JPH0843612A - Laser device - Google Patents

Laser device

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Publication number
JPH0843612A
JPH0843612A JP18319294A JP18319294A JPH0843612A JP H0843612 A JPH0843612 A JP H0843612A JP 18319294 A JP18319294 A JP 18319294A JP 18319294 A JP18319294 A JP 18319294A JP H0843612 A JPH0843612 A JP H0843612A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
heat conducting
conducting ring
ring
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18319294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norio Karube
規夫 軽部
Mitsuo Manabe
三男 真鍋
Yasuyuki Morita
泰之 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Priority to JP18319294A priority Critical patent/JPH0843612A/en
Publication of JPH0843612A publication Critical patent/JPH0843612A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the thermal conduction efficiency from a mirror to a thermal cooling section without impairing the flexibility of a mirror holder. CONSTITUTION:A mirror holder is provided with flexible parts having flexibility by notches 31 to 34 between a mirror supporting part for supporting the mirror 2 and the thermal cooling section having a cooling water circulating route 36 for cooling the mirror 2. Thermal conduction members 41, 42, 45, 46 are mounted on the outer peripheries of the flexible parts and constitute a thermal conduction ring. The mirror holder 30 supports the mirror 2 always with a prescribed pressure by the flexible parts disposed between the mirror supporting part for supporting the mirror 2 and the thermal cooling section for cooling the mirror 2. Further, the heat generated from the mirror 2 is transferred from the mirror supporting part to the thermal cooling section via the thermal conduction rings mounted on the outer peripheries of the flexible parts and is cooled in the thermal cooling section.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ発振器内あるいは
その他の光学系にレーザビーム反射用の各種ミラーを用
いるレーザ装置に関し、特に可撓性を有するミラーホル
ダによりミラーを支持するレーザ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser device which uses various mirrors for reflecting a laser beam in a laser oscillator or other optical systems, and more particularly to a laser device which supports a mirror by a flexible mirror holder.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザ装置には、多数のミラーが使用さ
れている。ミラーには、レーザ発振器内部に設けられた
光学共振器内部鏡と、レーザ発信器の外部に設けられた
外部光学系のミラーとがある。それらには、全反射鏡と
ハーフミラーとがあり、それらのミラーはミラーホルダ
によって支持されている。
2. Description of the Related Art Many mirrors are used in laser devices. The mirror includes an optical resonator internal mirror provided inside the laser oscillator and an external optical system mirror provided outside the laser oscillator. They include total reflection mirrors and half mirrors, which are supported by a mirror holder.

【0003】CO2 ガスレーザのような出力の大きいレ
ーザ装置では、動作時ミラーの温度が上昇する。ミラー
の温度が上昇すると、反射面に歪みが生じる。これを防
ぐために、ミラーホルダ内には冷却水が循環している。
この際、冷却水の水圧の変化等の外部からの圧力の変化
による反射面の歪みを防ぐためミラーホルダは可撓性を
有してる。これにより、ミラーをミラーベース面に常に
所定の圧力で押し当てることができる。
In a high power laser device such as a CO 2 gas laser, the temperature of the mirror rises during operation. When the temperature of the mirror rises, the reflecting surface is distorted. To prevent this, cooling water is circulated in the mirror holder.
At this time, the mirror holder has flexibility in order to prevent distortion of the reflecting surface due to a change in pressure from the outside such as a change in cooling water pressure. As a result, the mirror can be constantly pressed against the mirror base surface with a predetermined pressure.

【0004】また、ガスレーザの場合、レーザ発振器の
内部は負圧である。そこで、光学共振器内部鏡に大気圧
との差圧が直接かからないようにするために、ミラーホ
ルダに可撓性をもたせ、またミラーホルダとミラーベー
スとの間を0−リング等で真空シールを行っている。
In the case of a gas laser, the inside of the laser oscillator has a negative pressure. Therefore, in order to prevent the differential pressure from the atmospheric pressure from being directly applied to the internal mirror of the optical resonator, the mirror holder is made flexible, and a vacuum seal is provided between the mirror holder and the mirror base with a 0-ring or the like. Is going.

【0005】以後、ミラーホルダにおいて、ミラーを支
える部分をミラー支持部、可撓性を有する部分を可撓
部、熱の冷却機構を有する部分を熱冷却部と呼ぶ。図7
は従来のミラーホルダの構成を示す図である。ミラーベ
ース1aには、ミラー2aを支えるための固定部11a
がある。ミラー2aは、ミラーホルダ80によって固定
部11aに押し当てられることにより支持されている。
このミラー2aは、照射されたレーザビーム6aを折り
返す全反射鏡である。
Hereinafter, in the mirror holder, a portion supporting the mirror is called a mirror supporting portion, a flexible portion is called a flexible portion, and a portion having a heat cooling mechanism is called a heat cooling portion. Figure 7
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional mirror holder. The mirror base 1a includes a fixing portion 11a for supporting the mirror 2a.
There is. The mirror 2a is supported by being pressed against the fixed portion 11a by the mirror holder 80.
The mirror 2a is a total reflection mirror that returns the irradiated laser beam 6a.

【0006】ミラーホルダ80はネジ51a、52aに
よりミラーベース1aに固定されている。ミラーホルダ
80がミラーベース1aに接する面には円形の溝が設け
られ、そこにはO−リングがはめ込まれている。このO
−リングにより、ミラーホルダ80とミラーベース1a
の間の気密が保たれる。
The mirror holder 80 is fixed to the mirror base 1a with screws 51a and 52a. A circular groove is provided on the surface of the mirror holder 80 in contact with the mirror base 1a, and an O-ring is fitted therein. This O
-By the ring, the mirror holder 80 and the mirror base 1a
The airtightness between them is maintained.

【0007】ミラーホルダ80における円筒の先端がミ
ラー支持部であり、円筒の中程に複数の切り込み81〜
84が設けられている。この切り込み81〜84が設け
られた部分が可撓部であり、これによりミラーホルダ8
0は可撓性を持つことができる。
The tip of the cylinder in the mirror holder 80 is a mirror support portion, and a plurality of cuts 81 to 81 are formed in the middle of the cylinder.
84 is provided. The portion where the cuts 81 to 84 are provided is a flexible portion, whereby the mirror holder 8
0 can be flexible.

【0008】一方、ミラーホルダ80内には冷却水循環
径路86が設けられている。冷却水循環径路86には、
冷却水入口87から冷却水が送り込まれ、冷却水出口8
8から冷却水が排出される。この冷却水循環径路86に
冷却水を循環させることにより、ミラー2aを冷却する
ことができる。この部分が熱冷却部である。
On the other hand, a cooling water circulation path 86 is provided in the mirror holder 80. In the cooling water circulation path 86,
Cooling water is fed from the cooling water inlet 87, and the cooling water outlet 8
Cooling water is discharged from 8. By circulating the cooling water through the cooling water circulation path 86, the mirror 2a can be cooled. This part is the heat cooling part.

【0009】このように、ミラー2aで発生した熱はミ
ラー支持部に伝えられ、さらに、可撓部を介して熱冷却
部に伝えられる。このような例として、本出願人は特開
平1−125883号を出願している。
As described above, the heat generated by the mirror 2a is transferred to the mirror support portion and further transferred to the heat cooling portion via the flexible portion. As such an example, the present applicant has filed Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-125883.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ミラーホルダ
80の可撓部は切り込み81〜84が設けられているた
め、熱を伝えるための径路が長く、熱の伝導性が非常に
悪い。従って、ミラー2aで発生した熱が熱冷却部に伝
わりづらいという問題点があった。
However, since the flexible portion of the mirror holder 80 is provided with the cuts 81 to 84, the path for transmitting heat is long and the heat conductivity is very poor. Therefore, there is a problem that it is difficult for the heat generated in the mirror 2a to be transferred to the heat cooling unit.

【0011】ここで、切り込みの数を減らして熱の伝導
性を良くしようとすると、ミラーホルダのバネ定数が増
大し、ミラーの押し当て圧力を所定の圧力に保つことが
できない。なお、コイルバネで可撓部を構成することも
できるが、熱の伝導性が悪いことに変わりはない。従っ
て、ミラーの歪みを無くし、高品質のレーザビームを得
ることは困難であった。1〜6kwの出力を有する高出
力のレーザ装置では、特にミラーの冷却が困難である。
Here, if the number of cuts is reduced to improve the heat conductivity, the spring constant of the mirror holder increases, and the pressing pressure of the mirror cannot be maintained at a predetermined pressure. Although the flexible portion may be formed of a coil spring, it still has poor heat conductivity. Therefore, it has been difficult to eliminate distortion of the mirror and obtain a high quality laser beam. In a high-power laser device having an output of 1 to 6 kw, it is particularly difficult to cool the mirror.

【0012】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、ミラーホルダの可撓性を損なうことなく、ミ
ラーから熱冷却部までの熱伝導効率を向上させるレーザ
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a laser device which improves the heat conduction efficiency from the mirror to the heat cooling section without impairing the flexibility of the mirror holder. To aim.

【0013】[0013]

【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、レーザ発振器内あるいはその他の光学系
に、レーザビーム反射用の各種ミラーを用いるレーザ装
置において、前記ミラーを支持するミラー支持部と前記
ミラーを冷却するための熱冷却部との間に、可撓性を有
する可撓部が設けられ、前記可撓部の外周に、前記ミラ
ー支持部の熱を前記熱冷却部に伝える熱伝導リングが装
着されたミラーホルダ、を有することを特徴とするレー
ザ装置が提供される。
According to the present invention, in order to solve the above problems, in a laser device using various mirrors for reflecting a laser beam in a laser oscillator or other optical systems, a mirror support for supporting the mirrors is provided. And a heat cooling unit for cooling the mirror, a flexible unit having flexibility is provided, and the heat of the mirror support unit is transferred to the heat cooling unit on the outer periphery of the flexible unit. There is provided a laser device having a mirror holder to which a heat conduction ring is attached.

【0014】[0014]

【作用】ミラーホルダは、ミラーを支持するミラー支持
部とミラーを冷却するための熱冷却部との間に設けられ
た可撓部により、常に所定の圧力でミラーを支持する。
さらに、ミラーから発生した熱は、可撓部の外周に装着
された熱伝導リングを介して、ミラー支持部から熱冷却
部に伝えられ、熱冷却部において冷却される。
The mirror holder always supports the mirror at a predetermined pressure by the flexible portion provided between the mirror support portion supporting the mirror and the heat cooling portion for cooling the mirror.
Further, the heat generated from the mirror is transferred from the mirror support portion to the heat cooling portion via the heat conducting ring mounted on the outer circumference of the flexible portion, and is cooled in the heat cooling portion.

【0015】[0015]

【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は本発明のレーザ装置のミラーホルダの構
成を示す図である。ミラーベース1には、ミラー2を支
えるための固定部11がある。ミラー2は、ミラーホル
ダ30によって押し当てられることにより、固定部11
に支持されている。このミラー2は、照射されたレーザ
ビーム6を折り返す全反射鏡である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a structure of a mirror holder of a laser device of the present invention. The mirror base 1 has a fixing portion 11 for supporting the mirror 2. The mirror 2 is pressed by the mirror holder 30 so that the fixed portion 11
Supported by. The mirror 2 is a total reflection mirror that returns the irradiated laser beam 6.

【0016】ミラーホルダ30はネジ51、52により
ミラーベース1に固定されている。ミラーホルダ30の
ミラーベース1に接する面には円形の溝が設けられ、そ
こにはO−リングがはめ込まれている。このO−リング
により、ミラーホルダ30とミラーベース1の間の気密
が保たれる。なお、ミラーホルダ30はアルミニウム合
金で作られている。アルミニウム合金として、例えばA
5056(Al−Mg合金)が用いられる。
The mirror holder 30 is fixed to the mirror base 1 with screws 51 and 52. A circular groove is provided on the surface of the mirror holder 30 that contacts the mirror base 1, and an O-ring is fitted therein. The O-ring maintains the airtightness between the mirror holder 30 and the mirror base 1. The mirror holder 30 is made of aluminum alloy. As an aluminum alloy, for example, A
5056 (Al-Mg alloy) is used.

【0017】一方、ミラーホルダ30内には冷却水循環
径路36が設けられている。冷却水循環径路36には、
冷却水入口37から冷却水が送り込まれ、冷却水出口3
8から冷却水が排出される。この冷却水循環径路36に
冷却水を循環させることにより、ミラー2を冷却するこ
とができる。つまり冷却水循環径路36の部分が熱冷却
部である。
On the other hand, a cooling water circulation path 36 is provided in the mirror holder 30. In the cooling water circulation path 36,
Cooling water is sent from the cooling water inlet 37, and the cooling water outlet 3
Cooling water is discharged from 8. By circulating the cooling water through the cooling water circulation path 36, the mirror 2 can be cooled. That is, the portion of the cooling water circulation path 36 is the thermal cooling section.

【0018】ミラーホルダ30における円筒状の先端が
ミラー支持部であり、円筒状の中程に複数の切り込み3
1〜34が設けられている。この切り込み31〜34の
部分が可撓部であり、これによりミラーホルダ30は可
撓性を持つことができる。
The cylindrical tip of the mirror holder 30 is a mirror support portion, and a plurality of cuts 3 are formed in the middle of the cylinder.
1-34 are provided. The portions of the cuts 31 to 34 are flexible portions, which allows the mirror holder 30 to have flexibility.

【0019】可撓部は他の部分より半径が小さく、周囲
が溝35になっている。この溝35には、O−リング4
0で支えられた、熱伝導部材41、42、45、46が
装着されている。熱伝導部材41、42、45、46の
形状は、可撓部の外周に沿った円弧状である。図示され
ていないが、熱伝導部材41、42と同じ形状の熱伝導
部材があと2つあり、それらを加えた4つの熱伝導部材
で、熱冷却部側の熱伝導リングを構成する。同様に図示
されていないが、熱伝導部材45、46と同じ形状の熱
伝導部材があと2つあり、それらの4つの熱伝導部材
で、ミラー2側の熱伝導リングを構成する。これらの熱
伝導リングには、銅にニッケルで皮膜したものなどが使
用される。
The flexible portion has a smaller radius than the other portions and has a groove 35 on the periphery. In this groove 35, the O-ring 4
The heat conduction members 41, 42, 45, 46 supported by 0 are attached. The shape of the heat conduction members 41, 42, 45, 46 is an arc shape along the outer circumference of the flexible portion. Although not shown, there are two more heat conducting members having the same shape as the heat conducting members 41 and 42, and the four heat conducting members added thereto form a heat conducting ring on the heat cooling unit side. Similarly, although not shown, there are two more heat conducting members having the same shape as the heat conducting members 45 and 46, and these four heat conducting members form a heat conducting ring on the mirror 2 side. For these heat conducting rings, those coated with nickel on copper are used.

【0020】そして、熱冷却部側の熱伝導リングは、溝
35内の熱冷却部側の面と、可撓部の外周面に密着して
いる。熱冷却部側の熱伝導リングは外周に円錐面を有し
ている。また、ミラー2側の熱伝導リングは、溝35内
のミラー2側の面に密着しているとともに、熱冷却部側
の熱伝導リングと同じ傾斜角の円錐面を内周に有し、そ
の円錐面で熱冷却部側の熱伝導リングと密着している。
こららの密着面には、低蒸気圧グリースが塗布されてい
る。低蒸気圧グリースは、熱伝導を良くする働きをす
る。
The heat conducting ring on the heat cooling portion side is in close contact with the surface of the groove 35 on the heat cooling portion side and the outer peripheral surface of the flexible portion. The heat conducting ring on the heat cooling section side has a conical surface on the outer circumference. The heat conducting ring on the side of the mirror 2 is in close contact with the surface of the groove 35 on the side of the mirror 2 and also has a conical surface with the same inclination angle as the heat conducting ring on the side of the heat cooling unit on the inner circumference. The conical surface is in close contact with the heat conducting ring on the heat cooling section side.
Low vapor pressure grease is applied to these contact surfaces. The low vapor pressure grease serves to improve heat conduction.

【0021】さらに、ミラー2側の熱伝導リングは外周
に、熱冷却部側の熱伝導リングの円錐面と向かい合うよ
うに設けられた円錐面を有している。従って、2つの熱
伝導リングにより、V字型の谷が外周に形成されてい
る。この谷にO−リングが装着されている。
Further, the heat conducting ring on the side of the mirror 2 has a conical surface provided on the outer periphery so as to face the conical surface of the heat conducting ring on the side of the heat cooling unit. Therefore, a V-shaped valley is formed on the outer circumference by the two heat conducting rings. An O-ring is attached to this valley.

【0022】このようにして取り付けられたミラー2に
おいて、レーザビーム6を反射する際に発生した熱は、
ミラーホルダ30のミラー2に接する部分を介してミラ
ー2側の熱伝導リングに伝えられる。その熱は、さらに
熱冷却部側の熱伝導リングに伝わり、ミラーホルダ30
内の冷却水循環径路36に伝えられる。そして、冷却水
循環径路36内を循環する冷却水により冷却される。
The heat generated when the laser beam 6 is reflected by the mirror 2 thus mounted is
The heat is transmitted to the heat conducting ring on the side of the mirror 2 through the portion of the mirror holder 30 that is in contact with the mirror 2. The heat is further transmitted to the heat conduction ring on the heat cooling unit side, and the mirror holder 30
It is transmitted to the cooling water circulation path 36 inside. Then, it is cooled by the cooling water circulating in the cooling water circulation path 36.

【0023】一方、O−リング40は、熱伝導リングを
軽く保持している。従って、熱伝導リングを設けたこと
により、ミラーホルダ30の有する可撓性に影響を及ぼ
すことはない。つまり、バネ定数の変化は無視できる程
小さい。また、O−リング40は、熱伝導リングの外周
の形成された谷に装着されているため、ミラー2側の熱
伝導リングはミラー2側の面に、熱冷却部側の熱伝導リ
ングは熱冷却部側の面に、常に押し当ることができる。
On the other hand, the O-ring 40 holds the heat conducting ring lightly. Therefore, the provision of the heat conduction ring does not affect the flexibility of the mirror holder 30. That is, the change in spring constant is so small that it can be ignored. Further, since the O-ring 40 is attached to the valley formed on the outer periphery of the heat conducting ring, the heat conducting ring on the side of the mirror 2 is on the surface on the side of the mirror 2 and the heat conducting ring on the side of the heat cooling unit is the heat conducting ring. It can always be pressed against the surface on the cooling unit side.

【0024】図2は熱冷却部側の熱伝導リングを示す図
である。(A)は熱冷却部側の熱伝導リングの平面図で
ある。この熱伝導リングは、4つの熱伝導部材41〜4
4に分割されている。熱伝導部材41〜44の形状は円
弧であり、この内径は可撓部の外周の径と等しい。
FIG. 2 is a view showing the heat conducting ring on the heat cooling section side. FIG. 7A is a plan view of a heat conduction ring on the heat cooling unit side. This heat conduction ring includes four heat conduction members 41 to 4
It is divided into four. The shape of each of the heat conducting members 41 to 44 is an arc, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the flexible portion.

【0025】(B)は(A)のX−X断面図である。熱
冷却部側の熱伝導リングを構成する熱伝導部材41、4
2の内周面41a、42aは、は可撓部の外周に接する
面であり、熱伝導部材41、42の側面41b,42b
は、ミラーホルダ30の溝35内の熱冷却部側の面に接
する面である。さらに、熱伝導部材41、42の外周面
41c,42cは円錐形であり、ミラー側の熱伝導リン
グに接する面である。
(B) is a sectional view taken along line XX of (A). The heat conducting members 41, 4 constituting the heat conducting ring on the heat cooling section side.
The inner peripheral surfaces 41a and 42a of 2 are surfaces contacting the outer periphery of the flexible portion, and the side surfaces 41b and 42b of the heat conducting members 41 and 42.
Is a surface in contact with the surface of the mirror holder 30 in the groove 35 on the side of the thermal cooling unit. Further, the outer peripheral surfaces 41c, 42c of the heat conducting members 41, 42 are conical and are surfaces that contact the heat conducting ring on the mirror side.

【0026】図3はミラー側の熱伝導リングを示す図で
ある。(C)はミラー側の熱伝導リングの平面図であ
る。この熱伝導リングは、4つの熱伝導部材45〜48
に分割されている。熱伝導部材45〜48の形状は円弧
であり、この内径は可撓部の外径と等しい。
FIG. 3 is a view showing the heat conducting ring on the mirror side. (C) is a plan view of the heat conducting ring on the mirror side. This heat conducting ring includes four heat conducting members 45 to 48.
Is divided into The heat conducting members 45 to 48 have a circular arc shape, and the inner diameter is equal to the outer diameter of the flexible portion.

【0027】(D)は(C)のY−Y断面図である。冷
却水循環径路側の熱伝導リングを構成する熱伝導部材4
5、46の内周面45a、46aは円錐形であり、熱冷
却部側の熱伝導リングの外周面に接する面である。熱伝
導部材45、46の側面45b,46bは、ミラーホル
ダ30の溝35のミラー2側の面に接する面である。
(D) is a sectional view taken along line YY of (C). Heat conduction member 4 which constitutes a heat conduction ring on the cooling water circulation path side
The inner peripheral surfaces 45a and 46a of the reference numerals 5 and 46 have a conical shape, and are surfaces in contact with the outer peripheral surface of the heat conducting ring on the heat cooling unit side. The side surfaces 45b and 46b of the heat conducting members 45 and 46 are surfaces that contact the surface of the groove 35 of the mirror holder 30 on the mirror 2 side.

【0028】図2、図3に示したように、熱伝導部側と
ミラー側の熱伝導リングは、それぞれ4つの熱伝導部材
で構成されている。これにより、熱膨張等によりミラー
ホルダ30の切り込み部と熱伝導リングとが接する面の
径に誤差が生じても、密着性を確保することができ、良
好な熱伝導効率を保つことができる。これは、熱伝導リ
ングの製造時の、寸法の誤差によるる熱伝導効率の悪化
を防ぐことにもなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the heat conducting ring on the heat conducting portion side and the heat conducting ring on the mirror side are each composed of four heat conducting members. Accordingly, even if an error occurs in the diameter of the surface where the cutout portion of the mirror holder 30 and the heat conducting ring are in contact with each other due to thermal expansion or the like, it is possible to secure the adhesion and maintain good heat conducting efficiency. This also prevents deterioration of the heat conduction efficiency due to dimensional errors during manufacturing of the heat conduction ring.

【0029】図4は本発明を実施するためのガスレーザ
装置のレーザービーム出力系統を示す図である。レーザ
発信器3内の放電管3a、3bの内部にはレーザガスが
循環しており、励起用電源から高周波電圧が印加される
とレーザガスが励起される。放電管3bの両端には、ミ
ラーホルダ30cで支持されたリア鏡と、ミラーホルダ
30aで支持された折り返し鏡が設けられている。ま
た、放電管3aの両端には、ミラーホルダ30dで支持
された出力鏡と、ミラーホルダ30で支持された折り返
し鏡が設けられている。レーザ発振器3から出力された
レーザビーム6は、ミラーホルダ30dで支持された外
部ミラーで、任意の場所に導かれる。
FIG. 4 is a diagram showing a laser beam output system of a gas laser device for carrying out the present invention. Laser gas circulates inside the discharge tubes 3a and 3b in the laser oscillator 3, and the laser gas is excited when a high frequency voltage is applied from the excitation power source. A rear mirror supported by a mirror holder 30c and a folding mirror supported by a mirror holder 30a are provided at both ends of the discharge tube 3b. An output mirror supported by the mirror holder 30d and a folding mirror supported by the mirror holder 30 are provided at both ends of the discharge tube 3a. The laser beam 6 output from the laser oscillator 3 is guided to an arbitrary location by the external mirror supported by the mirror holder 30d.

【0030】このガスレーザ装置に使用されているミラ
ーホルダ30、30a、30b、30c、30dは、可
撓部に熱伝導リングを有しており、内部に冷却水が循環
している。そして、各ミラーにおいて、レーザビームを
反射することにより発生する熱は、ミラーホルダ30、
30a、30b、30c、30dにより効率良く放熱さ
れる。
The mirror holders 30, 30a, 30b, 30c and 30d used in this gas laser device have a heat conducting ring in the flexible portion, and the cooling water circulates inside. Then, in each mirror, heat generated by reflecting the laser beam is generated by the mirror holder 30,
Heat is efficiently dissipated by 30a, 30b, 30c and 30d.

【0031】図5はレーザビーム出力開始後の経過時間
とミラーの温度変化との関係を示す図である。図におい
て、横軸はレーザビーム出力開始からの経過時間を表
し、縦軸はレーザビーム出力開始時点の温度からの上昇
温度を表す。図中の実線71は本発明の上記の図1に示
す実施例を用いてミラーを冷却した場合であり、破線7
2は従来の方法によりミラーを冷却した場合である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the elapsed time after the start of laser beam output and the temperature change of the mirror. In the figure, the horizontal axis represents the elapsed time from the start of laser beam output, and the vertical axis represents the temperature rise from the temperature at the start of laser beam output. A solid line 71 in the figure is a case where the mirror is cooled by using the embodiment shown in FIG. 1 of the present invention, and a broken line 7
2 is the case where the mirror is cooled by the conventional method.

【0032】このように、本発明を用いた場合、レーザ
ビーム出力開始直後に温度は上昇するが、その後一定の
温度が保たれる。この温度は、冷却水の温度とほぼ同じ
である。これは、ミラーホルダに熱伝導リングを設けた
ことにより、ミラーと冷却水循環径路との間の熱伝導効
率が向上したためである。
As described above, when the present invention is used, the temperature rises immediately after the start of laser beam output, but thereafter a constant temperature is maintained. This temperature is almost the same as the temperature of the cooling water. This is because the heat conduction ring between the mirror and the cooling water circulation path is improved by providing the heat conduction ring on the mirror holder.

【0033】図6はレーザビームのレーザビーム出力開
始からの時間経過に伴うモードの変化を示す図である。
図中上段は図7に示すミラーホルダを使用した場合であ
り、下段は図1に示すミラーホルダを使用した場合であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing the change of the mode of the laser beam with the lapse of time from the start of the laser beam output.
The upper part of the figure shows the case where the mirror holder shown in FIG. 7 is used, and the lower part shows the case where the mirror holder shown in FIG. 1 is used.

【0034】図から分かるように、熱伝送リングをミラ
ーホルダに装着することにより、ミラーに歪みが生じる
のを防ぐことができるため、数分以上経過した後であっ
ても、レーザビーム出力開始直後とほぼ同じモードが得
られる。このように、モードが時間的に変化しないこと
はレーザ加工の始点から終点までを、同一条件で加工で
きることであり、高品質の加工が可能となることを意味
する。
As can be seen from the figure, by mounting the heat transfer ring on the mirror holder, it is possible to prevent distortion of the mirror. Therefore, even after several minutes or more, immediately after the laser beam output is started. You can get almost the same mode as. As described above, the fact that the mode does not change with time means that it is possible to perform processing from the start point to the end point of the laser processing under the same conditions, and high quality processing is possible.

【0035】このように、ミラーホルダの可撓部に熱伝
導リングを装着したため、ミラーホルダの可撓性を確保
したまま熱の伝導性を向上させることができる。このた
め、ミラーの歪みを最小限に押さえることができ、大出
力のレーザ装置において、良好なモードパターンを保っ
たまま加工を行うことができる。
Since the heat conducting ring is attached to the flexible portion of the mirror holder as described above, the heat conductivity can be improved while the flexibility of the mirror holder is ensured. Therefore, the distortion of the mirror can be suppressed to a minimum, and the processing can be performed in a high-power laser device while maintaining a good mode pattern.

【0036】上記の説明では、2つの熱伝導リングは円
錐面によって接するとしたが、円筒面によって接するよ
うに構成することもできる。また、全反射鏡のミラーを
支持するミラーホルダの例を用いて説明したが、部分反
射鏡(反透鏡)においても同様に適用することができ
る。
In the above description, the two heat conducting rings are contacted by the conical surface, but they may be contacted by the cylindrical surface. Further, the example of the mirror holder that supports the mirror of the total reflection mirror has been described, but the present invention can be similarly applied to a partial reflection mirror (anti-reflection mirror).

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明では、ミラー
ホルダの可撓部に熱伝導リングを装着したため、ミラー
のミラーホルダの可撓性を損なうことなく、ミラーから
熱冷却部までの熱伝導効率を向上させることができ、大
出力のレーザ装置であってもミラーに生じる歪みを最小
限に抑えることができる。
As described above, according to the present invention, since the heat conducting ring is attached to the flexible portion of the mirror holder, the heat conduction from the mirror to the heat cooling portion can be performed without impairing the flexibility of the mirror holder of the mirror. The efficiency can be improved, and the distortion generated in the mirror can be minimized even in a high-power laser device.

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

【図1】本発明のレーザ装置のミラーホルダの構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mirror holder of a laser device of the present invention.

【図2】熱冷却部側の熱伝導リングを示す図である。
(A)は熱冷却部側の熱伝導リングの平面図であり、
(B)は(A)のX−X断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a heat conduction ring on a heat cooling unit side.
(A) is a plan view of the heat conduction ring on the heat cooling unit side,
(B) is an XX sectional view of (A).

【図3】ミラー側の熱伝導リングを示す図である。
(C)はミラー側の熱伝導リングの平面図であり、
(D)は(C)のY−Y断面図である。
FIG. 3 is a diagram showing a heat conducting ring on a mirror side.
(C) is a plan view of the heat conducting ring on the mirror side,
(D) is a YY sectional view of (C).

【図4】本発明を実施するためのガスレーザ装置のレー
ザービーム出力系統を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a laser beam output system of a gas laser device for carrying out the present invention.

【図5】レーザビーム出力開始後の経過時間とミラーの
温度変化との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the elapsed time after the start of laser beam output and the temperature change of the mirror.

【図6】レーザビームのレーザビーム出力開始からの時
間経過に伴うモードの変化を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a change in mode of a laser beam with the lapse of time from the start of laser beam output.

【図7】従来のミラーホルダの構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional mirror holder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ミラーベース 2 ミラー 30 ミラーホルダ 31、32、33、34 切り込み 36 冷却水循環径路 40 O−リング 41、42、45、46 熱伝導部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mirror base 2 Mirror 30 Mirror holder 31, 32, 33, 34 Notch 36 Cooling water circulation path 40 O-ring 41, 42, 45, 46 Heat conduction member

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ発振器内あるいはその他の光学系
にレーザビーム反射用の各種ミラーを用いるレーザ装置
において、 前記ミラーを支持するミラー支持部と前記ミラーを冷却
するための熱冷却部との間に、可撓性を有する可撓部が
設けられ、前記可撓部の外周に、前記ミラー支持部の熱
を前記熱冷却部に伝える熱伝導リングが装着されたミラ
ーホルダ、 を有することを特徴とするレーザ装置。
1. A laser device using various mirrors for reflecting a laser beam in a laser oscillator or other optical system, wherein a mirror support part for supporting the mirror and a heat cooling part for cooling the mirror are provided. A mirror holder provided with a flexible portion having flexibility, and a heat conduction ring for transmitting heat of the mirror support portion to the heat cooling portion is attached to an outer periphery of the flexible portion, Laser device.
【請求項2】 前記熱伝導リングは、第1の熱伝導リン
グと、前記第1の熱伝導リングと互いに接する第2の熱
伝導リングと、から構成されることを特徴とする請求項
1記載のレーザ装置。
2. The heat conducting ring is composed of a first heat conducting ring and a second heat conducting ring that is in contact with the first heat conducting ring. Laser device.
【請求項3】 前記熱伝導リングは、外周に円錐面を有
する第1の熱伝導リングと、前記第1の熱伝導リングの
円錐面と互いに接する円錐面を内周に有する第2の熱伝
導リングと、から構成されることを特徴とする請求項1
記載のレーザ装置。
3. The heat conducting ring has a first heat conducting ring having a conical surface on the outer circumference, and a second heat conducting ring having a conical surface on the inner circumference which is in contact with the conical surface of the first heat conducting ring. A ring and a ring.
The laser device described.
【請求項4】 前記熱伝導リングは、外周に円筒面を有
する第1の熱伝導リングと、前記第1の熱伝導リングの
円筒面と互いに接する円筒面を内周に有する第2の熱伝
導リングと、から構成されることを特徴とする請求項1
記載のレーザ装置。
4. The heat conducting ring has a first heat conducting ring having a cylindrical surface on the outer circumference, and a second heat conducting ring having a cylindrical surface on the inner circumference that is in contact with the cylindrical surface of the first heat conducting ring. A ring and a ring.
The laser device described.
【請求項5】 前記熱伝導リングは、外周に円錐面を有
する第1の熱伝導リングと、前記第1の熱伝導リングの
円錐面と互いに接する円錐面を内周に有するとともに、
前記第1の熱伝導リングの円錐面と対向し谷を形成する
円錐面を外周に有する第2の熱伝導リングと、から構成
されることを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。
5. The heat conducting ring has a first heat conducting ring having a conical surface on the outer periphery and a conical surface contacting the conical surface of the first heat conducting ring on the inner periphery,
2. The laser device according to claim 1, further comprising a second heat conducting ring which has a conical surface which is opposed to the conical surface of the first heat conducting ring and forms a valley on the outer circumference.
【請求項6】 前記熱伝導リングは、複数の円弧型の熱
伝導部材に分割されていることを特徴とする請求項1記
載のレーザ装置。
6. The laser device according to claim 1, wherein the heat conducting ring is divided into a plurality of arc-shaped heat conducting members.
【請求項7】 前記熱伝導リングは、外周に装着された
O−リングで支持されていることを特徴とする請求項1
記載のレーザ装置。
7. The heat conducting ring is supported by an O-ring mounted on the outer periphery of the heat conducting ring.
The laser device described.
【請求項8】 前記熱伝導リングは、外周に装着された
リング状のコイルバネで支持されていることを特徴とす
る請求項1記載のレーザ装置。
8. The laser device according to claim 1, wherein the heat conducting ring is supported by a ring-shaped coil spring mounted on the outer periphery.
【請求項9】 前記熱伝導リングは、熱を伝導させるべ
き接触面には、低蒸気圧伝導性グリースが塗布されてい
ることを特徴とする請求項1記載のレーザ装置。
9. The laser device according to claim 1, wherein the heat conducting ring has a low vapor pressure conductive grease applied to a contact surface for conducting heat.
【請求項10】 前記熱冷却部は、内部に冷却水を循環
させることにより冷却を行うことを特徴とする請求項1
記載のレーザ装置。
10. The thermal cooling unit cools by circulating cooling water inside.
The laser device described.
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WO2021064964A1 (en) * 2019-10-03 2021-04-08 日本電信電話株式会社 Diffraction element fixing device

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