JPH05102575A - レーザ発振装置 - Google Patents
レーザ発振装置Info
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- JPH05102575A JPH05102575A JP3257734A JP25773491A JPH05102575A JP H05102575 A JPH05102575 A JP H05102575A JP 3257734 A JP3257734 A JP 3257734A JP 25773491 A JP25773491 A JP 25773491A JP H05102575 A JPH05102575 A JP H05102575A
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- heat exchanger
- laser gas
- plate heat
- gas
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/041—Arrangements for thermal management for gas lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器による塵等の発生を防止して光学部
品を高寿命化し、また、熱交換器自体を小型化し、さら
にレーザ出力の高出力化を図る。 【構成】 レーザ発振装置1の冷却器として、プレート
型熱交換器41が用いられる。このプレート型熱交換器
41は、その製造工程で塵等を除去できるので、熱交換
器からレーザ発振器2への塵等の混入を防止することが
でき、光学部品25,26の寿命を飛躍的に伸ばすこと
ができる。また、プレート型熱交換器41は小型軽量な
ので、レーザガス循環系3を簡素化することができる。
さらに、放電管21等に与える振動の影響等も少なくな
るので、プレート型熱交換器41をレーザガス出口部2
0に近接して設けることができ、摩擦抵抗の低減による
レーザガスの流量増加が可能となり、レーザ出力を高出
力化することができる。
品を高寿命化し、また、熱交換器自体を小型化し、さら
にレーザ出力の高出力化を図る。 【構成】 レーザ発振装置1の冷却器として、プレート
型熱交換器41が用いられる。このプレート型熱交換器
41は、その製造工程で塵等を除去できるので、熱交換
器からレーザ発振器2への塵等の混入を防止することが
でき、光学部品25,26の寿命を飛躍的に伸ばすこと
ができる。また、プレート型熱交換器41は小型軽量な
ので、レーザガス循環系3を簡素化することができる。
さらに、放電管21等に与える振動の影響等も少なくな
るので、プレート型熱交換器41をレーザガス出口部2
0に近接して設けることができ、摩擦抵抗の低減による
レーザガスの流量増加が可能となり、レーザ出力を高出
力化することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は送風機及び冷却器によっ
て強制冷却されたレーザガスを放電管内で励起してレー
ザ発振を行うレーザ発振装置に関し、特に冷却器として
プレート型熱交換器を用いるようにしたレーザ発振装置
に関する。
て強制冷却されたレーザガスを放電管内で励起してレー
ザ発振を行うレーザ発振装置に関し、特に冷却器として
プレート型熱交換器を用いるようにしたレーザ発振装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】CO2 レーザ等のガスレーザ発振装置
は、高効率で高出力が得られ、またビーム特性も良いた
め、数値制御装置と結合されて複雑形状のワーク加工
や、高速加工等に適しており、広く使用されるようにな
ってきた。
は、高効率で高出力が得られ、またビーム特性も良いた
め、数値制御装置と結合されて複雑形状のワーク加工
や、高速加工等に適しており、広く使用されるようにな
ってきた。
【0003】図4は従来のレーザ発振装置の全体構成を
概略的に示す図である。図において、レーザ発振装置1
はCO2 ガスをレーザガスとするCO2 ガスレーザであ
り、レーザ発振器2、レーザ加工機6及び数値制御装置
7から構成される。レーザ発振器2はレーザガス循環系
31,32及び放電管21,22から成り、レーザガス
は、送風機43によってそのレーザガス循環系31,3
2及び放電管21,22内部を強制循環している。
概略的に示す図である。図において、レーザ発振装置1
はCO2 ガスをレーザガスとするCO2 ガスレーザであ
り、レーザ発振器2、レーザ加工機6及び数値制御装置
7から構成される。レーザ発振器2はレーザガス循環系
31,32及び放電管21,22から成り、レーザガス
は、送風機43によってそのレーザガス循環系31,3
2及び放電管21,22内部を強制循環している。
【0004】放電管21及び22内のレーザガスはレー
ザ用電源23及び24による高周波放電により励起さ
れ、励起されて高温となったレーザガスは、放電管21
及び22のレーザガス出口部20から距離L離れた位置
に設けられた熱交換器410で冷却された後、送風機4
3から吐出される。そのレーザガスは、熱交換器420
によって再度冷却されて圧縮熱を除去され、常に一定温
度に管理されて放電管21及び22に入る。
ザ用電源23及び24による高周波放電により励起さ
れ、励起されて高温となったレーザガスは、放電管21
及び22のレーザガス出口部20から距離L離れた位置
に設けられた熱交換器410で冷却された後、送風機4
3から吐出される。そのレーザガスは、熱交換器420
によって再度冷却されて圧縮熱を除去され、常に一定温
度に管理されて放電管21及び22に入る。
【0005】放電管21及び22はその両端に全反射鏡
25及び出力鏡26を有してファブリぺロー型発振器を
構成しており、放電により発生したレーザ光を増幅して
その一部を外部に出力する。出力されたレーザ光は、ベ
ンダミラー27で方向を換えられ、レーザ加工機6に入
り、ワーク加工に供試される。数値制御装置7は、これ
らのレーザ発振器2及びレーザ加工機6を、その内部に
記憶しているプログラムに沿って制御している。
25及び出力鏡26を有してファブリぺロー型発振器を
構成しており、放電により発生したレーザ光を増幅して
その一部を外部に出力する。出力されたレーザ光は、ベ
ンダミラー27で方向を換えられ、レーザ加工機6に入
り、ワーク加工に供試される。数値制御装置7は、これ
らのレーザ発振器2及びレーザ加工機6を、その内部に
記憶しているプログラムに沿って制御している。
【0006】このレーザ発振装置1において、冷却器と
しての熱交換器410及び420には、従来から、フィ
ン型熱交換器コアをアルミ鋳物等の箱型密閉容器中に設
置するタイプのものが使用されている。このフィン型熱
交換器は、フィン型コア内部に冷却水を流し、そのコア
と箱型密閉容器中を流れるレーザガスとの間の伝熱によ
りレーザガスを冷却するものである。
しての熱交換器410及び420には、従来から、フィ
ン型熱交換器コアをアルミ鋳物等の箱型密閉容器中に設
置するタイプのものが使用されている。このフィン型熱
交換器は、フィン型コア内部に冷却水を流し、そのコア
と箱型密閉容器中を流れるレーザガスとの間の伝熱によ
りレーザガスを冷却するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このフィン型
熱交換器をレーザ発振装置1に使用すると、そのフィン
型コア自体からの塵や、そのコアが設置される鋳物容器
からの塵の発生が避けられない。特に、鋳造時に鋳物容
器に付着した鋳物砂がその鋳肌から離れてレーザガスに
混入する場合がある。これらの塵等がレーザガスに混入
すると、レーザ発振器2に使用されている光学部品(全
反射鏡25や出力鏡26等)が汚染されるため、非常に
高価なこれらの光学部品を交換するか、もしくは洗浄す
る必要がある。また、洗浄する場合には、下記のような
問題が生じていた。
熱交換器をレーザ発振装置1に使用すると、そのフィン
型コア自体からの塵や、そのコアが設置される鋳物容器
からの塵の発生が避けられない。特に、鋳造時に鋳物容
器に付着した鋳物砂がその鋳肌から離れてレーザガスに
混入する場合がある。これらの塵等がレーザガスに混入
すると、レーザ発振器2に使用されている光学部品(全
反射鏡25や出力鏡26等)が汚染されるため、非常に
高価なこれらの光学部品を交換するか、もしくは洗浄す
る必要がある。また、洗浄する場合には、下記のような
問題が生じていた。
【0008】(1)レーザ発振装置1を長時間停止しな
ければならない。 (2)レーザガス循環系3を分解して開放するため、新
たな塵等の混入が避けられない。
ければならない。 (2)レーザガス循環系3を分解して開放するため、新
たな塵等の混入が避けられない。
【0009】(3)ベンダミラー27、レーザ加工機6
等も含めた光学系の再調整が必要となり、多くの時間と
熟練を要する。 したがって、この熱交換器による塵等の発生を防止する
ことはレーザ発振装置にとって非常に重要な課題であっ
た。
等も含めた光学系の再調整が必要となり、多くの時間と
熟練を要する。 したがって、この熱交換器による塵等の発生を防止する
ことはレーザ発振装置にとって非常に重要な課題であっ
た。
【0010】また、上記のフィン型熱交換器は体積当た
りの熱交換効率が低く、そのうえ、フィン型コアを箱型
密閉容器に設置しなければならないため、大型化してし
まい、重量も重くなる。そのため、このフィン型熱交換
器を放電管21及び22のレーザガス出口側に設ける
と、その振動による影響等が放電管21及び22に伝わ
りやすくなる。一方、放電管21及び22は、レーザ発
振を行うために非常にデリケートな調整がなされてお
り、振動の影響等を受けないようにする必要がある。し
たがって、フィン型熱交換器を設置する場合は、放電管
21及び22のレーザガス出口部20からの距離Lを長
くとる必要がある。その結果、レーザガス循環系3の簡
素化が困難であるという問題があった。
りの熱交換効率が低く、そのうえ、フィン型コアを箱型
密閉容器に設置しなければならないため、大型化してし
まい、重量も重くなる。そのため、このフィン型熱交換
器を放電管21及び22のレーザガス出口側に設ける
と、その振動による影響等が放電管21及び22に伝わ
りやすくなる。一方、放電管21及び22は、レーザ発
振を行うために非常にデリケートな調整がなされてお
り、振動の影響等を受けないようにする必要がある。し
たがって、フィン型熱交換器を設置する場合は、放電管
21及び22のレーザガス出口部20からの距離Lを長
くとる必要がある。その結果、レーザガス循環系3の簡
素化が困難であるという問題があった。
【0011】さらに、レーザ発振装置の高出力化のため
には、レーザガス流量を大きくすることが有効である
が、そのためには、特に高温レーザガスが流れる径路を
短くして摩擦抵抗を低減することが重要である。その理
由は、レーザガスは高温である程、粘性が高く、また、
体積流量も増大するので、高温レーザガスが流れる径路
を長くすることは、摩擦抵抗を大きくすることになるか
らである。しかし、上述したように、フィン型熱交換器
を用いると、高温レーザガスが流れる放電管21及び2
2から熱交換器410までの距離Lを長くとる必要があ
るため、摩擦抵抗を低減できず、レーザ発振装置の高出
力化の障害となっていた。
には、レーザガス流量を大きくすることが有効である
が、そのためには、特に高温レーザガスが流れる径路を
短くして摩擦抵抗を低減することが重要である。その理
由は、レーザガスは高温である程、粘性が高く、また、
体積流量も増大するので、高温レーザガスが流れる径路
を長くすることは、摩擦抵抗を大きくすることになるか
らである。しかし、上述したように、フィン型熱交換器
を用いると、高温レーザガスが流れる放電管21及び2
2から熱交換器410までの距離Lを長くとる必要があ
るため、摩擦抵抗を低減できず、レーザ発振装置の高出
力化の障害となっていた。
【0012】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、熱交換器による塵等の発生を防止して光学部
品を高寿命化することができるレーザ発振装置を提供す
ることを目的とする。
のであり、熱交換器による塵等の発生を防止して光学部
品を高寿命化することができるレーザ発振装置を提供す
ることを目的とする。
【0013】また、本発明の他の目的は、熱交換器を小
型化することができるレーザ発振装置を提供することで
ある。さらに、本発明の他の目的は、レーザ出力を高出
力化することができるレーザ発振装置を提供することを
目的とする。
型化することができるレーザ発振装置を提供することで
ある。さらに、本発明の他の目的は、レーザ出力を高出
力化することができるレーザ発振装置を提供することを
目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために、送風機及び冷却器によって強制冷却され
たレーザガスを放電管内で励起してレーザ発振を行うレ
ーザ発振装置において、放電管のレーザガス出口に設け
られ、前記放電管内で励起されたレーザガスを冷却する
プレート型熱交換器と、前記プレート型熱交換器のレー
ザガス出口に設けられ、前記プレート型熱交換器によっ
て冷却されたレーザガスを送風する送風機と、を有する
ことを特徴とするレーザ発振装置が、提供される。
決するために、送風機及び冷却器によって強制冷却され
たレーザガスを放電管内で励起してレーザ発振を行うレ
ーザ発振装置において、放電管のレーザガス出口に設け
られ、前記放電管内で励起されたレーザガスを冷却する
プレート型熱交換器と、前記プレート型熱交換器のレー
ザガス出口に設けられ、前記プレート型熱交換器によっ
て冷却されたレーザガスを送風する送風機と、を有する
ことを特徴とするレーザ発振装置が、提供される。
【0015】
【作用】放電管のレーザガス出口にプレート型熱交換器
が設けられ、放電管内で励起された高温レーザガスを冷
却する。そのプレート型熱交換器のレーザガス出口に送
風機が設けられ、レーザガスを送風して循環させる。冷
却器としてプレート型熱交換器を用いるので、熱交換器
からの塵等の発生を防止できる。また、熱交換器の小型
化が可能となる。さらに、その小型化された熱交換器を
放電管のレーザガス出口に近接して設けることができる
ので、高温レーザガスが流れる径路を短くすることがで
き、摩擦抵抗の低減によるレーザガスの流量増加が可能
となり、レーザ出力を高出力化することができる。
が設けられ、放電管内で励起された高温レーザガスを冷
却する。そのプレート型熱交換器のレーザガス出口に送
風機が設けられ、レーザガスを送風して循環させる。冷
却器としてプレート型熱交換器を用いるので、熱交換器
からの塵等の発生を防止できる。また、熱交換器の小型
化が可能となる。さらに、その小型化された熱交換器を
放電管のレーザガス出口に近接して設けることができる
ので、高温レーザガスが流れる径路を短くすることがで
き、摩擦抵抗の低減によるレーザガスの流量増加が可能
となり、レーザ出力を高出力化することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本発明のレーザ発振装置の全体構成を概
略的に示す図である。図において、レーザ発振装置1は
CO2 ガスをレーザガスとするCO2 ガスレーザであ
り、レーザ発振器2、レーザ加工機6及び数値制御装置
7から構成される。レーザ発振器2はレーザガス循環系
3及び放電管21,22から成り、レーザガスは、送風
機43によってそのレーザガス循環系3の2つのガス通
路31,32及び放電管21,22内部を強制循環して
いる。なお、図示されていないが、放電管21,22と
並列にさらに2本の放電管が設けられている。
明する。図1は本発明のレーザ発振装置の全体構成を概
略的に示す図である。図において、レーザ発振装置1は
CO2 ガスをレーザガスとするCO2 ガスレーザであ
り、レーザ発振器2、レーザ加工機6及び数値制御装置
7から構成される。レーザ発振器2はレーザガス循環系
3及び放電管21,22から成り、レーザガスは、送風
機43によってそのレーザガス循環系3の2つのガス通
路31,32及び放電管21,22内部を強制循環して
いる。なお、図示されていないが、放電管21,22と
並列にさらに2本の放電管が設けられている。
【0017】放電管21及び22のレーザガス出口部2
0に近接した位置に、詳細は後述するプレート型熱交換
器41が設けられる。放電管21及び22内のレーザガ
スはレーザ用電源23及び24による高周波放電により
励起され、励起されて高温となったレーザガスは、レー
ザガス出口部20からプレート型熱交換器41のガス導
入口41A,41Bを経由してプレート型熱交換器41
内部に流入し、冷却された後、ガス出口41Cから流出
し、送風機43に吸入される。送風機43の出口側にも
プレート型熱交換器42が設けられ、送風機43から吐
出されたレーザガスは、そのプレート型熱交換器42の
ガス導入口42Aからプレート型熱交換器41内部に流
入して再度冷却され送風機43での圧縮熱が除去された
後、ガス出口42C,42Dから流出し、放電管21及
び22に再度導入される。このように、レーザガスは、
プレート型熱交換器41及び42によって常に一定温度
に冷却されて放電管21及び22に入る。
0に近接した位置に、詳細は後述するプレート型熱交換
器41が設けられる。放電管21及び22内のレーザガ
スはレーザ用電源23及び24による高周波放電により
励起され、励起されて高温となったレーザガスは、レー
ザガス出口部20からプレート型熱交換器41のガス導
入口41A,41Bを経由してプレート型熱交換器41
内部に流入し、冷却された後、ガス出口41Cから流出
し、送風機43に吸入される。送風機43の出口側にも
プレート型熱交換器42が設けられ、送風機43から吐
出されたレーザガスは、そのプレート型熱交換器42の
ガス導入口42Aからプレート型熱交換器41内部に流
入して再度冷却され送風機43での圧縮熱が除去された
後、ガス出口42C,42Dから流出し、放電管21及
び22に再度導入される。このように、レーザガスは、
プレート型熱交換器41及び42によって常に一定温度
に冷却されて放電管21及び22に入る。
【0018】放電管21及び22はその両端に全反射鏡
25及び出力鏡26を有してファブリぺロー型発振器を
構成しており、放電により発生したレーザ光を増幅して
その一部を外部に出力する。出力されたレーザ光は、ベ
ンダミラー27で方向を換えられ、レーザ加工機6に入
り、ワーク加工に供試される。数値制御装置7は、これ
らのレーザ発振器2及びレーザ加工機6を、その内部に
記憶しているプログラムに沿って制御している。
25及び出力鏡26を有してファブリぺロー型発振器を
構成しており、放電により発生したレーザ光を増幅して
その一部を外部に出力する。出力されたレーザ光は、ベ
ンダミラー27で方向を換えられ、レーザ加工機6に入
り、ワーク加工に供試される。数値制御装置7は、これ
らのレーザ発振器2及びレーザ加工機6を、その内部に
記憶しているプログラムに沿って制御している。
【0019】図2はプレート型熱交換器の内部構造を概
略的に示す図である。図ではプレート型熱交換器41の
横断面を示す。プレート型熱交換器41は、レーザガス
層41Eと冷却水層41Fとが、薄板41Gを介して交
互に積層された構造をしており、その各層41E,41
Fにはフィン41Hが設けられている。放電管21,2
2で励起されて高温となったレーザガスは、レーザガス
層41Eを通過する間に、隣接する冷却水層41Fを流
れる冷却水と薄板41Gを通して熱交換され、冷却され
る。その熱交換はフィン41Hによって促進される。こ
のプレート型熱交換器41の各層41E,41Fの層数
や層の厚さは自由に選択でき、冷却能力、摩擦抵抗、価
格等を鑑みて決定されるが、従来の箱型密閉容器内にレ
ーザガスを流して冷却するフィン型熱交換器に比べて冷
却効率がかなり改善されるため、従来の1/2〜1/5
の大きさまで大幅な小型化を行うことができた。また、
小型化できたこと及び鋳物容器を用いないことで、レー
ザ発振器全体として約10%の軽量化を行うことができ
た。
略的に示す図である。図ではプレート型熱交換器41の
横断面を示す。プレート型熱交換器41は、レーザガス
層41Eと冷却水層41Fとが、薄板41Gを介して交
互に積層された構造をしており、その各層41E,41
Fにはフィン41Hが設けられている。放電管21,2
2で励起されて高温となったレーザガスは、レーザガス
層41Eを通過する間に、隣接する冷却水層41Fを流
れる冷却水と薄板41Gを通して熱交換され、冷却され
る。その熱交換はフィン41Hによって促進される。こ
のプレート型熱交換器41の各層41E,41Fの層数
や層の厚さは自由に選択でき、冷却能力、摩擦抵抗、価
格等を鑑みて決定されるが、従来の箱型密閉容器内にレ
ーザガスを流して冷却するフィン型熱交換器に比べて冷
却効率がかなり改善されるため、従来の1/2〜1/5
の大きさまで大幅な小型化を行うことができた。また、
小型化できたこと及び鋳物容器を用いないことで、レー
ザ発振器全体として約10%の軽量化を行うことができ
た。
【0020】このプレート型熱交換器41は真空炉中で
一体にロー付けにより製造される。すなわち、プレート
型熱交換器41の外側を覆うプレート41Pの隣接する
部分、そのプレート41Pと薄板41Hとの間、薄板4
1Hとフィン41Gとの間はすべて、例えば銅材による
ロー付けによって一体ものとなる。さらに、そのロー付
けは真空炉中で行われる。このため、製造段階でプレー
ト型熱交換器41内部に混入した塵等は、炉中ロー付け
の段階でほとんどすべて焼失する。なお、H2 炉のよう
な還元炉あるいは不活性ガス炉中でロー付けされたプレ
ート型熱交換器でもほぼ同様の効果を得る事ができる。
さらに、従来のフィン型熱交換器の容器のような鋳物は
用いないので、鋳物砂が混入することもない。このた
め、プレート型熱交換器41から発生する塵等は従来の
熱交換器に比べて極めて少なくなり、レーザ発振器2内
部に発生する塵等の量を、従来と比較して約80パーセ
ントの大幅低減を行うことができた。したがって、レー
ザ発振器2を構成する光学部品の汚染を防止することが
でき、光学部品の寿命を飛躍的に伸ばすことができた。
一体にロー付けにより製造される。すなわち、プレート
型熱交換器41の外側を覆うプレート41Pの隣接する
部分、そのプレート41Pと薄板41Hとの間、薄板4
1Hとフィン41Gとの間はすべて、例えば銅材による
ロー付けによって一体ものとなる。さらに、そのロー付
けは真空炉中で行われる。このため、製造段階でプレー
ト型熱交換器41内部に混入した塵等は、炉中ロー付け
の段階でほとんどすべて焼失する。なお、H2 炉のよう
な還元炉あるいは不活性ガス炉中でロー付けされたプレ
ート型熱交換器でもほぼ同様の効果を得る事ができる。
さらに、従来のフィン型熱交換器の容器のような鋳物は
用いないので、鋳物砂が混入することもない。このた
め、プレート型熱交換器41から発生する塵等は従来の
熱交換器に比べて極めて少なくなり、レーザ発振器2内
部に発生する塵等の量を、従来と比較して約80パーセ
ントの大幅低減を行うことができた。したがって、レー
ザ発振器2を構成する光学部品の汚染を防止することが
でき、光学部品の寿命を飛躍的に伸ばすことができた。
【0021】図3はプレート型熱交換器を放電管のレー
ザガス出口側に設置した状態を示す図であり、図1のA
矢視図である。図において、プレート型熱交換器41は
レーザガス出口部20に近接して設けられ、レーザガス
は矢印100で示すように流れる。すなわち、放電管2
2等内の高温レーザガスは、レーザガス出口部20から
ガス通路33,34を経由してガス導入口41A,41
Bに入り、プレート型熱交換器41で冷却されてガス出
口41Cから流出する。
ザガス出口側に設置した状態を示す図であり、図1のA
矢視図である。図において、プレート型熱交換器41は
レーザガス出口部20に近接して設けられ、レーザガス
は矢印100で示すように流れる。すなわち、放電管2
2等内の高温レーザガスは、レーザガス出口部20から
ガス通路33,34を経由してガス導入口41A,41
Bに入り、プレート型熱交換器41で冷却されてガス出
口41Cから流出する。
【0022】放電管22等のレーザガス出口部20とプ
レート型熱交換器41と間のガス通路33及び34は、
その長さが従来の場合(図4の距離L)と比べてかなり
短縮され、プレート型熱交換器41は放電管22等の直
下に設けられる。このような設置方法が可能となったの
は、熱交換器に小型軽量のプレート型熱交換器41を使
用したこと及びそのプレート型熱交換器に複数のレーザ
ガス入口を設けたことによる。すなわち、熱交換器を小
型軽量とすることで、放電管22等に与える振動の影響
を少なくし、かつレーザガス統合の機能を有することで
レーザ発振装置の構造に最も適した熱交換器としたため
である。
レート型熱交換器41と間のガス通路33及び34は、
その長さが従来の場合(図4の距離L)と比べてかなり
短縮され、プレート型熱交換器41は放電管22等の直
下に設けられる。このような設置方法が可能となったの
は、熱交換器に小型軽量のプレート型熱交換器41を使
用したこと及びそのプレート型熱交換器に複数のレーザ
ガス入口を設けたことによる。すなわち、熱交換器を小
型軽量とすることで、放電管22等に与える振動の影響
を少なくし、かつレーザガス統合の機能を有することで
レーザ発振装置の構造に最も適した熱交換器としたため
である。
【0023】このように、高温レーザガスが流れる径路
を短くしたので、摩擦抵抗の低減によるレーザガスの流
量増加が可能となり、その結果、レーザ出力を約20%
増加させることができた。
を短くしたので、摩擦抵抗の低減によるレーザガスの流
量増加が可能となり、その結果、レーザ出力を約20%
増加させることができた。
【0024】なお、プレート型熱交換器41は、放電管
22等が並列に設けられていることに対応してガス導入
口41A,41Bを2つ設け、また、ガス出口41Cを
1つ設ける構成としたが、このガス導入口やガス出口は
放電管の設置タイプや他の設置条件に応じて適切に変更
して設けることができる。例えば、送風機43の出口側
に設けるプレート型熱交換器42については、2つのガ
ス導入口と1つのガス出口を設けるようにした。
22等が並列に設けられていることに対応してガス導入
口41A,41Bを2つ設け、また、ガス出口41Cを
1つ設ける構成としたが、このガス導入口やガス出口は
放電管の設置タイプや他の設置条件に応じて適切に変更
して設けることができる。例えば、送風機43の出口側
に設けるプレート型熱交換器42については、2つのガ
ス導入口と1つのガス出口を設けるようにした。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、レーザ
発振装置のレーザガスの冷却器としてプレート型熱交換
器を用いる構成としたので、熱交換器からの塵等の発生
を防止することができ、光学部品の寿命を飛躍的に伸ば
すことができる。また、熱交換器の小型軽量化に伴い、
レーザガス循環系の簡素化及びレーザ発振器の軽量化を
行うことができる。さらに、その小型化された熱交換器
を放電管のレーザガス出口に近接して設けることができ
るので、高温レーザガスが流れる径路を短くすることが
でき、摩擦抵抗の低減によるレーザガスの流量増加が可
能となり、レーザ出力を高出力化することができる。
発振装置のレーザガスの冷却器としてプレート型熱交換
器を用いる構成としたので、熱交換器からの塵等の発生
を防止することができ、光学部品の寿命を飛躍的に伸ば
すことができる。また、熱交換器の小型軽量化に伴い、
レーザガス循環系の簡素化及びレーザ発振器の軽量化を
行うことができる。さらに、その小型化された熱交換器
を放電管のレーザガス出口に近接して設けることができ
るので、高温レーザガスが流れる径路を短くすることが
でき、摩擦抵抗の低減によるレーザガスの流量増加が可
能となり、レーザ出力を高出力化することができる。
【図1】本発明のレーザ発振装置の全体構成を概略的に
示す図である。
示す図である。
【図2】プレート型熱交換器の内部構造を概略的に示す
図である。
図である。
【図3】プレート型熱交換器を放電管のレーザガス出口
側に設置した状態を示す図である。
側に設置した状態を示す図である。
【図4】従来のレーザ発振装置の全体構成を概略的に示
す図である。
す図である。
1 レーザ発振装置 2 レーザ発振器 3 レーザガス循環系 20 レーザガス出口部 21,22 放電管 25 全反射鏡 26 出力鏡 41,42 プレート型熱交換器 43 送風機
Claims (6)
- 【請求項1】 送風機及び冷却器によって強制冷却され
たレーザガスを放電管内で励起してレーザ発振を行うレ
ーザ発振装置において、 放電管のレーザガス出口に設けられ、前記放電管内で励
起されたレーザガスを冷却するプレート型熱交換器と、 前記プレート型熱交換器のレーザガス出口に設けられ、
前記プレート型熱交換器によって冷却されたレーザガス
を送風する送風機と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項2】 前記プレート型熱交換器は、前記放電管
のレーザガス出口に近接して設けられることを特徴とす
る請求項1記載のレーザ発振装置。 - 【請求項3】 前記プレート型熱交換器は、真空炉中又
は、H2 炉のような還元炉あるいは不活性ガス炉中で一
体にロー付けされて製造されることを特徴とする請求項
1記載のレーザ発振装置。 - 【請求項4】 前記プレート型熱交換器は、レーザガス
層と冷却水層とが薄板を介して交互に積層されているこ
とを特徴とする請求項1記載のレーザ発振装置。 - 【請求項5】 前記送風機のレーザガス出口にも前記プ
レート型熱交換器が設けられることを特徴とする請求項
1記載のレーザ発振装置。 - 【請求項6】 前記プレート型熱交換器は、複数のレー
ザガス入口もしくは出口が設けられレーザガス分岐統合
の機能を有することを特徴とする請求項1記載のレーザ
発振装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3257734A JPH05102575A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | レーザ発振装置 |
DE69206600T DE69206600T2 (de) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Laservorrichtung. |
US08/050,431 US5742627A (en) | 1991-04-10 | 1992-09-30 | Laser oscillator using a plate-type heat exchanger |
EP92920992A EP0565729B1 (en) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Laser device |
PCT/JP1992/001263 WO1993007663A1 (en) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Laser device |
KR1019930701556A KR930702803A (ko) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | 레이저 발진 장치 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3257734A JPH05102575A (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | レーザ発振装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05102575A true JPH05102575A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17310358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3257734A Pending JPH05102575A (ja) | 1991-04-10 | 1991-10-04 | レーザ発振装置 |
Country Status (6)
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US (1) | US5742627A (ja) |
EP (1) | EP0565729B1 (ja) |
JP (1) | JPH05102575A (ja) |
KR (1) | KR930702803A (ja) |
DE (1) | DE69206600T2 (ja) |
WO (1) | WO1993007663A1 (ja) |
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- 1991-10-04 JP JP3257734A patent/JPH05102575A/ja active Pending
-
1992
- 1992-09-30 WO PCT/JP1992/001263 patent/WO1993007663A1/ja active IP Right Grant
- 1992-09-30 US US08/050,431 patent/US5742627A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-30 KR KR1019930701556A patent/KR930702803A/ko not_active Application Discontinuation
- 1992-09-30 DE DE69206600T patent/DE69206600T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-30 EP EP92920992A patent/EP0565729B1/en not_active Expired - Lifetime
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DE69206600T2 (de) | 1996-05-15 |
EP0565729A1 (en) | 1993-10-20 |
DE69206600D1 (de) | 1996-01-18 |
US5742627A (en) | 1998-04-21 |
WO1993007663A1 (en) | 1993-04-15 |
EP0565729A4 (en) | 1993-08-26 |
KR930702803A (ko) | 1993-09-09 |
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