JP2741439B2 - レーザ発振器 - Google Patents
レーザ発振器Info
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Description
める遮光部を有するレーザ発振器に係り、より詳しく
は、レーザ光を遮断できる安全で信頼性の高いレーザ発
振器に関するものである。
公報に開示された従来の三軸直交型のレーザ発振器の一
例を示す構成図である。図において、1はレーザ発振器
である。2は真空容器、3は相対する一対の放電電極、
4は熱交換器、5はブロア、6は例えばガスレーザでは
気体からなるレーザ媒質、7,8はそれぞれ共振器ミラ
ーを構成する全反射鏡及び部分反射鏡で、これらにより
レーザ発振器1が構成されている。また、9は冷却装置
である。10はコンプレッサー、11は冷却水用ポン
プ、12は冷却水用熱交換器、13は冷却水用ポンプ
で、これらにより冷却装置9が構成されている。
遮光部で、被加工物を加工するとき等には開状態にし、
レーザ発振器を調整するとき等には閉状態にする。この
遮光部14は、特にクラスIVのレーザ発振器では設置
することが義務づけられている。なお、15はクーリン
グタワー、16は遮光部冷却水である。
す第1の冷却水、18は全反射鏡7や部分反射鏡8のよ
うな共振器ミラーを冷却するために流す第2の冷却水で
ある。19は冷却装置9内の第1の冷却水17を冷却す
る一次側冷却水で、この一次側冷却水では同時に遮光部
14にも循環する。
ック図である。20はレーザ発振器1の放電電極3,3
間に電圧を印加する電源部である。21は電源部20に
接続された制御部で、放電電極3に印加する電圧を手動
または自動で制御したり、ブロア5の回転を制御した
り、遮光部14の開閉の制御などをおこなう。
発振器を加工や計測等に使用する際の作用を説明する。
まず、一対の放電電極3,3間に電圧を印加して放電が
発生すると、放電電極3,3間のレーザ媒質6が励起さ
れ、光を放出する。この光は全反射鏡7と部分反射鏡8
との間を往復しながら増幅され、部分反射鏡8からレー
ザビームとなって外部に出力される。一方、励起され高
温となったレーザ媒質6はブロア5によって真空容器2
内を循環し、放電電極3,3から熱交換器4に進む。
換器4には冷水用ポンプ11によって冷却水17が流
れ、ここでレーザ媒質の励起によって発生した熱をレー
ザ発振器1の外部に持ちさり、レーザ媒質を冷却する。
冷却水17が持ち去った熱はコンプレッサ10によって
一次側冷却水19に渡され、クーリングタワー15を通
して大気中に放出される。なお冷却水17は、例えば1
0℃前後の比較的低い温度で循環しており、熱の交換効
率を上げてある。
往復すると、全反射鏡7と部分反射鏡8はレーザビーム
の熱を吸収する。この熱は、冷却水用ポンプ13によっ
て循環される冷却水18によりレーザ発振器1の外部に
持ち去られ、冷却水用熱交換器12によって大気中に放
出される。このとき冷却水18はほぼ気温に近い温度に
冷却されているので、全反射鏡7や部分反射鏡8は結露
しない。なお、上記の冷却水17,18中のゴミ等は、
その回路中に設置されたフィルタ等により除去される。
合は、遮光部14を例えば矢印上方向に移動させて遮光
部14を開状態にしておき、レーザビームを加工部また
は測定部まで導く。
ーザ発振器は、加工や計測を行なわないとき又はレーザ
発振器を調整するときに、レーザビームを出力している
状態にする場合がある。この場合は、図8に示すように
遮光部14を例えば矢印下方向に移動させて閉状態にし
て、遮光部14によってレーザビームを受け止める。特
に高出力のレーザ発振器では、レーザビームが当ると遮
光部14は高温となる。このため、コンプレッサー10
で一次側冷却水19を循環させ遮光部14を冷却する。
は、制御装置21によって外部から制御される。すなわ
ち、制御装置21からの指令が電源部20に送られると
ブロア5が回転し、冷却装置9の冷却水用ポンプ11,
13が駆動されて冷却水17,18が循環を始める。ま
た、放電電極3,3間には電源部20から電圧が印加さ
れて放電が発生する。そして電圧を制御することでレー
ザビームをON,OFFさせ、あるいはレーザビームの
強度を変える。
従来のレーザ発振器では、遮光部14を冷却するため遮
光部14に一次側冷却水19を循環させていた。しかし
ながら、一次側冷却水19を循環させるクーリングタワ
ー15は室外に設置されている場合が多く、メンテナン
スを実施する機会が少ない。従って、一次側冷却水19
にゴミやカルシュウム等が付着しやすい。そのために、
遮光部14に通じる一次側冷却水19の通路が密閉され
てしまい、遮光部14の冷却不足によって遮光部14が
破損する場合があった。
光部に循環させるのではなく、反射鏡等を冷却する冷却
水で遮光部を冷却する方法がある。しかしこの方法によ
れば、遮光部を冷却するために冷却水の温度が著しく上
昇し、反射鏡の温度が上昇して、レーザ発振器の性能を
維持できないという問題があった。
に開示されているように、冷却媒体の温度、流量を制御
する先行技術文献はあるが、この先行技術によっても上
記問題点は十分に解決されていない。
れたもので、冷却水の温度が上昇することがなく、安定
したレーザビームの出力ができるレーザ発振器を得るこ
とを目的とする。
振器は、遮光部の冷却に共振器ミラーを冷却する冷却水
を用い、遮光部がレーザビームを受けている時間を制御
装置で設定し、この設定時間に基いてレーザ発振を制御
するようにしたものである。
部の冷却に共振器ミラーを冷却する冷却水を用い、遮光
部によりレーザビームを受けとめていた時間に対応する
時間だけレーザ発振(ビームON)させないように制御
するようにしたものである。
光部の冷却に共振器ミラーを冷却する冷却水を用い、遮
光部によりレーザ光を受けている時間を、冷却水の温度
を検知する検出装置からの信号によってレーザ発振を制
御するようにしたものである。
間のみレザービームを出力するようにし、冷却水の温度
上昇を防ぐ。
た時間に基づいて定めた時間だけ、レザービームを出力
しないようにし、レーザ発振が停止している間に冷却水
の温度を低下させる。
きに、前記冷却水の温度があらあかじめ定められた温度
より高くなったときに、レザービームの出力を停止させ
るするようし、冷却水の温度上昇を防ぐ。
のブロック図である。なお、図8、図9で示した従来例
と同一または相当部分には同じ符号を付し、説明を省略
する。18aは比較的洗浄された第2の冷却水18から
分岐して循環し、遮光部14の遮光部冷却水16を冷却
する分岐冷却水である。
を説明する。なお、レーザ発振器のレーザ光の発振作用
等、従来例で示した作用と同様の部分の説明は省略す
る。レーザ発振器1を、加工や計測の必要のないとき
に、又はレーザ発振器を調整するときに、レーザビーム
を出力している状態にする場合がある。このときは、遮
光部14を例えば矢印下方向に移動させて閉状態にす
る。
ムが往復すると、全反射鏡7と部分反射鏡8はレーザビ
ームの熱を吸収する。この熱は、冷却水用ポンプ13に
よって循環される第2の冷却水18により、冷却水用熱
交換器12方向に移動する。一方、第2の冷却水18か
ら分岐して遮光部14方向に流れた分岐冷却水18a
は、遮光部14で遮光部冷却水16となってレーザビー
ムの熱を吸収したのち、全反射鏡7と部分反射鏡8方向
から循環してきた第2の冷却水18と合流する。合流し
たこれらの冷却水18及び18aに吸収された熱は、一
体となってレーザ発振器1の外部に持ち去られ、冷却装
置9の冷却水用熱交換器12によって大気中に放出され
る。
は、図8,図9で示した従来例と同様に制御装置21に
よって外部から制御される。ただし第1の実施例では、
図3(ビームOFFを制御する判定のフローチャー
ト)、図4(遮光部とビームON、OFFの関係を示す
タイミングチャート)に示すように、遮光部14の閉時
には一定時間のみしかビームオンできないようにしてあ
る。即ち、ビームONされると(S−1)、遮光部14
が開か閉かを判定され(S−2)、閉になっている場合
は時間がカウントされてt0 時間だけビームONされ
(S−3)、そして、冷却水18,18aの温度があま
り上がらないうちに制御装置21により強制的にビーム
OFFする(S−4)。
加工部や測定部にレーザビームが届いていない間は遮光
部14でレーザビームを吸収しているが、冷却水18,
18aの温度が上昇することもなく、出力、レーザビー
ムの強度分布やレーザビームの位置精度は変化しない。
さらに、実加工時や測定時には温度影響のない安定なレ
ーザビームによって加工や測定を実施できる。なお、上
記の実施例では遮光部14は第2の冷却水18を分岐し
た分岐冷却水18aにより冷却されているが、冷却水1
8を直列に供給して遮光部14を冷却してもよい。
を受け止めて吸収していたが第2の実施例では遮光部を
例えばミラーのようなもので構成し、これを複数回折り
返して吸収体にレーザビームを受け止め吸収させ、かつ
これを冷却水18aにより冷却するように構成したもの
である。
一定であったが、第3の実施例では出力されているレー
ザビームの強度によってビームOFFさせる時間を変化
させるように制御装置21で制御するようにしたもので
ある。
N制御を示すフローチャート及びタイミングチャートで
ある。なお、第4の実施例の構成図は図1で示した場合
と同様なので説明を省略する。第4の実施例の制御方法
を図5、図6に基づいて説明する。まずビームONされ
ると(S−1)、遮光部14が開になっているかどうか
判定される(S−2)。遮光部14が閉になっている場
合は時間がカウントされ、t0 時間だけビームONされ
(S−3)、t0 時間経過するとビームOFFされる
(S−4)。次にビームONする場合は、ビームOFF
からt0 ′(t0 に対して決められる)の時間が経過し
ないとビームONできない(S−5)ように制御される
(S−6),(S−7)。そのため、遮光部14閉時の
ビームONで温度上昇した冷却水18,18aは、ビー
ムOFFをしているt0 ′時間の間に、レーザ発振前の
温度に低下する。従って、実加工時や測定時には温度影
響のない安定なレーザビームによって加工や計測を実施
できる。
冷却水18aに第4の実施例で示した制御方法を組み合
わせた制御を制御装置21によっておこなうものであ
る。第5の実施例によれば、実加工時や測定時に安定な
レーザ発振を得られるだけでなく、遮光部14の閉時で
あっても安定なレーザ発振が得られ、きわめて有効であ
る。
22は第2の冷却水18の冷却装置9の入口側に取付け
られた例えば熱電対よりなる温度検出器で、この温度検
出器22で検出された信号は制御装置21に送られるよ
うになっている。上記のように構成した第6の実施例に
おいては、遮光部14が閉の状態でビームONすると、
第2の冷却水18の冷却装置9の入口側の温度が温度検
出器22によって検出され、この温度は制御装置21で
モニターされる。前記温度が設定された温度T0 より高
くなると、制御装置21の指令で強制的にビームOFF
される。従って、実加工時や測定時には温度影響のない
安定なレーザビームによって加工や計測を実施すること
ができる。
温度があらかじめ設定された温度T0 より高くなったと
き強制的にビームOFFするようにしたが、第7の実施
例では、さらに温度検出器22からの検出信号が設定さ
れた温度T0 以下になったときに、遮光部14が開状態
でビームONするように制御装置21に制御させる。
側の第2の冷却水18に設置したが、冷却装置9の出口
側の冷却水に設置してもよい。
側に設置した場合を示したが、共振器ミラー7,8側に
設置してもよい。
は、共振器ミラーと、レーザビームを遮断する遮光部
と、前記共振器ミラー及び前記遮光部を冷却する冷却水
を循環させる冷却装置と、レーザ発振器を制御する制御
装置を有するレーザ発振器において、前記制御装置は、
前記遮光部が閉のときにあらあかじめ定められた時間の
みレザービームを出力するように制御するので、冷却水
の温度が上昇することがなく、安定したレーザビームの
出力を得ることができる。
断する遮光部と、前記共振器ミラー及び前記遮光部を冷
却する冷却水を循環させる冷却装置と、レーザ発振器を
制御する制御装置を有するレーザ発振器において、前記
制御装置は、前記遮光部が閉のときにレザービームを出
力した時間に基づいて定めた時間だけ、レザービームを
出力しないように制御するので、レーザビーム発振中
に、冷却水の温度上昇があっても、レザービーム停止に
より、冷却水の温度がレーザビーム発振前の状態に戻
り、より安定したレーザビームの出力を得ることができ
る。
断する遮光部と、前記共振器ミラー及び前記遮光部を冷
却する冷却水を循環させる冷却装置と、レーザ発振器を
制御する制御装置と、前記冷却水の温度を検出する温度
検出器とを有するレーザ発振器において、前記制御装置
は、前記遮光部を閉じてレザービームを出力したとき
に、前記冷却水の温度があらあかじめ定められた温度よ
り高くなったときに、レザービームの出力を停止するよ
うに制御するので、冷却水の温度上昇がなく安定したレ
ーザビームの出力を得ることができる。
ートである。
ある。
ートである。
ある。
る。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 共振器ミラーと、レーザビームを遮断す
る遮光部と、前記共振器ミラー及び前記遮光部を冷却す
る冷却水を循環させる冷却装置と、レーザ発振器を制御
する制御装置を有するレーザ発振器において、前記制御装置は、前記遮光部が閉のときにあらあかじめ
定められた時間のみレザービームを出力するように 制御
することを特徴とするレーザ発振器。 - 【請求項2】 共振器ミラーと、レーザビームを遮断す
る遮光部と、前記共振器ミラー及び前記遮光部を冷却す
る冷却水を循環させる冷却装置と、レーザ発振器を制御
する制御装置を有するレーザ発振器において、前記制御装置は、前記遮光部が閉のときにレザービーム
を出力した時間に基づいて定めた時間だけ、レザービー
ムを出力しないように制御する ことを特徴とするレーザ
発振器。 - 【請求項3】 共振器ミラーと、レーザビームを遮断す
る遮光部と、前記共振器ミラー及び前記遮光部を冷却す
る冷却水を循環させる冷却装置と、レーザ発振器を制御
する制御装置と、前記冷却水の温度を検出する温度検出
器とを有するレーザ発振器において、前記制御装置は、前記遮光部を閉じてレザービームを出
力したときに、前記冷却水の温度があらあかじめ定めら
れた温度より高くなったときに、レザービームの出力を
停止するように制御することを特徴とするレーザ発振
器 。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3243212A JP2741439B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | レーザ発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3243212A JP2741439B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | レーザ発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0582864A JPH0582864A (ja) | 1993-04-02 |
JP2741439B2 true JP2741439B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=17100498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3243212A Expired - Lifetime JP2741439B2 (ja) | 1991-09-24 | 1991-09-24 | レーザ発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2741439B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01286377A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-17 | Toshiba Corp | レーザ発振器の冷却装置 |
JP3016363U (ja) * | 1995-03-30 | 1995-10-03 | 農林水産省果樹試験場長 | 排土板の動力走行機への取り付け構造 |
JP3030451U (ja) * | 1996-04-22 | 1996-11-01 | 武彦 大木 | 指圧兼用筆記具 |
-
1991
- 1991-09-24 JP JP3243212A patent/JP2741439B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0582864A (ja) | 1993-04-02 |
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