JPS6243605A - Waveguide for carbon dioxide laser light - Google Patents
Waveguide for carbon dioxide laser lightInfo
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- JPS6243605A JPS6243605A JP60183291A JP18329185A JPS6243605A JP S6243605 A JPS6243605 A JP S6243605A JP 60183291 A JP60183291 A JP 60183291A JP 18329185 A JP18329185 A JP 18329185A JP S6243605 A JPS6243605 A JP S6243605A
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- Japan
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- waveguide
- lens
- holder
- dry gas
- nozzle
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- Pending
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、炭酸ガスレーザ光用導波路、特に溶接、切断
、熱処理などの工業加工に有用な大電力炭酸ガスレーザ
光用導波路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a waveguide for carbon dioxide laser light, and particularly to a waveguide for high power carbon dioxide laser light that is useful for industrial processing such as welding, cutting, and heat treatment. .
[従来の技術]
実用化を目ざした可撓性を有する炭酸ガスレーザ九用導
波路を大別すれば、:f4本体をコアとして用いる赤外
フフイハと、空気を上な伝送媒体として用いる中空導波
路に分けられる。[Prior Art] Flexible carbon dioxide laser waveguides aimed at practical use can be roughly divided into: infrared waveguides that use an F4 body as a core, and hollow waveguides that use air as a transmission medium. It can be divided into
こtい゛)のうち、誘電体を内装した導波路を含め金属
中空導波路は、人出力端面における反射がなく、また熱
伝導率が大きく冷却効率が高いため、特に入電力伝送用
として適している。Among these, metal hollow waveguides, including waveguides with dielectrics inside, are particularly suitable for input power transmission because they have no reflection at the output end face, have high thermal conductivity, and have high cooling efficiency. ing.
[発明がM決しようとする問題点]
中空導波路では、導波路の外部全体を水などによって冷
却できる。しかし、この場合、導波路内壁が露点以下に
なり、導波路内壁にわずかながし°)も水分を帯びる場
合が生ずる。波長1O6(577mにおける水の吸収係
数はlosm 近くもあり、わずかな水分によっても
伝送損失は急激に増加する。この水分による伝送損失の
増加は水分の蒸発によって解消されるが、数W程度の低
パワーの場合は比較的長い時間高損失導波路となる。ま
た、100W以上のパワー伝送になると局部的には瞬時
的に100℃近くにも温度が上昇する。このような局部
的な温度上昇は大電力になる程危険性を増し、導波路内
壁の破壊に−)ながる。[Problems to be Solved by the Invention] In a hollow waveguide, the entire exterior of the waveguide can be cooled with water or the like. However, in this case, the temperature of the inner wall of the waveguide becomes below the dew point, and even a small amount of water on the inner wall of the waveguide may become tinged with moisture. The absorption coefficient of water at a wavelength of 106 m (577 m) is close to losm, and even a small amount of water causes a rapid increase in transmission loss. This increase in transmission loss due to water is eliminated by evaporation of the water, but In the case of power, it becomes a high-loss waveguide for a relatively long time.Also, when transmitting power of 100W or more, the temperature locally rises instantaneously to nearly 100℃.Such a local temperature rise The higher the power, the more dangerous it becomes, leading to damage to the inner wall of the waveguide.
さらに、lPl学技報(Oq E 82−120(1!
+82))に5店られる。Lうな(J eや(:aへ8
なと、通常丁導体と呼ばれている材料を内装した金属中
空導波路では、瞬時的温度上y7により熱暴走が生しる
危険性がある0例えば、Geては約50℃を超えると熱
暴走が起こりやすくなる。さらに、誘電体内装金属中空
導波路では、内装する誘電体の屈折率はf2に近い程低
ta失導波路となることが理論的に示されているが、こ
のような低屈折率の材料は一般に潮解性がある。従って
、4波路の外部のみを冷却したとしても、内壁に付着す
る水分のために内壁に凹凸が生し、伝送特性が劣化する
。In addition, IPl Science and Technology Report (Oq E 82-120 (1!
+82)) will open 5 stores. L Una (J eya(:a 8
For example, in a metal hollow waveguide that is made of a material that is usually called a dielectric conductor, there is a risk of thermal runaway due to the instantaneous temperature increase. Runaways are more likely to occur. Furthermore, in a dielectric-incorporated metal hollow waveguide, it has been theoretically shown that the closer the refractive index of the internal dielectric material is to f2, the lower the ta loss waveguide becomes. Generally deliquescent. Therefore, even if only the outside of the four wave paths is cooled, moisture adhering to the inner wall causes unevenness on the inner wall, degrading the transmission characteristics.
本発明は、前記した問題点を解消し、局所的な温度hg
と伝送損失増加を防止するとともに、中空導波路の内壁
を保護し、長期信頼性と安全性を高めた大電力炭酸ガス
レーザ光用導波路のFに供を目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned problems, and the local temperature hg
The purpose of the present invention is to provide a waveguide for high-power carbon dioxide laser light, which prevents the increase in transmission loss and protects the inner wall of the hollow waveguide, and improves long-term reliability and safety.
[問題点を解決するための手段]
本発明の炭酸ガスレーザ光用導波路は、外部冷却子Fり
を有する金属中空導波路の人躬剥お上び出口(側にはそ
れぞれレンズを保持するホルダーが設けられており、入
射側のホルダーには、しンスど金属中空導波路端との間
の10置に乾燥ガスの流入孔が設けられ、出射側のホル
ダーには、金属中゛や導波路とは反対側の位置に乾燥カ
スを流出するノズルが設けられると共に、乾燥カスをレ
ンズを迂回してノズル方向に導く迂回孔が設けられてな
ることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] The carbon dioxide laser light waveguide of the present invention has a hollow metal waveguide having an external cooler F, and a holder for holding a lens at each side. The holder on the input side is provided with dry gas inflow holes at 10 positions between the end of the metal hollow waveguide and the holder on the output side. The device is characterized in that a nozzle for discharging dry scum is provided at a position opposite to the lens, and a detour hole is provided for guiding the dry scum toward the nozzle, bypassing the lens.
本発明では、金属中空導波路内を通過する+′を燥ガス
を出射lコより噴出させることにより、φに内部の熱を
外に逃し、また導波路の内壁に水分が1・1着するのを
防止する機能の池、粉塵が導波路内に侵入したり出射側
レンズに付着したりすることを防止できる働きを持たせ
ることができ、更に乾燥ガスの種類を選択することによ
り液加に物の加工効率を上げるための補助ガスとしての
使用をも可能とし七いる。In the present invention, by ejecting dry gas +' passing through the metal hollow waveguide from the output l, internal heat is released to the outside through φ, and moisture is deposited on the inner wall of the waveguide. By selecting the type of drying gas, it is possible to prevent dust from entering the waveguide or from adhering to the exit lens. It can also be used as an auxiliary gas to increase the processing efficiency of materials.
導波路の中空領域内に流入せしめるガスとしては室温の
空気を用いるのが品も容易であるが、空気の他にCO2
,0ユ、N2、Arなとが用いられる。ただし、金属中
空導波路では、02あるいは空気を流入させると導波路
内壁の酸化により11:送損失が増加するので02ある
いは空気の使用は適当でない、しかし、誘電体を内装し
た金属中空導波路では使用目的にあわせ、L記いずれの
ガスをも使用可能である。It is easy to use air at room temperature as the gas to flow into the hollow region of the waveguide, but in addition to air, CO2
, 0U, N2, Ar, etc. are used. However, in a metal hollow waveguide, if 02 or air is introduced, the transmission loss will increase due to oxidation of the inner wall of the waveguide, so it is not appropriate to use 02 or air. However, in a metal hollow waveguide with a dielectric inside, Depending on the purpose of use, any of the gases listed in L can be used.
[実施例] 第1図をν照して本発明の一実施例について説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
lは中空導波路、2は冷却媒体(例えば水)輸送用パイ
プ、3は入射側ホルダー、4は出射側ホルダーであり、
また、5は炭酸ガスレーザ発振器である。1 is a hollow waveguide, 2 is a pipe for transporting a cooling medium (for example, water), 3 is an input side holder, 4 is an output side holder,
Further, 5 is a carbon dioxide laser oscillator.
中空導波路lは外周を螺旋状にパイプ2によって囲まれ
ており、このパイプ2内を流れる冷却媒体によって冷却
される。The hollow waveguide 1 is surrounded by a pipe 2 in a spiral shape, and is cooled by a cooling medium flowing through the pipe 2.
入射側ホルダー3には集光レンズ6が保持されており、
レンズ6と中空導波路lの端部との間の位置に乾燥ガス
を流入する流入孔8が設けられている。流入孔8は、中
空導波路lと同じかあるいはそれ以上の乾燥ガス流はを
許容するように設けパ)れる。A condensing lens 6 is held in the incident side holder 3,
An inflow hole 8 through which dry gas flows is provided between the lens 6 and the end of the hollow waveguide l. The inflow hole 8 is provided to allow a flow of dry gas equal to or greater than that of the hollow waveguide 1.
出射側ホルダー4には集光レンズ7が1^持され、また
先端には乾燥ガスを流出するノズル9が設けられている
。更に出射側ホルダー4にはレンズ7を迂回して乾燥ガ
スをノズル9方向に導くための迂回孔lOが設けられて
いる。迂回孔10は、その乾燥ガス流量が中空導波路l
と同じかあるいはそれ以1となるようにされ、ノズル9
は、乾燥ガス流屯が中空導波路1以下となるようにされ
Cいる。A condensing lens 7 is held on the output side holder 4, and a nozzle 9 for discharging dry gas is provided at the tip. Further, the exit side holder 4 is provided with a detour hole 1O for guiding the drying gas toward the nozzle 9, bypassing the lens 7. The detour hole 10 has a dry gas flow rate equal to that of the hollow waveguide l.
is equal to or greater than 1, and the nozzle 9
The drying gas flow rate is set to be less than 1 in the hollow waveguide.
入射側ホルダー3の流入孔8から、露点より高い温度の
乾燥ガスを流入すると、乾燥ガスは中空導波路の入射側
から出射側に進み、出射側ホルダー4の迂回孔10を通
過してノズル9から流出されることになり、中空導波路
l内壁への水分の付着を防止できると共に、粉塵の中空
導波路1内への侵入やレンズへの付着を防止できるよう
になる。When dry gas with a temperature higher than the dew point flows in from the inflow hole 8 of the input side holder 3, the dry gas advances from the input side of the hollow waveguide to the output side, passes through the detour hole 10 of the output side holder 4, and enters the nozzle 9. As a result, moisture can be prevented from adhering to the inner wall of the hollow waveguide 1, and dust can also be prevented from entering the hollow waveguide 1 and adhering to the lens.
また、乾燥ガスの種類、流債、圧力等を変えることによ
り、加I′、会力)I:をlげろことができろよ−)ζ
こなろ。Also, by changing the type of drying gas, the flow rate, the pressure, etc., it is possible to increase the addition I', the force)I: -)ζ
Konaro.
第2図は、本光明の曲の実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of the song of Honkomei.
第1図と同−呼称部は同一符号を付してあり、バイブ2
は図不を省略した。Same as in Fig. 1 - Designated parts are given the same reference numerals, vibrator 2
The figures are omitted.
本実施例は、レーザ光が中空導波路lに人Q・Lされた
ときのみ出射ノズル9から乾燥カスを流出させるように
して乾燥カスの消費量の節約化を図ったものである。In this embodiment, the amount of dry dregs consumed is reduced by causing the dry dregs to flow out from the output nozzle 9 only when the laser beam is directed into the hollow waveguide 1.
11は光学シトツタ−112は切換弁、13は帰還バイ
ブ、1・1は冷却装置、15は循l;ポンプ、1〔3は
ガスボンへである。11 is an optical shutter, 112 is a switching valve, 13 is a return vibe, 1.1 is a cooling device, 15 is a circulation l; pump, 1 [3 is to a gas cylinder.
光学シャッター11てレーザ光を遮断すると、これに同
門して動作する切換弁12により乾燥ガスは帰還バイブ
13、冷却装rIi14、循環ポンプ15を経由して流
入孔8に帰還するようになっている。光学シャッター1
1が閏のときは、切換弁12により乾燥ガスはノズル9
から流出されるようになっている。When the laser beam is blocked by the optical shutter 11, the dry gas is returned to the inlet hole 8 via the return vibrator 13, the cooling device rIi 14, and the circulation pump 15 by the switching valve 12 that operates in tandem with the optical shutter 11. . optical shutter 1
When 1 is a leap, the switching valve 12 directs the drying gas to the nozzle 9.
It is supposed to be leaked from.
[発明の効果]
以上説明してきた通り、本発明によれば中空導波路内の
水分の1、l^による局部的温度上昇と伝送111久の
増加を防+してさるようになる。特に誘電体を内装した
金属中空導波路においては、内壁を筺護すると共に誘電
体の温度16’nを抑え、18頼性に侵れた大出力の炭
酸カスレーザ九用導波路を得ることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to prevent a local temperature rise and an increase in transmission time due to moisture in the hollow waveguide. In particular, in a metal hollow waveguide with a dielectric inside, it is possible to protect the inner wall and suppress the temperature of the dielectric to obtain a high-output waveguide for carbon dioxide dregs lasers with excellent reliability. .
また、中空導波路を通過するカスを出射ノズルから11
0出させることにより、被加工物からの粉塵の侵入を防
止できると共に、加工効率を向上できる。In addition, the debris passing through the hollow waveguide is removed from the exit nozzle by 11
By making it 0, it is possible to prevent dust from entering from the workpiece and improve processing efficiency.
第1図は本発明の一実施19+1の説明図、第2図は本
発明の他の実施例の説明図である。
1:中空導波路、 2:冷却媒体軸道パイプ、3:入射
側ホルダー、 4:出射側ホルダー、6.7:レンズ、
8:流入孔、 9:ノズル、10:迂回孔。
代理人 弁理士 佐 藤 不二雄
手続ネ1n正書く方式)
no、12.13
]事件の表ボ
昭和 60 年 特 許 願第 183291
号2発明の名称
炭酸ガスレーザ光用導波路
3 補正を舊る名
代表者 橋 本 博 治
4 代 理 人 刊00
居 所 東京都千代田区丸の内二丁目
1番2@補正の対象
図 面(全図)。
補正の内容
別紙の通り。
添付門類の目録
図面 1通−
以上FIG. 1 is an explanatory diagram of one embodiment 19+1 of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention. 1: Hollow waveguide, 2: Cooling medium axial pipe, 3: Incident side holder, 4: Output side holder, 6.7: Lens,
8: Inflow hole, 9: Nozzle, 10: Detour hole. Agent Patent Attorney Fujio Sato Procedure No. 12.13 ] Case Report 1989 Patent Application No. 183291
No. 2 Name of invention Waveguide for carbon dioxide laser light 3 Famous representative for correction Hiroharu Hashimoto 4th representative Publication 00 Location 2-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo @ Drawings subject to correction (Full drawings) ). The details of the amendment are as shown in the attached sheet. Attached phylum catalog drawing - 1 copy or more
Claims (1)
よび出射側にはそれぞれレンズを保持するホルダーが設
けられており、入射側のホルダーには、レンズと金属中
空導波路端との間の位置に乾燥ガスの流入孔が設けられ
、出射側のホルダーには、金属中空導波路とは反対側の
位置に乾燥ガスを流出するノズルが設けられると共に、
乾燥ガスをレンズを迂回してノズル方向に導く迂回孔が
設けられてなることを特徴とする炭酸ガスレーザ光用導
波路。(1) A holder for holding a lens is provided on the input side and output side of the metal hollow waveguide having an external cooling means, and the holder on the input side has a holder that holds a lens between the lens and the end of the metal hollow waveguide. An inflow hole for dry gas is provided at the position, and a nozzle for outflowing the dry gas is provided at the position opposite to the hollow metal waveguide on the exit side holder, and
A waveguide for carbon dioxide laser light, characterized in that it is provided with a detour hole that guides dry gas toward a nozzle by bypassing a lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60183291A JPS6243605A (en) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Waveguide for carbon dioxide laser light |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60183291A JPS6243605A (en) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Waveguide for carbon dioxide laser light |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6243605A true JPS6243605A (en) | 1987-02-25 |
Family
ID=16133085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60183291A Pending JPS6243605A (en) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | Waveguide for carbon dioxide laser light |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6243605A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01237093A (en) * | 1988-03-18 | 1989-09-21 | Hitachi Cable Ltd | Apparatus for transferring co2 laser beam |
JPH0490189U (en) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | ||
JPH058079A (en) * | 1991-07-03 | 1993-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Laser beam machine |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6016881U (en) * | 1983-07-08 | 1985-02-05 | 松下冷機株式会社 | Heat pipe fittings |
-
1985
- 1985-08-21 JP JP60183291A patent/JPS6243605A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6016881U (en) * | 1983-07-08 | 1985-02-05 | 松下冷機株式会社 | Heat pipe fittings |
Cited By (3)
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JPH0490189U (en) * | 1990-12-18 | 1992-08-06 | ||
JPH058079A (en) * | 1991-07-03 | 1993-01-19 | Mitsubishi Electric Corp | Laser beam machine |
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