Schlitz 15 befindet sich an einem oberen Abschnitt des rechten Endes der Spiralströmungskammer 19, so dass die Fremdsubstanz 16 in die Staubkammer 17 mitgenommen wird. Das Gasmedium 8, das die Fremdsubstanz 16 enthält, die durch das Einlassrohr 11 eingebracht wird, strömt spiralförmig von der linken Seite zur rechten Seite in der Spiralströmungskammer 19 um dass Innenrohr 13, wie in den 6a und b durch Pfeile gezeigt ist. In der horizontalen Spiralströmung des Gasmediums 8 wird die teilchenförmige Fremdsubstanz von dem Gasmedium 8 durch Zentrifugalkraft getrennt, so dass sie sich am radial-peripheren Abschnitt der Spiralströmungskammer 19 ansammeln.
  • Die Spiralströmung des Gasmediums 8 ändert unmittelbar vor dem Einbringen in das Innenrohr 13 rasch ihre Richtung. Das Gasmedium 8, das die Fremdsubstanz 16 enthält, ändert seinen Zustand von einem Zustand mit einem Moment in einer Richtung von der linken Seite zur rechten Seite bis zu einem Zustand, bei dem das Moment in einer Richtung von der rechten Seite zur linken Seite verläuft. Da die Fremdsubstanz 6 eine relative Dichte hat, die größer ist als die des Gasmediums 8, und somit eine größere Trägheit besitzt, wird in diesem Übergang der Strömungsrichtung ein Großteil der Fremdsubstanz 6 von dem Gasmedium 8 getrennt und in die Staubkammer 17 eingebracht, so dass diese durch den Schlitz 15 abgeschieden wird.
  • Da sich der Schlitz 15 an einer radial-peripheren Position zwischen der Spiralströmungskammer 19 und der Staubkammer 17 befindet und er sich radial des zylindrischen Körpers 12 und somit im Wesentlichen senkrecht zu einer Richtung der Umfangsströmung des Gasmediums erstreckt, wird die angesammelte Fremdsubstanz 16 effizient in die Staubkammer 17 mitgenommen, und das Gasmedium 8 fließt nicht in die Kammer 17, selbst wenn das Gasmedium 8 mit hoher Geschwindigkeit strömt. Somit kehrt die Fremdsubstanz 16, sobald sie gesammelt und in der Staubkammer 17 abgelagert wurde, kaum in den Strom des Gasmediums 8 zurück. Das Gasmedium 8 mit der entfernten Fremdsubstanz wird in das innere Rohr 13 von der Einlassöffnung 13a eingebracht und zum Auslassrohr 14 gespeist, so dass es zum elektrischen Entladungsabschnitt 2 geleitet wird. Die Stelle der Einlassöffnung 13a des inneren Rohrs 13 um die zentrale horizontale Achse des zylindrischen Körpers 12 eignet sich vorteilhaft zur Unterdrückung des Auszugs der Fremdsubstanz 8, die sich zentrifugal in der Spiralströmungskammer 19 ansammelt, in das innere Rohr 13, bevor sie in die Staubkammer 17 mitgenommen wird.
  • Eine Einstellung des Drucks des Gasmediums 2 in dem Kreisweg zur Erzeugung der Spiralströmung wird beschrieben. Im Stand der Technik ist bekannt, dass das Gebläse 6 eine Funktion zum Einstellen eines Blasdrucks des Gasmediums hat (beispielsweise eine Einstellung durch eine Druck-Stell-Skala, ein manuelles Betätigen von Tasten auf einer Steuerkonsole). Vorzugsweise wird der Blasdruck des Gasmediums in Bezug auf den Durchmesser und/oder die Masse der Fremdsubstanz, die getrennt und zur Entfernung gesammelt werden soll, eingestellt. Die Einstellung kann erfolgen, während der Laseroszillator gestoppt wird, beispielsweise vor dem Betriebsstart.
  • Wird der Blasdruck des Gasmediums insbesondere höher eingestellt, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gasmediums erhöht, so dass eine schwere Fremdsubstanz oder eine Fremdsubstanz mit einem relativ großen Durchmesser effizient abgetrennt wird. Zur effizienten Trennung einer leichten Fremdsubstanz oder einer Fremdsubstanz mit einem relativ kleinen Durchmesser wird dagegen der Blasdruck des Gasmediums niedriger eingestellt, damit die Strömungsgeschwindigkeit des Gasmediums verringert wird. Daher wird vorher eine Anzahl von Graden, beispielsweise drei Grade des Blasdrucks eingestellt, und das Gasmedium wird in den jeweiligen Blasdruckgraden bei den jeweils festgelegten Zeiträumen ohne Laseroszillation rundgeführt, so dass die Fremdsubstanz mit verschiedenen Durchmessern und Massen aus dem Gasmedium effizient entfernt wird.
  • Erfindungsgemäß wird in dem Gasmedium enthaltene teilchenförmige Fremdsubstanz, wie Staub, effizient entfernt und aus dem Gasmedium gesammelt, indem ein Spiralströmungsweg bereitgestellt wird, durch den das Gasmedium spiralförmig in den Kreisweg des Gasmediums eines Laseroszillators strömt. Somit wird die teilchenförmige Fremdsubstanz, die durch optische Bauteile, wie Spiegel des Laseroszillators, eingefangen wird, in dem Laseroszillator stark reduziert, so dass die Reduktion der Ausgangsleistung des Laseroszillators und die Beschädigung der optischen Bauteile verhindert oder reduziert werden, damit man einen Laseroszillator mit hoher Verlässlichkeit erhält, der weniger Wartung oder Reinigung der optischen Komponenten erfordert.

Claims (9)

  1. Laseroszillator mit einem Umlaufweg zum Rundführen eines Gaslasermediums (8), das einem Laserpumpen unterworfen wird, gekennzeichnet durch: einen im Umlaufweg befindlichen Spiralströmungsabschnitt (19) zum Erzeugen einer spiralförmigen Strömung des Gaslasermediums (8), so dass man die in dem Gasmedium (8) enthaltene teilchenförmige Fremdsubstanz (16) durch die in der spiralförmigen Strömung erzeugte Zentrifugalkraft abtrennt; und eine nächst dem Spiralströmungsabschnitt (19) angeordnete Staubsammelvorrichtung (17) zum Auffangen der abgetrennten teilchenförmigen Fremdsubstanz (16) durch Abscheiden.
  2. Laseroszillator nach Anspruch 1, zudem umfassend eine Stellvorrichtung (6) zum Einstellen des Drucks des in dem Umlaufweg strömenden Gaslasermediums (8), entsprechend dem Durchmesser und/oder der Masse der teilchenförmigen Fremdsubstanz (16), die abgetrennt und aufgefangen werden soll.
  3. Laseroszillator nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Spiralströmungsabschnitt (19) aufweist einen zylindrischen Körper (12) und ein Innenrohr (13), das im Wesentlichen koaxial mit dem zylindrischen Körper (12) angeordnet ist, so dass man die spiralförmige Strömung des Gaslasermediums (8) erzeugt.
  4. Laseroszillator nach Anspruch 3, wobei das Innenrohr (13) eine Einlassöffnung (13a) zum Einlassen des Gaslasermediums (8) mitten in einem Querschnitt senkrecht zu einer Achse des zylindrischen Körpers (12) an einem Endabschnitt des Spiralströmungsabschnitts (19) hat.
  5. Laseroszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Staubsammelabschnitt (17) unter dem Spiralströmungsabschnitt (19) angeordnet ist.
  6. Laseroszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Staubsammelabschnitt (17) seitlich neben dem Spiralströmungsabschnitt (19) angeordnet ist.
  7. Laseroszillator nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei sich ein Schlitz (15) zwischen dem Spiralströmungsabschnitt (19) und dem Staubsammelabschnitt (17) befindet, so dass die abgetrennte teilchenförmige Fremdsubstanz (16) in den Staubsammelabschnitt (17) mitgenommen wird.
  8. Laseroszillator nach Anspruch 7, wobei der Schlitz (15) an einer peripheren Position im Spiralströmungsabschnitt (19) herausgearbeitet ist.
  9. Laseroszillator nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Schlitz (15) so herausgearbeitet ist, dass er im Wesentlichen senkrecht zur spiralförmigen Strömung des Gaslasermediums (8) im Spiralströmungsabschnitt (19) verläuft.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005123448A (ja) * 2003-10-17 2005-05-12 Fanuc Ltd レーザ発振器用ターボブロワ
CN100438234C (zh) * 2006-03-21 2008-11-26 李再光 气体激光器的气冷阴极绝缘盒及其激光器
JP4137961B2 (ja) 2006-07-13 2008-08-20 ファナック株式会社 ガスレーザ発振装置
JP2010123665A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Shibuya Kogyo Co Ltd ガスレーザ発振器とそれを備えたレーザ加工機
JP4782887B1 (ja) * 2010-04-02 2011-09-28 ファナック株式会社 ガスレーザ装置
JP5790040B2 (ja) * 2011-03-11 2015-10-07 ソニー株式会社 照明装置および表示装置
DE102012205870B3 (de) * 2012-04-11 2013-02-21 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Kühlanordnung für einen Gaslaser, Gaslaser damit, sowie Verfahren zum Kühlen von Lasergas
JP6254983B2 (ja) 2015-09-15 2017-12-27 ファナック株式会社 異物を捕集する機能を有する熱交換器を備えるレーザ発振器
KR102598425B1 (ko) * 2018-09-20 2023-11-06 현대자동차주식회사 미세먼지 감지 센서 어셈블리

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2618357A1 (de) * 1976-04-27 1977-11-17 Messerschmitt Boelkow Blohm Gasdynamischer co tief 2-laser
DE3323954A1 (de) * 1983-07-02 1985-01-10 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt Gaslaser, insbesondere schnellstroemender axialstrom-gastransportlaser
JPS63133585A (ja) * 1986-11-25 1988-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガスレ−ザ装置等のガス圧安定化装置
JP2593156B2 (ja) * 1987-07-07 1997-03-26 ファナック株式会社 ガスレーザ装置
US4787091A (en) * 1987-07-13 1988-11-22 Rockwell International Corporation Chemical laser system employing iodine atoms as a lasing gas
US5537326A (en) * 1994-09-12 1996-07-16 Fish; Randall C. System for manufacturing parts for a functional device such as a cyclone

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