JPH07283466A - Solid laser - Google Patents

Solid laser

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JPH07283466A
JPH07283466A JP6073697A JP7369794A JPH07283466A JP H07283466 A JPH07283466 A JP H07283466A JP 6073697 A JP6073697 A JP 6073697A JP 7369794 A JP7369794 A JP 7369794A JP H07283466 A JPH07283466 A JP H07283466A
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cooling water
solid
laser
cooling
temperature
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JP6073697A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Imai
信一 今井
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a solid laser having a circulation channel for passing cooling water for deionizing and cooling water for maintaining a laser bolt cooling water for deionizing and cooling water for maintaining laser rod at a prescribed temperature by one circulating path. CONSTITUTION:A solid laser, which cools a solid laser medium provided in a laser head 1 and an excitation lamp for optically pumping this solid laser medium, is provided with a circulating path 14, which circulates cooling water to the head 1 and cools the solid laser medium and the excitation lamp, an ion-exchange resin unit 24, which deionizes the cooling water provided in this path 14, and a first heat exchanger 22, which cools the cooling water flowing in this unit 24 to a prescribed temperature or lower. Moreover, the solid laser is provided with a heating heater 26, which heats the cooling water, which flows in the laser head provided on the downstream side of the unit 24, to a prescribed temperature or higher.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はレ−ザヘッドに設けら
れた固体レ−ザ媒質およびこの固体レ−ザ媒質を光励起
する励起ランプとが冷却水によって冷却される固体レ−
ザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state laser medium provided on a laser head and an exciting lamp for optically exciting the solid-state laser medium by cooling water.
The device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、固体レ−ザ装置は、そのレ−ザ
ヘッドに設けられた固体レ−ザ媒質を励起ランプで光励
起することでレ−ザ光を発生させるようになっており、
光励起される固体レ−ザ媒質と高電流が入力される励起
ランプとは温度上昇が著しい。そこで、上記固体レ−ザ
媒質と励起ランプとを冷却し、これらが早期に熱損する
のを防止している。
2. Description of the Related Art Generally, a solid-state laser device is designed to generate laser light by optically exciting a solid-state laser medium provided in its laser head with an excitation lamp.
The temperature rises significantly between the optically excited solid-state laser medium and the excitation lamp to which a high current is input. Therefore, the solid-state laser medium and the excitation lamp are cooled to prevent early heat loss thereof.

【0003】固体レ−ザ装置として、たとえばアレキサ
ンドライトレ−ザの場合、冷却される固体レ−ザ媒質を
90℃に温度制御することがその装置を効率よく運転す
る上で要求されることになる。
In the case of an alexandrite laser as a solid-state laser apparatus, it is required to control the temperature of a solid-state laser medium to be cooled to 90 ° C. in order to operate the apparatus efficiently. .

【0004】一方、固体レ−ザ媒質を光励起する励起ラ
ンプは、固体レ−ザ装置の構造上、冷却水中に水没した
状態で冷却されるから、その冷却水としては電気伝導度
が、たとえば300Kオ−ム/cm程度の、十分に低い値
に脱イオン化された冷却水が用いられる。冷却水は、イ
オン交換樹脂が設けられたイオン交換樹脂ユニットに通
して脱イオン化が計られる。
On the other hand, the excitation lamp that optically excites the solid laser medium is cooled in the state of being submerged in the cooling water due to the structure of the solid laser device, so that the cooling water has an electric conductivity of, for example, 300K. Cooling water deionized to a sufficiently low value, such as ohms / cm, is used. The cooling water is passed through an ion exchange resin unit provided with an ion exchange resin for deionization.

【0005】ところで、イオン交換樹脂は、その温度特
性から冷却水の温度が50℃以下でなければ脱イオン化
を効率よく確実に行うことが難しい。つまり、励起ラン
プを冷却するためにイオン交換樹脂ユニットに流れる冷
却水と、固体レ−ザ媒質を冷却する冷却水との温度が異
なるということがあった。
By the way, it is difficult for the ion exchange resin to deionize efficiently and surely unless the temperature of the cooling water is 50 ° C. or lower due to its temperature characteristics. That is, the temperature of the cooling water flowing through the ion exchange resin unit for cooling the excitation lamp and the cooling water for cooling the solid laser medium may be different.

【0006】そこで、従来は、たとえば特開昭60−2
39075号公報に示されるように、励起ランプを冷却
する冷却水と、固体レ−ザ媒質を冷却する冷却水とを、
それぞれ独立した別々の循環路で循環させ、それぞれの
循環路において冷却水の温度を別々に制御するようにし
ていた。
Therefore, in the prior art, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 60-2 is used.
As shown in Japanese Patent No. 39075, cooling water for cooling the excitation lamp and cooling water for cooling the solid laser medium are
It circulates through independent circulation paths, and the temperature of the cooling water is controlled separately in each circulation path.

【0007】しかしながら、このような従来構造による
と、それぞれの冷却水を独立して温度制御するために2
つの独立した循環路を必要とするから、装置の大型化を
招くということがあるばかりか、構成の複雑化によるコ
ストアップを招くということもある。しかも、レ−ザヘ
ッド内において2つの冷却水の循環路を液密に隔別され
た構成としなければならないから、このレ−ザヘッドの
構造が複雑化するということもある。
However, according to such a conventional structure, it is necessary to control the temperature of each cooling water independently.
Since three independent circulation paths are required, this not only causes an increase in the size of the apparatus, but also causes an increase in cost due to the complicated structure. In addition, since the two circulation paths of the cooling water have to be liquid-tightly separated in the laser head, the structure of the laser head may be complicated.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、励起ラン
プを冷却するために脱イオン化される冷却水に要求され
る温度と、レ−ザ媒質を冷却する冷却水に要求される温
度とが異なる場合、レ−ザヘッドに2つの独立した循環
路を設けなければならなかったので、装置の複雑化や大
型化を招くということがあった。
As described above, the temperature required for the deionized cooling water for cooling the excitation lamp and the temperature required for the cooling water for cooling the laser medium are different from each other. In this case, the laser head had to be provided with two independent circulation paths, which sometimes led to a complicated and large-sized apparatus.

【0009】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、1つの循環路で脱イオン
化されるに適した温度の冷却水と、固体レ−ザ媒質を冷
却するに適した温度の冷却水とが得られる固体レ−ザ装
置を提供することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to cool the cooling water having a temperature suitable for deionization in one circulation path and the solid laser medium. Another object of the present invention is to provide a solid-state laser device which can obtain cooling water having different temperatures.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載されたこ
の発明は、レ−ザヘッドに設けられた固体レ−ザ媒質お
よびこの固体レ−ザ媒質を光励起する励起ランプを冷却
する固体レ−ザ装置において、上記レ−ザヘッドに冷却
水を循環させて上記固体レ−ザ媒質と励起ランプとを冷
却する循環路と、この循環路に設けられ上記冷却水を脱
イオン化するイオン交換樹脂ユニットと、このイオン交
換樹脂ユニットに流入する冷却水を所定温度以下に冷却
する第1の熱交換器と、上記イオン交換樹脂ユニットの
下流側に設けられ上記レ−ザヘッドに流入する冷却水を
所定温度以上に加熱する加熱手段とを具備したことを特
徴とする固体レ−ザ装置。
The present invention described in claim 1 is a solid-state laser medium provided in a laser head and a solid-state laser for cooling an excitation lamp for optically exciting the solid laser medium. In the laser apparatus, a circulation path for circulating cooling water in the laser head to cool the solid laser medium and the excitation lamp, and an ion exchange resin unit provided in the circulation path for deionizing the cooling water. A first heat exchanger for cooling the cooling water flowing into the ion-exchange resin unit to a predetermined temperature or less, and cooling water flowing into the laser head provided downstream of the ion-exchange resin unit above a predetermined temperature. And a heating means for heating the solid laser device.

【0011】請求項2に記載されたこの発明は、レ−ザ
ヘッドに設けられた固体レ−ザ媒質およびこの固体レ−
ザ媒質を光励起する励起ランプを冷却する固体レ−ザ装
置において、上記レ−ザヘッドに冷却水を循環させて上
記固体レ−ザ媒質と励起ランプとを冷却する循環路と、
この循環路に設けられ上記冷却水を脱イオン化するイオ
ン交換樹脂ユニットと、このイオン交換樹脂ユニットに
流入する冷却水を所定温度以下に冷却する第1の熱交換
器と、上記イオン交換樹脂ユニットの下流側に設けられ
上記レ−ザヘッドに流入する冷却水を所定温度以上に加
熱する加熱手段と、上記レ−ザヘッドからの冷却水の一
部を上記イオン交換樹脂ユニットを通さずに上記加熱手
段へ流入させるバイパス路とを具備したことを特徴とす
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a solid laser medium provided in a laser head and the solid laser medium.
In a solid-state laser device that cools an excitation lamp that optically excites a laser medium, a circulation path that circulates cooling water in the laser head to cool the solid-state laser medium and the excitation lamp,
An ion exchange resin unit provided in this circulation path for deionizing the cooling water, a first heat exchanger for cooling the cooling water flowing into the ion exchange resin unit to a predetermined temperature or lower, and an ion exchange resin unit Heating means provided on the downstream side for heating the cooling water flowing into the laser head to a predetermined temperature or higher, and a part of the cooling water from the laser head to the heating means without passing through the ion exchange resin unit. It is characterized in that it is provided with a bypass path for inflowing.

【0012】[0012]

【作用】請求項1に記載された発明によれば、イオン交
換樹脂ユニットに流入する冷却水は第1の熱交換器によ
ってイオン交換するに適した温度に冷却され、上記イオ
ン交換樹脂ユニットでイオン交換されてレ−ザヘッドに
流入する冷却水は加熱手段によって固体レ−ザ媒質を冷
却するに適した温度に昇温される。
According to the invention described in claim 1, the cooling water flowing into the ion exchange resin unit is cooled by the first heat exchanger to a temperature suitable for ion exchange, and the ion exchange resin unit performs ion exchange. The cooling water exchanged and flowing into the laser head is heated to a temperature suitable for cooling the solid laser medium by the heating means.

【0013】請求項2に記載された発明によれば、第1
の熱交換器に流入する冷却水の一部を第2の熱交換器に
バイパスさせることで、第1の熱交換器に流入する高温
度の冷却水の流量を低減させてイオン交換樹脂ユニット
に流入する冷却水の温度を確実に所定温度以下にするこ
とができ、またレ−ザヘッドに供給される冷却水の温度
の制御も確実に行える。
According to the invention described in claim 2, the first
By bypassing a part of the cooling water flowing into the second heat exchanger into the second heat exchanger, the flow rate of the high-temperature cooling water flowing into the first heat exchanger is reduced to the ion exchange resin unit. The temperature of the inflowing cooling water can be surely made lower than a predetermined temperature, and the temperature of the cooling water supplied to the laser head can be surely controlled.

【0014】[0014]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1と図2に示すこの発明の第1の実施例は固
体レ−ザ装置のレ−ザヘッド1を備えている。このレ−
ザヘッド1は図2に示すように本体2を有し、この本体
2には冷却空間部3が形成されている。この冷却空間部
3には、楕円筒状の集光ミラ−4が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 comprises a laser head 1 of a solid-state laser device. This ray
The head 1 has a main body 2 as shown in FIG. 2, and a cooling space 3 is formed in the main body 2. The cooling space 3 is provided with an elliptic cylindrical light collecting mirror-4.

【0015】上記集光ミラ−4の一方の焦点位置にはア
レキサンドライトレ−ザ用の固体レ−ザ媒質5が配置さ
れ、他方の焦点位置には上記固体レ−ザ媒質5を光励起
するための励起ランプ6が配置されている。
A solid-state laser medium 5 for an alexandrite laser is arranged at one focus position of the light collecting mirror-4, and the solid-state laser medium 5 is optically excited at the other focus position. An excitation lamp 6 is arranged.

【0016】上記固体レ−ザ媒質5は両端部がそれぞれ
支持管7の一端部に液密に支持されている。各支持管7
は、一端を上記冷却空間部3に連通させ、他端を外部に
開口させて上記本体2に形成された一対の支持孔8にそ
れぞれ液密に挿通支持されている。一方の支持管7の他
端には高反射ミラ−9が対向して配設され、他方の支持
管7の他端には上記高反射ミラ−9とで光共振器を形成
する出力ミラ−11が対向して配置されている。
Both ends of the solid laser medium 5 are liquid-tightly supported by one end of a support tube 7. Each support tube 7
Is fluid-tightly inserted and supported in a pair of support holes 8 formed in the main body 2 with one end communicating with the cooling space 3 and the other end opened to the outside. A high-reflecting mirror 9 is disposed at the other end of one supporting tube 7 so as to face it, and an output mirror that forms an optical resonator with the high-reflecting mirror 9 at the other end of the other supporting tube 7. 11 are arranged facing each other.

【0017】上記励起ランプ6に高電圧が印加されて放
電が発生すると、その放電で上記固体レ−ザ媒質5が光
励起されてレ−ザ光Lが発生する。このレ−ザ光Lは高
反射ミラ−9と出力ミラ−11とで反射を繰り返して増
幅され、その強度が所定以上に達すると、上記出力ミラ
−11から発振出力されるようになっている。
When a high voltage is applied to the excitation lamp 6 to generate a discharge, the solid laser medium 5 is photoexcited by the discharge to generate a laser beam L. The laser light L is repeatedly reflected and amplified by the high-reflecting mirror 9 and the output mirror 11, and when the intensity reaches a predetermined level or higher, the laser light L is oscillated and output from the output mirror 11. .

【0018】上記本体2には、上記冷却空間部3に連通
する冷却水の導入口12と流出口13とが形成されてい
る。上記導入口12と流出口13とは冷却水が循環する
循環路14の中途部に接続されている。循環路14を循
環する冷却水としては純水が用いられている。
The main body 2 has an inlet 12 and an outlet 13 for cooling water which communicate with the cooling space 3. The inlet 12 and the outlet 13 are connected to a middle portion of the circulation path 14 through which the cooling water circulates. Pure water is used as the cooling water circulating in the circulation path 14.

【0019】上記循環路14には、第1の熱交換器22
が設けられている。この第1の熱交換器22は、上記レ
−ザヘッド2の流出口13から流出した冷却水が流入す
る第1のコイル21を有する。この第1の熱交換器22
には第1のコイル21を流れる冷却水と熱交換(冷却)
する、たとえば市水などの冷却媒体を流す第2のコイル
23が設けられている。
The circulation path 14 has a first heat exchanger 22.
Is provided. The first heat exchanger 22 has a first coil 21 into which the cooling water flowing out from the outlet 13 of the laser head 2 flows. This first heat exchanger 22
Exchanges heat with the cooling water flowing through the first coil 21 (cooling)
A second coil 23 for flowing a cooling medium such as city water is provided.

【0020】上記第1の熱交換器22で熱交換されて第
1のコイル21から流出する冷却水はイオン交換樹脂ユ
ニット24に流入する。このイオン交換樹脂ユニット2
4はイオン交換樹脂を有し、ここに流入する冷却水を脱
イオン化して十分に低い電気伝導度とする。その際、上
記イオン交換樹脂ユニット24の有効な動作範囲は50
℃以下であるから、上記第1の熱交換器22ではレ−ザ
ヘッド1からの冷却水を後述するごとく50℃以下に冷
却する。
The cooling water that has undergone heat exchange in the first heat exchanger 22 and flows out of the first coil 21 flows into the ion exchange resin unit 24. This ion exchange resin unit 2
No. 4 has an ion exchange resin, and deionizes the cooling water flowing into it to make it sufficiently low in electrical conductivity. At this time, the effective operating range of the ion exchange resin unit 24 is 50.
Since it is below ℃, the cooling water from the laser head 1 is cooled to below 50 ℃ in the first heat exchanger 22 as described later.

【0021】上記イオン交換樹脂ユニット24で脱イオ
ン化された冷却水は加熱手段を構成する加熱タンク25
に流入する。この加熱タンク25内には加熱ヒ−タ26
が設けられている。この加熱ヒ−タ26は制御装置27
からの駆動信号によって通電され、加熱タンク25内に
流入した冷却水を加熱する。
The cooling water deionized by the ion exchange resin unit 24 is heated by a heating tank 25 which constitutes heating means.
Flow into. A heating heater 26 is provided in the heating tank 25.
Is provided. This heating heater 26 is a control device 27.
The cooling water that has been energized by the drive signal from the and flows into the heating tank 25 is heated.

【0022】上記加熱タンク25内の冷却水の温度は第
1のセンサ28によって検出される。この第1のセンサ
28の検出信号は上記制御装置27に入力される。この
制御装置27は、上記第1のセンサ28が検出する温度
と、上記制御装置27に設定された温度とを比較し、そ
の比較に基づいて上記加熱ヒ−タ26への通電を制御す
るようになっている。
The temperature of the cooling water in the heating tank 25 is detected by the first sensor 28. The detection signal of the first sensor 28 is input to the control device 27. The control device 27 compares the temperature detected by the first sensor 28 with the temperature set in the control device 27, and controls the energization of the heating heater 26 based on the comparison. It has become.

【0023】上記制御装置27に設定される設定温度
は、アレキサンドライトレ−ザの固体レ−ザ媒質5を効
率よく動作させるに適した温度である60〜99℃、こ
の実施例においては90℃になっている。したがって、
加熱タンク25に設けられた加熱ヒ−タ26は、ここに
流入した冷却水を90℃に加熱する。
The set temperature set in the controller 27 is 60 to 99 ° C., which is a temperature suitable for operating the solid laser medium 5 of the alexandrite tracer efficiently, and 90 ° C. in this embodiment. Has become. Therefore,
The heating heater 26 provided in the heating tank 25 heats the cooling water flowing therein to 90 ° C.

【0024】上記加熱タンク25の流出側には循環ポン
プ31が接続されていて、この循環ポンプ31によって
冷却水が循環路14を循環させられるようになってい
る。上記循環ポンプ31と上記レ−ザヘッド1の導入口
12との間には15ミクロンメッシュのコットンフィル
タ33が設けられている。このコットンフィルタ33に
よって冷却水に含まれる塵埃が除去され、レ−ザヘッド
1に純度の高い冷却水が供給される。
A circulation pump 31 is connected to the outflow side of the heating tank 25, and the circulation water is circulated in the circulation passage 14 by the circulation pump 31. A 15 micron mesh cotton filter 33 is provided between the circulation pump 31 and the inlet 12 of the laser head 1. The cotton filter 33 removes dust contained in the cooling water and supplies the cooling water having a high purity to the laser head 1.

【0025】上記循環路14には、上記第1の熱交換器
22の第1のコイル21の流入側からバイパス管35が
分岐されている。このバイパス管35は第1の制御弁3
6を介して第2の熱交換器37の第1のコイル38に接
続されている。上記第1の制御弁36は、上記第1の熱
交換器22と上記第2の熱交換器37へ流す冷却水の割
合を制御する。
A bypass pipe 35 is branched from the circulation path 14 from the inflow side of the first coil 21 of the first heat exchanger 22. This bypass pipe 35 is connected to the first control valve 3
It is connected to the first coil 38 of the second heat exchanger 37 via 6. The first control valve 36 controls the ratio of the cooling water that flows to the first heat exchanger 22 and the second heat exchanger 37.

【0026】上記第2の熱交換器37の第1のコイル3
8に流入した冷却水は、第2のコイル39を流れる冷却
媒体と熱交換して上記加熱タンク25に流入する。上記
第2のコイル39の流入側には冷却媒体の流入量を制御
する第2の制御弁41が設けられている。
First coil 3 of the second heat exchanger 37
The cooling water flowing into 8 exchanges heat with the cooling medium flowing through the second coil 39 and flows into the heating tank 25. A second control valve 41 for controlling the inflow amount of the cooling medium is provided on the inflow side of the second coil 39.

【0027】上記第1の制御弁36と第2の制御弁41
とは、上記第1のセンサ28が検出する加熱タンク25
内の冷却水の温度に基づいて上記制御装置27からの制
御信号によって開度が設定されるようになっている。
The above-mentioned first control valve 36 and second control valve 41
Is the heating tank 25 detected by the first sensor 28.
The opening degree is set by a control signal from the control device 27 based on the temperature of the cooling water inside.

【0028】なお、制御装置27には、上記レ−ザヘッ
ド1の導入口12の近傍における冷却水の温度を検出す
る第2のセンサ42と、導出口13の近傍における冷却
水の温度を検出する第3のセンサ43とからの検出信号
が入力される。これらセンサ42、43からの検出信号
は、上記第1のセンサ28からの検出信号に基づく、上
記加熱ヒ−タ6、第1の制御弁36および第2の制御弁
41の制御のフィ−ドバック制御に利用される。
The controller 27 detects the temperature of the cooling water in the vicinity of the inlet 12 of the laser head 1 and the temperature of the cooling water in the vicinity of the outlet 13. The detection signal from the third sensor 43 is input. The detection signals from these sensors 42 and 43 are feedback based on the detection signals from the first sensor 28 for controlling the heating heater 6, the first control valve 36 and the second control valve 41. Used for control.

【0029】つぎに、上記構成の固体レ−ザ装置の動作
について説明する。循環ポンプ32を作動させると、冷
却水は循環路14を循環する。循環路14を循環する冷
却水は、第1の熱交換器22で50℃に冷却されてイオ
ン交換樹脂ユニット24に流入して脱イオン化され、つ
いで加熱タンク25内の加熱ヒ−タ26でレ−ザヘッド
1内のレ−ザロッド5を90℃に維持できる温度に加熱
されてレ−ザヘッド1に流入する。
Next, the operation of the solid-state laser device having the above structure will be described. When the circulation pump 32 is operated, the cooling water circulates in the circulation path 14. The cooling water circulating in the circulation path 14 is cooled to 50 ° C. by the first heat exchanger 22, flows into the ion exchange resin unit 24 and is deionized, and is then reheated by the heating heater 26 in the heating tank 25. -The laser rod 5 in the laser head 1 is heated to a temperature capable of maintaining 90 ° C and flows into the laser head 1.

【0030】上記加熱ヒ−タ26による冷却水の加熱温
度は、加熱タンク25に設けられた第1のセンサ28が
検出する冷却水の温度に基づいて制御装置27が上記加
熱ヒ−タ26への通電を制御して行われる。つまり、冷
却水は加熱ヒ−タ26によってレ−ザロッド5を冷却す
るに適した温度である、90℃に温度制御される。
The heating temperature of the cooling water by the heating heater 26 is controlled by the control device 27 to the heating heater 26 based on the temperature of the cooling water detected by the first sensor 28 provided in the heating tank 25. It is performed by controlling the energization of. That is, the temperature of the cooling water is controlled by the heating heater 26 to 90 ° C., which is a temperature suitable for cooling the laser rod 5.

【0031】一方、レ−ザロッド5が励起ランプ6によ
って加熱され過ぎ、上記レ−ザヘッド1から流出する冷
却水の温度が高くなり過ぎた場合、その冷却水を上記第
1の熱交換器22では、その能力によってイオン交換樹
脂ユニット24に供給する50℃以下に冷却できないこ
とがある。
On the other hand, when the laser rod 5 is overheated by the excitation lamp 6 and the temperature of the cooling water flowing out from the laser head 1 becomes too high, the cooling water is passed through the first heat exchanger 22. However, depending on its capacity, it may not be possible to cool the ion-exchange resin unit 24 to 50 ° C. or lower.

【0032】そのような場合、レ−ザヘッド1から流出
する冷却水の温度を検出する第3のセンサ43からの検
出信号が制御装置27に入力されると、この制御装置2
7は第1の制御弁36と第2の制御弁41との開度を制
御する。
In such a case, when the detection signal from the third sensor 43 for detecting the temperature of the cooling water flowing out from the laser head 1 is input to the control device 27, this control device 2
Reference numeral 7 controls the openings of the first control valve 36 and the second control valve 41.

【0033】すなわち、第1の制御弁36は第3のセン
サ43が検出した冷却水の温度に応じて所定の開度で開
放され、レ−ザヘッド1で加熱され過ぎた冷却水の一部
をバイパス管35を通して第2の熱交換器37へ流す。
それによって、第1の熱交換器22へ流れる冷却水の流
量が低下するから、この第1の熱交換器22によって冷
却水を50℃以下に冷却してイオン交換樹脂ユニット2
4へ供給することができる。
That is, the first control valve 36 is opened at a predetermined opening according to the temperature of the cooling water detected by the third sensor 43, and a part of the cooling water that has been overheated by the laser head 1 is partially removed. It flows through the bypass pipe 35 to the second heat exchanger 37.
As a result, the flow rate of the cooling water flowing to the first heat exchanger 22 decreases, so that the cooling water is cooled to 50 ° C. or less by the first heat exchanger 22 and the ion exchange resin unit 2
4 can be supplied.

【0034】一方、第2の熱交換器37に流れた高温度
の冷却水は、ここで熱交換されて加熱タンク25へ流入
する。第2の熱交換器37において、冷却水はレ−ザヘ
ッド1の固体レ−ザロッド5を90℃に維持するに適し
た温度、たとえば90℃に冷却されて加熱タンク25へ
流入する。その場合、制御装置27によって第2の制御
弁41の開度が制御され、第2の熱交換器37の第2の
コイル39に流れる冷却媒体の流量が制御されること
で、上記第2の熱交換器37の第1のコイル38を通っ
て加熱タンク25へ流入する冷却水の温度が制御され
る。
On the other hand, the high-temperature cooling water flowing through the second heat exchanger 37 is heat-exchanged here and flows into the heating tank 25. In the second heat exchanger 37, the cooling water is cooled to a temperature suitable for maintaining the solid laser rod 5 of the laser head 1 at 90 ° C, for example, 90 ° C, and then flows into the heating tank 25. In that case, the opening degree of the second control valve 41 is controlled by the control device 27, and the flow rate of the cooling medium flowing through the second coil 39 of the second heat exchanger 37 is controlled. The temperature of the cooling water flowing into the heating tank 25 through the first coil 38 of the heat exchanger 37 is controlled.

【0035】すなわち、バイパス管35に第2の熱交換
器37を設けたことで、レ−ザヘッド1から第1の熱交
換器22へ戻る冷却水の温度が高過ぎ、この第1の熱交
換器22の熱交換能力を越えてしまうような場合であっ
ても、その一部を第2の熱交換器37にバイパスさせる
ことで、イオン交換樹脂ユニット24へはその動作範囲
である、50℃以下のの冷却水を供給することができ
る。
That is, by providing the second heat exchanger 37 in the bypass pipe 35, the temperature of the cooling water returning from the laser head 1 to the first heat exchanger 22 is too high, and this first heat exchange is performed. Even if the heat exchange capacity of the vessel 22 is exceeded, by partially bypassing the second heat exchanger 37, the ion exchange resin unit 24 is operated within the operating range of 50 ° C. The following cooling water can be supplied.

【0036】上記レ−ザヘッド1の流入側では第2のセ
ンサ42によって冷却水の温度が検出される。この第2
のセンサ42が検出する冷却水の温度が固体レ−ザ媒質
5を90℃に維持する温度からずれている場合、上記制
御装置27からは、上記加熱ヒ−タ26、上記第1の制
御弁36および第2の制御弁41へフィ−ドバック信号
が出力され、これらが制御される。したがって、上記レ
−ザヘッド1に流入する冷却水は所定の温度、つまりレ
−ザロッド5を90℃に維持するに適した温度に確実に
制御されることになる。
On the inflow side of the laser head 1, the temperature of the cooling water is detected by the second sensor 42. This second
When the temperature of the cooling water detected by the sensor 42 of FIG. 2 is deviated from the temperature of maintaining the solid laser medium 5 at 90 ° C., the heating heater 26 and the first control valve are controlled by the control device 27. A feedback signal is output to the control valve 36 and the second control valve 41 to control them. Therefore, the cooling water flowing into the laser head 1 is reliably controlled to a predetermined temperature, that is, a temperature suitable for maintaining the laser rod 5 at 90 ° C.

【0037】冷却水の一部をバイパス管35へ流し、イ
オン交換樹脂ユニット24を通さずにレ−ザヘッド1へ
供給することで、その冷却水は脱イオン化されていない
ことになるが、加熱タンク25において、第1の熱交換
器22からイオン交換樹脂ユニット24を通って脱イオ
ン化された冷却水と混合されてレ−ザヘッド1に供給さ
れることで、その冷却水は励起ランプ6の絶縁状態を維
持することができる。
By flowing a part of the cooling water to the bypass pipe 35 and supplying it to the laser head 1 without passing through the ion exchange resin unit 24, the cooling water is not deionized, but it is a heating tank. At 25, the cooling water is supplied from the first heat exchanger 22 through the ion exchange resin unit 24 to the laser head 1 after being mixed with the deionized cooling water, so that the cooling water is insulated from the excitation lamp 6. Can be maintained.

【0038】図3はこの発明の第2の実施例を示す。こ
の実施例において、上記第1の実施例と同一部分には同
一記号を付して説明を省略する。つまり、この第2の実
施例は、バイパス管35に第2の熱交換器37を設け
ず、このバイパス管35の第1の制御弁36の流出側を
加熱タンク25に直接、接続するようにした。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In other words, in the second embodiment, the bypass pipe 35 is not provided with the second heat exchanger 37, and the outflow side of the first control valve 36 of the bypass pipe 35 is directly connected to the heating tank 25. did.

【0039】また、制御装置27に第3のセンサ43の
検出信号が入力されると、それによって第1の制御弁3
6の開度だけがフィ−ドバック制御されるようになって
いる。
Further, when the detection signal of the third sensor 43 is input to the control device 27, the first control valve 3 is thereby activated.
Only the opening degree of 6 is feedback controlled.

【0040】このような構成によれば、バイパス管35
にバイパスされた冷却水は高温度の状態で加熱タンク2
5に流入し、ここで第1の熱交換器22によって50℃
以下に冷却された冷却水と混合して温度が低下する。
According to such a configuration, the bypass pipe 35
The cooling water bypassed to the heating tank 2 is in a high temperature state.
5 where it is heated to 50 ° C. by the first heat exchanger 22.
The temperature is lowered by mixing with cooling water cooled below.

【0041】したがって、加熱タンク25における冷却
水の温度は、加熱ヒ−タ26によって固体レ−ザ媒質5
を冷却するに適した温度に加熱制御されるから、レ−ザ
ヘッド1には第1の実施例と同様、レ−ザロッド5を最
適な温度に冷却できる冷却水を供給できる。
Therefore, the temperature of the cooling water in the heating tank 25 is controlled by the heating heater 26.
Since the heating is controlled to a temperature suitable for cooling, the laser head 1 can be supplied with cooling water capable of cooling the laser rod 5 to an optimum temperature as in the first embodiment.

【0042】すなわち、バイパス管35に、第1の実施
例に示された第2の熱交換器37が設けられていない場
合であっても、イオン交換樹脂ユニット24に流入する
冷却水の温度と、レ−ザヘッド1に流入する冷却水の温
度とを所定の温度に制御することが可能である。
That is, even if the bypass pipe 35 is not provided with the second heat exchanger 37 shown in the first embodiment, the temperature of the cooling water flowing into the ion exchange resin unit 24 and It is possible to control the temperature of the cooling water flowing into the laser head 1 to a predetermined temperature.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、冷
却水を1つの循環路で循環させる構成であっても、冷却
水がイオン交換樹脂ユニットに流入する温度を、そのイ
オン交換樹脂ユニットの動作範囲内の温度に冷却して確
実に脱イオン化することができ、また固体レ−ザ媒質
を、イオン交換樹脂ユニットの動作範囲よりも高い温度
に冷却維持することができる。
As described above, according to the present invention, even when the cooling water is circulated in one circulation path, the temperature at which the cooling water flows into the ion exchange resin unit is set to the ion exchange resin unit. Can be reliably deionized by cooling to a temperature within the operating range of, and the solid laser medium can be cooled and maintained at a temperature higher than the operating range of the ion exchange resin unit.

【0044】したがって、脱イオン化された冷却水を循
環させる循環路と、固体レ−ザ媒質を所定温度に冷却維
持する冷却水の循環路とを別々にせずにすむから、装置
の構成を簡略かつ小型にすることができる。
Therefore, the circulation path for circulating the deionized cooling water and the circulation path for the cooling water for cooling and maintaining the solid laser medium at a predetermined temperature do not have to be separate, so that the structure of the apparatus is simplified. Can be small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例を示す固体レ−ザ装置
の全体構成の概略図。
FIG. 1 is a schematic view of the overall configuration of a solid-state laser device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同じくレ−ザヘッドの断面図。FIG. 2 is a sectional view of the laser head.

【図3】この発明の第2の実施例を示す固体レ−ザ装置
の全体構成の概略図。
FIG. 3 is a schematic diagram of an overall configuration of a solid-state laser device showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レ−ザヘッド、5…固体レ−ザ媒質、6…励起ラン
プ、14…循環路、22…第1の熱交換器、24…イオ
ン交換樹脂ユニット、25…加熱タンク、26…加熱ヒ
−タ、27…制御装置、28…第1のセンサ、35…バ
イパス管、42…第2のセンサ、43…第3のセンサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser head, 5 ... Solid laser medium, 6 ... Excitation lamp, 14 ... Circulation path, 22 ... First heat exchanger, 24 ... Ion exchange resin unit, 25 ... Heating tank, 26 ... Heating heater , 27 ... control device, 28 ... first sensor, 35 ... bypass pipe, 42 ... second sensor, 43 ... third sensor.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レ−ザヘッドに設けられた固体レ−ザ媒
質およびこの固体レ−ザ媒質を光励起する励起ランプを
冷却する固体レ−ザ装置において、 上記レ−ザヘッドに冷却水を循環させて上記固体レ−ザ
媒質と励起ランプとを冷却する循環路と、この循環路に
設けられ上記冷却水を脱イオン化するイオン交換樹脂ユ
ニットと、このイオン交換樹脂ユニットに流入する冷却
水を所定温度以下に冷却する第1の熱交換器と、上記イ
オン交換樹脂ユニットの下流側に設けられ上記レ−ザヘ
ッドに流入する冷却水を所定温度以上に加熱する加熱手
段とを具備したことを特徴とする固体レ−ザ装置。
1. A solid-state laser device for cooling a solid-state laser medium provided on a laser head and an excitation lamp for optically exciting the solid-state laser medium, wherein cooling water is circulated through the laser head. A circulation path for cooling the solid laser medium and the excitation lamp, an ion exchange resin unit provided in the circulation path for deionizing the cooling water, and cooling water flowing into the ion exchange resin unit at a predetermined temperature or lower. A solid body comprising: a first heat exchanger for cooling the cooling water and a heating means provided downstream of the ion exchange resin unit for heating the cooling water flowing into the laser head to a predetermined temperature or higher. Laser device.
【請求項2】 レ−ザヘッドに設けられた固体レ−ザ媒
質およびこの固体レ−ザ媒質を光励起する励起ランプを
冷却する固体レ−ザ装置において、 上記レ−ザヘッドに冷却水を循環させて上記固体レ−ザ
媒質と励起ランプとを冷却する循環路と、この循環路に
設けられ上記冷却水を脱イオン化するイオン交換樹脂ユ
ニットと、このイオン交換樹脂ユニットに流入する冷却
水を所定温度以下に冷却する第1の熱交換器と、上記イ
オン交換樹脂ユニットの下流側に設けられ上記レ−ザヘ
ッドに流入する冷却水を所定温度以上に加熱する加熱手
段と、上記レ−ザヘッドからの冷却水の一部を上記イオ
ン交換樹脂ユニットを通さずに上記加熱手段へ流入させ
るバイパス路とを具備したことを特徴とする固体レ−ザ
装置。
2. A solid laser device for cooling a solid laser medium provided on a laser head and an excitation lamp for optically exciting the solid laser medium, wherein cooling water is circulated through the laser head. A circulation path for cooling the solid laser medium and the excitation lamp, an ion exchange resin unit provided in the circulation path for deionizing the cooling water, and cooling water flowing into the ion exchange resin unit at a predetermined temperature or lower. A first heat exchanger for cooling the cooling water, heating means provided downstream of the ion exchange resin unit for heating the cooling water flowing into the laser head to a predetermined temperature or higher, and cooling water from the laser head. And a bypass passage for letting a part of the gas flow into the heating means without passing through the ion exchange resin unit.
【請求項3】 上記加熱手段は、加熱タンクと、この加
熱タンク内に設けられた加熱ヒ−タとを有し、この加熱
ヒ−タは上記加熱タンク内の冷却水の温度を検出するセ
ンサからの検出信号が入力される制御手段によって制御
されることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
固体レ−ザ装置。
3. The heating means has a heating tank and a heating heater provided in the heating tank, and the heating heater detects a temperature of cooling water in the heating tank. The solid-state laser device according to claim 1 or 2, wherein the solid-state laser device is controlled by a control means to which a detection signal from the device is input.
【請求項4】 上記バイパス路には、上記加熱手段へ流
入する冷却水の温度を調節する第2の熱交換器が設けら
れていることを特徴とする請求項2記載の固体レ−ザ装
置。
4. The solid-state laser apparatus according to claim 2, wherein the bypass passage is provided with a second heat exchanger for adjusting the temperature of the cooling water flowing into the heating means. .
【請求項5】 上記レ−ザヘッドの流入側と流出側との
冷却水の温度はそれぞれセンサによって検出され、この
検出信号は上記制御手段にフィ−ドバックされることを
特徴とする請求項3記載の固体レ−ザ装置。
5. The temperature of the cooling water on the inflow side and the temperature of the outflow side of the laser head are respectively detected by sensors, and the detection signals are fed back to the control means. Solid state laser device.
【請求項6】 冷却水の流路には、上記第1の熱交換器
と第2の熱交換器とに流れる冷却水の流量を調節する第
1の制御弁が設けられていることを特徴とする請求項4
記載の固体レ−ザ装置。
6. A cooling water flow path is provided with a first control valve for adjusting a flow rate of the cooling water flowing to the first heat exchanger and the second heat exchanger. Claim 4
The solid-state laser device described.
【請求項7】 上記第2の熱交換器に流入する冷却水と
熱交換する冷却媒体の管路には、その冷却媒体の流量を
制御する第2の制御弁が設けられ、この第2の制御弁は
上記制御手段によって上記加熱ヒ−タとともに制御され
ることを特徴とする請求項3記載の固体レ−ザ装置。
7. A second control valve for controlling the flow rate of the cooling medium is provided in the pipeline of the cooling medium for exchanging heat with the cooling water flowing into the second heat exchanger. The solid-state laser apparatus according to claim 3, wherein the control valve is controlled together with the heating heater by the control means.
【請求項8】 上記レ−ザヘッドの流入側と流出側との
冷却水の温度はそれぞれセンサによって検出され、この
検出信号は上記制御手段にフィ−ドバックされることを
特徴とする請求項3記載の固体レ−ザ装置。
8. The temperature of the cooling water on the inflow side and the temperature of the outflow side of the laser head are respectively detected by sensors, and the detection signals are fed back to the control means. Solid state laser device.
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