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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- laser gas
- plate heat
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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
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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
- H01S3/03—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
-
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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
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- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
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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. |
| EP92920992A EP0565729B1 (en) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Laser device |
| KR1019930701556A KR930702803A (ko) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | 레이저 발진 장치 |
| US08/050,431 US5742627A (en) | 1991-04-10 | 1992-09-30 | Laser oscillator using a plate-type heat exchanger |
| PCT/JP1992/001263 WO1993007663A1 (en) | 1991-10-04 | 1992-09-30 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| 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)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5742627A (ja) |
| EP (1) | EP0565729B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05102575A (ja) |
| KR (1) | KR930702803A (ja) |
| DE (1) | DE69206600T2 (ja) |
| WO (1) | WO1993007663A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2015514329A (ja) * | 2012-04-11 | 2015-05-18 | トルンプフ レーザー− ウント ジュステームテヒニク ゲゼルシャフトミット ベシュレンクテル ハフツングＴＲＵＭＰＦ Ｌａｓｅｒ− ｕｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ | ガスレーザ用の冷却装置、冷却装置を備えたガスレーザ並びにレーザガスの冷却方法 |
| US9484704B2 (en) | 2014-05-15 | 2016-11-01 | Fanuc Corporation | Gas circulation type laser oscillator |
| JP2017059622A (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | ファナック株式会社 | 異物を捕集する機能を有する熱交換器を備えるレーザ発振器 |
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| US6931046B1 (en) * | 2000-09-14 | 2005-08-16 | The Regents Of The University Of California | High power laser having a trivalent liquid host |
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| DE102007030548A1 (de) | 2007-06-30 | 2009-01-08 | Microstep Photonics Gmbh | Gaslaser mit Lamellenkühler |
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-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257734A patent/JPH05102575A/ja active Pending
-
1992
- 1992-09-30 US US08/050,431 patent/US5742627A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-30 DE DE69206600T patent/DE69206600T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-09-30 WO PCT/JP1992/001263 patent/WO1993007663A1/ja active IP Right Grant
- 1992-09-30 EP EP92920992A patent/EP0565729B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-30 KR KR1019930701556A patent/KR930702803A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|
| KR930702803A (ko) | 1993-09-09 |
| EP0565729A4 (en) | 1993-08-26 |
| DE69206600D1 (de) | 1996-01-18 |
| EP0565729B1 (en) | 1995-12-06 |
| EP0565729A1 (en) | 1993-10-20 |
| DE69206600T2 (de) | 1996-05-15 |
| US5742627A (en) | 1998-04-21 |
| WO1993007663A1 (en) | 1993-04-15 |
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