JP2005136291A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザ光の効率的な増幅を実現しつつ、長寿命で装置の小型化を図ることが可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 レーザ媒質は、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶よりも光変換効率の高いＹｂ：ＹＡＧ結晶２５であってロッド状の形状だから、Ｎｄ：ＹＡＧレーザに比べて低いドープ濃度で同一の光強度のレーザ光を出力することができ、低いドープ濃度で済む分だけ発熱量を抑えることができ、比較的小型のヒートシンク２６で冷却できる。また、ＩｎＧａＡｓを活性層とする半導体レーザ２１を用いているから、ここからＹｂ：ＹＡＧ結晶２５の吸収波長に合ったレーザ光と出射して効率良く励起させるとともに、ＡｌＧａＡｓを活性層とする半導体レーザ２１を用いた従来構成のようなＡｌの酸化の心配がなく、長寿命化を図ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、加工用レーザ光を、所望の加工パターンに基づき加工対象であるワーク上に照射してワークに加工を施すレーザ加工装置に関する。

この種のレーザ加工装置の一例として、レーザマーキング装置がある。これは、例えば印字用のレーザ光を出射するレーザ発生手段と、そのレーザ光の光路途中に配されてレーザ光の方向を変える一対のガルバノスキャナと、ガルバノスキャナからのレーザ光を収束して印字対象であるワーク上に照射点を形成する収束レンズとを備えている。そして、印字すべきマーキングパターン（文字、記号、図形等）に基づいてガルバノスキャナを駆動させることでワーク上で印字用レーザ光の照射点が走査され上記マーキングパターンが印字されるようになっている。

ところで、レーザマーキング装置には、レーザ発生手段として、レーザ媒質の吸収波長に合った半導体レーザからのレーザ光により励起する半導体レーザ励起固体レーザが使用されたものがある。その一例として、従来、レーザ媒質としてＮｄ（ネジウム）がドープされたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）結晶が用いられた、いわゆるＮｄ：ＹＡＧレーザであって、励起用光源としてＡｌＧａＡｓ（アルミニウム・ガリウム・ヒ素）を活性層とする半導体レーザが使用されたものがあった。

ここで、上述したＮｄがドープされたＹＡＧ結晶は、内部に蓄積された励起エネルギーが光変換される量（光変換効率）が比較的少ない。つまり、いわゆる量子欠損が高く、それに代わって発熱量が多い。従って、高い光強度のレーザ光を出射するために、Ｎｄのドープ濃度を高める方法があるが、Ｎｄ濃度が高くなればなるほど発熱量が多くなり、その分だけレーザ発生手段を冷却するための構成が大型化するという問題が生じる。
また、ＡｌＧａＡｓを活性層とする半導体レーザは、その活性層に含まれるＡｌ（アルミニウム）の酸化（具体的には、Ａｌ層が外部に露出している構造のため酸化する）のために寿命が短い（〜５，０００時間）という問題がある。

そこで、下記特許文献１には、ＮｄがドープされたＹＡＧ結晶よりも光変換効率が高い、Ｙｂ（イットリビウム）がドープされたＹＡＧ結晶を用いたレーザ発生手段を備えるＹｂ：ＹＡＧレーザが開示されている。
特開２０００−１６４９５８公報

ところが、上記特許文献１に開示された技術は、薄型のＹｂ：ＹＡＧ結晶を使用する構成になっており、高い光強度のレーザ光を出力するためには、Ｙｂのドープ濃度を高める必要があり、やはり高い発熱量が発生してしまい、結局それを冷却するための冷却手段が大型化してしまうといった問題が生じる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、レーザ光の効率的な増幅を実現しつつ、長寿命で装置の小型化を図ることが可能なレーザ加工装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、レーザ発生手段から出射された加工用レーザ光を、所望の加工パターンに基づき加工対象であるワーク上に照射して前記ワークに加工を施すレーザ加工装置であって、前記レーザ発生手段は、ＩｎＧａＡｓを活性層とする半導体レーザと、レーザ媒質としてＹｂをドープしてなるロッド状のＹＡＧ結晶とを備え、前記半導体レーザから出射されたレーザ光を励起用レーザ光として前記ＹＡＧ結晶に入射させることにより、増幅されたレーザ光を前記加工用レーザ光として出射する構成とされるとともに、前記レーザ光の増幅に伴う前記ＹＡＧ結晶の温度上昇を抑えるための冷却手段が設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記冷却手段は、前記ＹＡＧ結晶の周囲を覆うように配されたヒートシンクを備えて構成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記冷却手段は、前記ＹＡＧ結晶に向けて冷気を放出、或いは前記ＹＡＧ結晶の周囲気体を吸引する冷却ファンを備えて構成されていることを特徴する。

＜請求項１の発明＞
本構成によれば、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶よりも光変換効率の高いＹｂ：ＹＡＧ結晶（Ｎｄ：ＹＡＧ結晶に比べて、量子欠損が約１／３で、励起状態を維持する維持時間が４倍）を使用しているから、Ｎｄ：ＹＡＧレーザに比べて低いドープ濃度で同一の光強度のレーザ光を出力することができる。また、低いドープ濃度で済む分だけ発熱量を抑えることができ、比較的小型の冷却手段で冷却することが可能となる。

しかも、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶はロッド状（長細い俸状）のものを使用しているから、薄型のものを使用した従来構成に比べて、同一光強度のレーザ光を出力する場合における単位表面面積辺りの発熱量を少なくでき、冷却手段によって効率よく冷却することができる。

更に、ＩｎＧａＡｓを活性層とする半導体レーザを用いているから、ここからＹｂ：ＹＡＧ結晶の吸収波長に合ったレーザ光と出射して効率良く励起させるとともに、ＡｌＧａＡｓを活性層とする半導体レーザを用いた従来構成のようなＡｌの酸化の心配がなく、長寿命化（約３０，０００時間以上）を図ることができる。しかも、高い光強度のレーザ光を得る場合、励起用レーザ光を出力する半導体レーザの出力変動がＹＡＧ結晶で増幅されて出射される加工用レーザ光に与える影響は非常に大きくなるが、従来のＡｌＧａＡｓを活性層とする半導体レーザに比べて、劣化が少なく安定しているので、長期的に安定した高い光強度の加工用レーザ光を得ることができる。

＜請求項２の発明＞
本構成によれば、冷却手段としてヒートシンクを用いることにより比較的簡単な構成で効率的に冷却することができる。

＜請求項３の発明＞
本構成によれば、冷却手段として冷却ファンを用いる構成としたから、水冷式等の冷却手段を使用する構成に比べて更に小型化を図ることができる。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１について、レーザ加工装置としてのガルバノスキャニング式のレーザマーキング装置１０を例に挙げて図１ないし図を参照しつつ説明する。

１．レーザマーキング装置の全体構成
図１は、上記レーザマーキング装置１０の全体構成図である。
同図において、符号１１は、本発明の「レーザ発生手段」に相当するレーザ発振装置であって、ここから出射されたパルス状のレーザ光Ｌ１はガルバノスキャナ２０によって向きが変更される。ガルバノスキャナ２０は、一対のガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗを備えており、一方のガルバノミラー２０Ｗは、駆動手段２０Ｙによって縦方向に角度を変移させることができ、他方のガルバノミラー２０Ｖは、駆動手段２０Ｘによって横方向に角度を変移させることができる。これら両ガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗにより、レーザ光が２方向に向きを変えられ、収束レンズ２０Ｚを介してレーザ光の照射点がワークＷ上を二次元的に移動する。

また、ＣＰＵ等で構成されたコントローラ３０は、図示しないコンソールにて入力された文字、記号、図形等に基づいて、ガルバノスキャナ２０に座標データを順次に与えると共に、レーザ発振装置１１にオンオフ信号を与えてそれぞれを駆動制御する。

２．レーザ発振装置の構成
次いで、レーザ発振装置１１は、励起用レーザ光Ｌ２を出射する半導体レーザ２１（励起用光源。レーザダイオード：ＬＤ）と、ここから出射された励起用レーザ光Ｌ２を一端側から受けて光増幅して他端側から出射する増幅手段２２とを備えて構成されている。

（１）増幅手段の構成
増幅手段２２は、「レーザ媒質の一端側に、半導体レーザからの励起用レーザ光を透過させ、かつ、増幅されたレーザ光を反射させる第１ダイクロイックミラーが配される一方で、他端側に、増幅されたレーザ光の一部を透過させ、かつ前記励起用レーザ光を反射させる第２ダイクロイックミラーが配されて構成され、
前記半導体レーザからの励起用レーザ光が前記第１ダイクロイックミラーを介して前記レーザ媒質に入射することで励起されて放出されたレーザ光を、前記第１及び第２のダイクロイックミラー間で繰り返し反射させて増幅させ、その増幅されたレーザ光を前記第２ダイクロイックミラーを介して出射する構成（構成１）」になっている。

更に、本実施形態では、「上記構成１において、前記レーザ媒質と、前記第１ダイクロイックミラー及び前記第２クロイックミラーのいずれか一方との間、或いは、前記第２クロイックミラーとレーザ出射口２７との間で、電気光学効果又は音響光学効果により前記レーザ光を屈折させるレーザ光偏向スイッチを制御することで、前記第２ダイクロイックミラーを介して前記レーザ出射口２７からパルス状のレーザ光を出力する構成（構成２）」になっている。

具体的には、本実施形態では、増幅手段２２は、図２に示すように、レーザ媒質の両端に、上記第１ダイクロイックミラー２３と第２ダイクロイックミラー２４とを設けた構成になっている。

ここで、レーザ媒質は、Ｙｂ（イットリビウム）イオンを含ませた（ドープした）ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）結晶（以下、「Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５」という）であり、全体としてロッド状（長細い俸状、柱状）の形状をなす。より具体的には、直径２ｍｍ以下になっている。更に本実施形態では、このロッド状のＹｂ：ＹＡＧ結晶２５の外周面に、複数の放熱フィン（図示せず）を備えた、例えば銅製のヒートシンク２６（本発明の「冷却手段」に相当）が密着状態で配されている。放熱フィンがＹｂ：ＹＡＧ結晶２５で発生した熱を放出することで当該Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５を冷却できる。

次いで、このＹｂ：ＹＡＧ結晶２５と半導体レーザ２１との間に配された第１ダイクロイックミラー２３は、半導体レーザ２１からの励起用レーザ光Ｌ２（波長が例えば約９４０ｎｍまたは９７０ｎｍ）を透過させ、増幅手段２２にて増幅されたレーザ光Ｌ１（波長が例えば約１，０３０ｎｍ）を全反射させる構成になっている。

一方、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５とレーザ出射口２７との間に配された第２ダイクロイックミラー２４は、励起用レーザ光Ｌ２（波長が例えば約９４０ｎｍ）を反射させ、上記増幅されたレーザ光Ｌ１（波長が例えば約１，０３０ｎｍ）の一部を透過させる構成になっている。

また、本実施形態では、例えば第２ダイクロイックミラー２４とＹｂ：ＹＡＧ結晶２５との間に、コントローラ３０からの発振信号に基づいてオンオフ動作するＱスイッチ３２（上記「レーザ光偏向スイッチ」に相当する）が配置されている。このＱスイッチ３２は、例えば電気光学効果（具体的には、ポッケルス効果、又はカー効果）を利用するものである。より詳しくは、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５から第２ダイクロイックミラー２４側へ向うレーザ光Ｌ１の光路途中に、電界による屈折率変化が大きい光学結晶を配して、その光学結晶に対して前記光路と直交する方向の両端間に所定の電圧を印加するオン動作により、その光学結晶内を通過するレーザ光を屈折させるよう作用するものである。なお、レーザ光偏向スイッチについて他の構成としては、音響光学結晶を用いて音響光学効果を利用する構成であってもよい。

（２）半導体レーザの構成
本実施形態の半導体レーザ２１は、ＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・砒素）を活性層とする半導体レーザ素子であり、その具体的構造が図３に示されている。
同図に示すように、半導体レーザ２１は、ｎ−ＧａＡｓ基板５１の上に、ｎ−ＧａＡｌＡｓ下部クラッド層５２、ｎあるいはｉ−ＧａＡｓ下部光導波層５３、ＩｎＧａＡｓ活性層５４、ｎあるいはｉ−ＧａＡｓ上部光導波層５５、ｐ−ＧａＡｌＡｓ上部クラッド層５６、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層５７が積層されてなる。そして、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層５７の上面に、絶縁膜５８、ｐ側電極が形成されている。また、ｎ−ＧａＡｓ基板５１の下面には、ｎ側電極６０が形成されている。このような構造により、半導体レーザ２１素子からは、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５にドープされたＹｂの励起波長（前述したように約９４０ｎｍまたは９７０ｎｍ）と略同一の波長の励起用レーザ光Ｌ２が出射される。なお、Ｙｂは、Ｎｄに比べて吸収波長帯が広いため、温度変化によって半導体レーザ２１からの励起用レーザ光ｌ２の波長が多少変化しても、この励起用レーザ光１２の入射によってＹｂ：ＹＡＧ結晶２５を励起状態にすることができる。

なお、本実施形態では、図２に示すように、半導体レーザ２１から出射された励起用レーザ光Ｌ２は、光ファイバ２８を通して出射され、例えばコリメータレンズ２９で平行光とし、収束レンズ３１（例えばｆθレンズ）で収束して増幅手段２２に入射させるようにしている。このようにコリメータレンズ２９で平行光とし、収束レンズ３１（例えばｆθレンズ）で収束することで高密度の励起用レーザ光Ｌ２をＹｂ：ＹＡＧ結晶２５に照射させるようにしているのである。

３．レーザマーキング装置の動作
次に、本実施形態の作用について説明する。
レーザマーキング装置１０の図示しない起動用スイッチをオン操作すると、コンソールにて入力された文字等に関する印字情報に基づいてコントローラ３０により、ガルバノスキャナ２０には座標データ、レーザ発振装置１１の半導体レーザ２１には起動信号、そしてＱスイッチ３２には発振信号がそれぞれ与えられる。すると、レーザ発振装置１１では、半導体レーザ２１が駆動すると共に、Ｑスイッチ３２が前記発振信号に同期してオンオフ動作を開始する。

半導体レーザ２１から出射された励起用レーザ光Ｌ２は、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５にドープされたＹｂの励起波長と略同一の波長を有し、この励起用レーザ光Ｌ２が照射されることでＹｂ：ＹＡＧ結晶２５は効率良く励起され、ここからレーザ光が放出される。そして、このレーザ光は、Ｑスイッチ３２がオフ状態のときは、光学結晶内を直進して第１ダイクロイックミラー２３及び第２クロイックミラー間で反射を繰り返す。それに伴って、レーザ光Ｌ１はＹｂ：ＹＡＧ結晶２５内における誘導放出により増幅されつつ第２ダイクロイックミラー２４を介してガルバノスキャナ２０側に出力される。

なお、本実施形態では、増幅手段２２のレーザ出射口２７とガルバノスキャナ２０との間に、増幅手段２２から出射されたレーザ光Ｌ１のビーム径（ビーム幅・ビームの広がり角を含む）を拡大するビームエキスパンダ３３が配されている。具体的には、ビームエキスパンダ３３は、増幅手段２２から出射された、指向性の高いレーザ光Ｌ１を拡散させる発散レンズ３４と、その発散レンズ３４からのレーザ光Ｌ１を平行光にするコリメータレンズ３５とを備えて構成されている。つまり、発散レンズ３４とコリメータレンズ３５との離間距離に応じてガルバノスキャナ２０側に導くレーザ光Ｌ１のビーム径を調整できるようになっている。なお、勿論、ビームエキスパンダ３３を設けずに、レーザ発振装置からのレーザ光Ｌ１を直接ガルバノスキャナ２０に照射する構成であってもよい。

これに対して、Ｑスイッチ３２がオン状態のときは、上述したように光学結晶内に電界が印加され、レーザ光Ｌ１は光学結晶内で屈折されて第２ダイクロイックミラー２４から反れた方向に向かう。従って、上記の反射動作が阻止され、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５内での誘導放出が起こらず、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５はより高い励起状態に保持されることになる。なお、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５は、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶に比べて、励起状態を維持する維持時間が４倍であり、Ｑスイッチ３２のオン状態においてより高いレベルの励起エネルギー蓄積することができる。

そして、このようなＱスイッチ３２のオンオフ動作によって過渡的に大電力光パルスが第２ダイクロイックミラー２４を介してレーザ発振装置１１からガルバノスキャナ２０側に出力されるのである。なお、このパルス状のレーザ光Ｌ１は、コントローラ３０からの座標データに基づいて駆動制御されるガルバノスキャナ２０により２方向に向きが変えられて、レーザ光Ｌ１の照射点がワークＷ上を二次元的に移動し、もって所望の文字等がワークＷ上に印字されることになる。

４．本実施形態の効果
本実施形態によれば、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶よりも光変換効率の高いＹｂ：ＹＡＧ結晶２５（Ｎｄ：ＹＡＧ結晶に比べて、量子欠損が約１／３で、励起状態を維持する維持時間が４倍）を使用しているから、Ｎｄ：ＹＡＧレーザに比べて低いドープ濃度（例えば１％未満）で同一の光強度のレーザ光を出力することができる。また、低いドープ濃度で済む分だけ発熱量を抑えることができ、比較的小型のヒートシンク２６で冷却することが可能となる。

しかも、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５はロッド状（長細い俸状）のものを使用しているから、薄型のものを使用した従来構成に比べて、同一光強度のレーザ光を出力する場合における単位表面面積辺りの発熱量を少なくでき、ヒートシンク２６によって効率よく冷却することができる。

更に、ＩｎＧａＡｓを活性層とする半導体レーザ２１を用いているから、ここからＹｂ：ＹＡＧ結晶２５の吸収波長に合ったレーザ光と出射して効率良く励起させるとともに、ＡｌＧａＡｓを活性層とする半導体レーザ２１を用いた従来構成のようなＡｌの酸化の心配がなく、長寿命化（約３０，０００時間以上）を図ることができる。
また、本実施形態では、冷却手段としてヒートシンク２６を用いることにより比較的簡単な構成で効率的に冷却することができる。

＜実施形態２＞
図４は（請求項３の発明に対応する）実施形態２を示す。前記実施形態との相違は、冷却手段の構成にあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

図４に示すように、本実施形態における冷却手段は、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５の外周面に向けて冷気を放出する１または複数の冷却ファン４０（本実施形態では２台）が、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５の軸方向に沿って並設されている。これらの冷却ファン４０を駆動して冷気を放出することで、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５を冷却するようになっている。
このように冷却手段として冷却ファン４０を用いる構成としたから、水冷式等の冷却手段を使用する構成に比べて更に小型化を図ることができる。なお、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５の周囲気体を吸引して外部に放出する冷却ファンを使用する構成であってもよい。

＜実施形態３＞
図５は、実施形態３を示す。前記実施形態との相違は、主として冷却手段のところにあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
図５に示すように、本実施形態では、ヒートシンクや冷却ファンを設けず、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５を単に周囲気体に曝した構成になっている。このような構成成であっても、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５はロッド状をなし、周囲気体と接触する面が広く、この周囲気体によってある程度冷却することができる。また、本実施形態では、上記Ｑスイッチを設けず、レーザ出射口２７から連続的なレーザ光Ｌ３を出射するようになっている。この場合であっても、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶２５の発熱を抑えつつ高いレーザ光強度を得ることができる。

＜実施形態４＞
図６は、実施形態４を示す。前記実施形態との相違は、増幅手段の構成にあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。

図６には、本実施形態のレーザ発生手段７０の構成が図示されている。
同図中、符号７１は、上記第１実施形態と同一の構造をなす半導体レーザである。増幅手段７２（リングオシレータ）は、複数（本実施形態では６個）のＹｂ：ＹＡＧ結晶７３と複数（本実施形態では６個）の反射ミラー７４とを交互に環状に並べた構成になっている。そして、半導体レーザ７１からの励起用レーザ光ｌ４の光路上に位置するＹｂ：ＹＡＧ結晶７３ａと、半導体レーザ７１との間の反射ミラー７４ａは、ダイクロイックミラーで構成され、半導体レーザ７１からの励起用レーザ光Ｌ４を透過し、各Ｙｂ：ＹＡＧ結晶７３を周回りして増幅されたレーザ光Ｌ５を反射するようになっている。また、Ｙｂ：ＹＡＧ結晶７３ａとレーザ出射口７５との間の反射ミラー７４ｂは、一部の光を透過し、残りの光を反射する部分反射ミラーで構成されている。

このような構成により、半導体レーザ７１からの励起用レーザ光Ｌ４は、その光路上に配されたＹｂ：ＹＡＧ結晶７３ａを励起し、ここから放出されたレーザ光のうち上記反射ミラー７４ｂで反射されたレーザ光が次のＹｂ：ＹＡＧ結晶７３ｂに導かれ、同様に順次、各反射ミラー７４で反射されつつ６個のＹｂ：ＹＡＧ結晶７３を通過するに連れて増幅され、この増幅されたレーザ光Ｌ５がレーザ出射口７５を介してガルバノスキャナ２０側に出射されるようになっている。
このような構成であっても、レーザ媒質としてＹｂ：ＹＡＧ結晶７３が使用され、半導体レーザ７１は、ＩｎＧａＡｓを活性層とする構造なので、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態１において、ヒートシンクに加えて実施形態２の冷却ファンを設けて、冷却効率を向上させるようにしてもよい。

（２）上記実施形態では、ガルバノスキャニング方式のレーザマーキング装置に適用した例を説明したが、レーザ発生手段から出射された加工用レーザ光を、加工対象であるワーク上に照射して加工を施すレーザ加工装置であれば本発明を適用することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（３）上記実施形態１〜３では、光ファイバ２８を通して半導体レーザからの励起用レーザ光を増幅手段に導く構成としたが、これに限らず、光ファイバを設けず、半導体レーザからの励起用レーザ光を直接増幅手段に導く構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、銅製のヒートシンク２６を使用したが、他の金属で形成したものであってもよい。なお、ヒートシンクの材料としてより高い熱伝導率の材料を使用することが望ましいことは言うまでもない。

本発明の実施形態１に係るレーザマーキング装置の全体構成図 レーザ発振装置の具体的構成図 半導体レーザの構造を示した模式図 実施形態２のレーザ発振装置の具体的構成図 実施形態３のレーザ発振装置の具体的構成図 実施形態４のレーザ発振装置の具体的構成図

符号の説明

１０…レーザマーキング装置（レーザ加工装置）
１１…レーザ発振装置（レーザ発生手段）
２１，７１…半導体レーザ
２２，７２…増幅手段
２５，７３（７３ａ，７３ｂ）…Ｙｂ：ＹＡＧ結晶（レーザ媒質）
２６…ヒートシンク（冷却手段）
４０…冷却ファン（冷却手段）
５４…ＩｎＧａＡｓ活性層
７０…レーザ発生手段
７４（７４ａ，７４ｂ）…反射ミラー
Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５…レーザ光
Ｌ２，Ｌ４…励起用レーザ光
Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. レーザ発生手段から出射された加工用レーザ光を、所望の加工パターンに基づき加工対象であるワーク上に照射して前記ワークに加工を施すレーザ加工装置であって、
   前記レーザ発生手段は、ＩｎＧａＡｓを活性層とする半導体レーザと、
   レーザ媒質としてＹｂをドープしてなるロッド状のＹＡＧ結晶とを備え、
   前記半導体レーザから出射されたレーザ光を励起用レーザ光として前記ＹＡＧ結晶に入射させることにより、増幅されたレーザ光を前記加工用レーザ光として出射する構成とされるとともに、
   前記レーザ光の増幅に伴う前記ＹＡＧ結晶の温度上昇を抑えるための冷却手段が設けられていることを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記冷却手段は、前記ＹＡＧ結晶の周囲を覆うように配されたヒートシンクを備えて構成されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
3. 前記冷却手段は、前記ＹＡＧ結晶に向けて冷気を放出、或いは前記ＹＡＧ結晶の周囲気体を吸引する冷却ファンを備えて構成されていることを特徴する請求項１または請求項２記載のレーザ加工装置。

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