JP6145122B2 - 温度調整が可能なガスレーザ発振器 - Google Patents
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Description
さらに、第一の態様のガスレーザ発振器は、熱交換器内の、レーザガスの冷却に使用された流体を熱交換器から熱伝達装置に供給する第1の流路と、チラーにより冷却された流体を熱交換器内に供給する前に熱伝達装置に供給する第2の流路と、第1の流路または第2の流路のいずれか一方に切替える切替弁と、を備えたことを特徴とする。この第一の態様により上述の課題が解決される。しかし、本発明は、第一の態様に限られず、以下の第二ないし第六の態様のいずれかのガスレーザ発振器を提供することもできる。
一方、第2の流路を切替弁により選択すると、チラーにより冷却された流体は熱交換器内に供給する前に熱伝達装置に供給される。そのため、熱伝達装置を共振器部の冷却装置として使用することができる。したがって、平常の環境下、例えば空調機が在る工場内においてガスレーザ発振器が起動されるときは、切替弁を制御して第2の流路に設定する。それにより、共振器部の温度上昇が抑制されて、共振器部を構成する部材が変形しにくくなるので、レーザ出力を安定させることができる。
図1は第1の実施形態のガスレーザ発振器の構成を模式的に示すブロック図である。
本実施形態のガスレーザ発振器1Aは、出力すべきレーザ光を共振させるための共振器部2を筐体3内に備える。
切替弁16は、例えば、2つの入口と1つの出口とを有する三方弁である。切替弁16の2つの入口のうちの一方は第1の熱交換器9に接続されており、2つの入口のうちの他方は第2の冷却水流路14に接続されている。切替弁16の出口は熱伝達装置15に接続されている。したがって、切替弁16は、冷却水を熱伝達装置15に供給する冷却水供給流路を2つの流路A、Bに切替えられる。すなわち、熱伝達装置15への冷却水供給流路に関して、第1の熱交換器9内の冷却水を熱伝達装置15に供給する第1の流路A、または、第2の冷却水流路14内の冷却水を熱伝達装置15に供給する第2の流路Bのいずれか一方を選択することができる。
ガスレーザ発振器1Aを起動すると、制御装置17により高周波電源7の電力を制御して放電部4内のレーザガスを放電し、レーザガスを励起する。それにより、励起されたレーザガスから発生したレーザ光の一部が共振器部2の出力鏡5から出力される。その一方で、レーザ光の励起に使用されなかった放電エネルギーは熱となるため、放電部4内のレーザガスの温度が上昇する。また、出力鏡5、全反射鏡6または折返鏡などもレーザ光の一部を吸収するため、それらの部品も熱源となる。したがって、共振器部2全体の温度が上昇する。
具体的には、ガスレーザ発振器1Aを起動すると、レーザガスは、放電により励起されて直ぐに熱くなり、図1に示したようにレーザガス流路8を流れて循環する。このとき、放電部4内のレーザガスは、出力鏡5が配置された放電部4の一端部から、全反射鏡6が配置された放電部4の他端に向かって流通する。したがって、寒冷地や冬季などにおいてガスレーザ発振器1Aが起動された場合、全反射鏡6およびこの近隣の部品の温度が他の部品よりも早く上昇する。
また、熱伝達装置15は、共振器部2を構成する複数の部品のうちの一つ以上を加温または冷却できることが好ましい。共振器部2を構成する複数の部品としては、放電部4、出力鏡5、全反射鏡6、各反射鏡を支持する支持部品、レーザガス流路8を構成する部品、または、レーザ光が通る光路となる部品、などである。
図2は第2の実施形態のガスレーザ発振器の構成を模式的に示すブロック図である。以下に第1の実施形態と同じ構成要素には同一符号を使用して、第1の実施形態と異なる構成を主に説明する。
図2に示すように、第2の実施形態のガスレーザ発振器1Bは、第1の実施形態のガスレーザ発振器1Aに対して、調整弁19をさらに備えている。調整弁19は第2の冷却水流路14に設置されている。調整弁19は、第2の冷却水流路14の開口面積を変更することにより、チラー12から第1の熱交換器9に供給する冷却水の量を調整できる。調整弁19は制御装置17より制御される。
一方、切替弁16を制御して熱伝達装置15を加温装置として使用する場合、調整弁19を制御して、チラー12から第1の熱交換器9に供給される冷却水の流量を少なくする。それにより、第1の熱交換器9内の冷却水の温度上昇は大きくなる。したがって、温かくなった冷却水を第1の熱交換器9から熱伝達装置15に効率よく供給することができる。
(第3の実施形態)
図3は第3の実施形態のガスレーザ発振器の構成を模式的に示すブロック図である。以下に第1および第2の実施形態と同じ構成要素には同一符号を使用して、第1および第2の実施形態と異なる構成を主に説明する。
図3に示すように、第3の実施形態のガスレーザ発振器1Cは、第2の実施形態のガスレーザ発振器1Bに対して、レーザ光の発振を防止する発振防止装置20をさらに備えている。発振防止装置20が共振器部2内に設けられている。発振防止装置20には、遮光板などが用いられる。制御装置17は発振防止装置20を制御できる。
図4は第4の実施形態のガスレーザ発振器の構成を模式的に示すブロック図である。以下に第1から第3の実施形態と同じ構成要素には同一符号を使用して、第1から第3の実施形態と異なる構成を主に説明する。
図4に示すように、第4の実施形態のガスレーザ発振器1Dは、第3の実施形態のガスレーザ発振器1Cに対して、温度センサ21をさらに備えている。温度センサ21は共振器部2に設置されている。
図5は第5の実施形態のガスレーザ発振器の構成を模式的に示すブロック図である。以下に第1から第4の実施形態と同じ構成要素には同一符号を使用して、第1から第4の実施形態と異なる構成を主に説明する。
第1から第4の実施形態において、熱伝達装置15は、図5に示すようにファン22とラジエータ23とを備えている。ファン22は対向する2つの側面を備えていて、2つの側面のうちの一方から空気24を吸い込み、2つの側面のうちの他方から空気24を吐出す。ファン22の2つの側面のうちの一方にラジエータ23が隣接して配置されている。
図6は第6の実施形態のガスレーザ発振器の構成を模式的に示すブロック図である。以下に第1から第5の実施形態と同じ構成要素には同一符号を使用して、第1から第5の実施形態と異なる構成を主に説明する。
第1から第5の実施形態に用いられている共振器部2には、図6に示すように水路26が設けられていることが好ましい。切替弁16を制御して熱伝達装置15を加温装置として使用する場合、熱伝達装置15から水路26に高温の冷却水を流入させることにより、共振器部2を温めることができる。また、切替弁16を制御して熱伝達装置15を冷却装置として使用する場合には、熱伝達装置15から水路26に低温の冷却水を流入させることにより、共振器部2を冷却することができる。なお、水路26に流入させる高温の冷却水は、第1から第4の実施形態に示した第1の流路Aからの冷却水である。水路26に流入させる低温の冷却水は、第1から第4の実施形態に示した第2の流路Aからの冷却水である。
また、上述の実施形態ではレーザガスの励起に高周波放電を用いているが、本発明のガスレーザ発振器は、それに限定されず、励起に直流放電を用いるものであってもよい。
2 共振器部
3 筐体
4 放電部
5 出力鏡
6 全反射鏡
7 高周波電源
8 レーザガス流路
9 第1の熱交換器
10 送風機
11 第2の熱交換器
12 チラー
13 第1の冷却水流路
14 第2の冷却水流路
15 熱伝達装置
16 切替弁
17 制御装置
18 第3の冷却水流路
19 調整弁
20 発振防止装置
21 温度センサ
22 ファン
23 ラジエータ
24 空気
25 冷却水
26 水路
A 第1の流路
B 第2の流路
Claims (5)
- レーザガスを放電により励起する放電部(4)を有し、前記レーザガスの励起によって発生したレーザ光を発振させる共振器部(2)と、
前記レーザガスと熱交換を行う流体が流れる熱交換器(9)と、
前記熱交換器(9)内の前記流体を吸出し、当該流体を冷却して前記熱交換器(9)内に供給するチラー(12)と、
前記流体の熱を前記共振器部(2)に伝達する熱伝達装置(15)と、
前記熱交換器(9)内の、前記レーザガスの冷却に使用された前記流体を前記熱交換器(9)から前記熱伝達装置(15)に供給する第1の流路(A)と、
前記チラー(12)により冷却された前記流体を前記熱交換器(9)内に供給する前に前記熱伝達装置(15)に供給する第2の流路(B)と、
前記第1の流路(A)または前記第2の流路(B)のいずれか一方に切替える切替弁(16)と、
前記チラー(12)により冷却された、前記熱交換器(9)に供給されるべき前記流体の流量を調整する調整弁(19)と、
前記共振器部(2)の前記レーザ光の発振を防止する発振防止装置(20)と、を備えた、ガスレーザ発振器。 - 前記共振器部(2)の温度を測定する温度センサ(21)と、
前記温度センサにより測定された測定温度を所定の温度と比較し、その比較結果に基づいて、前記切替弁(16)を制御する制御装置(17)と、をさらに備えている、請求項1に記載のガスレーザ発振器。 - 前記共振器部(2)の温度を測定する温度センサ(21)と、
前記温度センサにより測定された測定温度を所定の温度と比較し、その比較結果に基づいて、前記切替弁(16)と、前記調整弁(19)および前記発振防止装置(20)のうちの少なくとも一つとを制御する制御装置(17)と、をさらに備えている、請求項1に記載のガスレーザ発振器。 - 前記熱伝達装置(15)は、前記第1の流路(A)または前記第2の流路(B)のいずれか一方からの前記流体が流れるラジエータ(23)と、前記ラジエータの熱を前記共振器部(2)に送風するファン(22)とを備えている、請求項1から3のいずれか一項に記載のガスレーザ発振器。
- 前記熱伝達装置(15)は、前記第1の流路(A)または前記第2の流路(B)のいずれか一方からの前記流体が流れる流路(26)を備えており、前記流路(26)は前記共振器部(2)に形成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のガスレーザ発振器。
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