JP2007329469A - Laser diode cooling device - Google Patents

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JP2007329469A JP2007125896A JP2007125896A JP2007329469A JP 2007329469 A JP2007329469 A JP 2007329469A JP 2007125896 A JP2007125896 A JP 2007125896A JP 2007125896 A JP2007125896 A JP 2007125896A JP 2007329469 A JP2007329469 A JP 2007329469A
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Joji Okada
穣治 岡田
Yasuo Shiina
康雄 椎名
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser diode cooling device capable of holding and cooling a laser diode while easily exchanging the laser diode that is held. <P>SOLUTION: The laser diode cooling device 10 comprises a plurality of cooling modules 12 having the same structure in which the modules are arrayed in a line by a fixing means. The cooling module 12 comprises a module body 14 of synthetic resin. In the module body 14, a housing part 16, a cooling part 18, a flow-in side channel 20, and a flow-out side channel 22 are formed. In the module body 14, a wear preventing piece 24 of stainless steel, an O-ring 26 of rubber, and a cathode terminal 28 and anode terminal 30 consisting of metal plate are also formed. A lid 38 is detachably provided to the module body 14. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、レーザダイオード冷却装置に関し、特に、たとえば金属、合成樹脂、ガラスなどの各種材料の表面や内面を加工する加工機やバイオ測定器などの固体レーザ励起に用いられる高出力のレーザダイオードを冷却するためのレーザダイオード冷却装置に関する。   The present invention relates to a laser diode cooling device, and in particular, a high-power laser diode used for solid-state laser excitation of a processing machine or a bio-measuring device that processes the surface and inner surface of various materials such as metal, synthetic resin, and glass. The present invention relates to a laser diode cooling device for cooling.

図19は、この発明の背景となる従来の冷却レーザダイオードアレイ組立体を示す分解斜視図である。図19に示す冷却レーザダイオードアレイ組立体1は、複数のモジュール2、2、・・を有する。各モジュール2は、各レーザダイオードアレイ2aを含む。各レーザダイオードアレイ2aは、アノードとなる金属製の各ベース2bにはんだ付けされている。各ベース2bには、それぞれ、冷却液を流すための第1の貫通孔3aと固定用のねじ6を通すための第2の貫通孔3bとが形成されている。また、各ベース2bに対応するように各カソード2cが設けられ、ベース2bとカソード2cとの間には絶縁体2dが挟まれている。
これらのモジュール2、2、・・は一列に並べられ、各ベース2bは、第1の貫通孔3aおよび第2の貫通孔3bに対応する2つの孔を有する平面状に形成された水漏れ防止および電気的絶縁のためのジョイント4、4で挟まれる。
さらに、一列に並べられたこれらのモジュール2、2、・・およびジョイント4、4、・・の両側には、第1の貫通孔3aに通じる入口部および第2の貫通孔3bに対応する貫通孔を有する一方のフランジ5aと、第1の貫通孔3aに通じる出口部および第2の貫通孔3bに対応する貫通孔を有する他方のフランジ5bとが配置され、それらが第2の貫通孔3bなどに通された固定用のねじ6などで固定される。
また、これらのモジュール2、2、・・の背面には1つの絶縁板7が設けられ、ベース2b部分およびカソード2c部分において絶縁板7を貫通する金属ねじ8a、8bによって電気的な接続が行われる。
この冷却レーザダイオードアレイ組立体1では、冷却液を一方のフランジ5aの入口部から各ベース2bの第1の貫通孔3aを経由して他方のフランジ5bの出口部側に流せば、冷却液によってそれらのベース2b、2b、・・にはんだ付けされているレーザダイオードアレイ2a、2a、・・を冷却することができる(例えば特許文献1、特許文献2参照)。
FIG. 19 is an exploded perspective view showing a conventional cooled laser diode array assembly as the background of the present invention. The cooling laser diode array assembly 1 shown in FIG. 19 has a plurality of modules 2, 2,. Each module 2 includes each laser diode array 2a. Each laser diode array 2a is soldered to each metal base 2b serving as an anode. Each base 2b is formed with a first through hole 3a for allowing the coolant to flow and a second through hole 3b for passing the fixing screw 6 therethrough. Each cathode 2c is provided so as to correspond to each base 2b, and an insulator 2d is sandwiched between the base 2b and the cathode 2c.
These modules 2, 2,... Are arranged in a line, and each base 2b is formed in a planar shape having two holes corresponding to the first through hole 3a and the second through hole 3b. And sandwiched between joints 4 and 4 for electrical insulation.
Further, on both sides of the modules 2, 2,... And the joints 4, 4, .. arranged in a line, the inlets leading to the first through holes 3a and the through holes corresponding to the second through holes 3b are provided. One flange 5a having a hole and the other flange 5b having a through-hole corresponding to the outlet portion and the second through-hole 3b communicating with the first through-hole 3a are arranged, and these are the second through-hole 3b. It is fixed with a fixing screw 6 or the like passed through.
In addition, one insulating plate 7 is provided on the back of these modules 2, 2,..., And electrical connection is performed by metal screws 8a and 8b penetrating the insulating plate 7 in the base 2b portion and the cathode 2c portion. Is called.
In this cooling laser diode array assembly 1, if the coolant flows from the inlet of one flange 5a to the outlet of the other flange 5b via the first through hole 3a of each base 2b, The laser diode arrays 2a, 2a,... Soldered to the bases 2b, 2b,... Can be cooled (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

米国特許第6,091,746号公報US Pat. No. 6,091,746 特表2000−500291Special table 2000-500291

ところが、図19に示す冷却レーザダイオードアレイ組立体1では、いずれかのレーザダイオードアレイ2aが消耗しまたは故障してそのレーザダイオードアレイ2aを交換する場合、交換しようとするレーザダイオードアレイ2aがはんだ付けされているベース2bを固定用のねじ6から外し、さらに、消耗や故障していない新しいレーザダイオードアレイ2aがはんだ付けされているベース2bの第2の貫通孔3bに固定用のねじ6を通さなければならない。そのため、レーザダイオードアレイ2aの交換作業に大変な手間がかかり、その交換作業が煩雑である。この場合、交換するレーザダイオードアレイ2aの位置によっては、交換しない他のレーザダイオードアレイ2aのベース2bについても、それを固定用のねじ6から外したりそれに固定用のねじ6を通したりしなければならないので、その交換作業がさらに煩雑になる。   However, in the cooled laser diode array assembly 1 shown in FIG. 19, when one of the laser diode arrays 2a is worn out or fails and the laser diode array 2a is replaced, the laser diode array 2a to be replaced is soldered. The fixed base 2b is removed from the fixing screw 6, and the fixing screw 6 is inserted into the second through hole 3b of the base 2b to which the new laser diode array 2a that has not been worn out or failed is soldered. There must be. Therefore, it takes a lot of time to replace the laser diode array 2a, which is complicated. In this case, depending on the position of the laser diode array 2a to be replaced, the base 2b of the other laser diode array 2a not to be replaced must be removed from the fixing screw 6 or passed through the fixing screw 6. Therefore, the replacement work becomes more complicated.

それゆえに、この発明の主たる目的は、レーザダイオードを保持して冷却することができるとともに、保持されているレーザダイオードを簡単に交換することができる、レーザダイオード冷却装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a laser diode cooling apparatus that can hold and cool a laser diode and can easily replace the held laser diode.

この発明にかかるレーザダイオード冷却装置は、レーザダイオードを保持して冷却するためのレーザダイオード冷却装置であって、冷却モジュールと、冷却モジュールを固定するための固定手段とを備え、冷却モジュールは、モジュール本体と、モジュール本体に形成される、レーザダイオードに電力を供給するための端子と、モジュール本体に対して開閉可能に設けられる蓋体とを備え、モジュール本体は、レーザダイオードを収納するための収納部と、収納部に収納されているレーザダイオードを冷却媒体で冷却するための冷却部と、冷却媒体を外部から冷却部に流入するための流入側通路と、冷却媒体を冷却部から外部に流出するための流出側通路とを備え、モジュール本体の収納部にレーザダイオードを収納した状態でモジュール本体に対して蓋体を閉めることによって、レーザダイオードが蓋体で収納部側に押え付けられて保持されるとともに端子側に押え付けられて端子に電気的に接続される、レーザダイオード冷却装置である。
この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、複数の冷却モジュールにおける流入側通路は、複数の冷却モジュールを配列した際に連通するように形成され、複数の冷却モジュールにおける流出側通路は、複数の冷却モジュールを配列した際に連通するように形成され、固定手段は、任意の数の冷却モジュールを配列した状態で固定するように形成されていることが好ましい。
また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、モジュール本体は合成樹脂で形成され、モジュール本体の冷却部の近傍において、冷却媒体による磨耗を防止するための金属からなる磨耗防止片が設けられていることが好ましい。
さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、モジュール本体は、合成樹脂からなる複数の部分をたとえば超音波溶着または接着剤で接合することによって形成されていることが好ましい。この場合、流入側通路および流出側通路は、それぞれ、モジュール本体に冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成されていることが好ましい。また、この場合、端子は、部分的にモジュール本体に埋め込まれていることが好ましい。
また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、固定手段は、たとえば、配列された冷却モジュールの両側に配置される固定用ブロックと、冷却モジュールおよび固定用ブロックを貫通する接続部材とを含む。
さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、複数の冷却モジュールを配列した状態に位置決めするための位置決め手段を備えていることが好ましい。この場合、位置決め手段は、たとえば、複数の冷却モジュールを配列した状態で複数の冷却モジュールに嵌り合うレールを含む。
また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、冷却モジュールにおいて、収納部に収納されているレーザダイオードによってレーザ光が出力される側の角部が、360度を4以上の整数で割った角度に形成されていることが好ましい。
さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、端子において、レーザダイオードに対向する接点部分が非平面形状を有する形状に形成されていることが好ましい。
また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、端子に接触するように設けられる吸熱部材を備えていることが好ましい。
A laser diode cooling device according to the present invention is a laser diode cooling device for holding and cooling a laser diode, comprising a cooling module and a fixing means for fixing the cooling module. A main body, a terminal formed on the module main body for supplying power to the laser diode, and a lid body that can be opened and closed with respect to the module main body, and the module main body is a storage for storing the laser diode A cooling section for cooling the laser diode housed in the housing section with a cooling medium, an inflow side passage for allowing the cooling medium to flow into the cooling section from the outside, and the cooling medium flowing out from the cooling section to the outside And a module main body with the laser diode housed in the housing part of the module body. The laser diode cooling device is configured such that the laser diode is pressed and held on the storage unit side by the lid and held on the terminal side and electrically connected to the terminal by closing the lid with respect to .
In the laser diode cooling device according to the present invention, the inflow side passages in the plurality of cooling modules are formed so as to communicate with each other when the plurality of cooling modules are arranged, and the outflow side passages in the plurality of cooling modules are in the plurality of cooling modules. Preferably, the fixing means is formed so as to be fixed in a state where an arbitrary number of cooling modules are arranged.
In the laser diode cooling device according to the present invention, the module main body is formed of a synthetic resin, and a wear prevention piece made of metal for preventing wear by the cooling medium is provided in the vicinity of the cooling portion of the module main body. It is preferable.
Furthermore, in the laser diode cooling device according to the present invention, it is preferable that the module main body is formed by joining a plurality of portions made of synthetic resin with, for example, ultrasonic welding or an adhesive. In this case, it is preferable that the inflow side passage and the outflow side passage are each formed in a shape such that the resistance to the cooling medium is reduced in the module body. In this case, the terminal is preferably partially embedded in the module body.
In the laser diode cooling device according to the present invention, the fixing means includes, for example, fixing blocks arranged on both sides of the arranged cooling modules, and a connecting member penetrating the cooling module and the fixing blocks.
Furthermore, the laser diode cooling device according to the present invention preferably includes positioning means for positioning a plurality of cooling modules in an arrayed state. In this case, the positioning means includes, for example, rails that fit into the plurality of cooling modules in a state where the plurality of cooling modules are arranged.
Further, in the laser diode cooling device according to the present invention, in the cooling module, the corner on the side where the laser light is output by the laser diode housed in the housing portion is an angle obtained by dividing 360 degrees by an integer of 4 or more. Preferably it is formed.
Furthermore, in the laser diode cooling device according to the present invention, it is preferable that a contact portion facing the laser diode is formed in a shape having a non-planar shape in the terminal.
The laser diode cooling device according to the present invention preferably includes a heat absorbing member provided so as to be in contact with the terminal.

この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、冷却モジュールにおいてモジュール本体の収納部にレーザダイオードを収納してモジュール本体に対して蓋体を閉めれば、レーザダイオードを保持することができるとともに、レーザダイオードをレーザダイオードに電力を供給するための端子に電気的に接続することができる。
また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、冷却モジュールにおいて冷却媒体を流入側通路を介して冷却部に流入し冷却部から流出側通路を介して流出すれば、収納部に収納され保持されているレーザダイオードを冷却媒体によって冷却することができる。
さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、冷却モジュールにおいて、モジュール本体に対して蓋体を開ければ、収納部に収納されているレーザダイオードを簡単に交換することができるので、保持されているレーザダイオードを簡単に交換することができる。
In the laser diode cooling device according to the present invention, the laser diode can be held and stored in the cooling module if the laser diode is housed in the housing portion of the module body and the lid is closed with respect to the module body. The diode can be electrically connected to a terminal for supplying power.
In the laser diode cooling device according to the present invention, if the cooling medium flows into the cooling section through the inflow side passage and flows out from the cooling section through the outflow side passage in the cooling module, the cooling medium is stored and held in the storage section. The laser diode can be cooled by a cooling medium.
Furthermore, in the laser diode cooling device according to the present invention, in the cooling module, if the lid is opened with respect to the module main body, the laser diode housed in the housing portion can be easily replaced, and thus is retained. The laser diode can be easily replaced.

この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、複数の冷却モジュールを配列した際に複数の冷却モジュールにおける流入側通路が連通するとともに複数の冷却モジュールにおける流出側通路が連通するように形成され、固定手段が任意の数の冷却モジュールを配列した状態で固定するように形成されている場合、配列した状態で固定する冷却モジュールの数を任意の数に変更することができる。そのため、保持されるレーザダイオードの数も任意の数に変更することができ、使用するレーザダイオードの数を変更する際に対応することができる。
また、この場合、複数の冷却モジュールを配列した状態で固定すれば、複数の流入側通路が連通するとともに複数の流出側通路が連通するので、冷却媒体を、連通する複数の流入側通路を介して複数の冷却部に流入し複数の冷却部から連通する複数の流出側通路を介して流出することができる。それによって、保持されている複数のレーザダイオードを冷却媒体で冷却することができる。
このようにして複数のレーザダイオードを冷却する場合、個々のレーザダイオードを冷却するための冷却媒体は、個々の流入側通路を介して個々の冷却部に流入され個々の冷却部から個々の流出側通路を介して流出され、1つのレーザダイオードを冷却した冷却媒体が他のレーザダイオードを冷却するために用いられない。そのため、複数のレーザダイオードは、冷却媒体によって同等に冷却され、同じ温度の冷却媒体で冷却されることによって、レーザダイオードの温度変化による波長シフトを最小限に抑えることができる。したがって、それらのレーザダイオードによる固体レーザ励起の効率がよくなる。
In the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, when a plurality of cooling modules are arranged, the inflow side passages in the plurality of cooling modules communicate with each other and the outflow side passages in the plurality of cooling modules communicate with each other. In the case where the fixing means is configured to fix an arbitrary number of cooling modules in an arrayed state, the number of cooling modules to be fixed in an arrayed state can be changed to an arbitrary number. Therefore, the number of laser diodes to be held can be changed to an arbitrary number, and it is possible to cope with changing the number of laser diodes to be used.
In this case, if a plurality of cooling modules are arranged and fixed, a plurality of inflow passages communicate with each other and a plurality of outflow passages communicate with each other. Thus, it can flow into a plurality of cooling sections and flow out through a plurality of outflow passages communicating with the plurality of cooling sections. Thereby, the held plurality of laser diodes can be cooled with the cooling medium.
When cooling a plurality of laser diodes in this way, the cooling medium for cooling the individual laser diodes flows into the individual cooling units via the individual inflow side passages and is separated from the individual cooling units to the individual outflow sides. The cooling medium that flows out of the passage and cools one laser diode is not used to cool the other laser diode. Therefore, the plurality of laser diodes are equally cooled by the cooling medium and are cooled by the cooling medium having the same temperature, so that the wavelength shift due to the temperature change of the laser diode can be minimized. Therefore, the efficiency of solid-state laser excitation by these laser diodes is improved.

また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、モジュール本体が合成樹脂で形成され、モジュール本体の冷却部の近傍において磨耗防止片が設けられている場合、モジュール本体の冷却部の近傍において冷却媒体による磨耗を磨耗防止片で防止することができる。   In the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, when the module main body is formed of synthetic resin and the wear prevention piece is provided in the vicinity of the cooling section of the module main body, Wear caused by the cooling medium in the vicinity can be prevented by the wear preventing piece.

さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、モジュール本体が合成樹脂からなる複数の部分を接合することによって形成されている場合、モジュール本体が複雑な形状であってもモジュール本体を樹脂成型によって形成することができる。たとえば、モジュール本体に流入側通路および流出側通路をそれぞれ冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成することができ、または、モジュール本体に端子を部分的に埋め込むことができる。流入側通路および流出側通路がそれぞれモジュール本体に冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成されていると、冷却媒体に対する流入側通路および流出側通路の抵抗が小さくなり、たとえば冷却媒体を送るためのポンプやチラーの小型化を図ることができる。端子が部分的にモジュール本体に埋め込まれていると、端子をモジュール本体に立体的に形成することができ、冷却モジュールの小型化ひいてはレーザダイオード冷却装置の小型化を図ることができる。
また、上述のように合成樹脂からなる複数の部分が超音波溶着または接着剤によって接合された場合、複数の部分を強固に接合することができ、複数の部分間からの水漏れを防止することができる。
Furthermore, in the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, when the module main body is formed by joining a plurality of portions made of synthetic resin, the module main body even if the module main body has a complicated shape. Can be formed by resin molding. For example, the inflow-side passage and the outflow-side passage can be formed in the module body in such a shape that the resistance to the cooling medium is reduced, or the terminals can be partially embedded in the module body. If the inflow side passage and the outflow side passage are formed in the module body in such a shape that the resistance to the cooling medium is reduced, the resistance of the inflow side passage and the outflow side passage to the cooling medium is reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the pump and chiller. When the terminals are partially embedded in the module main body, the terminals can be three-dimensionally formed on the module main body, so that the cooling module can be downsized and the laser diode cooling device can be downsized.
In addition, when a plurality of parts made of synthetic resin are joined by ultrasonic welding or an adhesive as described above, the plurality of parts can be firmly joined, and water leakage from the parts is prevented. Can do.

また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、固定手段が、配列された冷却モジュールの両側に配置される固定用ブロックと、冷却モジュールおよび固定用ブロックを貫通する接続部材とを含む場合、固定用ブロック間において接続部材が貫通する冷却用モジュールの数を変えることによって、配列した状態で固定する冷却モジュールの数を変えることができる。   In the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, the fixing means includes the fixing blocks arranged on both sides of the arranged cooling modules, and the connection members penetrating the cooling modules and the fixing blocks. If included, the number of cooling modules to be fixed in the arrayed state can be changed by changing the number of cooling modules through which the connecting member passes between the fixing blocks.

さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、複数の冷却モジュールを配列した状態に位置決めするための位置決め手段を備えている場合、複数の冷却モジュールを配列した状態に位置決めすることができ、複数の冷却モジュールの配列においてねじれなどの変形を防止することができる。
この場合、上述のように、位置決め手段が、複数の冷却モジュールを配列した状態で複数の冷却モジュールに嵌り合うレールを含む場合、複数の冷却モジュールとレールとが嵌り合うことによって、複数の冷却モジュールを配列した状態に位置決めすることができる。
Furthermore, in the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, when the positioning means for positioning the plurality of cooling modules in the arrayed state is provided, the plurality of cooling modules are positioned in the arrayed state. And deformation such as twisting can be prevented in the arrangement of the plurality of cooling modules.
In this case, as described above, when the positioning unit includes rails that fit into the plurality of cooling modules in a state in which the plurality of cooling modules are arranged, the plurality of cooling modules and rails fit together, thereby the plurality of cooling modules. Can be positioned in an arrayed state.

また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、冷却モジュールにおいて、収納部に収納されているレーザダイオードによってレーザ光が出力される側の角部が、360度を4以上の整数で割った角度に形成されている場合、その整数の組に配列された冷却モジュールをたとえば棒状のYAG結晶などのレーザ媒体の周囲に放射状に配列することができ、その整数の組のレーザダイオードからそのレーザ媒体にレーザ光を照射することができる。   In the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, in the cooling module, the corner portion on the side where the laser light is output by the laser diode housed in the housing portion is an integer greater than or equal to 360 degrees. Cooling modules arranged in that set of integers can be arranged radially around a laser medium, such as a rod-shaped YAG crystal, from the laser diodes in that set of integers. The laser medium can be irradiated with laser light.

さらに、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、端子において、レーザダイオードに対向する接点部分が非平面形状を有する形状に形成されている場合、各部の寸法におけるばらつきやレーザダイオードを端子側に押え付ける力におけるばらつきがあっても、それらのばらつきに対しても良好な結果が得られる。   Furthermore, in the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, when the contact portion facing the laser diode is formed in a shape having a non-planar shape in the terminal, the variation in the dimensions of each part or the laser diode is reduced. Even if there is a variation in the pressing force on the terminal side, good results can be obtained for these variations.

また、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置では、上述のように、端子に接触するように設けられる吸熱部材を備えている場合、吸熱部材によって端子の発熱を抑制することができ、そのため、レーザダイオードの発熱を抑制することができる。   Further, in the laser diode cooling device according to the present invention, as described above, when the heat absorbing member is provided so as to be in contact with the terminal, heat generation of the terminal can be suppressed by the heat absorbing member. Heat generation can be suppressed.

この発明によれば、レーザダイオードを保持して冷却することができるとともに、保持されているレーザダイオードを簡単に交換することができる、レーザダイオード冷却装置が得られる。   According to the present invention, it is possible to obtain a laser diode cooling device that can hold and cool a laser diode and can easily replace the held laser diode.

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。   The above-mentioned object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of the best mode for carrying out the invention with reference to the drawings.

図1は、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置の一例を示す斜視図である。図2は、そのレーザダイオード冷却装置において3個の冷却モジュールを取り除いた状態を示す斜視図である。図3は、図2に示す状態からモジュール本体を分解した状態を示す斜視図である。図4は、図3に示す状態を反対側から見た斜視図である。図5は、そのレーザダイオード冷却装置に用いられる冷却モジュールを幅方向における中央で切断した断面図である。図6は、その冷却モジュールの蓋体を取り除いた状態を示す斜視図である。図7は、図6に示す状態からモジュール本体を分解した状態を示す斜視図である。図8は、図7に示す状態を反対側から見た斜視図である。図9は、その冷却モジュールにおける蓋体およびモジュール本体などの関係を示す図解図である。
図1に示すレーザダイオード冷却装置10は、複数のレーザダイオードを保持して冷却することができるので、まず、そのレーザダイオードの一例について説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a laser diode cooling device according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a state where three cooling modules are removed from the laser diode cooling device. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the module main body is disassembled from the state shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view of the state shown in FIG. 3 viewed from the opposite side. FIG. 5 is a cross-sectional view of the cooling module used in the laser diode cooling device, cut at the center in the width direction. FIG. 6 is a perspective view showing a state where the lid of the cooling module is removed. FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the module main body is disassembled from the state shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view of the state shown in FIG. 7 viewed from the opposite side. FIG. 9 is an illustrative view showing a relationship between a lid body and a module body in the cooling module.
Since the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 1 can hold and cool a plurality of laser diodes, an example of the laser diode will be described first.

図18(A)は、図1に示すレーザダイオード冷却装置10によって保持されて冷却されるレーザダイオードの一例を上側から見た斜視図であり、図18(B)は、そのレーザダイオードを下側から見た斜視図である。
図18に示すレーザダイオード100は、FETなどのパッケージの規格であるTO263パッケージにレーザダイオードチップが入った高出力のレーザダイオードであり、パッケージが小さく、安価に製造することができるというメリットを有する。レーザダイオード100は、内部の一端側にレーザダイオードチップが設けられている直方体状の樹脂モールドからなるパッケージ102を含む。このパッケージ102の外部には、その一端側に、たとえばガラスからなる長方形板状のウインドウ104が設けられる。ウインドウ104は、パッケージ102内のレーザダイオードチップから出力されるレーザ光を外部に出力する部分である。パッケージ102においてウインドウ104の反対側である他端側には、3本のピン状の電極106a、106bおよび106cが設けられる。両側の電極106aおよび106cは、パッケージ102内のレーザダイオードチップのPN接合のN側部分に接続され、中央の電極106bは、パッケージ102内のレーザダイオードチップのPN接合のP側部分に接続される。中央の電極106bを電源の正極に接続し、両側の電極106aおよび106cをその電源の負極に接続し、約35Aの電流が流れるように電源の電圧を制御することによって、ウインドウ104からその主面の垂直方向に約30Wのレーザ光が出力される。この場合、パッケージ102の一端側部分が内部のレーザダイオードチップで特に加熱される。このパッケージ102の一端側部分の下面には、ヒートシンクとしてたとえばCuなどの金属からなる正方形板状の冷却フィン108が設けられる。冷却フィン108は、レーザダイオード100を冷却する際に、その下面にかつウインドウ104側から電極106a、106b、106c側に向かってたとえば純水などの冷却媒体が流されるものである。この冷却フィン108の下面には、冷却媒体の流れをよくするための多数の溝108a、108a、・・が、パッケージ102のウインドウ104側から電極106a、106b、106c側にのびて形成される。
18A is a perspective view of an example of a laser diode that is held and cooled by the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 1 as viewed from above, and FIG. 18B shows the laser diode on the lower side. It is the perspective view seen from.
A laser diode 100 shown in FIG. 18 is a high-power laser diode in which a laser diode chip is contained in a TO263 package, which is a standard for packages such as FETs, and has a merit that the package is small and can be manufactured at low cost. The laser diode 100 includes a package 102 made of a rectangular parallelepiped resin mold in which a laser diode chip is provided on one end side inside. A rectangular plate-like window 104 made of glass, for example, is provided on the one end side of the package 102. The window 104 is a part that outputs laser light output from the laser diode chip in the package 102 to the outside. Three pin-shaped electrodes 106 a, 106 b and 106 c are provided on the other end side opposite to the window 104 in the package 102. The electrodes 106a and 106c on both sides are connected to the N side portion of the PN junction of the laser diode chip in the package 102, and the center electrode 106b is connected to the P side portion of the PN junction of the laser diode chip in the package 102. . The central electrode 106b is connected to the positive electrode of the power supply, the electrodes 106a and 106c on both sides are connected to the negative electrode of the power supply, and the voltage of the power supply is controlled so that a current of about 35 A flows, so that A laser beam of about 30 W is output in the vertical direction. In this case, one end side portion of the package 102 is particularly heated by the internal laser diode chip. A square plate-like cooling fin 108 made of a metal such as Cu is provided as a heat sink on the lower surface of the one end side portion of the package 102. When the laser fin 100 is cooled, the cooling fin 108 is such that a cooling medium such as pure water flows on the lower surface thereof and from the window 104 side toward the electrodes 106a, 106b, and 106c. A number of grooves 108a, 108a,... For improving the flow of the cooling medium are formed on the lower surface of the cooling fin 108 so as to extend from the window 104 side of the package 102 to the electrodes 106a, 106b, 106c.

図18に示すレーザダイオード100から出力されるレーザ光の波長は、パッケージ102内のレーザダイオードチップの温度によって変化する。この場合、温度に対する波長の変化量は、たとえば約0.28nm/℃である。そのため、複数のレーザダイオード100を固体レーザ励起に用いる場合には、それらのレーザダイオード100において、パッケージ102を冷却して、パッケージ102内のレーザダイオードチップの温度を一定にし、出力されるレーザ光の波長を所定の波長にしておくことが望ましい。   The wavelength of the laser light output from the laser diode 100 shown in FIG. 18 varies depending on the temperature of the laser diode chip in the package 102. In this case, the amount of change in wavelength with respect to temperature is, for example, about 0.28 nm / ° C. Therefore, when a plurality of laser diodes 100 are used for solid-state laser excitation, the package 102 is cooled in these laser diodes 100, the temperature of the laser diode chip in the package 102 is made constant, and the output laser light is output. It is desirable to set the wavelength to a predetermined wavelength.

図18に示すレーザダイオード100を保持して冷却する図1に示すレーザダイオード冷却装置10は、同一構造のたとえば4個の冷却モジュール12、12、・・を含む。   The laser diode cooling device 10 shown in FIG. 1 that holds and cools the laser diode 100 shown in FIG. 18 includes, for example, four cooling modules 12, 12,.

冷却モジュール12は、たとえばPEEK(登録商標)樹脂からなる厚板状のモジュール本体14を含む。モジュール本体14は、図2、図3および図4に示すように、PEEK(登録商標)樹脂で形成された一方側部分14aと他方側部分14bとの2分割された部分を超音波溶着または接着剤で接合することによって形成される。一方側部分14aおよび他方側部分14bには、図7および図8に示すように、それらを位置決めしたり、それらの接合強度を大きくしたり、それらの間の水漏れを防止したりするために、突起やへこみが適宜に嵌り合うように形成されている。また、一方側部分14aおよび他方側部分14bには、それらを接合する前に、接合後に形成することができない所定の手段が形成され、さらに、接合後に組み込めない所定の部品が組み込まれる。なお、モジュール本体14は、PEEK(登録商標)樹脂以外の合成樹脂たとえばPPS樹脂などの合成樹脂、セラミック、ガラスなど他の絶縁体で形成されてもよく、3つ以上の部分を超音波溶着または接着剤で接合することによって形成されてもよい。あるいは、モジュール本体14は、たとえば金属の表面に特殊処理した傾斜機能材料などのように金属の表面に絶縁加工を施した材料で形成されてもよい。このような材料でモジュール本体14を形成すれば、モジュール本体14は、熱伝導性が非常に高く、しかも、合成樹脂からなるものと比べてはるかに高い耐熱性を有するようになる。   The cooling module 12 includes a thick plate-like module body 14 made of, for example, PEEK (registered trademark) resin. As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the module main body 14 is ultrasonically welded or bonded to the two divided portions of the one side portion 14a and the other side portion 14b formed of PEEK (registered trademark) resin. It is formed by joining with an agent. As shown in FIGS. 7 and 8, the one side portion 14a and the other side portion 14b are positioned in order to increase their bonding strength and prevent water leakage between them. The protrusions and dents are formed so as to fit appropriately. Further, the first side portion 14a and the second side portion 14b are formed with predetermined means that cannot be formed after bonding before bonding them, and further, predetermined components that cannot be assembled after bonding are incorporated. The module body 14 may be formed of a synthetic resin other than the PEEK (registered trademark) resin, for example, a synthetic resin such as a PPS resin, ceramic, glass, or other insulators. It may be formed by bonding with an adhesive. Alternatively, the module main body 14 may be formed of a material obtained by subjecting the metal surface to insulation processing, such as a functionally gradient material specially processed on the metal surface. If the module main body 14 is formed of such a material, the module main body 14 has very high thermal conductivity, and has much higher heat resistance than that made of synthetic resin.

モジュール本体14の上部には、図6に示すように、レーザダイオード100を収納するための収納部16が形成される。収納部16は、レーザダイオード100のパッケージ102に対応する矩形状の凹部16aと、レーザダイオード100の3本の電極106a、106b、106cに対応する3つの溝部16b、16b、16bとを有する。凹部16aは、モジュール本体14の上部において長手方向における一端側に形成される。また、溝部16b、16b、16bは、モジュール本体14の上部において長手方向における中央にそれぞれ形成される。   As shown in FIG. 6, a housing portion 16 for housing the laser diode 100 is formed on the upper portion of the module body 14. The storage unit 16 includes a rectangular recess 16a corresponding to the package 102 of the laser diode 100, and three grooves 16b, 16b, 16b corresponding to the three electrodes 106a, 106b, 106c of the laser diode 100. The recess 16a is formed on one end side in the longitudinal direction in the upper part of the module body 14. Further, the groove portions 16b, 16b, and 16b are formed at the center in the longitudinal direction in the upper portion of the module main body 14, respectively.

さらに、モジュール本体14には、図6に示すように、収納部16に収納されているレーザダイオード100をたとえば純水などの冷却媒体で冷却するための冷却部18が形成される。冷却部18は、収納部16の凹部16aの底部において、溝部16bの反対側である一端側から中央にわたって形成される空間部である。この冷却部18は、収納部16の凹部16aの底部において、収納部16の凹部16aに収納されているレーザダイオード100の冷却フィン108の溝108aに対応する部分を含む部分に形成される。   Furthermore, as shown in FIG. 6, the module body 14 is formed with a cooling unit 18 for cooling the laser diode 100 stored in the storage unit 16 with a cooling medium such as pure water. The cooling part 18 is a space part formed from one end side opposite to the groove part 16 b to the center at the bottom part of the concave part 16 a of the storage part 16. The cooling unit 18 is formed in a portion including a portion corresponding to the groove 108 a of the cooling fin 108 of the laser diode 100 stored in the recess 16 a of the storage unit 16 at the bottom of the recess 16 a of the storage unit 16.

また、モジュール本体14には、図5および図7に示すように、冷却媒体を外部から冷却部18に流入するための流入側通路20が形成される。流入側通路20は、モジュール本体14の長手方向における一端側部分を厚み方向に貫通する流路面積が比較的広い円柱状の通路部20aと、通路部20aの中央から冷却部18の一端側につながるJ字状の通路部20bとを有する。そのため、複数のモジュール本体14を厚み方向に一列に配列した際に、各通路部20aは連通する。また、通路部20bは、流路面積が比較的広い通路部20aから流路面積が一番狭い冷却部18に流通する冷却媒体に対する抵抗を小さくするために、流線型に形成される。この場合、冷却部18につながる通路部20bの端部20cは、モジュール本体14の長手方向において細くなるように形成され、モジュール本体14の幅方向において長くなるように形成される。さらに、通路部20bの端部20cは、凹部16aに収納されているレーザダイオード100の冷却フィン108の溝108aにおいてウインドウ104側の一端部に対応するように形成される。このように、流入側通路20は、流路面積が比較的広い円柱状の通路部20aと流線型の通路部20bとを有し、冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成されている。   Further, as shown in FIGS. 5 and 7, the module main body 14 is formed with an inflow side passage 20 for allowing the cooling medium to flow into the cooling unit 18 from the outside. The inflow side passage 20 includes a cylindrical passage portion 20a having a relatively large flow passage area passing through one end side portion in the longitudinal direction of the module body 14 in the thickness direction, and one end side of the cooling portion 18 from the center of the passage portion 20a. And a connecting J-shaped passage portion 20b. Therefore, when the plurality of module main bodies 14 are arranged in a row in the thickness direction, the passage portions 20a communicate with each other. Further, the passage portion 20b is formed in a streamlined shape in order to reduce the resistance to the cooling medium flowing from the passage portion 20a having a relatively large passage area to the cooling portion 18 having the smallest passage area. In this case, the end portion 20 c of the passage portion 20 b connected to the cooling portion 18 is formed to be thin in the longitudinal direction of the module main body 14 and to be long in the width direction of the module main body 14. Further, the end portion 20c of the passage portion 20b is formed so as to correspond to one end portion on the window 104 side in the groove 108a of the cooling fin 108 of the laser diode 100 housed in the recess 16a. As described above, the inflow side passage 20 includes the columnar passage portion 20a and the streamlined passage portion 20b having a relatively large flow passage area, and is formed in a shape that reduces resistance to the cooling medium.

さらに、モジュール本体14には、冷却媒体を冷却部18から外部に流出するための流出側通路22が形成される。流出側通路22は、モジュール本体14の長手方向における他端側部分を厚み方向に貫通する流路面積が比較的広い円柱状の通路部22aと、通路部22aの中央から冷却部18の他端側につながる長い通路部22bとを有する。そのため、複数のモジュール本体14を厚み方向に一列に配列した際に、各通路部22aも連通する。また、通路部22bは、流路面積が一番狭い冷却部18から流路面積が比較的広い通路部22aに流通する冷却媒体に対する抵抗を小さくするために、流線型を部分的に鈍角に折り曲げた略流線型に形成される。この場合、冷却部18につながる通路部22bの端部22cも、端部20cと同様に、モジュール本体14の長手方向において細くなるように形成され、モジュール本体14の幅方向において長くなるように形成される。さらに、通路部22bの端部22cは、凹部16aに収納されているレーザダイオード100の冷却フィン108の溝108aにおいて電極106a、106b、106c側の他端部に対応するように形成される。このように、流出側通路22は、流路面積が比較的広い円柱状の通路部22aと略流線型の通路部22bとを有し、冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成されている。   Further, the module main body 14 is formed with an outflow side passage 22 through which the cooling medium flows out from the cooling unit 18. The outflow side passage 22 includes a cylindrical passage portion 22a having a relatively large flow passage area that penetrates the other end portion in the longitudinal direction of the module body 14 in the thickness direction, and the other end of the cooling portion 18 from the center of the passage portion 22a. And a long passage portion 22b connected to the side. Therefore, when the plurality of module main bodies 14 are arranged in a line in the thickness direction, the passage portions 22a also communicate with each other. Further, the passage portion 22b has a streamlined shape partially bent at an obtuse angle in order to reduce the resistance to the cooling medium flowing from the cooling portion 18 having the smallest passage area to the passage portion 22a having a relatively large passage area. It is formed in a substantially streamlined shape. In this case, the end portion 22c of the passage portion 22b connected to the cooling portion 18 is also formed to be thin in the longitudinal direction of the module main body 14 and to be long in the width direction of the module main body 14 similarly to the end portion 20c. Is done. Further, the end portion 22c of the passage portion 22b is formed so as to correspond to the other end portion on the electrode 106a, 106b, 106c side in the groove 108a of the cooling fin 108 of the laser diode 100 housed in the recess 16a. Thus, the outflow side passage 22 has a cylindrical passage portion 22a and a substantially streamlined passage portion 22b having a relatively large flow passage area, and is formed in a shape such that resistance to the cooling medium is reduced. .

モジュール本体14には、図5および図6に示すように、冷却部18の近傍において、たとえばステンレスなどのイオン化しにくい金属からなる磨耗防止片24が設けられる。この場合、磨耗防止片24は、冷却媒体の流速が最も速い冷却部18の近傍において流入側通路20の端部20cと流出側通路22の端部22cとの間に設けられる。この磨耗防止片24は、冷却媒体の流速が最も速いモジュール本体14の冷却部18の近傍において、冷却媒体による磨耗を防止するためのものである。   As shown in FIGS. 5 and 6, the module main body 14 is provided with a wear prevention piece 24 made of a metal that is difficult to ionize, such as stainless steel, in the vicinity of the cooling unit 18. In this case, the wear preventing piece 24 is provided between the end portion 20 c of the inflow side passage 20 and the end portion 22 c of the outflow side passage 22 in the vicinity of the cooling portion 18 where the flow velocity of the cooling medium is the fastest. The wear prevention piece 24 is for preventing wear due to the cooling medium in the vicinity of the cooling portion 18 of the module main body 14 where the flow velocity of the cooling medium is the fastest.

また、モジュール本体14には、収納部16の凹部16aの底部において、冷却部18の周囲に、たとえばゴムなどからなるシール性を有するOリング26が設けられる。このOリング26は、冷却部18からの水漏れを防止するためのものである。   The module body 14 is provided with an O-ring 26 having a sealing property made of rubber or the like around the cooling unit 18 at the bottom of the recess 16a of the storage unit 16. The O-ring 26 is for preventing water leakage from the cooling unit 18.

モジュール本体14には、図4、図5および図7に示すように、レーザダイオード100に電力を供給するための端子として金属板からなるカソード端子28および金属板からなるアノード端子30が形成される。   As shown in FIGS. 4, 5, and 7, the module body 14 is formed with a cathode terminal 28 made of a metal plate and an anode terminal 30 made of a metal plate as terminals for supplying power to the laser diode 100. .

カソード端子28は、レーザダイオード100の両側の電極106a、106cに電気的に接続されるものである。カソード端子28は、モジュール本体14において収納部16の両側の溝部16b、16bの底面上から、モジュール本体14の上面の長手方向における他端側を経由し、モジュール本体14の背面の上側にわたって形成される。この場合、カソード端子28は、収納部16の凹部16aに近接する2つの部分および中央の溝部16bに近接する1つの部分が、それぞれモジュール本体14に埋め込まれる。また、カソード端子28は、ねじ32aとモジュール本体14に埋め込まれたナット32bとによって、モジュール本体14の背面に固着される。   The cathode terminal 28 is electrically connected to the electrodes 106 a and 106 c on both sides of the laser diode 100. The cathode terminal 28 is formed over the upper surface of the back surface of the module main body 14 from the bottom surface of the groove portions 16b and 16b on both sides of the storage portion 16 in the module main body 14 through the other end side in the longitudinal direction of the upper surface of the module main body 14. The In this case, the cathode terminal 28 is embedded in the module body 14 in two portions close to the recess 16 a of the storage portion 16 and one portion close to the central groove portion 16 b. The cathode terminal 28 is fixed to the back surface of the module body 14 by screws 32 a and nuts 32 b embedded in the module body 14.

アノード端子30は、レーザダイオード100の中央の電極106bに電気的に接続されるものである。アノード端子30は、モジュール本体14において中央の溝部16bの底面上から、モジュール本体14に部分的に埋め込まれ、モジュール本体14の背面の下側にわたって形成される。この場合、アノード端子30は、収納部16の凹部16aに近接する部分も、モジュール本体14に埋め込まれる。また、アノード端子30は、ねじ34aとモジュール本体14に埋め込まれたナット34bとによって、モジュール本体14の背面に固着される。
また、アノード端子30、ねじ34aおよびナット34bは、カソード端子28、ねじ32aおよびナット32bに対して、平面的にまたは立体的に間隔を隔てて形成することによって、電気的に絶縁される。
The anode terminal 30 is electrically connected to the central electrode 106 b of the laser diode 100. The anode terminal 30 is partly embedded in the module main body 14 from the bottom surface of the central groove 16 b in the module main body 14 and formed below the back surface of the module main body 14. In this case, the anode terminal 30 is also embedded in the module main body 14 at a portion close to the recess 16 a of the storage portion 16. The anode terminal 30 is fixed to the back surface of the module main body 14 by screws 34 a and nuts 34 b embedded in the module main body 14.
In addition, the anode terminal 30, the screw 34a, and the nut 34b are electrically insulated from each other by forming a planar or three-dimensional space with respect to the cathode terminal 28, the screw 32a, and the nut 32b.

モジュール本体14の上部には、図4、図7および図9に示すように、その幅方向における両側に、蓋体スライド用溝36、36が形成される。これらの蓋体スライド用溝36、36は、モジュール本体14に対して後述の蓋体38をスライドして開閉するために用いられるものである。   As shown in FIGS. 4, 7, and 9, lid slide grooves 36 and 36 are formed on both sides of the module body 14 in the width direction. These lid slide grooves 36 and 36 are used for opening and closing a lid 38 to be described later with respect to the module main body 14 by sliding.

蓋体38は、図1〜図5および図9に示すように、たとえば金属からなる弾性を有するカバー部材40を含む。カバー部材40は、断面略C字状に形成され、両端部40a、40aが蓋体スライド用溝36、36にそれぞれ嵌まるように形成される。この場合、カバー部材40は、両端部40a、40aを蓋体スライド用溝36、36に嵌めることによって、モジュール本体14に対してモジュール本体14の長手方向にスライドできるように形成される。また、カバー部材40には、合成樹脂からなる弾性を有する操作部材42を取付けるための取付用孔40bが形成される。   As shown in FIGS. 1 to 5 and 9, the lid 38 includes an elastic cover member 40 made of metal, for example. The cover member 40 is formed so as to have a substantially C-shaped cross section, and both end portions 40a, 40a are formed so as to fit into the lid slide grooves 36, 36, respectively. In this case, the cover member 40 is formed to be slidable in the longitudinal direction of the module main body 14 with respect to the module main body 14 by fitting both end portions 40a, 40a into the lid slide grooves 36, 36. The cover member 40 is formed with an attachment hole 40b for attaching an operation member 42 having elasticity made of synthetic resin.

操作部材42は、図5に示すように、カバー部材40内に大部分が配置される薄板状のパッケージ押え部42aを含む。パッケージ押え部42aとともに、下方に突出する3列の電極押え部42b、42b、42b(図4、図9参照)と、上方に突出する取付部42cと、凹部を有する引掛部42dとが一体的に形成される。
パッケージ押え部42aは、カバー部材40および操作部材42の弾性を用いて、レーザダイオード100のパッケージ102を収納部16の凹部16aおよび冷却部18側に押えるためのものである。電極押え部42b、42b、42bは、カバー部材40および操作部材42の弾性を用いて、レーザダイオード100の電極106a、106b、106cをカソード端子28およびアノード端子30側に押えるためのものである。なお、蓋体38を閉める際に、パッケージ押え部42aおよび電極押え部42b、42b、42bの端部がパッケージ102および電極106a、106b、106cに引っ掛からないようにするために、パッケージ押え部42aおよび電極押え部42b、42b、42bは、図5に示すように、それらの下端部が、それぞれ丸みを帯びるように形成されているとともに、それらの下面には、それらの下端部に接近するに従って徐々に上方に位置するように傾斜する傾斜面が形成されている。
操作部材42は、取付部42cをカバー部材40の取付用孔40bに挿入することによって、カバー部材40に取り付けられる。この場合、操作部材42においてパッケージ押え部42aの上方に突出する先端部42eを除く大部分および電極押え部42bの大部分がカバー部材40で覆われ、パッケージ押え部42aの先端部42eがカバー部材40の先端面に引っ掛けられる。
As shown in FIG. 5, the operation member 42 includes a thin plate-shaped package pressing portion 42 a that is mostly disposed in the cover member 40. Together with the package retainer 42a, three rows of electrode retainers 42b, 42b, 42b (see FIGS. 4 and 9) projecting downward, a mounting projecting portion 42c projecting upward, and a hook 42d having a recess are integrated. Formed.
The package pressing portion 42 a is for pressing the package 102 of the laser diode 100 toward the concave portion 16 a and the cooling portion 18 side of the storage portion 16 using the elasticity of the cover member 40 and the operation member 42. The electrode pressing portions 42b, 42b, 42b are for pressing the electrodes 106a, 106b, 106c of the laser diode 100 toward the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 by using the elasticity of the cover member 40 and the operation member 42. In order to prevent the ends of the package pressing portion 42a and the electrode pressing portions 42b, 42b, 42b from being caught by the package 102 and the electrodes 106a, 106b, 106c when the lid 38 is closed, the package pressing portion 42a and As shown in FIG. 5, the electrode holding portions 42b, 42b, 42b are formed such that their lower end portions are rounded, and gradually, on their lower surfaces, as they approach the lower end portions. An inclined surface is formed so as to be positioned at the upper side.
The operation member 42 is attached to the cover member 40 by inserting the attachment portion 42 c into the attachment hole 40 b of the cover member 40. In this case, most of the operation member 42 excluding the tip end portion 42e protruding above the package pressing portion 42a and most of the electrode pressing portion 42b are covered with the cover member 40, and the tip end portion 42e of the package pressing portion 42a is covered with the cover member. 40 is hooked to the tip surface.

蓋体38は、カバー部材40を両側から指で挟んだり操作部材42の引掛部42dの凹部に指を掛けたりしてモジュール本体14に対してスライドすることによって、開閉させることができる。この場合、蓋体38を閉める方向(モジュール本体14の背面側から前面側への方向)にカバー部材40をスライドすれば、カバー部材40の先端面に引っ掛かっているパッケージ押え部42aの先端部42eを有する操作部材42も同じ方向にスライドして、蓋体38が閉まる。逆に、蓋体38を開ける方向(モジュール本体14の前面側から背面側への方向)に操作部材42をスライドすれば、操作部材42の取付部42cが挿入されている取付用孔40bが形成されたカバー部材40も同じ方向にスライドして、蓋対38が開く。
このように、蓋体38は、モジュール本体14に対して開閉可能に設けられる。
The lid 38 can be opened and closed by sliding the module body 14 with the cover member 40 sandwiched between the fingers from both sides or by placing a finger on the concave portion of the hook portion 42d of the operation member 42. In this case, if the cover member 40 is slid in the direction in which the lid 38 is closed (the direction from the back side to the front side of the module main body 14), the tip end portion 42e of the package pressing portion 42a that is caught on the tip end surface of the cover member 40. The operating member 42 having the same slides in the same direction, and the lid 38 is closed. On the contrary, if the operating member 42 is slid in the direction in which the lid 38 is opened (direction from the front side to the back side of the module main body 14), the mounting hole 40b into which the mounting portion 42c of the operating member 42 is inserted is formed. The cover member 40 is also slid in the same direction, and the lid pair 38 is opened.
Thus, the lid 38 is provided so as to be openable and closable with respect to the module main body 14.

なお、蓋体38のカバー部材40は、金属以外に、たとえば、POM樹脂やポリカーボネート(PC)樹脂などの合成樹脂、セラミック、金属の表面に絶縁加工を施した材料、ゴムなどのように、弾性を有する絶縁体で形成されてもよく、また、蓋体38の操作部材42についても、たとえば、POM樹脂やポリカーボネート(PC)樹脂などの合成樹脂以外に、セラミック、金属の表面に絶縁加工を施した材料、ゴムなどのように、弾性を有する他の絶縁体で形成されてもよい。このように蓋体38の材料としてPOM樹脂を用いれば、蓋体38は、比較的耐熱温度が高く、かつ滑り特性が良好になる。また、蓋体38の材料としてポリカーボネート(PC)樹脂を用いれば、蓋体38の変形温度がさらに高くなり、たとえばレーザダイオード100を5個連結した時の最大負荷電流によってPOM樹脂では変形温度を超えてしまう可能性があっても、そのような高負荷状態でも蓋体38の変形を防止することができる。   In addition to the metal, the cover member 40 of the lid 38 is elastic, such as a synthetic resin such as POM resin or polycarbonate (PC) resin, ceramic, a material obtained by insulating the metal surface, or rubber. In addition to the synthetic resin such as POM resin or polycarbonate (PC) resin, for example, the operation member 42 of the lid 38 is subjected to insulation processing on the surface of ceramic or metal. It may be formed of other insulators having elasticity, such as a material, rubber or the like. As described above, when the POM resin is used as the material of the lid 38, the lid 38 has a relatively high heat-resistant temperature and good sliding characteristics. Further, if polycarbonate (PC) resin is used as the material of the lid 38, the deformation temperature of the lid 38 is further increased. For example, the deformation temperature of the POM resin exceeds the deformation temperature due to the maximum load current when five laser diodes 100 are connected. Even if there is a possibility that the lid body 38 may be deformed, the deformation of the lid 38 can be prevented even in such a high load state.

この冷却モジュール12では、モジュール本体14の収納部16にレーザダイオード100を収納した状態でモジュール本体14に対して蓋体38を閉めることによって、パッケージ102がパッケージ押え部42aで収納部16および冷却部18側に押え付けられて保持されるとともに、電極106a、106b、106cが電極押え部42b、42b、42bでカソード端子28およびアノード端子30側に押え付けられてカソード端子28およびアノード端子30の所望のものに電気的に接続されるように形成されている。   In the cooling module 12, the lid 102 is closed with respect to the module body 14 in a state where the laser diode 100 is housed in the housing part 16 of the module body 14, whereby the package 102 is held by the package holding part 42 a and the cooling part 16. The electrodes 106a, 106b, and 106c are pressed against the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 by the electrode holding portions 42b, 42b, and 42b, and desired for the cathode terminal 28 and the anode terminal 30. It is formed so that it may be electrically connected to the thing.

また、冷却モジュール12のモジュール本体14には、図2および図3に示すように、その長手方向における一端側の下部およびその他端側の上部に、それらの部分を厚み方向に貫通する2つの固定用孔44aおよび44bが形成される。これらの固定用孔44aおよび44bは、複数の冷却モジュール12を固定する際に用いられるものである。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the module main body 14 of the cooling module 12 is fixed to the lower portion on one end side in the longitudinal direction and the upper portion on the other end side through two portions penetrating those portions in the thickness direction. Use holes 44a and 44b are formed. These fixing holes 44a and 44b are used when a plurality of cooling modules 12 are fixed.

さらに、レーザダイオード冷却装置10は、任意の数の冷却モジュール12を一列に配列した状態で固定するための固定手段を備える。この固定手段は、図1に示すように、一列に配列された冷却モジュール12の両側に配置される2つの固定用ブロック46、46と、冷却モジュール12および固定用ブロック46を貫通する2本のねじ48a、48bなどの接続部材とを含む。この場合、2本のねじ48a、48bは、冷却モジュール12に形成された固定用孔44a、44bおよびそれらに対応して固定用ブロック46に形成された固定用孔50a、50bにそれぞれ通される。このレーザダイオード冷却装置10では、複数の冷却モジュール12に2本のねじ48a、48bを通すので、1本のねじしか通さない図19に示す従来のものと比べて、複数の冷却モジュール12の配列がたわみにくく複数のレーザ光がそろうとともに、各冷却モジュール12間などのシール性が向上する。   Further, the laser diode cooling device 10 includes a fixing means for fixing an arbitrary number of cooling modules 12 in a state of being arranged in a line. As shown in FIG. 1, the fixing means includes two fixing blocks 46, 46 arranged on both sides of the cooling modules 12 arranged in a row, and two passing through the cooling module 12 and the fixing blocks 46. And connecting members such as screws 48a and 48b. In this case, the two screws 48a and 48b are respectively passed through the fixing holes 44a and 44b formed in the cooling module 12 and the fixing holes 50a and 50b formed in the fixing block 46 corresponding thereto. . In this laser diode cooling device 10, since the two screws 48a and 48b are passed through the plurality of cooling modules 12, the arrangement of the plurality of cooling modules 12 is compared to the conventional one shown in FIG. It is difficult to bend and a plurality of laser beams are aligned, and the sealing performance between the cooling modules 12 is improved.

なお、固定用ブロック46、46には、通路部20aに通じる通路52と、通路部22aに通じる通路54とがそれぞれ形成される。一方の固定用ブロック46の通路52および54には、入力管継手56および出力管継手58がそれぞれ接続される。他方の固定用ブロック46の通路52および54は、たとえば密栓などで塞がれるか、あるいは、形成されなくてもよい。しかしながら、他方の固定用ブロック46の通路54には、別の出力管継手が接続されてもよく、また、他方の固定用ブロック46の通路52には、別の入力管継手が接続されてもよい。
入力管継手56および出力管継手58が接続される一方の固定用ブロック46において、冷却モジュール12に対向する面には、通路部54および56の周囲に、たとえばゴムなどからなるシール性を有するOリング(図示せず)がそれぞれ設けられている。また、一方の固定用ブロック46に隣接する冷却モジュール12において、一方の固定用ブロック46に対向する面とは反対側の面すなわち他の冷却モジュール12に対向する面には、通路部20aおよび22bの周囲に、同様のOリング(図示せず)がそれぞれ設けられている。同様に、他の全ての冷却モジュール12においても、Oリングがそれぞれ設けられている。
The fixing blocks 46 and 46 are respectively formed with a passage 52 leading to the passage portion 20a and a passage 54 leading to the passage portion 22a. An input pipe joint 56 and an output pipe joint 58 are connected to the passages 52 and 54 of one fixing block 46, respectively. The passages 52 and 54 of the other fixing block 46 may be closed with a sealing plug or the like, or may not be formed. However, another output fitting may be connected to the passage 54 of the other fixing block 46, and another input fitting may be connected to the passage 52 of the other fixing block 46. Good.
In one fixing block 46 to which the input pipe joint 56 and the output pipe joint 58 are connected, the surface facing the cooling module 12 has an O seal having a sealing property made of, for example, rubber around the passage portions 54 and 56. Each ring (not shown) is provided. Further, in the cooling module 12 adjacent to one fixing block 46, the passage portions 20 a and 22 b are provided on the surface opposite to the surface facing the one fixing block 46, that is, on the surface facing the other cooling module 12. A similar O-ring (not shown) is provided around each. Similarly, all the other cooling modules 12 are each provided with an O-ring.

さらに、このレーザダイオード冷却装置10は、複数の冷却モジュール12を一列に配列した状態に位置決めするための位置決め手段を備える。この位置決め手段は、複数の冷却モジュール12および固定用ブロック46を一列に配列した状態で複数の冷却モジュール12および固定用ブロック46に嵌り合うレール60を含む。レール60は、断面多角形状に形成される。また、レール60の上部の形状に対応した形状の位置決め用凹部62が、冷却モジュール12のモジュール本体14の下部および固定用ブロック46の下部にそれぞれ形成される。この場合、位置決め用凹部62は、複数の冷却モジュール12および固定用ブロック46を一列に配列した状態において、レール60の上部に嵌るように形成される。なお、レール60の上部および位置決め用凹部62の形状は、断面台形状や断面半円形状などのように他の形状であってもよい。また、冷却モジュール12などがレール60に接続されるようにするために、冷却モジュール12および固定用ブロック46の任意のものが、レール60にねじなどの接続部材で接続されてもよい。   Further, the laser diode cooling apparatus 10 includes positioning means for positioning the plurality of cooling modules 12 in a state of being arranged in a line. The positioning means includes a rail 60 that fits the plurality of cooling modules 12 and the fixing blocks 46 in a state where the plurality of cooling modules 12 and the fixing blocks 46 are arranged in a line. The rail 60 is formed in a polygonal cross section. Further, positioning concave portions 62 having a shape corresponding to the shape of the upper portion of the rail 60 are formed in the lower portion of the module body 14 of the cooling module 12 and the lower portion of the fixing block 46, respectively. In this case, the positioning recess 62 is formed to fit over the rail 60 in a state where the cooling modules 12 and the fixing blocks 46 are arranged in a line. The shape of the upper portion of the rail 60 and the positioning recess 62 may be other shapes such as a trapezoidal cross section or a semicircular cross section. Further, in order for the cooling module 12 and the like to be connected to the rail 60, any of the cooling module 12 and the fixing block 46 may be connected to the rail 60 with a connecting member such as a screw.

また、このレーザダイオード冷却装置10では、冷却モジュール12において、収納部16に収納されているレーザダイオード100によってレーザ光が出力される側の角部64が、その厚み方向に見て、72度の角度に形成される。   Further, in this laser diode cooling device 10, in the cooling module 12, the corner 64 on the side where the laser light is output by the laser diode 100 housed in the housing 16 is 72 degrees when viewed in the thickness direction. Formed at an angle.

このレーザダイオード冷却装置10では、複数の冷却モジュール12においてモジュール本体14の収納部16にレーザダイオード100を収納してモジュール本体14に対して蓋体38を閉めるだけで、複数のレーザダイオード100を保持することができるとともに、複数のレーザダイオード100をカソード端子28およびアノード端子30の所望の端子に電気的に接続することができ、すなわち、レーザダイオード100とそれに電力を供給するための端子とを接続する場合、配線が不要であるとともに、それらを簡単に接続することができる。
また、この場合、蓋体38のパッケージ押え部42aによって、レーザダイオード100のパッケージ102が、冷却部18の周囲のOリング26に押え付けられるので、冷却部18からの水漏れを防止することができる。
さらに、この場合、蓋体38の電極押え部42bによってレーザダイオード100の電極が所望の端子に押え付けられるので、それらの接触抵抗が小さくなり、電気的な抵抗による発熱を抑えることができる。
また、このレーザダイオード冷却装置10では、複数の冷却モジュール12において冷却媒体を流入側通路20を介して冷却部18に流入し冷却部18から流出側通路22を介して流出すれば、収納部16に収納され保持されている複数のレーザダイオード100を冷却媒体によって冷却することができる。この場合、冷却媒体は、冷却フィン108の多数の溝108aにおいては、ウインドウ104側から電極106a106b、106c側に流れる。
さらに、このレーザダイオード冷却装置10では、個々の冷却モジュール12において、モジュール本体14に対して蓋体38を開ければ、収納部16に収納されているレーザダイオード100を簡単に交換することができるので、保持されている複数のレーザダイオード100を個々に簡単に交換することができる。
In the laser diode cooling device 10, the plurality of laser diodes 100 are held only by housing the laser diode 100 in the housing portion 16 of the module body 14 in the plurality of cooling modules 12 and closing the lid 38 with respect to the module body 14. And a plurality of laser diodes 100 can be electrically connected to desired terminals of the cathode terminal 28 and the anode terminal 30, that is, the laser diode 100 and a terminal for supplying power to the laser diode 100 are connected. In this case, wiring is not necessary and they can be easily connected.
In this case, since the package 102 of the laser diode 100 is pressed against the O-ring 26 around the cooling unit 18 by the package pressing unit 42a of the lid 38, water leakage from the cooling unit 18 can be prevented. it can.
Further, in this case, since the electrode of the laser diode 100 is pressed against a desired terminal by the electrode pressing portion 42b of the lid 38, their contact resistance is reduced, and heat generation due to electrical resistance can be suppressed.
Further, in the laser diode cooling device 10, if the cooling medium flows into the cooling unit 18 through the inflow side passage 20 and flows out from the cooling unit 18 through the outflow side passage 22 in the plurality of cooling modules 12, the storage unit 16. The plurality of laser diodes 100 housed and held in the can be cooled by the cooling medium. In this case, the cooling medium flows from the window 104 side to the electrodes 106a 106b and 106c side in the multiple grooves 108a of the cooling fin 108.
Furthermore, in this laser diode cooling device 10, in each cooling module 12, the laser diode 100 housed in the housing portion 16 can be easily replaced by opening the lid 38 with respect to the module body 14. The held laser diodes 100 can be easily replaced individually.

また、このレーザダイオード冷却装置10では、固定手段が任意の数の冷却モジュール12を一列に配列した状態で固定するように形成されているので、一列に配列した状態で固定する冷却モジュール12の数を任意の数に変更することができ、保持されるレーザダイオード100の数も任意の数に変更することができる。そのため、使用するレーザダイオード100の数を変更する際に対応することができ、たとえば、レーザ発振器などの設計の自由度が上がり、試作のスピードを上げることができる。
また、この場合、複数の冷却モジュール12を一列に配列した状態で固定すれば、複数の流入側通路20が連通するとともに複数の流出側通路22が連通するので、冷却媒体を、入力管継手56から連通する複数の流入側通路20を介して複数の冷却部18に流入し、複数の冷却部18から連通する複数の流出側通路22を介して出力管継手58から流出することができる。それによって、保持されている複数のレーザダイオード100を冷却媒体で冷却することができる。
このようにして複数のレーザダイオード100を冷却する場合、個々のレーザダイオード100を冷却するための冷却媒体は、個々の流入側通路20を介して個々の冷却部18に流入され個々の冷却部18から個々の流出側通路22を介して流出され、1つのレーザダイオード100を冷却した冷却媒体が他のレーザダイオード100を冷却するために用いられない。そのため、複数のレーザダイオード100は、冷却媒体によって同等に冷却され、同じ温度の冷却媒体で冷却されることによって、レーザダイオード100の温度変化による波長シフトを最小限に抑えることができる。したがって、それらのレーザダイオード100による固体レーザ励起の効率がよくなる。
Further, in this laser diode cooling device 10, the fixing means is formed so as to fix an arbitrary number of cooling modules 12 arranged in a row, so that the number of cooling modules 12 to be fixed in a row arranged. Can be changed to an arbitrary number, and the number of laser diodes 100 to be held can also be changed to an arbitrary number. Therefore, it is possible to cope with changing the number of laser diodes 100 to be used. For example, the degree of freedom in designing a laser oscillator or the like can be increased, and the speed of trial production can be increased.
Further, in this case, if the plurality of cooling modules 12 are fixed in a row, the plurality of inflow side passages 20 and the plurality of outflow side passages 22 communicate with each other. Can flow into the plurality of cooling portions 18 through the plurality of inflow side passages 20 communicating with each other, and can flow out from the output fitting 58 through the plurality of outflow side passages 22 communicating with the plurality of cooling portions 18. Thereby, the plurality of laser diodes 100 held can be cooled with the cooling medium.
When cooling the plurality of laser diodes 100 in this way, the cooling medium for cooling the individual laser diodes 100 is introduced into the individual cooling units 18 via the individual inflow passages 20 and the individual cooling units 18. The cooling medium that has flowed out from each of the flow paths 22 and cooled one laser diode 100 is not used to cool the other laser diode 100. Therefore, the plurality of laser diodes 100 are equally cooled by the cooling medium and are cooled by the cooling medium having the same temperature, so that the wavelength shift due to the temperature change of the laser diode 100 can be minimized. Therefore, the efficiency of solid-state laser excitation by those laser diodes 100 is improved.

また、このレーザダイオード冷却装置10では、モジュール本体14が合成樹脂で形成され、モジュール本体14の冷却部18の近傍において磨耗防止片24が設けられているので、モジュール本体14の冷却部18の近傍において冷却媒体による磨耗を磨耗防止片24で防止することができ、経年的な磨耗による劣化を防止することができる。   Further, in this laser diode cooling device 10, the module main body 14 is formed of synthetic resin, and the wear prevention piece 24 is provided in the vicinity of the cooling portion 18 of the module main body 14, so that the vicinity of the cooling portion 18 of the module main body 14 is provided. In this case, wear due to the cooling medium can be prevented by the wear prevention piece 24, and deterioration due to wear over time can be prevented.

さらに、このレーザダイオード冷却装置10では、モジュール本体14が合成樹脂からなる一方側部分14aおよび他方側部分14bの2つの部分を接合することによって形成されているので、モジュール本体14が複雑な形状であるにもかかわらず、モジュール本体14の一方側部分14aおよび他方側部分14bを樹脂成型によって形成することができる。すなわち、モジュール本体14に流入側通路20および流出側通路22をそれぞれ流線型や略流線型などを含む自由な形状の流路に形成することができ、さらに、モジュール本体14にカソード端子28およびアノード端子30を部分的に自由な配置で埋め込むことができる。
流入側通路20および流出側通路22がそれぞれモジュール本体14に流線型や略流線型を含む冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成されているので、冷却媒体に対する流入側通路20および流出側通路22の抵抗が小さくなり、たとえば冷却媒体を送るためのポンプやチラーの小型化を図ってシステムを最小化したり、同じ能力のポンプやチラーを利用しても接続できる冷却モジュールの数を増大したりすることができる。なお、冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状としては、流線型や略流線型を含む形状以外に鋭角に折り曲げられない形状などがある。
また、カソード端子28およびアノード端子30が部分的にモジュール本体12に埋め込まれているので、カソード端子28およびアノード端子30をモジュール本体14に立体的に形成することができ、冷却モジュール12の幅方向における小型化ひいてはレーザダイオード冷却装置10の小型化を図ることができる。このようにレーザダイオード冷却装置10の小型化を図ると、レーザ媒体(結晶)をレーザ光で励起する際に、レーザ光の出力密度を増大することによって全体の効率を上げることが可能となる。
さらに、合成樹脂からなる一方側部分14aおよび他方側部分14bが超音波溶着または接着剤によって接合されているので、一方側部分14aおよび他方側部分14bを強固に接合することができ、一方側部分14aおよび他方側部分14b間からの水漏れを防止することができる。
Further, in this laser diode cooling device 10, the module main body 14 is formed by joining two parts of the one side portion 14a and the other side portion 14b made of synthetic resin, so that the module main body 14 has a complicated shape. Nevertheless, the one side portion 14a and the other side portion 14b of the module body 14 can be formed by resin molding. That is, the inflow side passage 20 and the outflow side passage 22 can be formed in the module main body 14 in free-form flow paths including a streamline type and a substantially streamline type, respectively. Further, the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 are provided in the module main body 14. Can be embedded in a partially free arrangement.
Since the inflow side passage 20 and the outflow side passage 22 are formed in the module main body 14 in such a shape that the resistance to the cooling medium including the streamline type and the substantially streamline type is reduced, the inflow side passage 20 and the outflow side passage 22 with respect to the cooling medium. For example, minimizing the system by reducing the size of the pump or chiller for sending the cooling medium, or increasing the number of cooling modules that can be connected using the same capacity pump or chiller be able to. In addition, examples of the shape that reduces the resistance to the cooling medium include a shape that cannot be bent at an acute angle other than a shape including a streamline shape or a substantially streamline shape.
Further, since the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 are partially embedded in the module main body 12, the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 can be three-dimensionally formed in the module main body 14, and the width direction of the cooling module 12 Therefore, the laser diode cooling device 10 can be downsized. If the laser diode cooling device 10 is miniaturized in this way, when the laser medium (crystal) is excited with laser light, the overall efficiency can be increased by increasing the output density of the laser light.
Furthermore, since the one side portion 14a and the other side portion 14b made of synthetic resin are joined by ultrasonic welding or an adhesive, the one side portion 14a and the other side portion 14b can be firmly joined. Water leakage from between 14a and the other side part 14b can be prevented.

また、このレーザダイオード冷却装置10では、固定用ブロック46間において接続部材のねじ48a、48bが貫通する冷却用モジュール12の数を変えることによって、一列に配列した状態で固定する冷却モジュール12の数を変えることができる。   Further, in this laser diode cooling device 10, the number of cooling modules 12 fixed in a row is changed by changing the number of cooling modules 12 through which the screws 48 a and 48 b of the connecting members pass between the fixing blocks 46. Can be changed.

さらに、このレーザダイオード冷却装置10では、位置決め手段を備えているので、複数の冷却モジュール12を高精度で一列に配列した状態に位置決めすることができ、複数の冷却モジュール12の配列においてねじれなどの変形を防止することができる。この場合、複数の冷却モジュール12の位置決め用凹部62と位置決め手段のレール60の上部とが嵌り合うことによって、複数の冷却モジュール12を一列に配列した状態に位置決めすることができる。なお、このように冷却モジュール12を位置決めするためには、冷却モジュール12に位置決め用凹部62を形成する代わりに、レール60の上部にその長手方向にのびる溝が形成され、冷却モジュール12の下部にその溝に対応する位置決め用凸部が形成されてもよい。   Further, since the laser diode cooling device 10 includes the positioning means, the plurality of cooling modules 12 can be positioned in a state of being arranged in a row with high accuracy, and the arrangement of the plurality of cooling modules 12 can be twisted. Deformation can be prevented. In this case, the plurality of cooling modules 12 can be positioned in a row by fitting the positioning recesses 62 of the plurality of cooling modules 12 with the upper portions of the rails 60 of the positioning means. In order to position the cooling module 12 in this way, instead of forming the positioning recess 62 in the cooling module 12, a groove extending in the longitudinal direction is formed in the upper portion of the rail 60, and the lower portion of the cooling module 12 is formed. A positioning convex portion corresponding to the groove may be formed.

また、このレーザダイオード冷却装置10では、冷却モジュール12の角部64が、72度の角度に形成されているので、5組に配列された冷却モジュール12をたとえば棒状のYAG結晶などのレーザ媒体の周囲に放射状に配列することができ、5組のレーザダイオード100からそのレーザ媒体にレーザ光を照射することができる。   Moreover, in this laser diode cooling device 10, since the corner 64 of the cooling module 12 is formed at an angle of 72 degrees, the cooling modules 12 arranged in five sets are made of a laser medium such as a rod-shaped YAG crystal. The laser medium can be arranged radially, and the laser medium can be irradiated with laser light from five sets of laser diodes 100.

図10は、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置の他の例を示す斜視図である。図11は、図10に示すレーザダイオード冷却装置において一方の固定用ブロックを外した状態を示す斜視図である。図12(A)は、図10に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる一方の固定用ブロックを示す正面図であり、図12(B)は、図12(A)のB−B線における断面図である。
図10に示すレーザダイオード冷却装置10は、図1に示すレーザダイオード冷却装置10における3個の冷却モジュール12をそれらに対応する長さのレール60に一列に配列した状態で固定・位置決めしたものを5組有する。また、5組のものは、円柱状のYAG結晶などのレーザ媒体200を円筒状のガラスチューブ202の中心に配置したものの周囲に、星形(放射状)に配列される。それによって、多数の冷却モジュール12を有するポンピングモジュールが構成される。この場合、冷却モジュール12の角部64が72度に形成されているので、5組のものを放射状に配列することができる。さらに、5組のものの両側には、円板状の固定用ブロック46、46が配置され、ねじで固定される。一方の固定用ブロック46は、5組の流入側通路20、1つの入力管継手56およびガラスチューブ202の一端部に通じる通路52と、レーザ媒体200の一端部を通すための貫通孔66とを有する。また、他方の固定用ブロック46は、5組の流出側通路22、1つの出力管継手58およびガラスチューブ202の他端部に通じる通路と、レーザ媒体200の他端部を通すための貫通孔とを有する。また、レーザ媒体200の両端部の外側には、レーザ光を反射して往復させるためのそれぞれのミラー(図示せず)が配置される。
FIG. 10 is a perspective view showing another example of the laser diode cooling device according to the present invention. FIG. 11 is a perspective view showing a state where one fixing block is removed from the laser diode cooling apparatus shown in FIG. 12A is a front view showing one fixing block used in the laser diode cooling device shown in FIG. 10, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 12A. It is.
A laser diode cooling device 10 shown in FIG. 10 is obtained by fixing and positioning the three cooling modules 12 in the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 5 sets. The five sets are arranged in a star shape (radially) around a laser medium 200 such as a columnar YAG crystal disposed at the center of the cylindrical glass tube 202. Thereby, a pumping module having a number of cooling modules 12 is constructed. In this case, since the corner | angular part 64 of the cooling module 12 is formed at 72 degree | times, five sets of things can be arranged radially. Further, disk-like fixing blocks 46 and 46 are arranged on both sides of the five sets and fixed with screws. One fixing block 46 includes five sets of inflow side passages 20, one input fitting 56, and a passage 52 communicating with one end of the glass tube 202, and a through hole 66 for passing one end of the laser medium 200. Have. The other fixing block 46 includes five sets of the outflow side passages 22, one output pipe joint 58, a passage leading to the other end of the glass tube 202, and a through hole for passing the other end of the laser medium 200. And have. Further, outside the both ends of the laser medium 200, respective mirrors (not shown) for reflecting and reciprocating the laser light are arranged.

図10に示すレーザダイオード冷却装置10では、図1に示すレーザダイオード冷却装置10と同様な効果を奏する。
また、図10にレーザダイオード冷却装置10では、15個のレーザダイオード100からレーザ媒体200にレーザ光が照射される。
さらに、図10に示すレーザダイオード冷却装置10では、ガラスチューブ202内を通る冷却媒体によって、レーザ媒体200が冷却される。
The laser diode cooling device 10 shown in FIG. 10 has the same effect as the laser diode cooling device 10 shown in FIG.
In the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 10, the laser beam is irradiated from 15 laser diodes 100 to the laser medium 200.
Furthermore, in the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 10, the laser medium 200 is cooled by the cooling medium passing through the glass tube 202.

図13は、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置のさらに他の例を上側から見た斜視図である。図14は、図13に示すレーザダイオード冷却装置を下側から見た斜視図である。図15は、図13に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる冷却モジュールを示す斜視図である。図16は、図15に示す冷却モジュールにおいてモジュール本体に対して蓋体を開けた状態を示す斜視図である。図17は、図16に示す状態からレーザダイオードをモジュール本体の収納部から外した状態を示す斜視図である。
図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、図1に示すレーザダイオード冷却装置10と比べて、特に、図16および図17に示すように、冷却モジュール12のカソード端子28およびアノード端子30において、モジュール本体14の収納部16の3つの溝部16b内でレーザダイオード100の電極106a、106b、106cに対向する接点部分28aおよび30aが、たとえば波形状などの平面形状ではない非平面形状を有する形状にそれぞれ形成される。この場合、モジュール本体14の収納部16の各溝部16b内において、たとえば、カソード端子28の接点部分28aは3つの波形状を有する形状に形成され、アノード端子30の接点部分30aは4つの波形状を有する形状に形成される。
FIG. 13 is a perspective view of still another example of the laser diode cooling device according to the present invention as viewed from above. FIG. 14 is a perspective view of the laser diode cooling device shown in FIG. 13 viewed from below. FIG. 15 is a perspective view showing a cooling module used in the laser diode cooling apparatus shown in FIG. FIG. 16 is a perspective view showing a state where the lid is opened with respect to the module body in the cooling module shown in FIG. 15. FIG. 17 is a perspective view showing a state in which the laser diode is removed from the housing portion of the module body from the state shown in FIG.
Compared with the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 1, the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, in particular, in the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 of the cooling module 12, as shown in FIGS. 16 and 17. Contact portions 28a and 30a facing the electrodes 106a, 106b, 106c of the laser diode 100 in the three grooves 16b of the housing portion 16 of the main body 14 are each in a shape having a non-planar shape that is not a planar shape such as a wave shape, for example. It is formed. In this case, in each groove part 16b of the accommodating part 16 of the module main body 14, for example, the contact portion 28a of the cathode terminal 28 is formed in a shape having three wave shapes, and the contact portion 30a of the anode terminal 30 is set in four wave shapes. It is formed in the shape which has.

さらに、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、カソード端子28は、図15に示すように、幅方向における中央部分が、短く形成され、モジュール本体14の上面の長手方向における他端側近傍でモジュール本体14に埋め込まれる。また、アノード端子30は、図14および図15〜図17に示すように、カソード端子28と接触しないようにして、モジュール本体14において中央の溝部16bの底面上からモジュール本体14の上面の長手方向における他端側近傍にのびて長く形成され、さらに、そこからモジュール本体14に埋め込まれ、モジュール本体14の背面の下側からモジュール本体14の下面にわたって形成される。   Further, in the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, the cathode terminal 28 has a short central portion in the width direction, as shown in FIG. 15, and near the other end side in the longitudinal direction of the upper surface of the module body 14. Embedded in the module body 14. Further, as shown in FIGS. 14 and 15 to 17, the anode terminal 30 is not in contact with the cathode terminal 28, and the longitudinal direction of the upper surface of the module body 14 from the bottom surface of the central groove 16 b in the module body 14. In the vicinity of the other end of the module main body 14, it is long and is embedded in the module main body 14 from the lower side of the back surface of the module main body 14 to the lower surface of the module main body 14.

また、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、蓋体38は、レーザダイオード100のパッケージ102に接触する前側中央部分とレーザダイオード100の電極106a、106b、106cに接触する内側部分とがたとえば合成樹脂などの絶縁体からなるある一定の硬さを有する材料で形成され、さらに、他の部分がたとえば金属からなるある一定の弾性を有する材料で形成される。さらに、蓋体38は、モジュール本体14に対して閉じたときに、図15に示すように、モジュール本体14の上面の長手方向における他端側部分においてカソード端子28およびアノード端子30を覆わないようにするために、モジュール本体14の上面の長手方向において短く形成される。   Further, in the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 13, the lid 38 is composed of, for example, a front central portion that contacts the package 102 of the laser diode 100 and an inner portion that contacts the electrodes 106a, 106b, and 106c of the laser diode 100. It is made of a material having a certain hardness made of an insulator such as a resin, and the other part is made of a material having a certain elasticity made of, for example, a metal. Further, the lid 38 does not cover the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 at the other end portion in the longitudinal direction of the upper surface of the module body 14 as shown in FIG. Therefore, the module main body 14 is formed to be short in the longitudinal direction of the upper surface.

さらに、図13に示すレーザダイオード冷却装置10には、図13に示すように、蓋体38の後方において、両側の固定用ブロック46、46の上側に、上側吸熱部材68aがたとえばねじなどで固着される。上側吸熱部材68aは、たとえばAlやCuなどの熱伝導性の高い材料からなる板状の吸熱部を含み、吸熱部の一方主面には、たとえば熱伝導性を有するゴムシートやゴムテープなどの非常によく熱を伝える熱伝導シートが接着剤で接着されている。この上側吸熱部材68aは、熱伝導シートがカソード端子28およびアノード端子30に接触し、吸熱部が閉じた蓋体38の後部に接触するように設けられる。
同様に、両側の固定用ブロック46、46の下側には、図14に示すように、上側吸熱部材68aと同様の構造の下側吸熱部材68bがたとえばねじなどで固着される。下側吸熱部材68bは、熱伝導シートがアノード端子30に接触するように設けられる。
Further, in the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, as shown in FIG. 13, an upper heat absorbing member 68a is fixed to the upper side of the fixing blocks 46, 46 on both sides with a screw or the like behind the lid 38. Is done. The upper endothermic member 68a includes a plate-like endothermic portion made of a material having high thermal conductivity such as Al or Cu, for example. On one main surface of the endothermic portion, an emergency sheet such as a rubber sheet or rubber tape having thermal conductivity is provided. A heat conductive sheet that conducts heat well is bonded with an adhesive. The upper heat absorbing member 68a is provided such that the heat conductive sheet is in contact with the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 and the heat absorbing portion is in contact with the rear portion of the lid 38 that is closed.
Similarly, as shown in FIG. 14, a lower heat absorbing member 68b having the same structure as the upper heat absorbing member 68a is fixed to the lower side of the fixing blocks 46 on both sides with screws or the like. The lower heat absorbing member 68 b is provided so that the heat conductive sheet contacts the anode terminal 30.

また、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、一方の固定用ブロック46の通路52に入力管継手56が接続され、他方の固定用ブロック46の通路54に出力管継手58が接続されている。   In the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, the input pipe joint 56 is connected to the passage 52 of one fixing block 46, and the output pipe joint 58 is connected to the passage 54 of the other fixing block 46. .

図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、図1に示すレーザダイオード冷却装置10と同様の効果を奏するが、さらに、以下の効果も奏する。
すなわち、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、冷却モジュール12のカソード端子28およびアノード端子30において、接点部分28aおよび30aを波形状などの非平面形状を有する形状に形成することによって、たとえば量産によりレーザダイオード冷却装置10などの各部の寸法におけるばらつきやレーザダイオード100の電極106a、106b、106cをカソード端子28およびアノード端子30の接点部分28aおよび30a側に押え付ける力におけるばらつきがあっても、良好な電気的な接続が得られ、それらのばらつきに対しても良好な結果が得られ、量産時の不慮の事態に備えることができる。なお、非平面形状を有する形状としては、波形状を有する形状以外に、たとえば凹凸部を有する形状などであってもよい。
さらに、アノード端子30はカソード端子28と比べてより発熱するが、アノード端子30の接点部分30aはカソード端子28の1つの接点部分28aと比べてより多くの波形状を有する形状に形成されているので、アノード端子30の接触抵抗を小さくすることができ、電気的な抵抗による発熱を抑えることができる。
The laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13 has the same effects as the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 1, but also has the following effects.
That is, in the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, the contact portions 28a and 30a are formed in a shape having a non-planar shape such as a wave shape at the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 of the cooling module 12, for example, mass production. Even if there are variations in the dimensions of each part of the laser diode cooling device 10 and the like, and variations in the force pressing the electrodes 106a, 106b, 106c of the laser diode 100 against the contact portions 28a and 30a of the cathode terminal 28 and the anode terminal 30, Good electrical connection can be obtained, good results can be obtained even for these variations, and it is possible to prepare for unexpected situations during mass production. In addition, as a shape which has a non-planar shape, the shape which has an uneven | corrugated | grooved part other than the shape which has a wave shape etc. may be sufficient, for example.
Furthermore, although the anode terminal 30 generates more heat than the cathode terminal 28, the contact portion 30a of the anode terminal 30 is formed in a shape having more wave shapes than the one contact portion 28a of the cathode terminal 28. Therefore, the contact resistance of the anode terminal 30 can be reduced, and heat generation due to electrical resistance can be suppressed.

また、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、蓋体38においてレーザダイオード100に接触する部分が絶縁体で形成されているので、蓋体38による不要な短絡を防止することができ、品質のばらつきを回避することができる。   Further, in the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, since the portion of the lid 38 that contacts the laser diode 100 is formed of an insulator, unnecessary short-circuiting by the lid 38 can be prevented, and the quality can be improved. Variations can be avoided.

さらに、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、上側吸熱部材68aがカソード端子28およびアノード端子30に接触し、下側吸熱部材68bがアノード端子30に接触するように設けられているので、上側吸熱部材68aおよび下側吸熱部材68bによってカソード端子28およびアノード端子30の発熱を抑制することができ、そのため、レーザダイオード100の発熱を抑制することができる。なお、上側吸熱部材68aおよび下側吸熱部材68bによって吸熱された熱エネルギーは、たとえば純水などの冷却媒体で冷却される両側の固定用ブロック46、46に放射される。しかしながら、この熱エネルギーは、上側吸熱部材68aおよび下側吸熱部材68bなどの吸熱部材の構造を変更することによって、固定用ブロック46以外の部分や空気中に放射されるようにしてもよい。また、このような上側吸熱部材68aおよび下側吸熱部材68bなどの吸熱部材は、たとえばレーザダイオード100を4個以上連結して用いる場合のように発熱量が多い場合だけでなく、発熱量が少ない場合にも、用いられることが好ましい。
さらに、レーザダイオード100からの発熱量が多い場合などには、固定用ブロック46や上側吸熱部材68aおよび下側吸熱部材68bに、固定用ブロック46の通路52および54に通じる別の通路を形成し、その別の通路にたとえば純水などの冷却媒体を流通することによって、さらに冷却するようにしてもよい。
なお、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、特に上側吸熱部材68aは、閉じた蓋体38の後部に接触するために、蓋体38が不用意に開かないようにするストッパーとしての機能も兼ね備えている。
さらに、カソード端子28やアノード端子30の形成される位置や形状は、任意に変更されてもよい。たとえば、アノード端子30は、モジュール本体14の下面に形成されなくてもよい。また、吸熱部材の数、形成される位置や形状も、カソート端子28やアノード端子30の位置や形状に対応して任意に変更されてもよい。たとえば、1つの吸熱部材のみがカソード端子28およびアノード端子30の少なくとも一方に接触するように形成されてもよい。
Further, in the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 13, the upper heat absorbing member 68a is provided so as to contact the cathode terminal 28 and the anode terminal 30, and the lower heat absorbing member 68b is provided so as to contact the anode terminal 30, Heat generation of the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 can be suppressed by the heat absorption member 68a and the lower heat absorption member 68b, and therefore, heat generation of the laser diode 100 can be suppressed. The heat energy absorbed by the upper heat absorbing member 68a and the lower heat absorbing member 68b is radiated to the fixing blocks 46, 46 on both sides cooled by a cooling medium such as pure water. However, this thermal energy may be radiated to portions other than the fixing block 46 and the air by changing the structure of the heat absorbing members such as the upper heat absorbing member 68a and the lower heat absorbing member 68b. In addition, the heat absorbing members such as the upper heat absorbing member 68a and the lower heat absorbing member 68b have a small amount of heat generated as well as a case where the amount of heat generated is large, for example, when four or more laser diodes 100 are connected and used. Also in some cases, it is preferably used.
Further, when the amount of heat generated from the laser diode 100 is large, other passages that lead to the passages 52 and 54 of the fixing block 46 are formed in the fixing block 46, the upper heat absorbing member 68a, and the lower heat absorbing member 68b. The cooling may be further performed by circulating a cooling medium such as pure water through the other passage.
In the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, the upper heat absorbing member 68a particularly has a function as a stopper that prevents the lid body 38 from being opened carelessly because it contacts the rear part of the closed lid body 38. Have both.
Furthermore, the positions and shapes of the cathode terminal 28 and the anode terminal 30 may be arbitrarily changed. For example, the anode terminal 30 may not be formed on the lower surface of the module body 14. Further, the number of heat absorbing members and the positions and shapes to be formed may be arbitrarily changed according to the positions and shapes of the kassort terminal 28 and the anode terminal 30. For example, only one heat absorbing member may be formed so as to contact at least one of the cathode terminal 28 and the anode terminal 30.

また、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、入力管継手56および出力管継手58が両側の固定用ブロック46、46に設けられているので、たとえば純水などの冷却媒体の出入り口が両側の固定用ブロック46、46に分散され、その結果、レーザダイオード100間の波長シフトを抑制することができる。
すなわち、入力管継手56および出力管継手58が片側の固定用ブロック46に設けられていると、たとえば純水などの冷却媒体の出入り口が片側の固定用ブロック46に集中され、各レーザダイオードのための冷却媒体の経路長の差による圧力損失から冷却媒体の流量が場所によって変化し、たとえばレーザダイオードを5個連結して用いたときに若干の波長シフトが発生する。このような波長シフトは、冷却モジュール(レーザダイオード)の数を増やせば増やすほど顕著なものとなる。
それに対して、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、入力管継手56および出力管継手58が両側の固定用ブロック46、46に設けられているので、たとえば純水などの冷却媒体の出入り口が両側の固定用ブロック46、46に分散され、各レーザダイオードのための冷却媒体の経路長の差やその差による圧力損失が少なくなり、場所による冷却媒体の流量差がほとんどなくなり、レーザダイオード間の波長シフトを抑制することができる。さらに、図13に示すレーザダイオード冷却装置10では、固定用ブロック46、46間の冷却モジュール12(レーザダイオード100)の数を増やしても、同様に、各レーザダイオードのための冷却媒体の経路長の差やその差による圧力損失が少なくなり、場所による冷却媒体の流量差がほとんどなくなり、レーザダイオード間の波長シフトを抑制することができる。
Further, in the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 13, since the input pipe joint 56 and the output pipe joint 58 are provided in the fixing blocks 46, 46 on both sides, the inlet / outlet of a cooling medium such as pure water is provided on both sides. As a result, wavelength shift between the laser diodes 100 can be suppressed.
That is, if the input pipe joint 56 and the output pipe joint 58 are provided in the fixing block 46 on one side, the inlet / outlet of a cooling medium such as pure water is concentrated on the fixing block 46 on one side, for each laser diode. The flow rate of the cooling medium varies depending on the location due to the pressure loss due to the difference in the path length of the cooling medium, and a slight wavelength shift occurs when, for example, five laser diodes are connected. Such a wavelength shift becomes more remarkable as the number of cooling modules (laser diodes) is increased.
On the other hand, in the laser diode cooling apparatus 10 shown in FIG. 13, since the input pipe joint 56 and the output pipe joint 58 are provided in the fixing blocks 46, 46 on both sides, for example, an inlet / outlet of a cooling medium such as pure water is provided. Dispersed in the fixing blocks 46 on both sides, the difference in the path length of the cooling medium for each laser diode and the pressure loss due to the difference are reduced, the flow rate difference of the cooling medium depending on the place is almost eliminated, and between the laser diodes Wavelength shift can be suppressed. Further, in the laser diode cooling device 10 shown in FIG. 13, even if the number of the cooling modules 12 (laser diodes 100) between the fixing blocks 46 and 46 is increased, similarly, the path length of the cooling medium for each laser diode is increased. And the pressure loss due to the difference are reduced, there is almost no difference in the flow rate of the cooling medium depending on the location, and the wavelength shift between the laser diodes can be suppressed.

なお、上述の各レーザダイオード冷却装置10では、純水からなる冷却媒体が用いられているが、冷却媒体としては、純水以外に他の液体や気体が用いられてもよい。   In each of the laser diode cooling devices 10 described above, a cooling medium made of pure water is used. However, as the cooling medium, other liquids or gases may be used in addition to pure water.

また、上述の各レーザダイオード冷却装置10では、モジュール本体14に対して蓋体38がスライドして開閉するように形成されているが、蓋体は回転して開閉するように形成されてもよい。   Further, in each of the laser diode cooling devices 10 described above, the lid body 38 is formed so as to slide open and close with respect to the module body 14, but the lid body may be formed so as to rotate and open and close. .

また、上述の各レーザダイオード冷却装置10では、複数のレーザダイオード100の上面または下面(冷却フィン108側の面)が一平面上にそろうようにそれらのレーザダイオード10が保持されるが、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置は、複数のレーザダイオード100の側面(ウインドウ104も電極106a、106b、106cも形成されていない面)が一平面上にそろうようにそれらのレーザダイオード100が保持されるように構成されてもよい。   In each of the laser diode cooling devices 10 described above, the laser diodes 10 are held so that the upper surfaces or lower surfaces (surfaces on the cooling fin 108 side) of the plurality of laser diodes 100 are aligned on one plane. In the laser diode cooling apparatus according to the present invention, the laser diodes 100 are held so that the side surfaces (surfaces on which neither the window 104 nor the electrodes 106a, 106b, 106c are formed) of the plurality of laser diodes 100 are aligned on one plane. May be configured.

また、上述の各レーザダイオード冷却装置10では、冷却モジュール12の角部64の角度が72度に形成されているため、5個の冷却モジュール12を放射状に配置することができるが、この発明では、その角部64の角度を60度または90度に形成して、6個または4個の冷却モジュール12を放射状に配置することができるようにしてもよい。   Further, in each laser diode cooling device 10 described above, since the angle of the corner portion 64 of the cooling module 12 is 72 degrees, five cooling modules 12 can be arranged radially, but in the present invention, The angle 64 may be 60 degrees or 90 degrees so that six or four cooling modules 12 can be arranged radially.

なお、上述の各レーザダイオード冷却装置10は、特別な形状のレーザダイオード100に対応して形成されているが、この発明にかかるレーザダイオード冷却装置は、他の形状のレーザダイオードに対応して形成されてもよい。   Each of the laser diode cooling devices 10 described above is formed corresponding to the laser diode 100 having a special shape. However, the laser diode cooling device according to the present invention is formed corresponding to the laser diode having another shape. May be.

この発明にかかるレーザダイオード冷却装置は、たとえば金属、合成樹脂、ガラスなどの各種材料の表面や内面を加工する加工機やバイオ測定器などの固体レーザ励起に用いられる高出力のレーザダイオードを冷却する用途に適用できる。   The laser diode cooling device according to the present invention cools a high-power laser diode used for solid-state laser excitation, such as a processing machine or a bio-measuring device that processes the surface and inner surface of various materials such as metal, synthetic resin, and glass. Applicable to usage.

この発明にかかるレーザダイオード冷却装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the laser diode cooling device concerning this invention. 図1に示すレーザダイオード冷却装置において3個の冷却モジュールを取り除いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed three cooling modules in the laser-diode cooling device shown in FIG. 図2に示す状態からモジュール本体を分解した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which decomposed | disassembled the module main body from the state shown in FIG. 図3に示す状態を反対側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the state shown in FIG. 3 from the opposite side. 図1に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる冷却モジュールを幅方向における中央で切断した断面図である。It is sectional drawing which cut | disconnected the cooling module used for the laser-diode cooling device shown in FIG. 1 in the center in the width direction. 図1に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる冷却モジュールの蓋体を取り除いた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the cover body of the cooling module used for the laser-diode cooling device shown in FIG. 図6に示す状態からモジュール本体を分解した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which decomposed | disassembled the module main body from the state shown in FIG. 図7に示す状態を反対側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the state shown in FIG. 7 from the opposite side. 図1に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる冷却モジュールにおける蓋体およびモジュール本体などの関係を示す図解図である。It is an illustration figure which shows the relationship between the cover body and module main body etc. in the cooling module used for the laser-diode cooling device shown in FIG. この発明にかかるレーザダイオード冷却装置の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the laser-diode cooling device concerning this invention. 図10に示すレーザダイオード冷却装置において一方の固定用ブロックを外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the one block for fixation in the laser-diode cooling device shown in FIG. (A)は図10に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる一方の固定用ブロックを示す正面図であり、(B)は(A)のB−B線における断面図である。(A) is a front view which shows one block for fixation used for the laser-diode cooling device shown in FIG. 10, (B) is sectional drawing in the BB line of (A). この発明にかかるレーザダイオード冷却装置のさらに他の例を上側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the further another example of the laser-diode cooling device concerning this invention from the upper side. 図13に示すレーザダイオード冷却装置を下側から見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the laser-diode cooling device shown in FIG. 13 from the lower side. 図13に示すレーザダイオード冷却装置に用いられる冷却モジュールを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cooling module used for the laser-diode cooling device shown in FIG. 図15に示す冷却モジュールにおいてモジュール本体に対して蓋体を開けた状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which opened the cover body with respect to the module main body in the cooling module shown in FIG. 図16に示す状態からレーザダイオードをモジュール本体の収納部から外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the laser diode from the accommodating part of the module main body from the state shown in FIG. (A)は図1に示すレーザダイオード冷却装置によって保持されて冷却されるレーザダイオードの一例を上側から見た斜視図であり、(B)はそのレーザダイオードを下側から見た斜視図である。(A) is the perspective view which looked at an example of the laser diode hold | maintained and cooled by the laser diode cooling device shown in FIG. 1, from the upper side, (B) is the perspective view which looked at the laser diode from the lower side. . この発明の背景となる従来の冷却レーザダイオードアレイ組立体を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the conventional cooling laser diode array assembly used as the background of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 レーザダイオード冷却装置
12 冷却モジュール
14 モジュール本体
14a 一方側部分
14b 他方側部分
16 収納部
16a 凹部
16b 溝部
18 冷却部
20 流入側通路
20a、20b 通路部
20c 端部
22 流出側通路
22a、22b 通路部
22c 端部
24 磨耗防止片
26 Oリング
28 カソード端子
30 アノード端子
32a、34a ねじ
32b、34b ナット
36 蓋体スライド用溝
38 蓋体
40 カバー部材
40a 両端部
40b 取付用孔
42 操作部材
42a パッケージ押え部
42b 電極押え部
42c 取付部
42d 引掛部
42e 先端部
44a、44b 固定用孔
46 固定用ブロック
48a、48b ねじ
50a、50b 固定用孔
52、54 通路
56 入力管継手
58 出力管継手
60 レール
62 位置決め用凹部
64 角部
66 貫通孔
68a 上側吸熱部材
68b 下側吸熱部材
100 レーザダイオード
102 パッケージ
104 ウインドウ
106a、106b、106c 電極
108 冷却フィン
108a 溝
200 レーザ媒体
202 ガラスチューブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laser diode cooling device 12 Cooling module 14 Module main body 14a One side part 14b The other side part 16 Storage part 16a Concave part 16b Groove part 18 Cooling part 20 Inflow side channel | path 20a, 20b Path part 20c End part 22 Outflow side channel | path 22a, 22b Path part 22c End 24 Wear prevention piece 26 O-ring 28 Cathode terminal 30 Anode terminal 32a, 34a Screw 32b, 34b Nut 36 Groove for lid slide 38 Lid 40 Cover member 40a Both ends 40b Mounting hole 42 Operation member 42a Package holding part 42b Electrode holding part 42c Mounting part 42d Hooking part 42e Tip part 44a, 44b Fixing hole 46 Fixing block 48a, 48b Screw 50a, 50b Fixing hole 52, 54 Passage 56 Input pipe joint 58 Output pipe joint 60 Rail 62 position Decided recess 64 corner portion 66 through hole 68a upper heat absorbing member 68b lower heat absorbing member 100 laser diode 102 package 104 windows 106a, 106b, 106c electrode 108 cooling fin 108a groove 200 laser medium 202 glass tubes

Claims (12)

レーザダイオードを保持して冷却するためのレーザダイオード冷却装置であって、
冷却モジュール、および
前記冷却モジュールを固定するための固定手段を備え、
前記冷却モジュールは、
モジュール本体、
前記モジュール本体に形成される、レーザダイオードに電力を供給するための端子、および
前記モジュール本体に対して開閉可能に設けられる蓋体を備え、
前記モジュール本体は、
レーザダイオードを収納するための収納部、
前記収納部に収納されているレーザダイオードを冷却媒体で冷却するための冷却部、
前記冷却媒体を外部から前記冷却部に流入するための流入側通路、および
前記冷却媒体を前記冷却部から外部に流出するための流出側通路を備え、
前記モジュール本体の前記収納部にレーザダイオードを収納した状態で前記モジュール本体に対して前記蓋体を閉めることによって、前記レーザダイオードが前記蓋体で前記収納部側に押え付けられて保持されるとともに前記端子側に押え付けられて前記端子に電気的に接続される、レーザダイオード冷却装置。
A laser diode cooling device for holding and cooling a laser diode,
A cooling module, and a fixing means for fixing the cooling module,
The cooling module is
Module body,
A terminal formed on the module body for supplying power to the laser diode; and a lid provided to be openable and closable with respect to the module body.
The module body is
A storage part for storing the laser diode,
A cooling unit for cooling the laser diode stored in the storage unit with a cooling medium;
An inflow side passage for flowing the cooling medium from the outside into the cooling unit; and an outflow side passage for flowing the cooling medium from the cooling unit to the outside,
The laser diode is pressed against and held by the lid by the lid body by closing the lid body with respect to the module body with the laser diode housed in the housing portion of the module body. A laser diode cooling device that is pressed against the terminal side and electrically connected to the terminal.
複数の前記冷却モジュールにおける前記流入側通路は、複数の前記冷却モジュールを配列した際に連通するように形成され、
複数の前記冷却モジュールにおける前記流出側通路は、複数の前記冷却モジュールを配列した際に連通するように形成され、
前記固定手段は、任意の数の前記冷却モジュールを配列した状態で固定するように形成された、請求項1に記載のレーザダイオード冷却装置。
The inflow side passages in the plurality of cooling modules are formed to communicate when a plurality of the cooling modules are arranged,
The outflow side passages in the plurality of cooling modules are formed to communicate when a plurality of the cooling modules are arranged,
2. The laser diode cooling device according to claim 1, wherein the fixing unit is configured to fix an arbitrary number of the cooling modules in an arrayed state.
前記モジュール本体は合成樹脂で形成され、
前記モジュール本体の前記冷却部の近傍において、前記冷却媒体による磨耗を防止するための金属からなる磨耗防止片が設けられている、請求項1または請求項2に記載のレーザダイオード冷却装置。
The module body is made of synthetic resin,
3. The laser diode cooling device according to claim 1, wherein a wear prevention piece made of a metal for preventing wear by the cooling medium is provided in the vicinity of the cooling portion of the module main body.
前記モジュール本体は、合成樹脂からなる複数の部分を接合することによって形成された、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のレーザダイオード冷却装置。   The laser diode cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the module body is formed by joining a plurality of portions made of a synthetic resin. 前記流入側通路および前記流出側通路は、それぞれ、前記モジュール本体に前記冷却媒体に対する抵抗が小さくなるような形状に形成された、請求項4に記載のレーザダイオード冷却装置。   5. The laser diode cooling device according to claim 4, wherein each of the inflow side passage and the outflow side passage is formed in a shape such that resistance to the cooling medium is reduced in the module body. 前記端子は、部分的に前記モジュール本体に埋め込まれている、請求項4または請求項5に記載のレーザダイオード冷却装置。   The laser diode cooling device according to claim 4 or 5, wherein the terminal is partially embedded in the module body. 前記固定手段は、
配列された前記冷却モジュールの両側に配置される固定用ブロック、および
前記冷却モジュールおよび前記固定用ブロックを貫通する接続部材を含む、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のレーザダイオード冷却装置。
The fixing means includes
The laser diode cooling device according to claim 1, comprising: fixing blocks arranged on both sides of the arranged cooling modules; and connection members penetrating the cooling modules and the fixing blocks. .
複数の前記冷却モジュールを配列した状態に位置決めするための位置決め手段を備えた、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のレーザダイオード冷却装置。   The laser diode cooling device according to any one of claims 1 to 7, further comprising positioning means for positioning the plurality of cooling modules in an arrayed state. 前記位置決め手段は、複数の前記冷却モジュールを配列した状態で複数の前記冷却モジュールに嵌り合うレールを含む、請求項8に記載のレーザダイオード冷却装置。   The laser diode cooling device according to claim 8, wherein the positioning unit includes rails that fit into the plurality of cooling modules in a state where the plurality of cooling modules are arranged. 前記冷却モジュールにおいて、前記収納部に収納されている前記レーザダイオードによってレーザ光が出力される側の角部が、360度を4以上の整数で割った角度に形成された、請求項1ないし請求項9のいずれかに記載のレーザダイオード冷却装置。   2. The cooling module according to claim 1, wherein a corner portion on a side where laser light is output by the laser diode housed in the housing portion is formed at an angle obtained by dividing 360 degrees by an integer of 4 or more. Item 10. The laser diode cooling device according to Item 9. 前記端子において、前記レーザダイオードに対向する接点部分が非平面形状を有する形状に形成された、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載のレーザダイオード冷却装置。   11. The laser diode cooling device according to claim 1, wherein a contact portion facing the laser diode is formed in a shape having a non-planar shape in the terminal. 前記端子に接触するように設けられる吸熱部材を備えた、請求項1ないし請求項11のいずれかに記載のレーザダイオード冷却装置。   The laser diode cooling device according to any one of claims 1 to 11, further comprising a heat absorbing member provided so as to be in contact with the terminal.
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