JP2003283008A - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
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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
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
-
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- 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
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- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
-
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- 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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
- H01S3/073—Gas lasers comprising separate discharge sections in one cavity, e.g. hybrid lasers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ発振器内を流通するガス媒体中の粒子
状異物の収集、除去。 【解決手段】 放電部が光共振器内に配置され、熱交換
器、ブロアを含む循環路中に組み込まれ、この循環路を
使って媒質ガスが高速で流される。ブロアの吐出側の熱
交換器の下流側に旋回／集塵機構が設けられ、ブロアか
ら送り出された媒質ガスは旋回／集塵機構を通って放電
部へ供給される。媒質ガス入口配管１１から導入された
塵などの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、旋回部配管
１２内を上から下へ旋回しながら移動していく。この
時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物は遠心分離され、
スリット１５を通して集塵部１７に落下して堆積する。
ガスを旋回させる軸を水平方向にとることも出来る。異
物の径に応じてガス圧を変えて異物分離を行なうことも
出来る。
状異物の収集、除去。 【解決手段】 放電部が光共振器内に配置され、熱交換
器、ブロアを含む循環路中に組み込まれ、この循環路を
使って媒質ガスが高速で流される。ブロアの吐出側の熱
交換器の下流側に旋回／集塵機構が設けられ、ブロアか
ら送り出された媒質ガスは旋回／集塵機構を通って放電
部へ供給される。媒質ガス入口配管１１から導入された
塵などの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、旋回部配管
１２内を上から下へ旋回しながら移動していく。この
時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物は遠心分離され、
スリット１５を通して集塵部１７に落下して堆積する。
ガスを旋回させる軸を水平方向にとることも出来る。異
物の径に応じてガス圧を変えて異物分離を行なうことも
出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザ加
工、医学治療、照明や通信に用いられ、流動する気体を
レーザ媒質とするレーザ発振器に関し、特に媒質ガス中
の塵などの粒子状の異物を分離、収集し、発振器内の光
学部品の汚染を低減する機能を備えたレーザ発振器に関
する。
工、医学治療、照明や通信に用いられ、流動する気体を
レーザ媒質とするレーザ発振器に関し、特に媒質ガス中
の塵などの粒子状の異物を分離、収集し、発振器内の光
学部品の汚染を低減する機能を備えたレーザ発振器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来例として、流動する気体を
レーザ媒質とするレーザ発振器の一般的な構成を示した
ものである。同図において、符号１は放電励起用電源
で、放電管２の電極（図示省略）にラジオ周波数領域の
交流電圧を印加する。放電管で構成される放電部２は、
光共振器を構成するリア鏡３及び出力鏡４の間に配置さ
れる。両ミラー３、４は、それぞれ保持機構（図示省
略）によって保持されている。放電部２は、図示されて
いるように、熱交換器５、７及びブロア６を含む循環路
中に組み込まれ、この循環路を使って媒質ガス（レーザ
ガス）８が高速で流される。
レーザ媒質とするレーザ発振器の一般的な構成を示した
ものである。同図において、符号１は放電励起用電源
で、放電管２の電極（図示省略）にラジオ周波数領域の
交流電圧を印加する。放電管で構成される放電部２は、
光共振器を構成するリア鏡３及び出力鏡４の間に配置さ
れる。両ミラー３、４は、それぞれ保持機構（図示省
略）によって保持されている。放電部２は、図示されて
いるように、熱交換器５、７及びブロア６を含む循環路
中に組み込まれ、この循環路を使って媒質ガス（レーザ
ガス）８が高速で流される。
【０００３】放電励起電源１が起動されて放電が発生
し、媒質ガス８が励起されると、光共振器内でレーザ光
が発生する。媒質ガス８は放電によって高温となるが、
ブロア６の手前の熱交換器５で冷却されてブロア６に吸
引される。ブロア６は媒質ガス８を圧力をかけて吐出側
へ送り出す。この過程で圧縮による昇温が起るが、これ
をブロア６の吐出側の熱交換器７で再度冷却し、媒質ガ
ス８の昇温を抑制する。ブロア６から送り出された媒質
ガス８は、熱交換器７を通過後、放電部２に供給され
る。
し、媒質ガス８が励起されると、光共振器内でレーザ光
が発生する。媒質ガス８は放電によって高温となるが、
ブロア６の手前の熱交換器５で冷却されてブロア６に吸
引される。ブロア６は媒質ガス８を圧力をかけて吐出側
へ送り出す。この過程で圧縮による昇温が起るが、これ
をブロア６の吐出側の熱交換器７で再度冷却し、媒質ガ
ス８の昇温を抑制する。ブロア６から送り出された媒質
ガス８は、熱交換器７を通過後、放電部２に供給され
る。
【０００４】このような装置においては、循環路内を流
通するガス中に種々の要因により、塵等の粒子状の異物
の混入が避けられない。例えば、メンテナンス時の塵の
混入や部品の消耗による装置内での発塵などを完全にな
くすことは困難である。そして、一担装置内に混入した
粉塵等の粒子状の異物は、除去されることなく媒質ガス
８と共に共振器内を循環し、リア鏡３、出力鏡４などの
光学部品に付着し、レーザ出力の低下や光学部品の劣化
を引き起こす原因となる。
通するガス中に種々の要因により、塵等の粒子状の異物
の混入が避けられない。例えば、メンテナンス時の塵の
混入や部品の消耗による装置内での発塵などを完全にな
くすことは困難である。そして、一担装置内に混入した
粉塵等の粒子状の異物は、除去されることなく媒質ガス
８と共に共振器内を循環し、リア鏡３、出力鏡４などの
光学部品に付着し、レーザ出力の低下や光学部品の劣化
を引き起こす原因となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そのため、レーザ出力
が低下した場合には、ミラー３、４などの光学部品を取
り外し清掃を行なっているが、光共振器を構成するミラ
ー３、４の再装着時には光軸調整などに、習熟した技術
と多大な時間が要求される。また、出力の大きなレーザ
では、異物が付着したミラー３、４にレーザ光が照射さ
れると局所的な昇温による応力歪で熱破損を起すことも
ある。この場合にも当然ミラーの交換が必要となり、労
力と費用が更にかさむことになる。
が低下した場合には、ミラー３、４などの光学部品を取
り外し清掃を行なっているが、光共振器を構成するミラ
ー３、４の再装着時には光軸調整などに、習熟した技術
と多大な時間が要求される。また、出力の大きなレーザ
では、異物が付着したミラー３、４にレーザ光が照射さ
れると局所的な昇温による応力歪で熱破損を起すことも
ある。この場合にも当然ミラーの交換が必要となり、労
力と費用が更にかさむことになる。
【０００６】本発明は、上記問題に鑑みて為されたもの
であり、ミラー（リア鏡、出力鏡）などの光学部品の汚
染防止が図られた信頼性の高い、また、光学部品の清掃
頻度を低減させることが可能で、保守性の良い、レーザ
発振器を提供することを目的としている。
であり、ミラー（リア鏡、出力鏡）などの光学部品の汚
染防止が図られた信頼性の高い、また、光学部品の清掃
頻度を低減させることが可能で、保守性の良い、レーザ
発振器を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源、熱源、
放電あるいは化学反応により励起されてレーザ光を増幅
する媒質ガス、および該媒質ガスを循環させるガス流路
を備えたレーザ発振器に、前記媒質ガスの流れを旋回さ
せ、旋回時に発生する遠心力により前記媒質ガス中に存
在する塵などの粒子状の異物を分離するための旋回流路
部を前記ガス流路に設け、さらに、前記分離された粒子
状の異物を堆積させて収集する集塵部を前記旋回流路部
の近傍に具備させることで上記課題を解決する。
放電あるいは化学反応により励起されてレーザ光を増幅
する媒質ガス、および該媒質ガスを循環させるガス流路
を備えたレーザ発振器に、前記媒質ガスの流れを旋回さ
せ、旋回時に発生する遠心力により前記媒質ガス中に存
在する塵などの粒子状の異物を分離するための旋回流路
部を前記ガス流路に設け、さらに、前記分離された粒子
状の異物を堆積させて収集する集塵部を前記旋回流路部
の近傍に具備させることで上記課題を解決する。
【０００８】ここで、前記媒質ガスの圧力は、分離、収
集の対象となる異物の粒径及び／又は質量に応じて変更
されて良い。また、前記媒質ガスの流れの旋回は、前記
ガス流路に設けられた形状によって引き起こされるよう
にして良い。更に、収集された粒子状の異物の再拡散を
防ぐためのスリットが、前記旋回流路部と前記集塵部の
間に設けられることが好ましい。
集の対象となる異物の粒径及び／又は質量に応じて変更
されて良い。また、前記媒質ガスの流れの旋回は、前記
ガス流路に設けられた形状によって引き起こされるよう
にして良い。更に、収集された粒子状の異物の再拡散を
防ぐためのスリットが、前記旋回流路部と前記集塵部の
間に設けられることが好ましい。
【０００９】このように、本発明は、化学レーザ、ガス
レーザなど、流動する気体をレーザ媒質とするレーザ発
振器において、媒質ガスが旋回するようなガス流路を設
け、旋回時に発生する遠心力により、媒質ガス中に存在
する粒子状の異物を分離・収集し、共振器内部への拡散
防止を行なったものである。これにより、光学部品への
異物の付着を防ぐことができ、光学部品の長寿命化が図
れ、また、レーザ出力の低下を防ぐことができる。
レーザなど、流動する気体をレーザ媒質とするレーザ発
振器において、媒質ガスが旋回するようなガス流路を設
け、旋回時に発生する遠心力により、媒質ガス中に存在
する粒子状の異物を分離・収集し、共振器内部への拡散
防止を行なったものである。これにより、光学部品への
異物の付着を防ぐことができ、光学部品の長寿命化が図
れ、また、レーザ出力の低下を防ぐことができる。
【００１０】本発明のレーザ発振器においては、塵など
の粒子状の異物を含んだ媒質ガスがガス流路中に設けら
れたガス旋回部分に流入し、媒質ガスと粒子状の異物が
共に強制的に旋回運動させられることになる。ここで、
比重差による遠心分離の原理によって、媒質ガスより比
重の大きい粒子状異物は、遠心力で旋回流の外側に分離
される。なお、媒質ガスの出口は粒子状異物が集まらな
い部分（ガス旋回部の旋回軸の近く）に設けられ、そこ
から粒子状異物が分離された媒質ガスが送り出される。
その結果、光共振器内へは粒子状異物が除去された媒質
ガスが供給されることになり、上記従来技術の問題点が
解決する。
の粒子状の異物を含んだ媒質ガスがガス流路中に設けら
れたガス旋回部分に流入し、媒質ガスと粒子状の異物が
共に強制的に旋回運動させられることになる。ここで、
比重差による遠心分離の原理によって、媒質ガスより比
重の大きい粒子状異物は、遠心力で旋回流の外側に分離
される。なお、媒質ガスの出口は粒子状異物が集まらな
い部分（ガス旋回部の旋回軸の近く）に設けられ、そこ
から粒子状異物が分離された媒質ガスが送り出される。
その結果、光共振器内へは粒子状異物が除去された媒質
ガスが供給されることになり、上記従来技術の問題点が
解決する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図２〜図６を参照して本発
明の実施形態について説明する。なお、図１に示した従
来例と共通した要素については、適宜共通した参照符号
を付して図示及び説明を行なう。
明の実施形態について説明する。なお、図１に示した従
来例と共通した要素については、適宜共通した参照符号
を付して図示及び説明を行なう。
【００１２】先ず、図２は本発明に従った１つの実施形
態に係るレーザ発振器の全体構成の概略を示した図であ
る。同図の描示から明かなように、本実施形態は、媒質
ガスの循環路中に旋回／集塵機構１８Ａ、１８Ｂが設け
られる点を除けば、図１に示した従来構造と基本的に同
様の構造を有している。
態に係るレーザ発振器の全体構成の概略を示した図であ
る。同図の描示から明かなように、本実施形態は、媒質
ガスの循環路中に旋回／集塵機構１８Ａ、１８Ｂが設け
られる点を除けば、図１に示した従来構造と基本的に同
様の構造を有している。
【００１３】即ち、放電励起用電源１で駆動される放電
管で構成される放電部２が、光共振器を構成するリア鏡
３及び出力鏡４の間に配置される。両ミラー３、４は、
それぞれ保持機構（図示省略）によって保持されてい
る。放電部２は、図示されているように、熱交換器５、
７及びブロア６を含む循環路中に組み込まれ、この循環
路を使って媒質ガス８が高速で流される。
管で構成される放電部２が、光共振器を構成するリア鏡
３及び出力鏡４の間に配置される。両ミラー３、４は、
それぞれ保持機構（図示省略）によって保持されてい
る。放電部２は、図示されているように、熱交換器５、
７及びブロア６を含む循環路中に組み込まれ、この循環
路を使って媒質ガス８が高速で流される。
【００１４】放電励起電源１が起動されて放電が発生
し、媒質ガス８が励起されると、光共振器内でレーザ光
が発生する。放電によって高温となった媒質ガス８はブ
ロア６の手前の熱交換器５で冷却されてブロア６に吸引
される。ブロア６は媒質ガス８を圧力をかけて吐出側へ
送り出す。吐出された媒質ガス８は、熱交換器７で再度
冷却され、放電部２へ供給される。
し、媒質ガス８が励起されると、光共振器内でレーザ光
が発生する。放電によって高温となった媒質ガス８はブ
ロア６の手前の熱交換器５で冷却されてブロア６に吸引
される。ブロア６は媒質ガス８を圧力をかけて吐出側へ
送り出す。吐出された媒質ガス８は、熱交換器７で再度
冷却され、放電部２へ供給される。
【００１５】ここで、重要なことは、図１に示した従来
構造とは異なり、ブロア６の吐出側の熱交換器７の下流
側で分岐した２つの流路中に旋回／集塵機構１８Ａ、１
８Ｂが設けられており、ブロア６から送り出された媒質
ガス８は必ず旋回／集塵機構１８Ａ、１８Ｂのいずれか
を通って放電部２へ供給されることである。集塵部１８
Ａは、図３（ａ）、（ｂ）に示した概略構造を有してい
る。なお、もう一方の集塵部１８Ｂは、媒質ガス８の出
入口の配置関係から旋回／集塵機構１８Ａと鏡像関係の
構造を有する点を除けば、作用を含めて実質的に等価な
ので、ここでは旋回／集塵機構１８Ａについて説明す
る。
構造とは異なり、ブロア６の吐出側の熱交換器７の下流
側で分岐した２つの流路中に旋回／集塵機構１８Ａ、１
８Ｂが設けられており、ブロア６から送り出された媒質
ガス８は必ず旋回／集塵機構１８Ａ、１８Ｂのいずれか
を通って放電部２へ供給されることである。集塵部１８
Ａは、図３（ａ）、（ｂ）に示した概略構造を有してい
る。なお、もう一方の集塵部１８Ｂは、媒質ガス８の出
入口の配置関係から旋回／集塵機構１８Ａと鏡像関係の
構造を有する点を除けば、作用を含めて実質的に等価な
ので、ここでは旋回／集塵機構１８Ａについて説明す
る。
【００１６】先ず図３（ｂ）から参照すると、ガス旋回
／集塵機構の垂直断面が表されている。そして、図３
（ａ）には図３（ｂ）中のＡ−Ａに沿った水平断面が示
されている。図３（ｂ）において、重力作用の向きを基
準にした上下方向は図面上の上下方向と対応している。
従って、旋回／集塵機構１８Ａは、媒質ガス８が上から
下へと旋回しながら流れて行くように構成されている。
なお、この点は旋回／集塵機構１８Ｂでも同じである。
／集塵機構の垂直断面が表されている。そして、図３
（ａ）には図３（ｂ）中のＡ−Ａに沿った水平断面が示
されている。図３（ｂ）において、重力作用の向きを基
準にした上下方向は図面上の上下方向と対応している。
従って、旋回／集塵機構１８Ａは、媒質ガス８が上から
下へと旋回しながら流れて行くように構成されている。
なお、この点は旋回／集塵機構１８Ｂでも同じである。
【００１７】媒質ガス入口配管１１は、上下方向に配置
された旋回部配管１２に、垂直かつ中心軸が一致しない
ように配置されている。そして、旋回部配管１２の内側
には、これとほぼ同軸に配置された配管１３が設けられ
ている。この内部側に設けられた配管１３は、旋回部配
管１２の上部に設けられた媒質ガス出口配管１４に繋が
っている。配管１３は旋回部配管１２と同軸で、旋回部
配管１２より小径であり、その入口が旋回部配管１２の
中心軸付近に開口している。
された旋回部配管１２に、垂直かつ中心軸が一致しない
ように配置されている。そして、旋回部配管１２の内側
には、これとほぼ同軸に配置された配管１３が設けられ
ている。この内部側に設けられた配管１３は、旋回部配
管１２の上部に設けられた媒質ガス出口配管１４に繋が
っている。配管１３は旋回部配管１２と同軸で、旋回部
配管１２より小径であり、その入口が旋回部配管１２の
中心軸付近に開口している。
【００１８】また、旋回部配管１２の下側にはスリット
１５が設けられており、分離された異物１６の拡散を防
いでいる。スリット１５の下側には、集塵部として機能
する空間１７が設けられており、この部分に異物が堆積
する。即ち、媒質ガス入口配管１１から導入された塵な
どの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、矢印で示したよ
うに、旋回部配管１２内を上から下へ旋回しながら移動
していく。この時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物は
遠心力で外側に分離され、下部に配置されたスリット１
５を通して集塵部（空間）１７に落下して堆積する。
１５が設けられており、分離された異物１６の拡散を防
いでいる。スリット１５の下側には、集塵部として機能
する空間１７が設けられており、この部分に異物が堆積
する。即ち、媒質ガス入口配管１１から導入された塵な
どの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、矢印で示したよ
うに、旋回部配管１２内を上から下へ旋回しながら移動
していく。この時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物は
遠心力で外側に分離され、下部に配置されたスリット１
５を通して集塵部（空間）１７に落下して堆積する。
【００１９】集塵部（空間）１７の入口にスリット１５
が設けられているため、媒質ガスがかなり高速で流れて
も容易には集塵部（空間）１７には吹き込まない。従っ
て、一旦、落下して堆積した異物が再拡散して媒質ガス
中に戻ることは殆どない。このようにして、異物が分
離、除去された媒質ガスは、旋回部配管１２の中心軸付
近で開口している配管１３に導かれ、放電部２へ向かう
出口配管１４に送り出される。ここで、配管１３が旋回
部配管１２の中心軸付近で開口していることは、旋回運
動により中心軸から遠い部分に集まった異物が、集塵部
（空間）１７へ落下する前に配管１３に吸い込まれる現
象を抑える上で有利である。
が設けられているため、媒質ガスがかなり高速で流れて
も容易には集塵部（空間）１７には吹き込まない。従っ
て、一旦、落下して堆積した異物が再拡散して媒質ガス
中に戻ることは殆どない。このようにして、異物が分
離、除去された媒質ガスは、旋回部配管１２の中心軸付
近で開口している配管１３に導かれ、放電部２へ向かう
出口配管１４に送り出される。ここで、配管１３が旋回
部配管１２の中心軸付近で開口していることは、旋回運
動により中心軸から遠い部分に集まった異物が、集塵部
（空間）１７へ落下する前に配管１３に吸い込まれる現
象を抑える上で有利である。
【００２０】次に、図４は本発明に従った別の実施形態
に係るレーザ発振器の全体構成の概略を示した図であ
る。この実施形態では、旋回／集塵機構１８がブロア６
の吐出側の熱交換器７の下流側で媒質ガス循環路が分岐
する手前に、図５あるいは図６に概略構造を示した旋回
／集塵機構１８が設けられている。それ以外の点につい
ては、図２に示した構造と特に変わりはなく、レーザ発
振の動作等につても同様であるから、これら共通事項に
ついては繰り返し説明を省略する。
に係るレーザ発振器の全体構成の概略を示した図であ
る。この実施形態では、旋回／集塵機構１８がブロア６
の吐出側の熱交換器７の下流側で媒質ガス循環路が分岐
する手前に、図５あるいは図６に概略構造を示した旋回
／集塵機構１８が設けられている。それ以外の点につい
ては、図２に示した構造と特に変わりはなく、レーザ発
振の動作等につても同様であるから、これら共通事項に
ついては繰り返し説明を省略する。
【００２１】さて、先ず図５（ｂ）を参照すると、ガス
旋回／集塵機構の垂直断面が表されている。一方、図５
（ａ）には図５（ｂ）中のＢ−Ｂに沿った水平断面が示
されている。図５（ｂ）において、重力作用の向きを基
準にした上下方向は図面上の上下方向と対応している。
従って、旋回／集塵機構１８は、媒質ガス８が水平方向
の軸の周りで旋回しながら流れて行くように構成されて
いる。
旋回／集塵機構の垂直断面が表されている。一方、図５
（ａ）には図５（ｂ）中のＢ−Ｂに沿った水平断面が示
されている。図５（ｂ）において、重力作用の向きを基
準にした上下方向は図面上の上下方向と対応している。
従って、旋回／集塵機構１８は、媒質ガス８が水平方向
の軸の周りで旋回しながら流れて行くように構成されて
いる。
【００２２】媒質ガス入口配管１１は、水平方向に配置
された旋回部配管１２に、垂直かつ中心軸が一致しない
ように配置されている。そして、旋回部配管１２の内側
には、これとほぼ同軸に配置された配管１３が設けられ
ている。この内部側に設けられた配管１３は、旋回部配
管１２の左側に設けられた媒質ガス出口配管１４の入口
に繋がっている。
された旋回部配管１２に、垂直かつ中心軸が一致しない
ように配置されている。そして、旋回部配管１２の内側
には、これとほぼ同軸に配置された配管１３が設けられ
ている。この内部側に設けられた配管１３は、旋回部配
管１２の左側に設けられた媒質ガス出口配管１４の入口
に繋がっている。
【００２３】配管１３は旋回部配管１２と同軸で、旋回
部配管１２より小径であり、その入口が旋回部配管１２
の中心軸付近に開口している。また、旋回部配管１２の
下側には、旋回部配管１２の中心軸と平行に延びるスリ
ット１５が設けられており、分離された異物１６の拡散
を防いでいる。スリット１５の下側には、集塵部として
機能する空間１７が設けられており、この部分に異物が
堆積する。
部配管１２より小径であり、その入口が旋回部配管１２
の中心軸付近に開口している。また、旋回部配管１２の
下側には、旋回部配管１２の中心軸と平行に延びるスリ
ット１５が設けられており、分離された異物１６の拡散
を防いでいる。スリット１５の下側には、集塵部として
機能する空間１７が設けられており、この部分に異物が
堆積する。
【００２４】即ち、媒質ガス入口配管１１から導入され
た塵などの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、矢印で示
したように、旋回部配管１２内をその中心軸の周りで旋
回しながら水平方向（図中、左から右へ）に移動してい
く。この時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物１６は遠
心力で外側に分離され、下部に配置されたスリット１５
を通して集塵部（空間）１７に落下して堆積する。
た塵などの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、矢印で示
したように、旋回部配管１２内をその中心軸の周りで旋
回しながら水平方向（図中、左から右へ）に移動してい
く。この時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物１６は遠
心力で外側に分離され、下部に配置されたスリット１５
を通して集塵部（空間）１７に落下して堆積する。
【００２５】集塵部（空間）１７の入口にスリット１５
が設けられているため、媒質ガスがかなり高速で流れて
も容易には集塵部（空間）１７には吹き込まない。従っ
て、一旦、落下して堆積した異物が再拡散して媒質ガス
中に戻ることは殆どない。このようにして、異物が分
離、除去された媒質ガスは、旋回部配管１２の中心軸付
近で開口している配管１３内に導かれ、放電部２へ向か
う出口配管１４に送り出される。
が設けられているため、媒質ガスがかなり高速で流れて
も容易には集塵部（空間）１７には吹き込まない。従っ
て、一旦、落下して堆積した異物が再拡散して媒質ガス
中に戻ることは殆どない。このようにして、異物が分
離、除去された媒質ガスは、旋回部配管１２の中心軸付
近で開口している配管１３内に導かれ、放電部２へ向か
う出口配管１４に送り出される。
【００２６】ここで、配管１３が旋回部配管１２の中心
軸付近で開口していることは、旋回運動により中心軸か
ら遠い部分に集まった異物が、集塵部（空間）１７へ落
下する前に配管１３に吸い込まれる現象を抑える上で有
利である。
軸付近で開口していることは、旋回運動により中心軸か
ら遠い部分に集まった異物が、集塵部（空間）１７へ落
下する前に配管１３に吸い込まれる現象を抑える上で有
利である。
【００２７】次に、図６（ａ）、（ｂ）には、図４に示
したレーザ発振器で用いられるガス旋回／集塵機構１８
の構造の別の例が示されている。図６（ｂ）はガス旋回
／集塵機構の垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図
（ｂ）中のＣ−Ｃに沿った水平断面を表わしている。
したレーザ発振器で用いられるガス旋回／集塵機構１８
の構造の別の例が示されている。図６（ｂ）はガス旋回
／集塵機構の垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図
（ｂ）中のＣ−Ｃに沿った水平断面を表わしている。
【００２８】これらの図の描示から直ちに判るように、
異物を収集する空間を持つ旋回／集塵機構１８とその入
口のスリット１５の配置態様を除けば、図５（ａ）、
（ｂ）に示した構造と同じである。
異物を収集する空間を持つ旋回／集塵機構１８とその入
口のスリット１５の配置態様を除けば、図５（ａ）、
（ｂ）に示した構造と同じである。
【００２９】即ち、本例においても、旋回／集塵機構１
８は、媒質ガス８が水平方向の軸の周りで旋回しながら
流れて行くように構成されている。媒質ガス入口配管１
１は、水平方向に配置された旋回部配管１２に、垂直か
つ中心軸が一致しないように配置されている。そして、
旋回部配管１２の内側には、これとほぼ同軸に配置され
た配管１３が設けられている。この内部側に設けられた
配管１３は、旋回部配管１２の左側に設けられた媒質ガ
ス出口配管１４の入口に繋がっている。配管１３は旋回
部配管１２と同軸で、旋回部配管１２より小径であり、
その入口が旋回部配管１２の中心軸付近に開口してい
る。
８は、媒質ガス８が水平方向の軸の周りで旋回しながら
流れて行くように構成されている。媒質ガス入口配管１
１は、水平方向に配置された旋回部配管１２に、垂直か
つ中心軸が一致しないように配置されている。そして、
旋回部配管１２の内側には、これとほぼ同軸に配置され
た配管１３が設けられている。この内部側に設けられた
配管１３は、旋回部配管１２の左側に設けられた媒質ガ
ス出口配管１４の入口に繋がっている。配管１３は旋回
部配管１２と同軸で、旋回部配管１２より小径であり、
その入口が旋回部配管１２の中心軸付近に開口してい
る。
【００３０】上記したように、集塵部１７とスリット１
５の配置態様は、図５（ａ）、（ｂ）に示した例と異な
っており、旋回部配管１２の右端部に集塵部１７を提供
する空間（チャンバ）が設けられ、旋回部配管１２の右
端上半部に径方向（上下方向）に延びるスリット１５が
設けられている。
５の配置態様は、図５（ａ）、（ｂ）に示した例と異な
っており、旋回部配管１２の右端部に集塵部１７を提供
する空間（チャンバ）が設けられ、旋回部配管１２の右
端上半部に径方向（上下方向）に延びるスリット１５が
設けられている。
【００３１】媒質ガス入口配管１１から導入された塵な
どの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、矢印で示したよ
うに、旋回部配管１２内をその中心軸の周りで旋回しな
がら水平方向（図中、左から右へ）に移動していく。こ
の時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物１６は遠心力で
外側に分離され、旋回部配管１２の右端付近へ到達す
る。ここで、ガス流は配管１３へ吸い込まれる直前に方
向転換される。即ち、左から右への運動量成分を持った
状態から、水平方向の運動量成分を持たない状態を経て
右から左への運動量成分を持った状態に急変する。この
過程で、異物は媒質ガスより比重が大きく、従って慣性
が大きいため、そのかなりの部分が媒質ガス流から分離
され、スリット１５を通り、集塵部１７へ飛び込むこと
になる。
どの粒子状の異物を含んだ媒質ガスは、矢印で示したよ
うに、旋回部配管１２内をその中心軸の周りで旋回しな
がら水平方向（図中、左から右へ）に移動していく。こ
の時、媒質ガスに比べ比重の大きい異物１６は遠心力で
外側に分離され、旋回部配管１２の右端付近へ到達す
る。ここで、ガス流は配管１３へ吸い込まれる直前に方
向転換される。即ち、左から右への運動量成分を持った
状態から、水平方向の運動量成分を持たない状態を経て
右から左への運動量成分を持った状態に急変する。この
過程で、異物は媒質ガスより比重が大きく、従って慣性
が大きいため、そのかなりの部分が媒質ガス流から分離
され、スリット１５を通り、集塵部１７へ飛び込むこと
になる。
【００３２】図３、図５の例と同様に、本例でもスリッ
ト１５の存在により、一旦、集塵部１７へ入った異物１
６は堆積し、容易には集塵部１７外へは再拡散しない。
このようにして、異物が分離、除去された媒質ガスは、
旋回部配管１２の中心軸付近で開口している配管１３内
に導かれ、放電部２へ向かう出口配管１４に送り出され
る。
ト１５の存在により、一旦、集塵部１７へ入った異物１
６は堆積し、容易には集塵部１７外へは再拡散しない。
このようにして、異物が分離、除去された媒質ガスは、
旋回部配管１２の中心軸付近で開口している配管１３内
に導かれ、放電部２へ向かう出口配管１４に送り出され
る。
【００３３】なお、本例においても、配管１３が旋回部
配管１２の中心軸付近で開口していることは、旋回運動
により中心軸から遠い部分に集まった異物が、集塵部１
７へ侵入する前に配管１３に吸い込まれる現象を抑える
上で有利である。
配管１２の中心軸付近で開口していることは、旋回運動
により中心軸から遠い部分に集まった異物が、集塵部１
７へ侵入する前に配管１３に吸い込まれる現象を抑える
上で有利である。
【００３４】最後に媒質ガス流の流れを作り出す圧力調
整について説明しておく。周知のように、ブロア６には
媒質ガス流の送り出し圧力調節機能（例えば圧力調節ダ
イアルによる調整、コントロールパネル上のキー操作
等）がついていることが通例である。その詳細は周知故
に詳しくは説明しないが、異物の径を考慮して媒質ガス
流の送り出し圧力調節を行なうことも好ましいことであ
る。この調整は、レーザ発振停止中（例えばその日の運
転サイクルの開始時前）に行なうことが出来る。
整について説明しておく。周知のように、ブロア６には
媒質ガス流の送り出し圧力調節機能（例えば圧力調節ダ
イアルによる調整、コントロールパネル上のキー操作
等）がついていることが通例である。その詳細は周知故
に詳しくは説明しないが、異物の径を考慮して媒質ガス
流の送り出し圧力調節を行なうことも好ましいことであ
る。この調整は、レーザ発振停止中（例えばその日の運
転サイクルの開始時前）に行なうことが出来る。
【００３５】即ち、送り出しの媒質ガス圧を高めれば媒
質ガスの流速は大きくなり、径の大きな、あるいは重い
異物の分離が効果的に行なわれる。一方、径の小さな、
あるいは軽い異物の分離を効果的に行なうには、比較的
低い送り出し圧力で媒質ガス圧を流せば良い。従って、
例えば３段階の送り出しの媒質ガス圧を設定し、それぞ
れ所定時間の異物分離のための運転（レーザ発振なし）
を行なうことで、種々の径や質量の異物を効果的に排除
出来る。
質ガスの流速は大きくなり、径の大きな、あるいは重い
異物の分離が効果的に行なわれる。一方、径の小さな、
あるいは軽い異物の分離を効果的に行なうには、比較的
低い送り出し圧力で媒質ガス圧を流せば良い。従って、
例えば３段階の送り出しの媒質ガス圧を設定し、それぞ
れ所定時間の異物分離のための運転（レーザ発振なし）
を行なうことで、種々の径や質量の異物を効果的に排除
出来る。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、レーザ発振器の媒質ガ
ス流路中に、媒質ガスが旋回する流路を設けることによ
り、媒質ガスに含まれた塵などの粒子状の異物を分離・
収集することが可能となる。従って、装置内部のミラー
等の光学部品に付着する塵などの粒子状の異物の量を大
幅に低減することが可能なる。その結果、レーザパワー
の低下、ミラーなどの光学部品の損傷を防止することが
可能となり、信頼性の高い、また、光学部品の清掃頻度
が少なくで済む保守性の良いレーザ発振器が提供され
る。
ス流路中に、媒質ガスが旋回する流路を設けることによ
り、媒質ガスに含まれた塵などの粒子状の異物を分離・
収集することが可能となる。従って、装置内部のミラー
等の光学部品に付着する塵などの粒子状の異物の量を大
幅に低減することが可能なる。その結果、レーザパワー
の低下、ミラーなどの光学部品の損傷を防止することが
可能となり、信頼性の高い、また、光学部品の清掃頻度
が少なくで済む保守性の良いレーザ発振器が提供され
る。
【図１】従来例として、流動する気体をレーザ媒質とす
るレーザ発振器の一般的な構成を示したものである。
るレーザ発振器の一般的な構成を示したものである。
【図２】本発明に従った１つの実施形態に係るレーザ発
振器の全体構成の概略を示した図である。
振器の全体構成の概略を示した図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）共に、図２に示したレーザ発振
器で用いられるガス旋回／集塵機構の構造の一つの例に
ついて説明する断面図で、（ｂ）はガス旋回／集塵機構
の垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図（ｂ）中のＡ
−Ａに沿った水平断面を表わしている。
器で用いられるガス旋回／集塵機構の構造の一つの例に
ついて説明する断面図で、（ｂ）はガス旋回／集塵機構
の垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図（ｂ）中のＡ
−Ａに沿った水平断面を表わしている。
【図４】本発明に従った別の実施形態に係るレーザ発振
器の全体構成の概略を示した図である。
器の全体構成の概略を示した図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）共に、図４に示したレーザ発振
器で用いられるガス旋回／集塵機構の構造の一つの例に
ついて説明する断面図で、（ｂ）はガス旋回／集塵機構
の垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図（ｂ）中のＢ
−Ｂに沿った水平断面を表わしている。
器で用いられるガス旋回／集塵機構の構造の一つの例に
ついて説明する断面図で、（ｂ）はガス旋回／集塵機構
の垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図（ｂ）中のＢ
−Ｂに沿った水平断面を表わしている。
【図６】（ａ）、（ｂ）共に、図４に示したレーザ発振
器で用いられるガス旋回／集塵機構の構造の別の例につ
いて説明する断面図で、（ｂ）はガス旋回／集塵機構の
垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図（ｂ）中のＣ−
Ｃに沿った水平断面を表わしている。
器で用いられるガス旋回／集塵機構の構造の別の例につ
いて説明する断面図で、（ｂ）はガス旋回／集塵機構の
垂直断面を表わし、（ａ）は垂直断面図（ｂ）中のＣ−
Ｃに沿った水平断面を表わしている。
１ 放電励起電源
２ 放電部（放電管）
３ リア鏡
４ 出力鏡
５、７ 熱交換器
６ ブロア（送風機）
８ ガス流（ガス流路）
１１ 入口配管
１２ 旋回部配管
１３ 配管
１４ 出口配管
１５ スリット
１６ 塵などの粒子状の異物
１７ 集塵部（空間）
１８ 旋回／集塵機構
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 太田 一也
山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番
地 ファナック株式会社内
(72)発明者 三宅 輝
山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番
地 ファナック株式会社内
Ｆターム(参考） 5F071 BB03 DD07 DD08 EE08 JJ09
JJ10
Claims (4)
- 【請求項１】 光源、熱源、放電あるいは化学反応によ
り励起されてレーザ光を増幅する媒質ガス、および該媒
質ガスを循環させるガス流路を備えたレーザ発振器にお
いて、 前記媒質ガスの流れを旋回させ、旋回時に発生する遠心
力により前記媒質ガス中に存在する塵などの粒子状の異
物を分離するための旋回流路部を前記ガス流路に設け、 さらに前記分離された粒子状の異物を堆積させて収集す
る集塵部を前記旋回流路部の近傍に備えたことを特徴と
するレーザ発振器。 - 【請求項２】 分離、収集の対象となる異物の粒径及び
／又は質量に応じて、前記媒質ガスの圧力を変更するこ
とを特徴とする、請求項１に記載のレーザ発振器。 - 【請求項３】 前記媒質ガスの流れの旋回は、前記ガス
流路に設けられた形状で引き起こされることを特徴とす
る、請求項１に記載のレーザ発振器。 - 【請求項４】 収集された粒子状の異物の再拡散を防ぐ
ためのスリットを、前記旋回流路部と前記集塵部の間に
備えたことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ発振
器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002081757A JP3721337B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | レーザ発振器 |
| US10/385,529 US6826221B2 (en) | 2002-03-22 | 2003-03-12 | Laser oscillator |
| DE60309528T DE60309528T2 (de) | 2002-03-22 | 2003-03-13 | Laseroszillator |
| EP03251532A EP1347543B1 (en) | 2002-03-22 | 2003-03-13 | Laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002081757A JP3721337B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | レーザ発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003283008A true JP2003283008A (ja) | 2003-10-03 |
| JP3721337B2 JP3721337B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=27785371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002081757A Expired - Fee Related JP3721337B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | レーザ発振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6826221B2 (ja) |
| EP (1) | EP1347543B1 (ja) |
| JP (1) | JP3721337B2 (ja) |
| DE (1) | DE60309528T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7664155B2 (en) | 2006-07-13 | 2010-02-16 | Fanuc Ltd | Gas laser oscillating unit |
| 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 |
| DE102016116813A1 (de) | 2015-09-15 | 2017-03-16 | Fanuc Corporation | Laseroszillator mit einem Wärmetauscher mit der Funktion des Auffangens von Fremdkörpern |
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|---|---|---|---|---|
| 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 |
| 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 |
| KR102598425B1 (ko) * | 2018-09-20 | 2023-11-06 | 현대자동차주식회사 | 미세먼지 감지 센서 어셈블리 |
Family Cites Families (6)
| 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 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002081757A patent/JP3721337B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-12 US US10/385,529 patent/US6826221B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-13 DE DE60309528T patent/DE60309528T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-13 EP EP03251532A patent/EP1347543B1/en not_active Expired - Lifetime
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| US7664155B2 (en) | 2006-07-13 | 2010-02-16 | Fanuc Ltd | Gas laser oscillating unit |
| 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 |
| DE102016116813A1 (de) | 2015-09-15 | 2017-03-16 | Fanuc Corporation | Laseroszillator mit einem Wärmetauscher mit der Funktion des Auffangens von Fremdkörpern |
| CN106532411A (zh) * | 2015-09-15 | 2017-03-22 | 发那科株式会社 | 激光振荡器 |
| JP2017059622A (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 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 |
| US9722386B2 (en) | 2015-09-15 | 2017-08-01 | Fanuc Corporation | Laser oscillator comprising heat exchanger having function of collecting foreign matters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1347543B1 (en) | 2006-11-08 |
| US20030179797A1 (en) | 2003-09-25 |
| DE60309528T2 (de) | 2007-02-15 |
| EP1347543A3 (en) | 2005-04-27 |
| DE60309528D1 (de) | 2006-12-21 |
| US6826221B2 (en) | 2004-11-30 |
| JP3721337B2 (ja) | 2005-11-30 |
| EP1347543A2 (en) | 2003-09-24 |
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