JP2007088066A - Laser light source device - Google Patents

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Shinichi Harada
伸一 原田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser light source device requiring not so much running cost and having a simple configuration which can prevent adhesion of fine particles or contamination gas. <P>SOLUTION: The laser light source device has a case 1 having an inlet port 15 and exhaust port 16 formed thereon, and a laser light source 2 housed in the case 1, wherein the inlet port 15 is formed on the lower position of the laser light source 2 and the exhaust port 16 is formed on the upper side of the laser light source 2. Fine particles or contamination gas etc. are exhausted from the exhaust port due to chimney effect of the inlet and exhaust ports and the concentration in the case is reduced, and the chimney effect reduces the velocity of natural convection, resulting in reduction of the number of times of contact of the contamination gas etc. on an optical element in the case. Thus, adhesion of fine particles etc. to the optical element can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ通信、レーザ計測・制御、レーザ加工などに用いられるレーザ光源装置に関し、詳しくは、雰囲気中に浮遊する微粒子や汚染ガスの付着を防止したレーザ光源装置に関する。   The present invention relates to a laser light source device used for laser communication, laser measurement / control, laser processing, and the like, and more particularly, to a laser light source device that prevents adhesion of fine particles and contaminant gas floating in an atmosphere.

図6は従来のレーザ光源装置を示しており、101は半導体レーザチップ、102はヒートシンク、103は保護窓、105はケースで、108はゲッタリングヒータである。106はステム、107はキャップであり、両者でケース105が構成されている(例えば、特許文献1参照)。   FIG. 6 shows a conventional laser light source device, wherein 101 is a semiconductor laser chip, 102 is a heat sink, 103 is a protective window, 105 is a case, and 108 is a gettering heater. Reference numeral 106 denotes a stem, and 107 denotes a cap. A case 105 is formed by both of them (see, for example, Patent Document 1).

この従来のレーザ光源装置は、半導体レーザチップ101を、ケース107内部に密封した後、ゲッタリングヒータ108に電流を通電してケース105内の汚染ガスを除去するように構成されている。   This conventional laser light source device is configured to remove the pollutant gas in the case 105 by energizing the gettering heater 108 after the semiconductor laser chip 101 is sealed inside the case 107.

図7は別の従来のレーザ光源装置である(例えば、特許文献2参照)。図7において、201はレーザ光源、203は保護窓、204は集光レンズ、205はケースで、図7には示していないが、このほかにレーザ光源201を駆動制御するコントローラや外部の電源装置に接続されているワイヤハーネス等がある。206は吸気口、207は排気口、208は清浄媒体供給源、209は被加工物である。   FIG. 7 shows another conventional laser light source device (see, for example, Patent Document 2). In FIG. 7, reference numeral 201 denotes a laser light source, 203 denotes a protective window, 204 denotes a condenser lens, and 205 denotes a case, which are not shown in FIG. 7, but also include a controller for driving and controlling the laser light source 201 and an external power supply device. There is a wire harness etc. connected to Reference numeral 206 denotes an intake port, 207 denotes an exhaust port, 208 denotes a cleaning medium supply source, and 209 denotes a workpiece.

レーザ光源201は、ケース205内に浮遊する微粒子や汚染ガスの付着により損失が増して、出力低下をきたしたり、最悪の場合は破損する恐れがあるため、ケース205及び保護窓203により外部から遮断されている。このレーザ光源201が収納されているケース205内部に清浄媒体供給源208からの清浄媒体を吸気口206を介して導入し、排気口207から排出することにより、ケース205内部は清浄な雰囲気となり、レーザ光源201の出力低下や破損を防止することができる。
特開平7−176821号公報 特開2005−142413号公報
The laser light source 201 is blocked by the case 205 and the protective window 203 because the loss may increase due to adhesion of fine particles or pollutant gas floating in the case 205 and the output may be reduced or damaged in the worst case. Has been. By introducing the clean medium from the clean medium supply source 208 into the case 205 in which the laser light source 201 is housed through the intake port 206 and discharging it from the exhaust port 207, the inside of the case 205 becomes a clean atmosphere. It is possible to prevent output reduction or breakage of the laser light source 201.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176821 JP 2005-142413 A

しかし、図6に示されるレーザ光源装置では、レーザチップ101をケース107に封止した後ゲッタリングヒータ108で汚染ガス等を除去するので、その後に経時的に発生する汚染ガスがレーザチップ101や保護窓103に付着する。すなわち、ケース107内部の金属部品からも洗浄しきれずに残った0.1μm以下の微粒子等がガス化してケース107内を対流するので、時間の経過と共にレーザチップ101の端面や保護窓103に付着するという課題を有していた。   However, in the laser light source device shown in FIG. 6, since the contaminated gas is removed by the gettering heater 108 after the laser chip 101 is sealed in the case 107, the contaminated gas generated with the passage of time after the laser chip 101 or It adheres to the protective window 103. That is, fine particles of 0.1 μm or less remaining from the metal parts inside the case 107 are gasified and convection inside the case 107, and adhere to the end face of the laser chip 101 and the protective window 103 over time. Had the problem of doing.

また、図7に示される従来のレーザ光源装置では、経時的に発生する汚染ガスも除去されるが、ガスボンベやエアコンプレッサーなどの清浄媒体供給源208を必要とし、装置が複雑で、ランニングコストが高くなるという課題を有していた。   In addition, the conventional laser light source device shown in FIG. 7 also removes polluted gas generated over time, but requires a clean medium supply source 208 such as a gas cylinder or an air compressor, the device is complicated, and the running cost is low. It had the problem of becoming higher.

本発明は、これら課題を解決するレーザ光源装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the laser light source device which solves these subjects.

本発明のレーザ光源装置は、上記課題を解決するために、吸気口及び排気口が形成されたケースと、該ケース内に収納されるレーザ光源と、を有し、前記吸気口は前記レーザ光源の下側の位置に形成され、前記排気口は前記レーザ光源の上側に形成されているようにしたものである。   In order to solve the above problems, a laser light source device of the present invention has a case in which an air inlet and an air outlet are formed, and a laser light source accommodated in the case, and the air inlet has the laser light source. The exhaust port is formed at the upper side of the laser light source.

ケース内の空気は、レーザ光源の発熱により加熱されレーザ光源の下方から上方に上昇し、上昇した空気は上方で冷やされ下降する(自然対流が発生する)。すると、所謂、煙突効果によりレーザ光源の下側に位置する吸気口から外気を吸入し、同時にレーザ光源の上側に位置する排気口から内気を排気し、ケース内の微粒子や経時的に発生する汚染ガスを外に排出する。また、煙突効果により自然対流の循環速度が遅くなるため、微粒子や汚染ガスがレーザ光源や保護窓に付着する量を低減することができる。   The air in the case is heated by the heat generated by the laser light source and rises upward from below the laser light source, and the raised air is cooled and lowered (natural convection occurs). Then, due to the so-called chimney effect, outside air is sucked from the intake port located below the laser light source, and at the same time, the inside air is exhausted from the exhaust port located above the laser light source. Exhaust gas outside. Moreover, since the circulation speed of natural convection becomes slow due to the chimney effect, the amount of fine particles and contaminated gas adhering to the laser light source and the protective window can be reduced.

また、吸気口と排気口にフィルタを設けることもできる。外から微粒子や汚染ガス等がケース内に入ることを防止することができる。   Moreover, a filter can also be provided in an inlet port and an exhaust port. It is possible to prevent fine particles or polluted gas from entering the case from the outside.

また、吸気口をケースの下側に位置する下側壁面に設けることもできる。一番下側から吸気するので、ケース内の底の方に存在する微粒子や汚染ガスを確実に排出できる。   Further, the intake port can be provided on the lower side wall surface located on the lower side of the case. Since air is sucked from the bottom, particulates and polluted gases that are present at the bottom of the case can be reliably discharged.

また、排気口をケースの上側に位置する上側壁面に設けることもできる。一番上側から排気するので、微粒子や汚染ガスを効率的に排出できる。   Moreover, an exhaust port can also be provided in the upper wall surface located above a case. Since exhaust is performed from the top, particulates and polluted gases can be efficiently discharged.

また、吸気口をケースの測方に位置する測方壁面に設けることもできる。下側壁面を浮かせて使用する必要がなくなる(足を設ける必要がない)。   Further, the intake port can be provided on a measuring wall surface located in the case measuring method. There is no need to use the bottom wall surface floating (no need to provide feet).

また、排気口をケースの測方に位置する測方壁面に設けることもできる。排気口を目立たなくすることができる。   Moreover, an exhaust port can also be provided in the measurement wall surface located in the measurement of a case. The exhaust port can be made inconspicuous.

また、排気口が設けられているケースの壁面を高熱伝導部材とすることもできる。排気口の近傍温度が空気流の温度より低くなるため、微粒子や汚染ガス等が排気口近傍に触れたとき付着しやすくなり、ケース内の微粒子等の濃度を低下させることができる。   Moreover, the wall surface of the case provided with the exhaust port can be used as a high heat conduction member. Since the temperature in the vicinity of the exhaust port is lower than the temperature of the air flow, fine particles, polluted gas, and the like are likely to adhere when touching the vicinity of the exhaust port, and the concentration of the fine particles in the case can be reduced.

本発明のレーザ光源装置によれば、発熱するレーザ光源の下側に吸気口を、上側に排気口を備えているので、所謂、煙突効果によりレーザ光源の下側に位置する吸気口から外気を吸入し、同時にレーザ光源の上側に位置する排気口から内気を排気し、ケース内の微粒子や径時的に発生する汚染ガス等を外に排出することができる。また、煙突効果により自然対流の循環速度が遅くなるため、微粒子や汚染ガスがレーザ光源や保護窓に付着する量を低減することができる。   According to the laser light source device of the present invention, the intake port is provided on the lower side of the laser light source that generates heat, and the exhaust port is provided on the upper side. Therefore, outside air is drawn from the intake port located on the lower side of the laser light source due to the so-called chimney effect. It is possible to inhale and exhaust the inside air from the exhaust port located above the laser light source at the same time, and to discharge the fine particles in the case, the polluted gas generated with time, etc. to the outside. Moreover, since the circulation speed of natural convection becomes slow due to the chimney effect, the amount of fine particles and contaminated gas adhering to the laser light source and the protective window can be reduced.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、実施形態1のレーザ光源装置の構成図である。図1において、1はケース、2はレーザ光源で、図には示していないが、このほかにレーザ光源2とコントローラを結ぶワイヤハーネスがある。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a laser light source device according to the first embodiment. In FIG. 1, 1 is a case, and 2 is a laser light source. Although not shown in the figure, there is a wire harness connecting the laser light source 2 and the controller.

ケース1は、例えばアルミで作られた箱型(6面体)形状をしており、上面板(上側壁面)11a、下面板(下側壁面)11a’、左右の側面板(測方壁面)12a、12a’、手前の側面板(測方壁面)13a、13aと対向する図示しない側面板(測方壁面)13a’からなる。下面板11a’のレーザ光源2が取り付けられている付近には吸気口15が、上面板11aのレーザ光源2の真上付近には排気口16が形成されている。下面板11a’には、さらに脚部5が取り付けられており、レーザ光源装置を例えば机上においても、吸気口15が塞がれないようになっている。側面板12aにはレーザビーム出射穴14が形成されており、その出射穴14には例えばガラス製の保護窓4が取り付けられている。   The case 1 has a box shape (hexahedron) shape made of, for example, aluminum, and includes an upper surface plate (upper wall surface) 11a, a lower surface plate (lower wall surface) 11a ', and left and right side plates (measurement wall surface) 12a. , 12a ′, and a front side plate (measurement wall surface) 13a, 13a ′ (not shown) facing the front side plate (measurement wall surface) 13a, 13a. An intake port 15 is formed in the vicinity of the lower surface plate 11 a ′ where the laser light source 2 is attached, and an exhaust port 16 is formed in the vicinity of the upper surface plate 11 a just above the laser light source 2. Further, legs 5 are attached to the lower surface plate 11a 'so that the intake port 15 is not blocked even when the laser light source device is on a desk, for example. A laser beam emission hole 14 is formed in the side plate 12a, and a protective window 4 made of glass, for example, is attached to the emission hole 14.

レーザ光源2は、例えば、半導体レーザ21と、レーザビームをコリメートするレンズ22と、ヒートシンク23と、を備え、ケース1の下面板11a’に固定されている。   The laser light source 2 includes, for example, a semiconductor laser 21, a lens 22 that collimates a laser beam, and a heat sink 23, and is fixed to the lower surface plate 11 a ′ of the case 1.

吸気口15、排気口16は、例えば断面円形穴で、その穴径は、例えば、1mmである。なお、吸気口15、排気口16は、円形穴に限定されることなく、矩形穴、三角穴、等でもよい。   The intake port 15 and the exhaust port 16 are, for example, circular holes in cross section, and the hole diameter is, for example, 1 mm. The intake port 15 and the exhaust port 16 are not limited to circular holes, but may be rectangular holes, triangular holes, or the like.

吸気口15は、ヒートシンク23と紙面前後方向にずれた位置に設けられており、吸気口15が温度の高くなるレーザ光源2の近くにあるため、温度差による上昇気流により微粒子や汚染ガス等を効率よく排出することができる。   The air inlet 15 is provided at a position shifted in the front-rear direction of the paper with respect to the heat sink 23. Since the air inlet 15 is near the laser light source 2 where the temperature is high, particulates and polluted gases are removed by the rising airflow due to the temperature difference. It can be discharged efficiently.

脚部5に、例えばゴム材を使用することができる。   For the leg portion 5, for example, a rubber material can be used.

以上のように構成されたレーザ光源装置についてその動作を以下に説明する。   The operation of the laser light source device configured as described above will be described below.

図示しないコントローラからの電気入力により、レーザ光源2が動作しレーザビーム6が出射される。レーザ光源2に電気入力が入力されると、レーザ光源2は、発熱する。すると、レーザ光源2周辺の空気は暖められ、上昇気流となり、上方に上昇する。上昇気流の一部は、排気流7bとなって排気口16から外に排気される。残りは、周辺空気や上面板11aに触れ、冷やされて下降気流となり下方に下降し、自然対流7となる。排気口16から排気流7bが出ていくと、ケース1内は負圧になるため、吸気口15から外気7aが吸気される。すなわち、一種の煙突効果により、吸気口7aから外気が吸入され排気口7bから内気が排気される。ケース1内の微粒子や汚染ガス等は、自然対流7で上方に運ばれ、一部は排気流7bと共にケース1外に排出され、一部は上面板11aに付着する。その結果、ケース1内の微粒子や汚染ガスの濃度が下がり、レンズ22や保護窓4への付着が防止される。また、煙突効果により自然対流の循環速度が遅くなるため、微粒子や汚染ガスがレンズ22や保護窓4に付着する量を低減することができる。   The laser light source 2 operates and a laser beam 6 is emitted by electrical input from a controller (not shown). When an electrical input is input to the laser light source 2, the laser light source 2 generates heat. As a result, the air around the laser light source 2 is warmed and becomes an ascending current, which rises upward. A part of the ascending airflow is exhausted to the outside through the exhaust port 16 as an exhaust flow 7b. The rest touches the surrounding air and the upper surface plate 11a, is cooled, becomes a descending airflow, descends downward, and becomes natural convection 7. When the exhaust flow 7 b comes out from the exhaust port 16, the inside of the case 1 becomes negative pressure, so that the outside air 7 a is sucked from the intake port 15. That is, due to a kind of chimney effect, outside air is sucked from the intake port 7a and inside air is discharged from the exhaust port 7b. Particulates, polluted gases, etc. in the case 1 are carried upward by the natural convection 7, a part is discharged out of the case 1 together with the exhaust stream 7 b, and a part adheres to the upper surface plate 11 a. As a result, the concentration of fine particles and contaminated gas in the case 1 is reduced, and adhesion to the lens 22 and the protective window 4 is prevented. Moreover, since the circulation speed of natural convection becomes slow due to the chimney effect, it is possible to reduce the amount of fine particles and contaminated gas adhering to the lens 22 and the protective window 4.

上面板11aが、例えばアルミ製の場合、熱伝導率が高いため、温度の高い自然対流が触れても温度上昇が抑えれ、接触した微粒子や汚染ガスは冷やされて効率よく付着される。   When the upper surface plate 11a is made of, for example, aluminum, the heat conductivity is high, so that the temperature rise is suppressed even when a high temperature natural convection is touched, and the contacted fine particles and contaminated gas are cooled and efficiently attached.

レーザ光源装置を動作しないときでも、吸気口15や排気口16を通して微粒子等が外部から浸入する恐れがあるが、外部から浸入する微粒子は付着性が弱く、レンズ22や保護窓4等の光学部品に付着することがほとんどない。光学部品に付着するのは、ケース1内部の構成部材に使用されている接着剤等から出るシロキサン等の付着性の強い物質が主であり、本実施形態のレーザ光源装置ではこれら付着性の強い物質を上記のようにケース1外に排出することができる。   Even when the laser light source device is not operated, there is a risk that fine particles and the like may enter from the outside through the intake port 15 and the exhaust port 16, but the fine particles entering from the outside are weakly adherent, and optical components such as the lens 22 and the protective window 4 There is almost no adhesion. A substance that adheres to the optical component is mainly a highly adherent substance such as siloxane that is emitted from an adhesive or the like used for a component inside the case 1, and the laser light source device of this embodiment has a strong adherence. The substance can be discharged out of the case 1 as described above.

また、吸気口15、排気口16にフィルタを装着すれば、動作時の外部からケース1内への微粒子等の浸入を防ぐことができる。   Further, if filters are attached to the intake port 15 and the exhaust port 16, it is possible to prevent entry of fine particles or the like into the case 1 from the outside during operation.

本実施形態のレーザ光源装置では、吸気口と排気口を下面板と上面板にそれぞれ1個づつ設けたが、6面全面に約φ1mmの穴を少なくとも1個づつ設けるようにしてもよい。このようにすることで、携帯型、例えばレーザポインタのようなレーザ光源装置のように、上下関係が変化する場合でも常に何れかの面に取り付けられた穴が吸気口、排気口として機能し、動作中に微粒子や汚染ガス等を外に排出することができる。   In the laser light source device of the present embodiment, one intake port and one exhaust port are provided on the lower surface plate and the upper surface plate, respectively, but at least one hole of about φ1 mm may be provided on the entire six surfaces. By doing in this way, the holes attached to either surface always function as an inlet and an outlet, even when the vertical relationship changes, as in a portable type, for example, a laser light source device such as a laser pointer, During operation, fine particles and polluted gases can be discharged outside.

(実施形態2)
図2は、実施形態2のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態1のレーザ光源装置の側面板12aを上面板11aに、側面板12a’を下面板11a’に、下面板11a’を側面板12aに、上面板11aを側面板12a’にしたものである。下面板11a’のレーザ光源2の下方に位置するところには、例えば穴径が1.4mmの吸気口15が、上面板11aのレーザ光源2の真上付近には穴径が例えば1mmの排気口16が2個形成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a configuration diagram of the laser light source device of the second embodiment. In the laser light source device of the present embodiment, the side plate 12a of the laser light source device of the first embodiment is used as the upper plate 11a, the side plate 12a ′ is used as the lower plate 11a ′, the lower plate 11a ′ is used as the side plate 12a, and the upper plate 11a. Is a side plate 12a '. An air inlet 15 with a hole diameter of 1.4 mm, for example, is located below the laser light source 2 on the lower surface plate 11a ′, and an exhaust gas with a hole diameter of, for example, 1 mm is located near the laser light source 2 on the upper surface plate 11a. Two mouths 16 are formed.

排気口16が、レーザビーム6が出射する穴14が形成された上面板11aに形成されているので、図2に示すように、レーザビーム6が上向きに出射するようにレーザ光源装置を配置して使用する場合でも、自然対流と煙突効果でケース1内の微粒子や汚染ガス等をケース1外に排出することができる。   Since the exhaust port 16 is formed in the upper surface plate 11a in which the hole 14 through which the laser beam 6 is emitted is formed, the laser light source device is arranged so that the laser beam 6 is emitted upward as shown in FIG. Even when used, the fine particles in the case 1 and the contaminated gas can be discharged out of the case 1 by natural convection and the chimney effect.

また、排気口16が2個あるため、実施形態1のレーザ光源装置より微粒子や汚染ガスを効率よく排出することができる。   Further, since there are two exhaust ports 16, fine particles and contaminated gas can be efficiently discharged from the laser light source device of the first embodiment.

また、本実施形態では、吸気口15の穴径を1.4mmと、排気口16の穴径1mmより大きくしたので、排気口16が2個に対して吸気口15を1個にすることができる。   In this embodiment, since the hole diameter of the intake port 15 is 1.4 mm and larger than the hole diameter of 1 mm of the exhaust port 16, the number of the intake ports 15 may be one for two exhaust ports 16. it can.

(実施形態3)
図3は、実施形態3のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態1のレーザ光源装置において、吸気口15を側面板12a、12a’の下端部に、排気口16を上端部に形成し、脚部5を除去した以外は実施形態1と同じである。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a configuration diagram of the laser light source device of the third embodiment. The laser light source device of the present embodiment is the same as the laser light source device of the first embodiment except that the air inlet 15 is formed at the lower end of the side plates 12a and 12a ′, the exhaust port 16 is formed at the upper end, and the legs 5 are removed. Is the same as in the first embodiment.

レーザビーム出射穴14の下部に吸気口15があるので、吸気流7aにより保護窓4へ向かう気流が阻害され、微粒子や汚染ガスの保護窓4への付着をさらに少なくすることができる。また、下面板11a’に吸気口がないので、脚部をなくすことができる。   Since the air inlet 15 is provided below the laser beam emission hole 14, the air flow toward the protective window 4 is hindered by the intake air flow 7a, and the adhesion of fine particles and contaminated gas to the protective window 4 can be further reduced. Further, since the lower surface plate 11a 'has no intake port, the leg portion can be eliminated.

(実施形態4)
図4は、実施形態4のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態1のレーザ光源装置における吸気口と排気口を複数にしたものである。
(Embodiment 4)
FIG. 4 is a configuration diagram of the laser light source device of the fourth embodiment. The laser light source device of the present embodiment has a plurality of intake ports and exhaust ports in the laser light source device of the first embodiment.

煙突効果が大になり、ケース内の微粒子濃度や汚染ガス濃度が下がるのでレンズ22や保護窓4への付着をますます減らすことができる。   Since the chimney effect is increased and the concentration of fine particles and pollutant gas in the case is lowered, adhesion to the lens 22 and the protective window 4 can be further reduced.

(実施形態5)
図5は、実施形態5のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態3のように側面板に吸気口と排気口を設けると共に、実施形態4のように下面板に複数の吸気口、上面板に複数の排気口を設けたものである。吸気口は、下面板11a’に形成された3個の穴15aと、側面板12a、12a’の下端部に形成された2個の穴15bとからなり、排気口は、上面板11aに形成された3個の穴16aと、側面板12a、12a’の上端部に形成された2個の穴16bとからなる。
(Embodiment 5)
FIG. 5 is a configuration diagram of the laser light source device of the fifth embodiment. The laser light source device of this embodiment is provided with an air inlet and an air outlet on the side plate as in the third embodiment, and a plurality of air inlets on the lower surface plate and a plurality of air outlets on the upper surface plate as in the fourth embodiment. It is a thing. The intake port is composed of three holes 15a formed in the lower surface plate 11a ′ and two holes 15b formed in the lower ends of the side plates 12a and 12a ′, and the exhaust port is formed in the upper surface plate 11a. The three holes 16a and the two holes 16b formed at the upper ends of the side plates 12a and 12a ′.

煙突効果がさらに大になり、ケース内の微粒子濃度や汚染ガス濃度が下がるのでレンズ22や保護窓4への付着をますます減らすことができる。   The chimney effect is further increased and the concentration of fine particles and pollutant gas in the case is lowered, so that adhesion to the lens 22 and the protective window 4 can be further reduced.

(比較例1)
比較例1のレーザ光源装置は、図1に示す実施形態1のレーザ光源装置において、吸気口15と排気口16をなくしたものである。
(Comparative Example 1)
The laser light source device of Comparative Example 1 is obtained by eliminating the intake port 15 and the exhaust port 16 from the laser light source device of Embodiment 1 shown in FIG.

ケース1は、厚さ1.5mmのアルミ板で作られた箱型(6面体)形状をしており、内容積は縦20mm×横120mm×奥行き70mmである。   The case 1 has a box shape (hexahedral shape) made of an aluminum plate having a thickness of 1.5 mm, and the internal volume is 20 mm long × 120 mm wide × 70 mm deep.

半導体レーザ21は、出力0.5Wである。   The semiconductor laser 21 has an output of 0.5 W.

なお、側面板13aには、系を乱さないように設計された図示しない観測窓が付いている。さらに、ケース1内にはトレーサとしての煙が混入されている。   The side plate 13a has an observation window (not shown) designed so as not to disturb the system. Further, smoke as a tracer is mixed in the case 1.

以上のレーザ光源装置を動作させた結果について以下に記す。   The results of operating the above laser light source device will be described below.

レーザ光源2を動作させ温度が平衡状態になった後、観測窓からレーザ光源2の表面温度とケース1内の空気温度を放射温度計で測定したところ、温度差が約100℃であった。また、観測窓からケース1内の煙の動きをビデオカメラで撮影して解析した結果、レーザ光源2付近の煙が対流して元に戻るまでの時間が2秒であった。連続100時間動作後にレンズ22を観察したところ、表面に微粒子や汚染ガスの付着と見られる曇りが観測された。   After the laser light source 2 was operated and the temperature was in an equilibrium state, the surface temperature of the laser light source 2 and the air temperature in the case 1 were measured from the observation window with a radiation thermometer, and the temperature difference was about 100 ° C. Moreover, as a result of photographing and analyzing the movement of smoke in the case 1 from the observation window with a video camera, it took 2 seconds until the smoke in the vicinity of the laser light source 2 was convected and returned. When the lens 22 was observed after 100 hours of continuous operation, fogging that was observed to be caused by the adhesion of fine particles and contaminated gas was observed on the surface.

(実施例1)
実施例1のレーザ光源装置は、図1に示す実施形態1のレーザ光源装置である。
Example 1
The laser light source device of Example 1 is the laser light source device of Embodiment 1 shown in FIG.

ケース1は比較例1と同じで、厚さ1.5mmのアルミ板で作られた箱型(6面体)形状をしており、内容積は縦20mm×横120mm×奥行き70mmである。   Case 1 is the same as Comparative Example 1, has a box shape (hexahedral shape) made of an aluminum plate having a thickness of 1.5 mm, and has an internal volume of 20 mm long × 120 mm wide × 70 mm deep.

吸気口15と排気口16は、断面円形で、その穴径は共に1mmである。   The intake port 15 and the exhaust port 16 are circular in cross section and both have a hole diameter of 1 mm.

半導体レーザ21も比較例1と同じで、出力0.5Wである。   The semiconductor laser 21 is the same as the comparative example 1 and has an output of 0.5 W.

なお、側面板13aには、比較例1と同じように、系を乱さないように設計された図示しない観測窓が付いている。さらに、ケース1内にはトレーサとしての煙が混入されている。   The side plate 13a has an observation window (not shown) designed so as not to disturb the system, as in the first comparative example. Further, smoke as a tracer is mixed in the case 1.

以上のレーザ光源装置を動作させた結果について以下に記す。   The results of operating the above laser light source device will be described below.

レーザ光源2を動作させ温度が平衡状態になった後、観測窓からレーザ光源2の表面温度とケース1内の空気温度を放射温度計で測定したところ、温度差が約100℃であった。また、観測窓からケース1内の煙の動きをビデオカメラで撮影して解析した結果、レーザ光源2付近の煙が対流して元に戻るまでの時間が10〜20秒であった。連続100時間動作後にレンズ22を観察したところ、表面に微粒子や汚染ガスの付着と見られる曇りが観測されなかった。   After the laser light source 2 was operated and the temperature was in an equilibrium state, the surface temperature of the laser light source 2 and the air temperature in the case 1 were measured from the observation window with a radiation thermometer, and the temperature difference was about 100 ° C. Further, as a result of photographing and analyzing the movement of smoke in the case 1 from the observation window with a video camera, it took 10 to 20 seconds for the smoke in the vicinity of the laser light source 2 to convect and return to the original state. When the lens 22 was observed after 100 hours of continuous operation, no haze was observed on the surface, which appears to be the adhering of fine particles or polluting gas.

曇りが観測されなかったのは、比較例1に比べ、吸気口と排気口による煙突効果で排気口から微粒子や汚染ガスや煙等が排気口から排出されて、ケース内の濃度が減少し、且つ、煙突効果で自然対流が減速され汚染ガス等がレンズに接触する回数が減ることによるものと考えられる。   Cloudiness was not observed compared to Comparative Example 1, because the chimney effect by the intake and exhaust ports caused particulates, polluted gas, smoke, etc. to be discharged from the exhaust ports, and the concentration in the case decreased. In addition, it is considered that the natural convection is decelerated by the chimney effect and the number of times that the pollutant gas contacts the lens is reduced.

なお、実施形態では、ケースの材料として高熱伝導部材のアルミ板を使用したが、アルミニウムに限らず、銅、炭素など高熱伝導部材を使用してもよい。高熱伝導材料の熱伝導率としては、常温で100W/(m・K)以上であることが好ましく、200W/(m・K)以上であることが、より好ましい。   In the embodiment, the aluminum plate of the high heat conductive member is used as the material of the case. However, the case is not limited to aluminum, and a high heat conductive member such as copper or carbon may be used. The thermal conductivity of the high thermal conductivity material is preferably 100 W / (m · K) or more at room temperature, and more preferably 200 W / (m · K) or more.

また、吸気口を下側壁面に設け、排気口を上側壁面に設けた実施形態、吸気口も排気口も測方壁面に設けた実施形態を示したが、吸気口を下側壁面に設け、排気口を測方壁面に設けても、吸気口を測方壁面に設け、排気口を上側壁面に設けてもよい。あるいは、吸気口を下側壁面と測方壁面に設けてもよく、また、排気口を上側壁面と測方壁面に設けてもよい。実施形態5は、この実施形態とも言える。   In addition, the embodiment in which the intake port is provided on the lower wall surface and the exhaust port is provided on the upper wall surface, the embodiment in which the intake port and the exhaust port are provided on the measuring wall surface, the intake port is provided on the lower wall surface, The exhaust port may be provided on the measuring wall surface, the intake port may be provided on the measuring wall surface, and the exhaust port may be provided on the upper wall surface. Alternatively, the intake port may be provided on the lower wall surface and the measuring wall surface, and the exhaust port may be provided on the upper wall surface and the measuring wall surface. Embodiment 5 can also be said to be this embodiment.

さらに、実施形態では、直方体のケースを使用しているが、特に限定されない。この場合でも、吸気口をレーザ光源の下側に設け、排気口をレーザ光源の上側に設ければ、実施形態と同様の作用・効果を奏する。   Furthermore, in the embodiment, a rectangular parallelepiped case is used, but it is not particularly limited. Even in this case, if the intake port is provided on the lower side of the laser light source and the exhaust port is provided on the upper side of the laser light source, the same operations and effects as in the embodiment can be obtained.

実施形態1のレーザ光源装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a laser light source device of Embodiment 1. FIG. 実施形態2のレーザ光源装置の構成図である。It is a block diagram of the laser light source apparatus of Embodiment 2. 実施形態3のレーザ光源装置の構成図である。It is a block diagram of the laser light source apparatus of Embodiment 3. 実施形態4のレーザ光源装置の構成図である。It is a block diagram of the laser light source apparatus of Embodiment 4. 実施形態5のレーザ光源装置の構成図である。It is a block diagram of the laser light source apparatus of Embodiment 5. 従来のレーザ光源装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional laser light source device. 別の従来のレーザ光源装置の構成図である。It is a block diagram of another conventional laser light source apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・・・・・・・・・・・・・ケース
2・・・・・・・・・・・・・・・・レーザ光源
11a・・・・・・・・・・・・・・上面板(上側壁面)
11a’・・・・・・・・・・・・・下面板(下側壁面)
12a12a’13a13a’・・・側面板(測方壁面)
15、15a、15b・・・・・・・吸気口
16、16a、16b・・・・・・・排気口
1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Case 2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Laser light source 11a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・..Top plate (upper wall surface)
11a '..... Bottom plate (lower wall surface)
12a12a'13a13a '... side plate (measurement wall surface)
15, 15a, 15b ... Air inlet 16, 16a, 16b ... Air outlet

Claims (7)

吸気口及び排気口が形成されたケースと、
該ケース内に収納されるレーザ光源と、を有し、
前記吸気口は前記レーザ光源の下側の位置に形成され、前記排気口は前記レーザ光源の上側に形成されていることを特徴とするレーザ光源装置。
A case in which an inlet and an exhaust port are formed;
A laser light source housed in the case,
The laser light source device according to claim 1, wherein the air inlet is formed at a position below the laser light source, and the air outlet is formed above the laser light source.
前記吸気口と前記排気口にフィルタを設けたことを特徴とする請求項1に記載のレーザ光源装置。   The laser light source device according to claim 1, wherein filters are provided at the intake port and the exhaust port. 前記吸気口は、前記ケースの下側に位置する下側壁面に設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザ光源装置。   3. The laser light source device according to claim 1, wherein the intake port is provided on a lower wall surface located on a lower side of the case. 4. 前記排気口は、前記ケースの上側に位置する上側壁面に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のレーザ光源装置。   The laser light source device according to claim 1, wherein the exhaust port is provided on an upper wall surface located on the upper side of the case. 前記吸気口は、前記ケースの測方に位置する測方壁面に設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のレーザ光源装置。   The laser light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the intake port is provided on a measurement wall surface located in the measurement of the case. 前記排気口は、前記ケースの測方に位置する測方壁面に設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のレーザ光源装置。   6. The laser light source device according to claim 1, wherein the exhaust port is provided on a measurement wall surface located in the measurement of the case. 前記排気口が設けられている前記ケースの壁面は、高熱伝導部材であることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載のレーザ光源装置。   The laser light source device according to claim 3, wherein a wall surface of the case provided with the exhaust port is a high heat conductive member.
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