JP2014202902A - ホルダ、レーザ発振装置及びレーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】波長変換時に生じる非線形光学結晶の熱変形や不均一な温度分布を抑制しつつ、非線形光学結晶の取り付け及び交換が容易で、かつ小型化を図ることができるホルダを提供する。【解決手段】 ホルダは、非線形光学結晶１５を保持し、第１ホルダブロック３１、第２ホルダブロック３２、第３ホルダブロック３３、温度センサ３５、ペルチェ素子３６、第４ホルダブロック３７などを有している。非線形光学結晶１５は、−Ｘ側の側面が第１ホルダブロック３１の第１の面上に載置され、−Ｙ側の側面及び＋Ｙ側の側面が第２ホルダブロック３２の第２の面と第３ホルダブロック３３の第３の面とで挟まれている。第３ホルダブロック３３は、第１ホルダブロック３１にねじ止めされている。【選択図】図１５

Description

本発明は、ホルダ、レーザ発振装置及びレーザ加工機に係り、更に詳しくは、非線形光学結晶を保持するホルダ、該ホルダに保持された非線形光学結晶を有するレーザ発振装置、及び該レーザ発振装置を備えるレーザ加工機に関する。

近年、レーザ光を利用した装置として、レーザ加工機やレーザ計測器などが実用化されている。そして、レーザ光を射出するレーザ発振装置として、固体レーザ結晶を励起用レーザ光で励起し、特定波長のレーザ光を射出するレーザ発振装置が検討されている。この場合、レーザ光の波長を上記特定波長に変換するための非線形光学結晶（「非線形結晶」とも呼ばれている。）がホルダに保持されて共振器内に配置されている。

ところで、非線形光学結晶は、波長変換時に生じる熱変形や不均一な温度分布に起因して、波長変換後のレーザ光の出力やビーム品質が不安定になったり、破損するおそれがあった。そのため、非線形光学結晶の温度制御や排熱機構に関して種々の検討がなされている。

例えば、特許文献１には、非線形結晶の非光学系の相対する２面を挟持する２つのホルダーブロックと、このホルダーブロックの同一方向端面に取り付けられたヒートシンクとを備え、上記ホルダーブロックは、少なくとも上記非線形結晶に相対する部分から上記ヒートシンクと接する部分までは良熱伝導性を有する材料からなることを特徴とする非線形結晶ホルダーが開示されている。

また、特許文献２には、非線形結晶の保持方向のうち、熱膨張率の絶対値が小さい方向で非線形結晶を保持するようにしたことを特徴とする非線形結晶ホルダが開示されている。

また、特許文献３には、波長変換用非線形結晶における波長変換光による結晶の加熱に起因する温度位相整合のずれを検出する検出手段と、上記検出手段による検出出力に基づいて、上記波長変換用非線形結晶の結晶全体の温度を平均した平均温度を第１のペルチェ素子により制御する第１の温度制御手段と、上記波長変換用非線形結晶の出射端面から出射された高調波光の光量を検出する光量検出手段と、上記光量検出手段による検出出力に基づいて、上記波長変換用非線形結晶の出射端面側から入射端面側に向かう当該波長変換用非線形結晶内の温度勾配を相殺する熱流を第２のペルチェ素子により生じさせて上記温度勾配を制御する第２の温度制御手段とを備え、上記第１の温度制御手段と第２の温度制御手段により、上記波長変換用非線形結晶の平均温度と当該波長変換用非線形結晶内の温度勾配を制御して、上記波長変換用非線形結晶の温度位相整合を最適に保つことを特徴とするレーザ波長変換装置が開示されている。

レーザ加工機やレーザ計測器などの小型化への要求が年々高まっている。そして、その要求に応えるためには、レーザ発振装置の小型化が必須である。しかしながら、従来のレーザ発振装置に用いられている非線形光学結晶のホルダでは、波長変換時に生じる非線形光学結晶の熱変形や不均一な温度分布を抑制しつつ、非線形光学結晶の取り付け及び交換が容易で、かつ小型化を図ることは困難であった。

本発明は、非線形光学結晶を保持するホルダであって、前記非線形光学結晶が載置される第１の面を有する第１部材と、前記第１の面に直交する第２の面を有し、前記第１部材に固定されている第２部材と、前記第２の面に対向する第３の面を有し、該第３の面と前記第２の面との間隔が調整可能な状態で前記第１部材に取り付けられている第３部材とを備えるホルダである。

本発明のホルダによれば、波長変換時に生じる非線形光学結晶の熱変形や不均一な温度分布を抑制しつつ、非線形光学結晶の取り付け及び交換が容易で、かつ小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工機の概略構成を説明するための図である。 図１におけるレーザ発振装置の構成を説明するための図である。 励起用光源装置を説明するための図である。 ホルダを説明するための図（その１）である。 ホルダを説明するための図（その２）である。 第４ホルダブロックを説明するための図である。 第１ホルダブロックを説明するための図である。 第２ホルダブロックを説明するための図である。 第３ホルダブロックを説明するための図である。 非線形光学結晶の取り付け作業を説明するための図（その１）である。 非線形光学結晶の取り付け作業を説明するための図（その２）である。 非線形光学結晶の取り付け作業を説明するための図（その３）である。 非線形光学結晶の取り付け作業を説明するための図（その４）である。 非線形光学結晶の取り付け作業を説明するための図（その５）である。 非線形光学結晶の取り付け作業を説明するための図（その６）である。 比較例のホルダを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るレーザ加工機２０００の概略構成が示されている。

レーザ加工機２０００は、レーザ発振装置１０、光学系１００、被加工物Ｐが載置されるテーブル１５０、テーブル駆動装置１６０、操作パネル１８０及び制御装置２００などを備えている。

なお、以下では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、レーザ発振装置１０から射出されるレーザ光の進行方向を＋Ｚ方向とする。

レーザ発振装置１０は、波長が４５７ｎｍのレーザ光を射出する。光学系１００は、レーザ発振装置１０から射出されたレーザ光を被加工物Ｐの表面近傍で集光させる。テーブル駆動装置１６０は、テーブル１５０をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に移動させる。操作パネル１８０は、作業者が各種設定を行うための複数のキー、及び各種情報を表示するための表示器を有している。

制御装置２００は、操作パネル１８０からの各種設定情報に基づいて、レーザ発振装置１０及びテーブル駆動装置１６０を制御する。

レーザ発振装置１０は、一例として図２に示されるように、固体レーザ結晶１１、ヒートシンク１３、非線形光学結晶１５、ホルダ３０、ミラー素子１７、励起用光源装置２０、及び温度コントローラ５０などを有している。なお、以下では、説明を分かりやすくするため、励起用光源装置２０から固体レーザ結晶１１に向かう方向をａ方向、該ａ方向及びＸ軸方向のいずれにも直交する方向をｂ方向とする。

固体レーザ結晶１１は、Ｎｄ（ネオジム）の濃度が５ａｔ％のＮｄ：ＹＶＯ_４結晶が、いわゆるｃ軸カットされた板状部材である。一例として、この板状部材は、３ｍｍ×３ｍｍ×０．５ｍｍ（板厚）である。以下では、便宜上、固体レーザ結晶１１の−Ｚ側の面を「Ａ面」と表記し、＋Ｚ側の面を「Ｂ面」と表記する。

固体レーザ結晶１１のＡ面には、波長が８０８ｎｍの光に対して９８．０％以上の反射率を有し、波長が９１４ｎｍの光に対して９９．０％以上の反射率を有する誘電体多層膜がコーティングされている。

また、固体レーザ結晶１１のＢ面には、波長が８０８ｎｍの光に対して９５．０％以上の透過率を有し、波長が９１４ｎｍの光に対して９９．０％以上の透過率を有し、波長が４５７ｎｍの光に対して９９．０％以上の反射率を有する誘電体多層膜がコーティングされている。

ヒートシンク１３は、熱伝導率の高い材料で構成され、内部に水路となる空洞を有している。熱伝導率の高い材料として、Ｃｕ、ＣｕＷ、ＣｕＭｏ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ダイヤモンド、及びそれらを組合せたものを用いることができる。

ヒートシンク１３は、固体レーザ結晶１１の−Ｚ側に配置されている。ヒートシンク１３と固体レーザ結晶１１は、ＡｕＳｎはんだなどによって接合されている。そこで、固体レーザ結晶１１で発生した熱は、Ａ面を介してヒートシンク１３に移行することができる。なお、ヒートシンク１３と固体レーザ結晶１１の接合は、これに限定されるものではなく、要するに、固体レーザ結晶１１で発生した熱がヒートシンク１３に移行することができれば良い。

この励起用光源装置２０は、一例として図３に示されるように、半導体レーザ素子２１、コリメートレンズ系２２、集光レンズ系２３を有している。これらは、所定の位置関係で不図示のホルダに保持されている。

半導体レーザ素子２１は、外部から電力が供給されると、波長が８０８ｎｍのレーザ光を射出する。半導体レーザ素子２１の出力は４５Ｗである。

コリメートレンズ系２２は、半導体レーザ素子２１から射出されたレーザ光を略平行光にする。

集光レンズ系２３は、コリメートレンズ系２２を介したレーザ光を集束光にする。この集光レンズ系２３を介した波長が８０８ｎｍのレーザ光が、励起用レーザ光として励起用光源装置２０から固体レーザ結晶１１のＢ面に向けて射出される。

図２に戻り、非線形光学結晶１５は、固体レーザ結晶１１の＋Ｚ側に配置され、固体レーザ結晶１１から射出されたレーザ光の波長を変換する。

ここでは、非線形光学結晶１５として、ＬｉＢ_３Ｏ_５結晶、いわゆるＬＢＯ結晶が用いられている。

非線形光学結晶１５のＺ軸方向に関する両端面には、波長が９１４ｎｍの光及び波長が４５７ｎｍの光に対して９９．０％以上の透過率を有する誘電体多層膜がコーティングされている。

非線形光学結晶１５の熱膨張率は、Ｘ軸方向における値が−８．８×１０^−５／Ｋであり、Ｘ軸方向における値が３．４×１０^−５／Ｋであり、Ｚ軸方向における値が１０．８×１０^−５／Ｋである。そこで、ここでは、Ｚ軸に直交する面内では、Ｘ軸方向が、熱膨張率の絶対値が相対的に最も大きい方向である。

ミラー素子１７は、非線形光学結晶１５の＋Ｚ側に配置されている。ミラー素子１７の−Ｚ側の面は曲面であり、＋Ｚ側の面は平面である。ここでは、ミラー素子１７の−Ｚ側の面の曲率半径は、１００ｍｍである。

ミラー素子１７の−Ｚ側の面には、波長が９１４ｎｍの光に対して９９．５％以上の反射率を有し、波長が４５７ｎｍの光に対して９９．０％以上の透過率を有する誘電体多層膜がコーティングされている。

そこで、固体レーザ結晶１１のＡ面にコーティングされている誘電体多層膜とミラー素子１７の−Ｚ側の面にコーティングされている誘電体多層膜とによって、いわゆる共振器が構成されている。

また、ミラー素子１７の＋Ｚ側の面には、波長が４５７ｎｍの光に対して９９．５％以上の透過率を有する誘電体多層膜がコーティングされている。

励起用光源装置２０から波長が８０８ｎｍの励起用レーザ光が射出されると、該励起用レーザ光は固体レーザ結晶１１に吸収される。そして、該吸収によって固体レーザ結晶１１は発光し、上記共振器によって波長が９１４ｎｍのレーザが共振される。以下では、共振器によって共振されるレーザ光を「共振レーザ光」ともいう。

非線形光学結晶１５は、波長が９１４ｎｍのレーザ光を波長が４５７ｎｍのレーザ光に変換する。非線形光学結晶１５から射出された波長が４５７ｎｍのレーザ光は、ミラー素子１７を透過し、レーザ発振装置１０から外部に射出される。以下では、ミラー素子１７を透過したレーザ光を「発振レーザ光」ともいう。

ホルダ３０は、非線形光学結晶１５を保持する部材である。このホルダ３０は、一例として図４及び図５に示されるように、第１ホルダブロック３１、第２ホルダブロック３２、第３ホルダブロック３３、温度センサ３５、ペルチェ素子３６、第４ホルダブロック３７などを有している。ここでは、ホルダ３０のＹ軸方向に関する長さＬｙは２０ｍｍであり、Ｚ軸方向に関する長さＬｚは２０ｍｍである。

各ホルダブロックは、熱伝導率の大きい材料で形成されている。熱伝導率の大きい材料として、Ｃｕ、ＣｕＷ、ＣｕＭｏ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ダイヤモンド、及びそれらを組み合わせたものを用いることができる。

第４ホルダブロック３７は、＋Ｘ側及び−Ｘ側にＹＺ面に平行な面を有するブロック状部材（図６参照）である。この第４ホルダブロック３７には、冷却水の流路となる貫通孔３８が設けられている。

第１ホルダブロック３１は、＋Ｘ側及び−Ｘ側にＹＺ面に平行な面を有するブロック状部材（図７参照）であり、ペルチェ素子３６を介して第４ホルダブロック３７の＋Ｘ側の面上に固定されている。第１ホルダブロック３１の＋Ｘ側の面が第１の面である。この第１の面には、第３ホルダブロック３３を固定するためのねじ穴が設けられている。

温度センサ３５は、第１ホルダブロック３１の一の側面に取り付けられている。温度センサ３５の出力信号は、温度コントローラ５０に送られる。また、ペルチェ素子３６は、温度コントローラ５０によって制御される。

第２ホルダブロック３２は、ＹＺ面に平行な側面及びＸＺ面に平行な側面を有し、長手方向がＺ軸方向と一致する四角柱状の部材（図８参照）であり、第１ホルダブロック３１の＋Ｘ側の面（第１の面）上に固定されている。第２ホルダブロック３２の＋Ｙ側の面が第２の面である。

第３ホルダブロック３３は、長手方向がＺ軸方向と一致し、ＸＹ断面がＬ字形状の部材（図９参照）であり、第２ホルダブロック３２の＋Ｙ側に、第２ホルダブロック３２から離間して配置されている。第３ホルダブロック３３は、図９に示されるように、立ち上がり部と固定部を有している。立ち上がり部は、第２ホルダブロック３２と略同形状であり、−Ｙ側の面が、Ｙ軸方向に関して、第２ホルダブロック３２の第２の面と対向している。第３ホルダブロック３３の−Ｙ側の面が第３の面である。

固定部は、立ち上がり部の−Ｘ側端部から＋Ｙ側に延設された部分であり、Ｙ軸方向を長手方向とする長穴３３ａが形成されている。第３ホルダブロック３３は、長穴３３ａにねじ３４を挿入し、ねじ３４を第１ホルダブロック３１に形成されているねじ穴にねじ込むことによって、第１ホルダブロック３１に固定される。

ここで、ホルダ３０への非線形光学結晶１５の取り付け手順について説明する。
１．ねじ３４をゆるめて、第３ホルダブロック３３をＹ軸方向に関して移動できるようにする（図１０参照）。
２．第３ホルダブロック３３を＋Ｙ方向に移動させ、第２の面と第３の面との間隔を広くする（図１１参照）。
３．非線形光学結晶１５を第２の面と第３の面との間に挿入し、第１の面上に載置する（図１２参照）。このとき、Ｚ軸方向に直交する面内で、熱膨張率が相対的に大きい方向がＸ軸方向と一致するように非線形光学結晶１５を載置する。
４．非線形光学結晶１５を−Ｙ方向に移動させ、非線形光学結晶１５の−Ｙ側の面を第２の面に押し付ける（図１３参照）。
５．第３ホルダブロック３３を−Ｙ方向に移動させ、第３の面を非線形光学結晶１５の＋Ｙ側の面に押し付ける（図１４参照）。
６．ねじ３４を締めて、第３ホルダブロック３３を第１ホルダブロック３１に固定する（図１５参照）。

このように、ホルダ３０に非線形光学結晶１５を容易に取り付けることができる。また、非線形光学結晶１５におけるＺ軸方向に直交する面内で熱膨張率が相対的に大きい方向（ここでは、Ｘ軸方向）が、第１の面に直交する方向と一致するようにホルダ３０に保持されている。この場合、非線形光学結晶１５は、Ｘ軸方向に関して自由に膨張及び収縮することができ、非線形光学結晶１５の破損を防止することができる。

次に、ホルダ３０に保持されている非線形光学結晶１５に油等が付着し、該非線形光学結晶１５を清浄な非線形光学結晶１５と交換する手順について説明する。
Ａ．ねじ３４をゆるめて、第３ホルダブロック３３をＹ軸方向に関して移動できるようにする。
Ｂ．第３ホルダブロック３３を＋Ｙ方向に移動させ、第２の面と第３の面との間隔を広くする。
Ｃ．非線形光学結晶１５を取り出す。
Ｄ．新たな非線形光学結晶１５を第２の面と第３の面との間に挿入し、第１の面上に載置する。
Ｅ．新たな非線形光学結晶１５を−Ｙ方向に移動させ、新たな非線形光学結晶１５の−Ｙ側の面を第２の面に押し付ける。
Ｆ．第３ホルダブロック３３を−Ｙ方向に移動させ、第３の面を新たな非線形光学結晶１５の＋Ｙ側の面に押し付ける。
Ｇ．ねじ３４を締めて、第３ホルダブロック３３を第１ホルダブロック３１に固定する。

このように、非線形光学結晶１５の交換も容易に行うことができる。

温度コントローラ５０は、所定のタイミング毎に、温度センサ３５の出力信号に基づいて、第１ホルダブロック３１の温度が所定の温度であるか否かを判断し、所定の温度とのずれが許容値を超えると、該ずれが許容値以下となるようにペルチェ素子３６を制御する。

また、第４ホルダブロック３７の貫通孔３８には、冷却水が所定の流量で供給され、ペルチェ素子３６からの熱を外部に排出する。

このように、第１ホルダブロック３１は、非線形光学結晶１５のヒートシンクの機能も有している。

ところで、比較例として、ホルダ３０に代えて、図１６に示されるように、非線形光学結晶１５の４つの側面を保持するホルダを用いたレーザ発振装置のレーザ発振実験を行った。なお、非線形光学結晶１５として、４ｍｍ×４ｍｍ×５ｍｍのＬＢＯ結晶を用いた。また、非線形光学結晶１５の温度が２５℃となるように冷却した。また、固体レーザ結晶１１に照射される励起用レーザ光のビーム径（半径）は３００μｍであり、半導体レーザ素子２１の出力は４５Ｗである。

実験の結果、該レーザ発振装置では、５分以内に非線形光学結晶１５に亀裂が生じ、発振不可能な状態となった。

一方、本実施形態のレーザ発振装置１０では、２Ｗの出力で連続８０時間の発振を確認した。また、レーザ光の出力変動は±１％であり、非常に安定していた。すなわち、レーザ発振装置１０は、安定的に長時間の動作が可能である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るレーザ加工機２０００では、テーブル駆動装置１６０と制御装置２００とによって、本発明のレーザ加工機における駆動機構が構成されている。

以上説明したように、本実施形態に係るレーザ発振装置１０によると、固体レーザ結晶１１、ヒートシンク１３、非線形光学結晶１５、ホルダ３０、ミラー素子１７、励起用光源装置２０、及び温度コントローラ５０などを有している。

励起用光源装置２０から波長が８０８ｎｍの励起用レーザ光が射出されると、該励起用レーザ光は固体レーザ結晶１１に吸収される。そして、該吸収によって固体レーザ結晶１１は発光し、共振器によって波長が９１４ｎｍのレーザ光が共振される。非線形光学結晶１５は、波長が９１４ｎｍのレーザ光を波長が４５７ｎｍのレーザ光に変換する。非線形光学結晶１５から射出された波長が４５７ｎｍのレーザ光は、ミラー素子１７を透過し、レーザ発振装置１０から外部に射出される。

ホルダ３０は、非線形光学結晶１５を保持し、第１ホルダブロック３１、第２ホルダブロック３２、第３ホルダブロック３３、温度センサ３５、ペルチェ素子３６、第４ホルダブロック３７などを有している。

非線形光学結晶１５は、−Ｘ側の側面が第１ホルダブロック３１の第１の面上に載置され、−Ｙ側の側面及び＋Ｙ側の側面が第２ホルダブロック３２の第２の面と第３ホルダブロック３３の第３の面とで挟まれている。

第３ホルダブロック３３は、第１ホルダブロック３１にねじ止めされているので、非線形光学結晶１５の取り付け及び交換を容易に行うことができる。

そして、非線形光学結晶１５の＋Ｘ側の側面は何ら拘束されていないため、Ｚ軸方向に直交する面内で、熱膨張率が相対的に大きい方向がＸ軸方向と一致するように非線形光学結晶１５を取り付けると、熱膨張率によって非線形光学結晶１５が破損するのを防止することができる。

また、温度センサ３５及びペルチェ素子３６を備えているため、非線形光学結晶１５の温度を精度良く制御することができる。この場合、非線形光学結晶の熱変形や不均一温度分布等に起因する位相不整合を抑制することができる。

また、第４ホルダブロック３７に冷却水の流路となる貫通孔３８が設けられているため、ペルチェ素子３６からの熱を効率的に排出することができる。

そこで、レーザ発振装置１０は、長時間のレーザ発振を安定して行うことができる。その結果、レーザ加工機２０００は、長時間の加工を安定して行うことができる。

なお、上記実施形態におけるホルダ３０の各ホルダブロックの形状は一例であり、これに限定されるものではない。また、上記実施形態では、ホルダ３０が４つのホルダブロックから構成される場合について説明したがこれに限定されるものではない。要するに、非線形光学結晶１５をその３つの側面で保持するとともに、該３つの側面のうちの１つの側面に対向しているホルダブロックが非線形光学結晶１５の保持を開放する方向に移動可能であれば良い。

また、上記実施形態では、コリメートレンズ系２２が１つのレンズで構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。コリメートレンズ系２２が複数のレンズで構成されても良い。

また、上記実施形態では、集光レンズ系２３が１つのレンズで構成される場合について説明したが、これに限定されるものではない。集光レンズ系２３が複数のレンズで構成されても良い。

また、上記実施形態では、第３ホルダブロック３３をＹ軸方向に移動させるために長穴３３ａが形成されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、第３ホルダブロック３３をＹ軸方向に移動可能であれば良い。

また、上記実施形態において、第３ホルダブロック３３のＹ軸方向に関する移動量が少なくて良い場合は、前記長穴３３ａに代えて、ねじ３４の外径よりも有る程度大きい丸穴が形成されても良い。

また、上記実施形態では、第３ホルダブロック３３が第１ホルダブロック３１にねじ止めされる場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、第２の面と第３の面との間隔が調整可能な状態で、第３ホルダブロック３３が第１ホルダブロック３１に取り付けられていれば良い。

また、上記実施形態において、第１ホルダブロック３１と第２ホルダブロック３２とが一体成形されていても良い。

また、上記実施形態では、発振レーザ光の波長が４５７ｎｍの場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、レーザ加工機が１つのレーザ発振装置を有している場合について説明したが、これに限定されるものではなく、レーザ加工機が複数のレーザ発振装置を有しても良い。

また、上記実施形態では、レーザ光の照射位置を固定し、被加工物を移動させながら加工を行うレーザ加工機について説明したが、これに限定されるものではなく、被加工物を固定し、レーザ光の照射位置を移動させながら加工を行うレーザ加工機であっても良い。

また、レーザ発振装置１０は、レーザ加工機以外のレーザ光を利用する装置にも好適である。この場合であっても、装置の小型化を図ることができる。

１０…レーザ発振装置、１１…固体レーザ結晶、１３…ヒートシンク、１５…非線形光学結晶、１７…ミラー素子（共振器の一部）、２０…励起用光源装置、２１…半導体レーザ素子（半導体レーザ）、２２…コリメートレンズ系、２３…集光レンズ系、３０…ホルダ、３１…第１ホルダブロック（第１部材）、３２…第２ホルダブロック（第２部材）、３３…第３ホルダブロック（第３部材）、３３ａ…長穴（貫通孔）、３４…ねじ、３５…温度センサ、３６…ペルチェ素子、３７…第４ホルダブロック（第４部材）、３８…貫通孔（流路）、５０…温度コントローラ、１００…光学系、１５０…テーブル、１６０…テーブル駆動装置、１８０…操作パネル、２００…制御装置、２０００…レーザ加工機、Ｐ…被加工物。

特開平１１−３２６９７０号公報 特開２０００−０１０１３４号公報 特開２０１２−０４２８０８号公報

Claims (10)

1. 非線形光学結晶を保持するホルダであって、
   前記非線形光学結晶が載置される第１の面を有する第１部材と、
   前記第１の面に直交する第２の面を有し、前記第１部材に固定されている第２部材と、
   前記第２の面に対向する第３の面を有し、該第３の面と前記第２の面との間隔が調整可能な状態で前記第１部材に取り付けられている第３部材とを備えるホルダ。
2. 前記第３部材は、前記第１部材にねじ止めされ、
   前記第３部材は、前記ねじの外径よりも大きく、前記ねじが挿入される貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載のホルダ。
3. 前記第１部材、前記第２部材、及び前記第３部材は、いずれも前記非線形光学結晶よりも熱伝導率が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のホルダ。
4. 前記第１部材と前記第２部材は、一体成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のホルダ。
5. 前記第１部材に取り付けられた温度センサを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のホルダ。
6. 前記第１部材に取り付けられたペルチェ素子を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のホルダ。
7. 前記ペルチェ素子を介して前記第１部材に取り付けられ、内部に冷却水の流路が形成されている第４部材を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のホルダ。
8. 固体レーザ結晶と、
   前記固体レーザ結晶を間に挟む共振器と、
   前記固体レーザ結晶の励起用レーザ光を射出する半導体レーザと、
   前記共振器内に配置された非線形光学結晶と、
   前記非線形光学結晶を保持する請求項１〜７のいずれか一項に記載のホルダとを備え、
   前記非線形光学結晶は、前記ホルダにおける第１の面に載置され、第２の面と第３の面とで挟持されているレーザ発振装置。
9. 前記非線形光学結晶は、前記共振器での共振レーザ光の光路に直交する面内において、熱膨張率の絶対値が相対的に大きい軸方向が、前記第１の面に交差するように前記ホルダに保持されていることを特徴とする請求項８に記載のレーザ発振装置。
10. 請求項８又は９に記載のレーザ発振装置と、
    前記レーザ発振装置からのレーザ光を集光するとともに、被加工物に照射する光学系と、
    前記被加工物を少なくとも互いに直交する２軸方向に移動させる駆動機構とを備えるレーザ加工機。