JPH0799352A - レーザー発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置的に小型であるにも拘わらず、高い冷却能
力を有し、発振効率の高いレーザー発振装置とする。 【構成】筒状ケーシング２内のほぼ中心位置に、励起ラ
ンプとレーザーロッドとが収容されたキャビティー３を
内設するとともに、前記筒状ケーシング２内において、
前記キャビティー３の周囲に、凹凸状に加工された外側
壁によって冷却用フィン７ａ，７ａ…が形成され、かつ
この冷却用フィン７ａ，７ａ…の間隙を抜けて筒状ケー
シング軸方向の空気流路が形成されるとともに、前記キ
ャビティー３と外側壁との間に冷却用水が循環されるよ
うに構成された熱交換器７を一体的に備える一方、前記
筒状ケーシング２の後方部に前記熱変換器７側に向けて
送風を行う冷却用ファン６を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に小型で発振効率の
高いレーザー発振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、医療の分野においては、レー
ザー光を用いて対象の生体組織にレーザー光を照射させ
て、加温や焼灼を図る治療が多く行われている。レーザ
ー光による場合には、生体組織へのダメージが少なく、
かつ出血が少ない等の利点があるため、このレーザー装
置の開発が急速に進められている。

【０００３】かかるレーザー装置のレーザー光発振部
は、たとえばＹＡＧレーザーロッドを励起ランプで励起
することにより、レーザー光を発するように構成されて
おり、レーザーロッドから発振されたレーザー光は、共
振ミラーによって共振・増幅され、さらに集光レンズに
よって集光された後、光ファイバーによって導かれ先端
のレーザープローブより患部に照射される。この場合、
レーザー光出力は、前記励起ランプへの電流値を変える
ことによりその出力が調整される。

【０００４】この種のレーザー発振装置の場合、所望の
レーザー出力を出射するのに必要な電流を常時前記励起
ランプに流しておくと、励起ランプからの発熱量が多く
なり、効率が著しく低下するため、たとえば特開平５−
１１５４９１号公報においては、図３に示されるよう
に、レーザー発振器４０に、冷却タンク４１、ポンプ４
２、フィルタ４３および熱交換器４４を有する循環管路
系４５を形成し、冷却水を循環させて冷却するようにし
た装置が開示されている。この場合、冷却能力の調整
は、温度センサー４８からの冷水温度情報に基づいて前
記冷却ファン４６の回転数制御によって行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た冷却装置の場合には、計画される冷却能力の設定にも
よるが、概して冷却用タンクの規模、ポンプの能力、熱
変換器の容量等が大きくなり、装置的にも大掛かりにな
りがちであるとともに、循環経路の途中で熱変換器で冷
却した後、冷却水をレーザー発振部まで送給する方式の
ため、冷却応答のタイムラグも発生し易く、またキャビ
ティも不均一に冷却され易く、レーザー発振部を高い精
度で冷却管理することが困難であるなどの問題を有す
る。

【０００６】そこで本発明の主たる課題は、装置的に小
型であるにも拘わらず、高い冷却能力を有し、かつ冷却
応答性に優れた冷却器を備え、発振効率の高いレーザー
発振装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題は、筒状ケーシ
ング内のほぼ断面中央位置に、励起ランプとレーザーロ
ッドとが収容されたキャビティーを内設するとともに、
前記筒状ケーシング内において、前記キャビティーの周
囲を取り囲んでこれと一体的に、凹凸状に加工された外
側壁によって多数の冷却用フィンが形成されるととも
に、この冷却用フィン群の間隙を抜けて筒状ケーシング
軸方向の空気流路が形成され、前記キャビティーと外側
壁との間に冷却用液が循環されるように構成された熱交
換器を備える一方、前記筒状ケーシングの後方部に前記
熱変換器側に向けて送風を行う冷却用ファンを備えたこ
とで解決できる。

【０００８】また、この場合、レーザーロッドを挟んで
光軸上の前後部に配置された共振ミラー、および光軸上
前方に配置された集光レンズをダストカバーによって覆
うことが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明においては、励起ランプとレーザーロッ
ドが収容されたキャビティ、すなわちレーザー発振部が
筒状ケーシング内に収納される。そして、前記キャビテ
ィーの周囲には、これと一体的に前記形状の熱変換器が
設けられるとともに、前記筒状ケーシング内の後方側に
冷却用ファンを備える。このように、筒状ケーシング内
に冷却器を収納するようにしたので、全体に装置がコン
パクトになる。

【００１０】また、前記キャビティの周囲に一体的に熱
変換器を備え、筒状ケーシングを風導路として冷却用フ
ァンを設けてあるので、送風の全量が効果的に冷却に寄
与するとともに、熱変換器で冷却された冷却水が直接的
にキャビティに対して作用するため、装置をコンパクト
にしたにも拘わらず、高い冷却能力を確保することがで
きるとともに、冷却応答性に優れるためキャビティの温
度管理が容易となる。

【００１１】また、キャビティ後方の同軸線上に冷却フ
ァンを備えるため、キャビティが円周方向に均等に冷却
されることとなるため、キャビティの熱膨張による光軸
ずれの誤差が小さく、発振効率の低下を防止することが
できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳述する。
図１において、本発明に係るレーザー発振装置１は、レ
ーザー発振部が筒状のケーシング２内に内設されてい
る。筒状ケーシング２内には、ほぼ断面中央位置にレー
ザーロッド４を置いて、その両脇に平行的に２本の励起
ランプ５、５が配設されている。これらのレーザーロッ
ド４および励起ランプ５、５は、共に断面がメガネ形状
のキャビティ（中空体）に収容されている。

【００１３】前記レーザーロッド４の光軸上の後方側に
は、ダストカバー１６Ａ内に収納されて後側共振ミラー
１１が配置されているとともに、その前方側にはダスト
カバー１６Ｂに収納されて前側共振ミラー１２が配置さ
れている。さらに、前記前側共振ミラー１２の前方に
は、円筒状のダストカバー管１３を中間に介在させ、こ
のダストカバー管１３の先端に螺設されたレンズホルダ
ー１７内に収納されて集光レンズ１４が配置されてい
る。なお、図示していないが、レーザー光軸上に開閉シ
ャッターを設けてレーザー光の発振動作を制御すること
ができる。また、前記筒状ケーシング２の断面形状につ
いては、実施例に示す円形に限らず、方形、多角形状等
の適宜の形状のものを使用することができる。

【００１４】レーザー光の照射は、図示しない駆動電源
により励起ランプ４からフラッシュ光を発光させ、この
フラッシュ光のエネルギーをキャビティ３の内面で反射
させてレーザーロッド４に吸収させるようにして励起さ
せる。そして、レーザーロッド４から発せられたレーザ
ー光が、後側共振ミラー１１と前側共振ミラー１２によ
って共振され、増幅された状態で前側共振ミラー１２か
ら出射される。出射されたレーザー光は集光レンズ１４
によって集光されて光ファイバー１５に入射して、先端
のレーザープローブまで送られて患部に照射される。

【００１５】ところで、本発明装置は、前記筒状ケーシ
ング２内において、前記キャビティー３を包囲しかつキ
ャビティ３と一体的に、熱変換器７が設けられるととも
に、前記筒状ケーシング２内の後方側に熱変換器側に送
風を行う冷却用ファン６が設けられている。前記熱変換
器７は、凹凸状に加工された外側壁によって周囲に多数
のフィン７ａ、７ａ…が形成され、かつこのフィン７
ａ、７ａ…の間隙を抜ける筒状ケーシング２の軸方向に
空気流路Ａ、Ａ…が形成され、前記キャビティー３と外
側壁との間に供給された冷却用水が前記冷却用ファン６
からの送風によって円周方向に均等に冷却されるように
なっている。

【００１６】図示の例では、前記フィン７ａ、７ａ…
は、外側壁が筒状ケーシング２の軸方向に凹凸状に加工
されているとともに、図２に示されるように、断面内に
おいても周囲が凹凸状に加工されることによって、広い
伝熱面積が確保されているともに、ケーシング２の後方
側に設置された冷却用ファン６からの送風を前方側に通
過させるようにしている。なお、本実施例において、前
記後側共振ミラー１１、前側共振ミラー１２および集光
レンズ１４が、ダストカバー１６Ａ、１６Ｂ、１３によ
って覆われているのは、前記冷却用ファン６からの送風
による塵埃からこれらを保護するためである。

【００１７】一方、冷却水は、前記熱変換器７を巡る循
環路８が形成され、循環路の中間に設置された送水ポン
プ１０により循環されるようになっている。なお、１０
は冷却用水を貯留するための水タンクである。

【００１８】なお、本発明レーザー発振装置は、小型で
発振効率の高いものとなるため、ロボットに組み込むよ
うな場合には、特に好適なものとして採用することがで
きる

【００１９】。

【発明の効果】以上詳説のとおり、本発明によれば、装
置的に小型であるにも拘わらず、高い冷却能力を有しか
つ冷却応答性に優れた冷却器を備え、発振効率の高いレ
ーザー発振装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザー発振装置の縦断面図であ
る。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】従来のレーザー発振装置の冷却構造を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…レーザー発振装置、２…筒状ケーシング、３…キャ
ビティー、４…レーザーロッド、５…励起ランプ、６…
冷却用ファン、７…熱変換器、７ａ…フィン、９…水タ
ンク、１０…送水ポンプ、１１…後側共振ミラー、１２
…前側共振ミラー、１４…集光レンズ、１５…光ファイ
バー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状ケーシング内のほぼ断面中央位置に、
   励起ランプとレーザーロッドとが収容されたキャビティ
   ーを内設するとともに、前記筒状ケーシング内におい
   て、前記キャビティーの周囲を取り囲んでこれと一体的
   に、凹凸状に加工された外側壁によって多数の冷却用フ
   ィンが形成されるとともに、この冷却用フィン群の間隙
   を抜けて筒状ケーシング軸方向の空気流路が形成され、
   前記キャビティーと外側壁との間に冷却用液が循環され
   るように構成された熱交換器を備える一方、前記筒状ケ
   ーシングの後方部に前記熱変換器側に向けて送風を行う
   冷却用ファンを備えたことを特徴とするレーザー発振装
   置。
2. 【請求項２】レーザーロッドを挟んで光軸上の前後部に
   配置された共振ミラー、および光軸上前方に配置された
   集光レンズをダストカバーによって覆った請求項１記載
   のレーザー発振装置。