JP6905818B2 - Temperature control unit and laser light source device - Google Patents

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Description

本発明は、温度制御素子を固定する温度制御ユニット、及びレーザ光源装置に関する。 The present invention relates to a temperature control unit for fixing a temperature control element and a laser light source device.

従来、ペルチェ素子等の温度制御素子を温度制御の制御対象に固定して、制御対象の温度を調整する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の装置には、温度制御の対象が設けられる板状伝熱部材と、放熱器との間に、伝熱部材(グリース等)を介してペルチェ素子が設けられる構成が開示されている。この装置では、放熱器を取付部材により板状伝熱部材に固定することで、放熱器と板状伝熱部材との間でペルチェ素子を挟み込んで固定している。
Conventionally, there is known a device that adjusts the temperature of a controlled object by fixing a temperature control element such as a Pelche element to a controlled object of temperature control (see, for example, Patent Document 1).
The apparatus described in Patent Document 1 discloses a configuration in which a Perche element is provided between a plate-shaped heat transfer member provided with a temperature control target and a radiator via a heat transfer member (grease or the like). ing. In this device, the radiator is fixed to the plate-shaped heat transfer member by the mounting member, so that the perche element is sandwiched and fixed between the radiator and the plate-shaped heat transfer member.

特開2006−86396号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-86396

ところで、ペルチェ素子等の温度制御素子の厚み寸法には固体差がある。
このため、特許文献1のように、ペルチェ素子を挟み込んで固定する場合、温度制御素子の厚み寸法のバラつきによって、温度制御効率が固体毎に異なったり、ペルチェ素子に過度の応力が加わることで破損してしまったりする課題がある。
By the way, there are individual differences in the thickness dimension of the temperature control element such as the Perche element.
Therefore, as in Patent Document 1, when the Perche element is sandwiched and fixed, the temperature control efficiency differs for each solid due to the variation in the thickness dimension of the temperature control element, or the Perche element is damaged due to excessive stress. There is a problem that I end up doing.

本発明は、温度制御素子の破損や温度制御効率の低下を抑制可能な温度制御ユニット、及びレーザ光源装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a temperature control unit capable of suppressing damage to a temperature control element and a decrease in temperature control efficiency, and a laser light source device.

本発明に係る一態様の温度制御ユニットは、温度を制御する対象である制御対象と、前記制御対象の温度を制御する温度制御素子と、前記制御対象とともに前記温度制御素子を挟持する固定部と、前記固定部に対して前記制御対象を固定する固定機構と、を備え、前記固定機構は、前記固定部に設けられた貫通ねじ部に挿通されて、前記貫通ねじ部の軸方向に対する位置を調整可能な調整ねじと、前記軸方向に対して交差する第一面及び第二面を有し、前記第一面が前記調整ねじの前記軸方向に交差する一端面に接続され、前記第二面が前記制御対象に接続されるスペーサと、を備えることを特徴とする。 The temperature control unit of one aspect according to the present invention includes a control target that controls the temperature, a temperature control element that controls the temperature of the control target, and a fixed portion that sandwiches the temperature control element together with the control target. A fixing mechanism for fixing the control target to the fixing portion is provided, and the fixing mechanism is inserted into a through-screw portion provided in the fixing portion to position the through-screw portion in the axial direction. It has an adjustable adjusting screw and a first surface and a second surface that intersect with respect to the axial direction, and the first surface is connected to one end surface of the adjusting screw that intersects with the axial direction. It is characterized by comprising a spacer whose surface is connected to the controlled object.

ここで、調整ねじとスペーサの第一面とが接続されるとは、調整ねじの一端面にスペーサの第一面が当接する構成の他、スペーサと調整ねじとの間にワッシャー等の他の部材を介在させて調整ねじにスペーサが保持される構成を含む。スペーサの第二面と制御対象との接続においても同様であり、スペーサの第二面が制御対象に当接される構成としてもよく、他の部材がスペーサと制御対象との間に介在する構成としてもよい。
本態様では、貫通ねじ部における調整ねじの位置を調整することで、調整ねじにより保持されるスペーサの位置が調整可能となる。つまり、制御対象と固定部との間で、温度制御素子を挟持するスペースの寸法を調整することが可能となる。このため、温度制御素子の厚み寸法にばらつきがある場合でも、個々の温度制御素子に応じて、制御対象と固定部との間の寸法を調整できる。これにより、温度制御素子を制御対象及び固定部に対して密着させることができ、温度制御効率を高めることができ、また、温度制御素子に過度の応力が加わることによる破損をも抑制できる。
Here, the connection between the adjusting screw and the first surface of the spacer means that the first surface of the spacer is in contact with one end surface of the adjusting screw, and other methods such as a washer between the spacer and the adjusting screw. Includes a configuration in which a spacer is held by an adjusting screw with a member interposed therebetween. The same applies to the connection between the second surface of the spacer and the control target, and the second surface of the spacer may be in contact with the control target, or another member may be interposed between the spacer and the control target. May be.
In this embodiment, the position of the spacer held by the adjusting screw can be adjusted by adjusting the position of the adjusting screw in the through screw portion. That is, it is possible to adjust the dimension of the space for sandwiching the temperature control element between the controlled object and the fixed portion. Therefore, even if the thickness dimension of the temperature control element varies, the dimension between the control target and the fixed portion can be adjusted according to each temperature control element. As a result, the temperature control element can be brought into close contact with the controlled object and the fixed portion, the temperature control efficiency can be improved, and damage due to excessive stress applied to the temperature control element can be suppressed.

本態様の温度制御ユニットにおいて、前記調整ねじは、前記貫通ねじ部と同軸で、前記スペーサ側の面から前記スペーサとは反対側の面に貫通する第一挿通孔を有し、前記スペーサは、前記貫通ねじ部と同軸で、前記第一面から前記第二面に貫通する第二挿通孔を有し、前記第一挿通孔及び前記第二挿通孔に挿通され、前記制御対象と、前記調整ねじとの間に前記スペーサを固定する固定ねじを備えることが好ましい。
本態様では、調整ねじに設けられた第一挿通孔から、スペーサに設けられた第二挿通孔を通り、制御対象に固定される固定ねじが設けられる。これにより、固定ねじを制御対象に締結することで、スペーサが調整ねじと制御対象とにより挟持されて固定される。また、調整ねじは固定部の貫通ねじ部の所定の調整位置で固定されているので、固定部と制御対象との間の距離が、一定に保たれることになり、スペーサの抜け落ちを抑制して、好適に温度制御素子を固定できる。
In the temperature control unit of the present embodiment, the adjusting screw has a first insertion hole coaxial with the through screw portion and penetrating from the surface on the spacer side to the surface on the side opposite to the spacer, and the spacer has a first insertion hole. It has a second insertion hole that is coaxial with the through screw portion and penetrates from the first surface to the second surface, and is inserted into the first insertion hole and the second insertion hole, and the control target and the adjustment. It is preferable to provide a fixing screw for fixing the spacer between the screw and the screw.
In this embodiment, a fixing screw is provided which is fixed to the control target from the first insertion hole provided in the adjusting screw through the second insertion hole provided in the spacer. As a result, by fastening the fixing screw to the control target, the spacer is sandwiched and fixed by the adjusting screw and the control target. Further, since the adjusting screw is fixed at a predetermined adjustment position of the through-thread portion of the fixing portion, the distance between the fixing portion and the control target is kept constant, and the spacer is prevented from coming off. Therefore, the temperature control element can be suitably fixed.

本態様の温度制御ユニットにおいて、前記調整ねじと前記固定ねじとの間に断熱部材が設けられていることが好ましい。
本態様では、固定ねじと調整ねじとの間に断熱部材が設けられているので、制御対象の熱が固定ねじから固定部に逃げることがなく、温度制御素子による精度の高い温度制御を実現できる。
In the temperature control unit of this embodiment, it is preferable that a heat insulating member is provided between the adjusting screw and the fixing screw.
In this embodiment, since the heat insulating member is provided between the fixing screw and the adjusting screw, the heat to be controlled does not escape from the fixing screw to the fixed portion, and the temperature control element can realize highly accurate temperature control. ..

本態様の温度制御ユニットにおいて、前記固定機構は、前記軸方向から見た際に、前記温度制御素子を囲う位置に、複数設けられていることが好ましい。
本態様では、温度制御素子を囲う位置に、調整ねじに保持されたスペーサが配置されている。したがって、1つの温度制御素子において厚さ寸法にばらつきがある場合でも、各調整ねじを調整することで、温度制御素子に対して、制御対象や固定部を密着させることができる。
In the temperature control unit of this embodiment, it is preferable that a plurality of the fixing mechanisms are provided at positions surrounding the temperature control element when viewed from the axial direction.
In this embodiment, a spacer held by the adjusting screw is arranged at a position surrounding the temperature control element. Therefore, even if there are variations in the thickness dimension of one temperature control element, the control target and the fixed portion can be brought into close contact with the temperature control element by adjusting each adjusting screw.

本発明の一態様に係るレーザ光源装置は、上述した温度制御ユニットと、前記制御対象であり、前記温度制御ユニットによって前記固定部に固定されるレーザ共振器部と、を備えることを特徴とする。
本態様では、上述のように、個々の温度制御素子に厚み寸法のばらつきがある場合でも、制御対象であるレーザ共振器部の温度を高精度に制御することができる。これにより、所望周波数のレーザ光を高出力で出力することができる。
The laser light source device according to one aspect of the present invention is characterized by including the above-mentioned temperature control unit and a laser resonator unit which is a controlled object and is fixed to the fixed portion by the temperature control unit. ..
In this embodiment, as described above, the temperature of the laser cavity portion to be controlled can be controlled with high accuracy even when the thickness dimensions of the individual temperature control elements vary. Thereby, the laser beam of a desired frequency can be output with a high output.

本発明では、調整ねじを調整して、スペーサの高さ位置を変えることができ、温度制御素子の厚み寸法のばらつきに応じて、固定部と制御対象との間隔を微調整することができる。これにより、温度制御素子と固定部と、また温度制御素子と制御対象とを密着させることができ、高い温度制御効率で、制御対象の温度を制御することができ、温度制御素子に過度の応力が加わることもないので、温度制御素子の破損をも抑制できる。 In the present invention, the height position of the spacer can be changed by adjusting the adjusting screw, and the distance between the fixed portion and the controlled object can be finely adjusted according to the variation in the thickness dimension of the temperature control element. As a result, the temperature control element and the fixed portion can be brought into close contact with each other, and the temperature control element and the control target can be brought into close contact with each other, and the temperature of the control target can be controlled with high temperature control efficiency. Is not added, so that damage to the temperature control element can be suppressed.

本実施形態のレーザ光源装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the laser light source apparatus of this embodiment. 第一固定機構を拡大した断面図。An enlarged cross-sectional view of the first fixing mechanism. 第一固定部を裏面側から見た平面図。A plan view of the first fixed portion as viewed from the back surface side. レーザ共振器部の固定方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the fixing method of the laser cavity part.

以下、本発明に係る一実施形態のレーザ光源装置について説明する。
図1は、本実施形態のレーザ光源装置の概略構成を示す図である。
本実施形態のレーザ光源装置1は、筐体10と、励起光源20と、レーザ共振器部30と、を含んで構成されている。また、レーザ共振器部30は、誘導輻射から第一波長(例えば1064nm)の光を発光するレーザ媒体(例えばNd:YVO4結晶)、第一波長の光の一部を第二波長(例えば532nm)の光とする非線形光学結晶(例えばKTP結晶)、レーザ光の特定周波数のみを透過させるエタロン、第一波長の光を反射させ第二波長の光を透過させる反射鏡等の光学素子と、これらの光学素子を収納する共振器筐体とを含んで構成されている。
このレーザ光源装置1は、励起光源20から出射された励起光がレーザ共振器部30に入射し、レーザ共振器部30にて生成された第二波長(目標波長)のレーザ光が出力される。
Hereinafter, the laser light source device of one embodiment according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser light source device of this embodiment.
The laser light source device 1 of the present embodiment includes a housing 10, an excitation light source 20, and a laser resonator section 30. Further, the laser resonator section 30 is a laser medium (for example, Nd: YVO4 crystal) that emits light of the first wavelength (for example, 1064 nm) from induced radiation, and a part of the light of the first wavelength is used for the second wavelength (for example, 532 nm). Optical elements such as non-linear optical crystals (for example, KTP crystals) that are used as light, etalon that transmits only a specific frequency of laser light, and a reflector that reflects light of the first wavelength and transmits light of the second wavelength, and these. It is configured to include a resonator housing for accommodating optical elements.
In this laser light source device 1, the excitation light emitted from the excitation light source 20 is incident on the laser resonator section 30, and the laser beam of the second wavelength (target wavelength) generated by the laser resonator section 30 is output. ..

筐体10は、レーザ共振器部30が固定される固定部(第一固定部11A)、励起光源20が固定される固定部(第二固定部11B)を有する。また、レーザ光源装置1では、励起光源20の温度により、励起光の出力値が変動し、レーザ共振器部30の温度により、出力されるレーザ光の出力値は周波数が変動する。したがって、第一固定部11Aとレーザ共振器部30との間には、温度制御素子であるペルチェ素子40Aが設けられ、第二固定部11Bと励起光源20との間には、温度制御素子であるペルチェ素子40Bが設けられている。 The housing 10 has a fixed portion (first fixed portion 11A) to which the laser resonator portion 30 is fixed, and a fixed portion (second fixed portion 11B) to which the excitation light source 20 is fixed. Further, in the laser light source device 1, the output value of the excitation light fluctuates depending on the temperature of the excitation light source 20, and the frequency of the output value of the output laser light fluctuates depending on the temperature of the laser resonator unit 30. Therefore, a thermoelectric cooling element 40A, which is a temperature control element, is provided between the first fixed portion 11A and the laser resonator portion 30, and a temperature control element is provided between the second fixed portion 11B and the excitation light source 20. A certain Perche element 40B is provided.

第一固定部11A及び第二固定部11Bは、ペルチェ素子40A,40Bの熱が放熱される部材であり、熱伝導率が高い例えば金属等により構成されることが好ましい。
また、第一固定部11Aや第二固定部11Bの裏面112(ペルチェ素子40A,40Bが設けられる固定面111とは反対の面)には、放熱フィン等の放熱部材が適宜設けられていてもよい。
The first fixing portion 11A and the second fixing portion 11B are members for dissipating heat from the Perche elements 40A and 40B, and are preferably made of, for example, a metal having a high thermal conductivity.
Further, even if a heat radiating member such as a heat radiating fin is appropriately provided on the back surface 112 of the first fixing portion 11A and the second fixing portion 11B (the surface opposite to the fixed surface 111 on which the Perche elements 40A and 40B are provided). good.

第一固定部11Aには、ペルチェ素子40Aを介して、レーザ共振器部30を固定する第一固定機構50Aが設けられている。また、第二固定部11Bには、ペルチェ素子40Bを介して、励起光源20を固定する第二固定機構50Bが設けられている。ここで、レーザ共振器部30をペルチェ素子40Aにより温度を制御(調整)する制御対象とし、第一固定部11A、レーザ共振器部30、ペルチェ素子40A、第一固定機構50Aにより、本発明の温度制御ユニットが構成される。同様に、励起光源20をペルチェ素子40Bにより温度を調整する制御対象とし、第二固定部11B、励起光源20、ペルチェ素子40B、第二固定機構50Bにより、本発明の温度制御ユニットが構成される。 The first fixing mechanism 11A is provided with a first fixing mechanism 50A for fixing the laser resonator portion 30 via the Pelche element 40A. Further, the second fixing mechanism 11B is provided with a second fixing mechanism 50B for fixing the excitation light source 20 via the Perche element 40B. Here, the laser cavity portion 30 is a control target for controlling (adjusting) the temperature by the Pelche element 40A, and the first fixing portion 11A, the laser resonator portion 30, the Pelche element 40A, and the first fixing mechanism 50A make the present invention. A temperature control unit is configured. Similarly, the excitation light source 20 is a control target for adjusting the temperature by the Perche element 40B, and the temperature control unit of the present invention is configured by the second fixing portion 11B, the excitation light source 20, the Perche element 40B, and the second fixing mechanism 50B. ..

第一固定部11Aのペルチェ素子40Aが設けられる表面(固定面111)は平面であり、半固定伝熱部材411(例えば熱伝導グリース等)を介してペルチェ素子40Aの放熱面41に密着して接続される。また、レーザ共振器部30の第一固定部11Aに対向する面(ベース面32)も平面であり、半固定伝熱部材411を介して、ペルチェ素子40Aの温度制御面42に密着して接続される。つまり、ペルチェ素子40Aは、放熱面41及び温度制御面42に半固定伝熱部材411が塗布された状態で、第一固定部11A及びレーザ共振器部30により挟持されることで固定される。
同様に、第二固定部11Bのペルチェ素子40Bが設けられる面(固定面111)、及び励起光源20の第二固定部11Bに対向するベース21の表面(ベース面22)は平面であり、それぞれ、半固定伝熱部材411を介してペルチェ素子40Bの放熱面41、温度制御面42に密着して接続される。
The surface (fixed surface 111) of the first fixing portion 11A on which the Perche element 40A is provided is a flat surface, and is in close contact with the heat radiating surface 41 of the Perche element 40A via a semi-fixed heat transfer member 411 (for example, heat conductive grease). Be connected. Further, the surface (base surface 32) of the laser resonator unit 30 facing the first fixed portion 11A is also a flat surface, and is closely connected to the temperature control surface 42 of the Perche element 40A via the semi-fixed heat transfer member 411. Will be done. That is, the Perche element 40A is fixed by being sandwiched by the first fixing portion 11A and the laser resonator portion 30 in a state where the semi-fixed heat transfer member 411 is coated on the heat radiating surface 41 and the temperature control surface 42.
Similarly, the surface of the second fixed portion 11B on which the Perche element 40B is provided (fixed surface 111) and the surface of the base 21 facing the second fixed portion 11B of the excitation light source 20 (base surface 22) are flat surfaces, respectively. , It is closely connected to the heat radiating surface 41 and the temperature control surface 42 of the Pelche element 40B via the semi-fixed heat transfer member 411.

次に、第一固定機構50Aについて説明する。なお、第二固定機構50Bの構成は、第一固定機構50Aの構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。
図2は、図1の第一固定機構50A近傍を拡大した断面図である、図3は、第一固定部11Aを裏面112側から見た平面図である。
図1から図3に示すように、第一固定部11Aには、レーザ共振器部30のベース31に対向する位置で、かつ、ペルチェ素子40Aが設けられる部分の外側に、第一固定機構50Aが設けられる。より好ましくは、第一固定機構50Aは、図3に示すように、X方向に沿ってペルチェ素子40Aを挟み込む位置、及び、X方向に交差するY方向に沿ってペルチェ素子40Aを挟み込む位置にそれぞれ設けられることが好ましい。
Next, the first fixing mechanism 50A will be described. Since the configuration of the second fixing mechanism 50B is the same as the configuration of the first fixing mechanism 50A, the description thereof is omitted here.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the first fixing mechanism 50A of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of the first fixing portion 11A viewed from the back surface 112 side.
As shown in FIGS. 1 to 3, in the first fixing mechanism 11A, the first fixing mechanism 50A is located at a position facing the base 31 of the laser resonator portion 30 and outside the portion where the perche element 40A is provided. Is provided. More preferably, as shown in FIG. 3, the first fixing mechanism 50A is located at a position where the perche element 40A is sandwiched along the X direction and at a position where the perche element 40A is sandwiched along the Y direction intersecting the X direction, respectively. It is preferable to be provided.

第一固定部11Aは、第一固定機構50Aが設けられる位置に、それぞれ貫通ねじ部113を備える。そして、第一固定機構50Aは、図2に示すように、貫通ねじ部113内に螺着される調整ねじ51と、調整ねじ51により位置が調整されるスペーサ52と、調整ねじ51及びスペーサ52をレーザ共振器部30(ベース31)に固定する固定ねじ53とを含んで構成されている。 The first fixing portion 11A includes a through screw portion 113 at a position where the first fixing mechanism 50A is provided. Then, as shown in FIG. 2, the first fixing mechanism 50A has an adjusting screw 51 screwed into the through screw portion 113, a spacer 52 whose position is adjusted by the adjusting screw 51, and the adjusting screw 51 and the spacer 52. Is included with a fixing screw 53 for fixing the laser resonator portion 30 (base 31).

調整ねじ51は、貫通ねじ部113内に螺合されている。この調整ねじ51は、一端面(当接面511)が第一固定部11Aの固定面111から突出し、スペーサ52の第一固定部11A側の第一面521に当接する。また、調整ねじ51の当接面511とは反対側となる面は、調整面512となる。当該調整面512には、調整ねじ51の位置を調整する位置調整溝513(例えばマイナスドライバーのねじ穴等)が設けられている。このような調整ねじ51は、例えば専用の工具を位置調整溝513に係合させて回転させることで、貫通ねじ部113の軸方向に沿って進退する。これにより、当接面511に当接するスペーサ52も軸方向に沿って進退する。
また、調整ねじ51には、貫通ねじ部113と同軸となり、当接面511から調整面512を貫通する第一挿通孔514が設けられている。この第一挿通孔514には、固定ねじ53が挿通される。
The adjusting screw 51 is screwed into the through screw portion 113. One end surface (contact surface 511) of the adjusting screw 51 projects from the fixing surface 111 of the first fixing portion 11A and abuts on the first surface 521 on the first fixing portion 11A side of the spacer 52. The surface of the adjusting screw 51 opposite to the contact surface 511 is the adjusting surface 512. The adjusting surface 512 is provided with a position adjusting groove 513 (for example, a screw hole of a flat-blade screwdriver) for adjusting the position of the adjusting screw 51. Such an adjusting screw 51 moves forward and backward along the axial direction of the through-thread portion 113 by, for example, engaging a dedicated tool with the position adjusting groove 513 and rotating the adjusting screw 51. As a result, the spacer 52 that comes into contact with the contact surface 511 also moves back and forth along the axial direction.
Further, the adjusting screw 51 is provided with a first insertion hole 514 that is coaxial with the through screw portion 113 and penetrates from the contact surface 511 to the adjusting surface 512. A fixing screw 53 is inserted into the first insertion hole 514.

スペーサ52は、断熱部材により形成されている。このスペーサ52は、調整ねじ51の当接面511に当接する第一面521、レーザ共振器部30のベース31(ベース面32)に当接する第二面522を有する。また、スペーサ52は、第一面521から第二面522を貫通する第二挿通孔523を備えており、当該第二挿通孔523には、固定ねじ53が挿通される。
上述したように、スペーサ52の第一面521は、調整ねじ51の当接面511に当接し、調整ねじ51が軸方向に進退されることで、スペーサ52も軸方向に沿って進退する。これにより、レーザ共振器部30のベース31も軸方向に進退し、第一固定部11Aとレーザ共振器部30との間の寸法が微調整可能となる。
The spacer 52 is formed of a heat insulating member. The spacer 52 has a first surface 521 that abuts on the contact surface 511 of the adjusting screw 51, and a second surface 522 that abuts on the base 31 (base surface 32) of the laser resonator portion 30. Further, the spacer 52 is provided with a second insertion hole 523 that penetrates from the first surface 521 to the second surface 522, and the fixing screw 53 is inserted into the second insertion hole 523.
As described above, the first surface 521 of the spacer 52 abuts on the contact surface 511 of the adjusting screw 51, and the adjusting screw 51 advances and retreats in the axial direction, so that the spacer 52 also advances and retreats along the axial direction. As a result, the base 31 of the laser resonator portion 30 also advances and retreats in the axial direction, and the dimension between the first fixed portion 11A and the laser resonator portion 30 can be finely adjusted.

固定ねじ53は、調整ねじ51に対してスペーサ52及びレーザ共振器部30を固定する固定部材である。この固定ねじ53は、調整ねじ51の第一挿通孔514、スペーサ52の第二挿通孔523に挿通され、レーザ共振器部30のベース31に設けられたねじ穴33に螺着される。
また、固定ねじ53のねじ頭部531は、ワッシャー54を介して調整ねじ51の調整面512に接続される。したがって、固定ねじ53をねじ穴33に対して締め付けることで、第一固定部11Aに固定された調整ねじ51に対し、スペーサ52を介してレーザ共振器部30が固定される。つまり、第一固定部11Aに対するレーザ共振器部30の位置が固定される。
ワッシャー54は、断熱部材により構成されている。また、図2に示すように、第一挿通孔514は、固定ねじ53の軸径に対して十分大きい径寸法を有している。よって、固定ねじ53が調整ねじ51に接触することはなく、レーザ共振器部30からの熱が、固定ねじ53から調整ねじ51に伝達されて放熱される不都合が抑制される。
さらに、スペーサ52の第二挿通孔523に固定ねじ53が挿通されることで、スペーサ52が軸方向に交差する方向に位置ずれする不都合が抑制され、例えばスペーサ52の抜け落ち等がない。
The fixing screw 53 is a fixing member that fixes the spacer 52 and the laser resonator portion 30 to the adjusting screw 51. The fixing screw 53 is inserted into the first insertion hole 514 of the adjusting screw 51 and the second insertion hole 523 of the spacer 52, and is screwed into the screw hole 33 provided in the base 31 of the laser resonator portion 30.
Further, the screw head 531 of the fixing screw 53 is connected to the adjusting surface 512 of the adjusting screw 51 via a washer 54. Therefore, by tightening the fixing screw 53 with respect to the screw hole 33, the laser resonator portion 30 is fixed to the adjusting screw 51 fixed to the first fixing portion 11A via the spacer 52. That is, the position of the laser cavity portion 30 with respect to the first fixing portion 11A is fixed.
The washer 54 is composed of a heat insulating member. Further, as shown in FIG. 2, the first insertion hole 514 has a diameter dimension sufficiently larger than the shaft diameter of the fixing screw 53. Therefore, the fixing screw 53 does not come into contact with the adjusting screw 51, and the inconvenience that the heat from the laser resonator portion 30 is transferred from the fixing screw 53 to the adjusting screw 51 and dissipated is suppressed.
Further, by inserting the fixing screw 53 into the second insertion hole 523 of the spacer 52, the inconvenience that the spacer 52 is displaced in the direction of intersecting the axial direction is suppressed, and for example, the spacer 52 does not come off.

なお、上述したように、第二固定機構50Bの構成は、第一固定機構50Aと同様となる。つまり、第二固定部11Bには、ペルチェ素子40Bが設けられる部分の外側で、励起光源20に対向する位置に、貫通ねじ部113が設けられ、当該貫通ねじ部113に調整ねじ51が螺着されている。調整ねじ51の位置を調整することで、調整ねじ51に当接するスペーサ52の位置が変動し、励起光源20と第二固定部11Bとの寸法がペルチェ素子40Bの厚み寸法に応じた寸法に調整可能となる。 As described above, the configuration of the second fixing mechanism 50B is the same as that of the first fixing mechanism 50A. That is, the second fixing portion 11B is provided with a through screw portion 113 at a position facing the excitation light source 20 outside the portion where the Pelche element 40B is provided, and the adjusting screw 51 is screwed to the through screw portion 113. Has been done. By adjusting the position of the adjusting screw 51, the position of the spacer 52 that abuts on the adjusting screw 51 changes, and the dimensions of the excitation light source 20 and the second fixing portion 11B are adjusted to the dimensions corresponding to the thickness dimension of the Pelche element 40B. It will be possible.

[ペルチェ素子の固定方法]
次に、レーザ共振器部30を、ペルチェ素子40Aを介して第一固定部11Aに固定する固定方法(制御対象に対して温度制御素子を固定する固定方法)について説明する。
図4は、レーザ共振器部30の固定方法を示すフローチャートである。
レーザ共振器部30の固定では、まず、ペルチェ素子40Aの放熱面41及び温度制御面42に対して、半固定伝熱部材411を塗布する。そして、ペルチェ素子40Aを、第一固定部11A上に載置し、さらに、ペルチェ素子40A上にレーザ共振器部30を載置し、ペルチェ素子40Aを第一固定部11A及びレーザ共振器部30により挟み込む(ステップS1)。
この際、レーザ共振器部30を下部、第一固定部11Aを上部に配置することで、第一固定部11Aの重量を掛けて、半固定伝熱部材411の厚み寸法を均一にする。
[Fixing method of Perche element]
Next, a fixing method (fixing method of fixing the temperature control element to the controlled object) for fixing the laser resonator portion 30 to the first fixing portion 11A via the Perche element 40A will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing a method of fixing the laser cavity unit 30.
In fixing the laser resonator portion 30, first, the semi-fixed heat transfer member 411 is applied to the heat radiation surface 41 and the temperature control surface 42 of the Pelche element 40A. Then, the perche element 40A is placed on the first fixing portion 11A, the laser resonator portion 30 is placed on the perche element 40A, and the perche element 40A is placed on the first fixing portion 11A and the laser resonator portion 30. (Step S1).
At this time, by arranging the laser resonator portion 30 at the bottom and the first fixing portion 11A at the top, the weight of the first fixing portion 11A is multiplied to make the thickness dimension of the semi-fixed heat transfer member 411 uniform.

次に、使用するペルチェ素子40Aの厚さ規格(仕様)よりも小さいスペーサ52を調整ねじ51とベース31との間に介在させ、調整ねじ51の位置を調整する(ステップS2)。
この際、レーザ共振器部30を上部、第一固定部11Aを下部とした状態で、調整ねじ51を回転させて軸方向に移動させる。そして、上部に配置されたレーザ共振器部30が浮き上がる直前の位置に調整ねじ51を移動させる。
Next, a spacer 52 smaller than the thickness standard (specification) of the Perche element 40A to be used is interposed between the adjusting screw 51 and the base 31, and the position of the adjusting screw 51 is adjusted (step S2).
At this time, with the laser resonator portion 30 at the top and the first fixing portion 11A at the bottom, the adjusting screw 51 is rotated to move in the axial direction. Then, the adjusting screw 51 is moved to a position immediately before the laser resonator portion 30 arranged at the upper portion is lifted.

調整ねじ51の調整後、固定ねじ53をベース31のねじ穴33に挿入し、第一固定部11A(調整ねじ51)に対して、スペーサ52及びレーザ共振器部30を固定する(ステップS3)。これにより、ペルチェ素子40Aが、第一固定部11A及びレーザ共振器部30に挟持されて固定される。 After adjusting the adjusting screw 51, the fixing screw 53 is inserted into the screw hole 33 of the base 31, and the spacer 52 and the laser resonator portion 30 are fixed to the first fixing portion 11A (adjusting screw 51) (step S3). .. As a result, the perche element 40A is sandwiched and fixed by the first fixing portion 11A and the laser resonator portion 30.

[本実施形態の作用効果]
本実施形態では、固定部(第一固定部11A,第二固定部11B)と、制御対象(レーザ共振器部30,励起光源20)と、これらの固定部及び制御対象の間で挟持されるペルチェ素子40A,40Bと、固定機構(第一固定機構50A,第二固定機構50B)とを備える。そして、固定機構は、固定部に設けられた貫通ねじ部113に設けられて、軸方向の位置を調整可能な調整ねじ51と、スペーサ52とを備える。また、スペーサ52は、調整ねじ51の当接面511に当接される第一面521、及び制御対象のベース面32,22に当接される第二面522を有する。
このような構成では、調整ねじ51を調整することで、スペーサ52の高さ位置をペルチェ素子40A,40Bの厚み寸法に応じた位置に調整することが可能となる。よって、個々のペルチェ素子40A,40Bの厚み寸法にばらつきがある場合等でも、使用するペルチェ素子40A,40Bに合わせてスペーサ52の高さ位置を調整できる。
このため、ペルチェ素子40A,40Bの厚み寸法に応じたスペーサを製造する必要がなく、規格化されたスペーサ52を用いることができる。また、ペルチェ素子40A,40Bを、厚さ寸法が異なる他の温度制御素子に交換する場合でも、当該温度制御素子の厚み寸法に合わせた寸法に容易に制御対象と固定部との間の寸法を調整することができる。
[Action and effect of this embodiment]
In the present embodiment, it is sandwiched between the fixed portion (first fixed portion 11A, second fixed portion 11B), the controlled object (laser resonator portion 30, excitation light source 20), and these fixed portions and the controlled object. A perche element 40A, 40B and a fixing mechanism (first fixing mechanism 50A, second fixing mechanism 50B) are provided. The fixing mechanism is provided on the through screw portion 113 provided in the fixing portion, and includes an adjusting screw 51 whose position in the axial direction can be adjusted, and a spacer 52. Further, the spacer 52 has a first surface 521 that is in contact with the contact surface 511 of the adjusting screw 51 and a second surface 522 that is in contact with the base surfaces 32 and 22 to be controlled.
In such a configuration, by adjusting the adjusting screw 51, the height position of the spacer 52 can be adjusted to a position corresponding to the thickness dimension of the Pelche elements 40A and 40B. Therefore, even when the thickness dimensions of the individual perche elements 40A and 40B vary, the height position of the spacer 52 can be adjusted according to the perche elements 40A and 40B to be used.
Therefore, it is not necessary to manufacture spacers according to the thickness dimensions of the Perche elements 40A and 40B, and the standardized spacer 52 can be used. Further, even when the Perche elements 40A and 40B are replaced with other temperature control elements having different thickness dimensions, the dimensions between the control target and the fixed portion can be easily adjusted to the dimensions according to the thickness dimensions of the temperature control element. Can be adjusted.

また、制御対象と、固定部との間隔を、予め設定された寸法(調整不可能な構成)とした場合、ペルチェ素子40A,40Bの厚み寸法が当該間隔よりも大きいと、ペルチェ素子40A,40Bが破損してしまう。また、ペルチェ素子40A,40Bの厚み寸法が当該間隔よりも小さいと、ペルチェ素子40A,40Bと制御対象との間や、ペルチェ素子40A,40Bと固定部との間に隙間が生じ、温度制御効率が低下する。これに対し、本実施形態では、制御対象と固定部との間の寸法を、ペルチェ素子40A,40Bの厚み寸法に容易に合わせることができる。したがって、ペルチェ素子40A,40Bの破損や、温度制御効率の低下を抑制できる。 Further, when the distance between the control target and the fixed portion is set to a preset dimension (non-adjustable configuration), if the thickness dimension of the Pelche elements 40A and 40B is larger than the distance, the Pelche elements 40A and 40B Will be damaged. Further, if the thickness dimension of the perche elements 40A and 40B is smaller than the interval, a gap is generated between the perche elements 40A and 40B and the control target and between the perche elements 40A and 40B and the fixed portion, and the temperature control efficiency is increased. Decreases. On the other hand, in the present embodiment, the dimension between the controlled object and the fixed portion can be easily adjusted to the thickness dimension of the perche elements 40A and 40B. Therefore, it is possible to suppress damage to the Perche elements 40A and 40B and a decrease in temperature control efficiency.

また、本実施形態では、固定ねじ53により、固定部に固定された調整ねじ51に対してスペーサ52及び制御対象を固定する。これにより、調整ねじ51により調整されたスペーサ52の高さ位置を固定でき、ペルチェ素子40A,40Bを確実に制御対象と固定部との双方に密着させることができる。 Further, in the present embodiment, the spacer 52 and the control target are fixed to the adjusting screw 51 fixed to the fixing portion by the fixing screw 53. As a result, the height position of the spacer 52 adjusted by the adjusting screw 51 can be fixed, and the perche elements 40A and 40B can be reliably brought into close contact with both the controlled object and the fixed portion.

本実施形態では、調整ねじ51と固定ねじ53との間に、断熱部材であるワッシャー54が設けられている。このため、固定ねじ53に制御対象からの熱が伝達された場合でも、固定ねじ53から調整ねじ51を介して固定部から熱が放出される不都合を抑制できる。 In the present embodiment, a washer 54, which is a heat insulating member, is provided between the adjusting screw 51 and the fixing screw 53. Therefore, even when the heat from the control target is transferred to the fixing screw 53, the inconvenience that heat is released from the fixing portion from the fixing screw 53 via the adjusting screw 51 can be suppressed.

本実施形態では、上述したような調整ねじ51、スペーサ52、及び固定ねじ53を含んで構成される第一固定機構50Aや第二固定機構50Bは、ペルチェ素子40Aやペルチェ素子40Bを囲う位置に複数設けられている。
このため、1つのペルチェ素子40A,40Bにおいて、厚み寸法のばらつきがあり、例えば放熱面41と温度制御面42とが平行でない場合でも、各固定機構50A,50Bにおける調整ねじ51の位置をそれぞれ調整することで、ペルチェ素子40A,40Bに対して、制御対象や固定部を密着させて固定することができる。よって、ペルチェ素子40A,40Bの破損や、温度制御効率の低下をより抑制できる。
In the present embodiment, the first fixing mechanism 50A and the second fixing mechanism 50B including the adjusting screw 51, the spacer 52, and the fixing screw 53 as described above are positioned at positions surrounding the perche element 40A and the perche element 40B. There are multiple.
Therefore, in one of the Perche elements 40A and 40B, the thickness dimension varies. For example, even when the heat radiation surface 41 and the temperature control surface 42 are not parallel, the positions of the adjusting screws 51 in the fixing mechanisms 50A and 50B are adjusted, respectively. By doing so, the control target and the fixing portion can be brought into close contact with the Perche elements 40A and 40B and fixed. Therefore, damage to the Perche elements 40A and 40B and a decrease in temperature control efficiency can be further suppressed.

[変形例]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、貫通ねじ部113内に、1つの調整ねじ51が螺合される例を示したが、これに限定されない。例えば、2つ以上の調整ねじ51が螺合される構成などとしてもよい。この場合、二重ナット構造と同様、調整ねじ51の緩みを抑制でき、スペーサ52の高さ位置の変動を抑制できる。
また、ワッシャー54を、スプリングワッシャー等により構成したり、ワッシャー54と固定ねじ53のねじ頭部531との間にスプリング等の弾性部材を介在させて、調整ねじ51の緩みを防止してもよい。
さらに、スペーサ52と制御対象(レーザ共振器部30や励起光源20)との間に弾性部材(例えばスプリング)等の他の部材を設けてもよく、スペーサ52と調整ねじ51との間に弾性部材(例えばスプリング)等の他の部材を設けてもよい。
[Modification example]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, and the like within the range in which the object of the present invention can be achieved are included in the present invention.
In the above embodiment, an example in which one adjusting screw 51 is screwed into the through screw portion 113 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, two or more adjusting screws 51 may be screwed together. In this case, as in the double nut structure, loosening of the adjusting screw 51 can be suppressed, and fluctuation in the height position of the spacer 52 can be suppressed.
Further, the washer 54 may be configured by a spring washer or the like, or an elastic member such as a spring may be interposed between the washer 54 and the screw head 531 of the fixing screw 53 to prevent the adjusting screw 51 from loosening. ..
Further, another member such as an elastic member (for example, a spring) may be provided between the spacer 52 and the control target (laser resonator portion 30 or excitation light source 20), and the spacer 52 and the adjusting screw 51 are elastic. Other members such as members (eg, springs) may be provided.

固定ねじ53のねじ頭部531と、調整ねじ51との間に断熱部材により構成されるワッシャー54を介在させる例を示したが、固定ねじ53を断熱部材により構成する場合では、ワッシャー54が設けられていなくてもよい。
調整ねじ51の第一挿通孔514の孔径を、固定ねじ53の軸径に対して十分大きい寸法とすることで、空気層を断熱層として作用させる例を示したが、これに限定されない。
例えば、第一挿通孔514に他の断熱部材を充填させてもよい。
また、上記のように、固定ねじ53を断熱部材により構成する場合では、固定ねじ53が第一挿通孔514に接触してもよく、第一挿通孔514に固定ねじ53を螺合する雌ねじ山を形成してもよい。
An example is shown in which a washer 54 made of a heat insulating member is interposed between the screw head 531 of the fixing screw 53 and the adjusting screw 51, but when the fixing screw 53 is made of a heat insulating member, the washer 54 is provided. It does not have to be.
An example has been shown in which the air layer acts as a heat insulating layer by setting the hole diameter of the first insertion hole 514 of the adjusting screw 51 to a size sufficiently larger than the shaft diameter of the fixing screw 53, but the present invention is not limited to this.
For example, the first insertion hole 514 may be filled with another heat insulating member.
Further, as described above, when the fixing screw 53 is composed of the heat insulating member, the fixing screw 53 may come into contact with the first insertion hole 514, and the female screw thread for screwing the fixing screw 53 into the first insertion hole 514. May be formed.

上記実施形態では、制御対象として、励起光源20やレーザ共振器部30を例示したがこれに限定されず、ペルチェ素子等の温度制御素子により温度を制御する如何なる部材を制御対象としてもよい。
例えば、レーザ共振器部30に収納される、レーザ媒体や非線形光学結晶は、温度の影響によってレーザ光の発振周波数が変化し、エタロンは温度の影響により透過する光の中心波長がシフトする。したがって、これらのレーザ媒体や非線形光学結晶、エタロン等に対しても個別にペルチェ素子等の温度制御素子を配置する場合がある。このような場合、レーザ媒体、非線形光学結晶、エタロンをそれぞれ制御対象とし、共振器筐体を固定部として、上記のような調整ねじ51、スペーサ52、及び固定ねじ53を有する固定機構を用いて、ペルチェ素子を制御対象と固定部とで挟持させる構成としてもよい。
また、レーザ光源装置1に限定されず、例えばパーソナルコンピューターのCPU(Central Processing Unit)、冷蔵庫やエアコン等の冷却装置において用いられるペルチェ素子の固定においても適用することが可能である。
また、本実施形態では、温度制御素子として、制御対象の温度を調整するペルチェ素子を例示したが、その他の素子を用いてもよい。例えば、制御対象の温度を制御する温度制御素子として、制御対象の熱を電圧に変換して温度を計測するゼーベック素子等を用いてもよい。
In the above embodiment, the excitation light source 20 and the laser resonator unit 30 are exemplified as the control target, but the control target is not limited to this, and any member whose temperature is controlled by a temperature control element such as a Pelche element may be a control target.
For example, in the laser medium and the nonlinear optical crystal housed in the laser resonator section 30, the oscillation frequency of the laser light changes due to the influence of temperature, and the center wavelength of the transmitted light shifts in the etalon due to the influence of temperature. Therefore, a temperature control element such as a Perche element may be individually arranged for these laser media, nonlinear optical crystals, etalon, and the like. In such a case, a fixing mechanism having an adjusting screw 51, a spacer 52, and a fixing screw 53 as described above is used with the laser medium, the nonlinear optical crystal, and the etalon as control targets and the resonator housing as the fixing portion. , The Perche element may be sandwiched between the controlled object and the fixed portion.
Further, the present invention is not limited to the laser light source device 1, and can be applied to, for example, fixing a Perche element used in a CPU (Central Processing Unit) of a personal computer, a cooling device such as a refrigerator or an air conditioner.
Further, in the present embodiment, as the temperature control element, a Pelche element for adjusting the temperature of the controlled object is illustrated, but other elements may be used. For example, as a temperature control element that controls the temperature of the control target, a Seebeck element or the like that converts the heat of the control target into a voltage and measures the temperature may be used.

その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。 In addition, the specific structure for carrying out the present invention can be appropriately changed to another structure or the like within the range in which the object of the present invention can be achieved.

本発明は、温度制御素子により、制御対象の温度を制御する温度制御モジュールに適用できる。 The present invention can be applied to a temperature control module that controls the temperature of a controlled object by a temperature control element.

1…レーザ光源装置、10…筐体、11A…第一固定部、11B…第二固定部、20…励起光源(制御対象)、21…ベース、30…レーザ共振器部(制御対象)、40A,40B…ペルチェ素子(温度制御素子)、50A…第一固定機構、50B…第二固定機構、51…調整ねじ、52…スペーサ、53…固定ねじ、54…ワッシャー、111…固定面、112…裏面、113…貫通ねじ部、411…半固定伝熱部材、511…当接面、512…調整面、513…位置調整溝、514…第一挿通孔、521…第一面、522…第二面、523…第二挿通孔、531…ねじ頭部。 1 ... Laser light source device, 10 ... Housing, 11A ... First fixed part, 11B ... Second fixed part, 20 ... Excitation light source (control target), 21 ... Base, 30 ... Laser resonator part (control target), 40A , 40B ... Perche element (temperature control element), 50A ... 1st fixing mechanism, 50B ... 2nd fixing mechanism, 51 ... Adjusting screw, 52 ... Spacer, 53 ... Fixing screw, 54 ... Washer, 111 ... Fixed surface, 112 ... Back surface, 113 ... Through screw portion, 411 ... Semi-fixed heat transfer member, 511 ... Contact surface, 512 ... Adjustment surface, 513 ... Position adjustment groove, 514 ... First insertion hole, 521 ... First surface, 522 ... Second Surface, 523 ... Second insertion hole, 513 ... Screw head.

Claims (5)

温度を制御する対象である制御対象と、
前記制御対象の温度を制御する温度制御素子と、
前記制御対象とともに前記温度制御素子を挟持する固定部と、
前記固定部に対して前記制御対象を固定する固定機構と、を備え、
前記固定機構は、
前記固定部に設けられた貫通ねじ部に挿通されて、前記貫通ねじ部の軸方向に対する位置を調整可能な調整ねじと、
前記軸方向に対して交差する第一面及び第二面を有し、前記第一面が前記調整ねじの前記軸方向に交差する一端面に接続され、前記第二面が前記制御対象に接続されるスペーサと、を備え
前記調整ねじは、前記第一面に当接する当接面と、前記当接面とは反対側の調整面と、前記当接面から前記調整面までを貫通する第一挿通孔と、を有する
ことを特徴とする温度制御ユニット。
The control target that controls the temperature and the control target
A temperature control element that controls the temperature of the controlled object, and
A fixed portion that sandwiches the temperature control element together with the control target,
A fixing mechanism for fixing the control target to the fixing portion is provided.
The fixing mechanism
An adjusting screw that is inserted through a through-screw portion provided in the fixing portion and can adjust the position of the through-thread portion with respect to the axial direction.
It has a first surface and a second surface that intersect with respect to the axial direction, the first surface is connected to one end surface of the adjusting screw that intersects with the axial direction, and the second surface is connected to the control target. With spacers ,
The adjusting screw has a contact surface that comes into contact with the first surface, an adjustment surface that is opposite to the contact surface, and a first insertion hole that penetrates from the contact surface to the adjustment surface. A temperature control unit characterized by that.
請求項1に記載の温度制御ユニットにおいて、
前記調整ねじの前記第一挿通孔は、前記貫通ねじ部と同軸であり
前記スペーサは、前記貫通ねじ部と同軸で、前記第一面から前記第二面に貫通する第二挿通孔を有し、
前記第一挿通孔及び前記第二挿通孔に挿通され、前記制御対象と、前記調整ねじとの間に前記スペーサを固定する固定ねじを備える
ことを特徴とする温度制御ユニット。
In the temperature control unit according to claim 1,
It said first insertion hole of the adjusting screw is the through screw portion coaxially,
The spacer has a second insertion hole that is coaxial with the through-thread portion and penetrates from the first surface to the second surface.
A temperature control unit that is inserted through the first insertion hole and the second insertion hole and includes a fixing screw that fixes the spacer between the control target and the adjustment screw.
請求項2に記載の温度制御ユニットにおいて、
前記調整ねじと前記固定ねじとの間に断熱部材が設けられている
ことを特徴とする温度制御ユニット。
In the temperature control unit according to claim 2,
A temperature control unit characterized in that a heat insulating member is provided between the adjusting screw and the fixing screw.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の温度制御ユニットにおいて、
前記固定機構は、前記軸方向から見た際に、前記温度制御素子を囲う位置に、複数設けられている
ことを特徴とする温度制御ユニット。
In the temperature control unit according to any one of claims 1 to 3.
A temperature control unit characterized in that a plurality of the fixing mechanisms are provided at positions surrounding the temperature control element when viewed from the axial direction.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の温度制御ユニットと、
前記制御対象であり、前記温度制御ユニットによって前記固定部に固定されるレーザ共振器部と、
を備えることを特徴とするレーザ光源装置。
The temperature control unit according to any one of claims 1 to 4.
A laser cavity unit that is the control target and is fixed to the fixed portion by the temperature control unit.
A laser light source device comprising.
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