JPS6262321A

JPS6262321A - レ−ザ光吸収装置

Info

Publication number: JPS6262321A
Application number: JP20168785A
Authority: JP
Inventors: Teruo Sakai; 照男坂井
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1985-09-13
Filing date: 1985-09-13
Publication date: 1987-03-19
Also published as: JPH0466326B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、レーザ光吸収装置に関し、より具体的には、
医療用レーザ・メス、医療用レーザ凝固ＩＩ、加工用レ
ーザ等の高エネルギー・レーザ光を吸収したり、レーザ
光の散乱を利用する測定装置におけるノイズ的散乱を吸
収するのに適したレーザ光吸収装置に関する。

［従来の技術］不要のレーザ光を吸収ずる従来装置としては、昭和５１
年実用新案出願公告第５１１８３号及び同第５１１８４
号にレーザ・メス用装置が開示ざれ、また、昭和６０年
特許出願公開第１４６２０１号に測定分野用装置が開示
されている。

医療用レーザ・メスや加工用レーザでは、処冒したい患
部又は加工部位に照準を定めるまでは、レーザ光を別の
安全な箇所に退避させておき、照準を定めた後にレーザ
光を患部又は加工部位に振り向けることになるが、ここ
で用いられるレーザ光は、非常に大きなパワーを具備す
るため、上記レーザ光のＪｉｌ！箇所は、この大ぎなパ
ワーのレーザ光にも耐えうるちのでなければならない。

実公昭５１−５１１８３号及び同５１−５１１８４号公
報に開示の装置は、第３図に示すように、単に、良熱伝
導性物体からなるヒートシンク３の表面にＶ溝３ａを切
り、シャッタ（又は可動ミラー）２によりこのＶ溝面上
にレーザ光を導いて、熱に変換させていた。１はレーザ
発振器、８はレーザ・ビーム、９はレーザ・ビームを導
波する多関節のマニプレータ、５は集束レンズ、６は被
加工物又は患部である。

また、特開昭６０−１４６２０１号に開示の吸収装置は
、ブリュースター角で吸収材料にレーザ光を照射してこ
れを吸収させるものであり、レーザ光の進行方向での変
換熱量の均一化を図っている。これにより、レーザ散乱
計測におけるバックグラウンドのくノイズとなる）レー
ザ光を吸収しようとするものである。

［発明が解決しようとする問題点］ところが実公昭５１−５１１８３号及び５１−５１１８
４号に開示の構成では、■溝面上のレーザ・ビーム・熱
変換の効率が悪く、Ｖ　ｉｌｌ！面上で散乱したレーず
・ビームが、オペレータ、術者、助手又は看護婦等に向
かったり、レーザ発振器１に帰還したりする。オペレー
タ等にレーザ・ビームが向かう場合には、その皮膚や眼
に知らぬうちにダメージを与えることがあり、極めて危
険である。また、レーザ・ビームが発振器１に戻る場合
には、発振器の安定性を低下させたり、発振器の一部に
損傷を与える。

特開昭６０−１４６２０１号公報に記載の装置は、レー
ザ光の吸収率を高め、また、レーザ光が不必要に散乱し
ない点で好ましいが、この装置は、レーザ光の出力が数
ｍＷ〜数百ｍＷ程度のごく低出力の場合に適用できるも
のであり、高出力レーザ光の場合には、吸収板で熱が均
一に発生するようにしたとしても、その発生熱により吸
収板が溶融又は破壊されてしまう。

そこで・本発明は、このような高出力のレーザ光Ｃあっ
Ｃも、はぼ完全に吸収できる吸収装置を提案することを
目的とする。

Ｕ問題点を解決するための手段１本発明に係る吸収装置は、好ましくは内面に吸収材を塗
布した中空の吸収体の内部に、微小開口を通してレーザ
光を導き、且つ、当該吸収体の外面に冷却媒体を接触さ
せてこれを冷却するようにした。

［作　用１本発明のこの構成によれば、中空吸収体内に入ったレー
ザ光は、内部で反射を繰り返す内に吸収体に吸収される
。吸収体に吸収されて発生する熱は吸収体の温度を上昇
させようとするが、吸収体は冷却媒体により冷却される
ので、実質上温度が上がることがない。レーザ光入射用
の微小開口しか具備しないので、この間口から外に出る
レーザ光は極めて微少であり、無きに等しい。

［実施例］以下、図面に示した一実施例について説明する。

第１図は、本発明に係る吸収装置の全体の中央断面図を
示し、第２図は、レーザ光が吸収体内で多重散乱する様
子を示す。

第１図において、本発明に係る吸収′！Ａ置は、入射レ
ーザ光を内部で多重反射させて吸収する球状の吸収体５
０と、この吸収体５０を収容する外側筐体２０とを具備
する。外側筐体２０は、一端に開口を有づる箱状若しく
は円筒状をしており、その開口から吸収体５０を内部に
入れ、枠板２４でその開口を密封する。２６は０リング
である。吸収体５０と外側筐体２０の内面との間には空
隙を設けてあり、その空隙にフロンガス等の冷却媒体２
８を通し、吸収体５０を冷却する。その冷却媒体２８の
ため、外側筐体２０には、冷却媒体２８の導入管３０及
び排出管３２を設けである。

枠板２４には、その中心からずれた位置に開口を設け、
この開口部分に集光レンズ３４をレンズ押え環３６で固
定しである。枠板２４は、この集光レンズ３４部分の開
口の内側に、中空円筒状の突出部３８を具備する。

吸収体５０は、実質的に球状の内面を具備し、熱伝導性
及び耐熱性のよい材料からなる。その内面ましくは、第
１図図示のように、レーザ光を吸収し易いカーボン・グ
ラフアクト又は黒色耐熱塗料等の吸収材５２を塗布する
。

図示例では、吸収体５０は、吸収体５０の主要部を占め
一部を切り欠いた球状内面を具備する球体５０ａと、そ
の切り欠きによる開口部分を密閉する平板状のカバー５
０ｂとからなる。カバー５０ｂは球体５０ａに公知の手
段で固定しである。５３は０リングである。カバー５０
ｂの球体５０ａとは反対の面には、カバー５０ｂの中心
からずれた位置に中空円筒状の突出部５４を設けてあり
、突出部３８と同５４とにより、カバー５０ｂ１ひいて
は吸収体５０を枠板２４に固定する。カバー５０ｂには
、突出部５４の中心部分に、レーザ光を吸収体５０内に
導き入れるための微小開口５Ｇを設けてあり、この間口
５６は、はぼ、集光レンズの焦点に位置する。

図示実施例では、吸収体５０の内部球面の半径をＲとす
ると、微小開口は、球の中心からＲ／２だ【ノ横にシフ
トした位置に設けてあり、また、カバー　５０ｂの内側
面と球の中心との間隔もＲ／２となるようにしである。

こうすることにより、図示形状においてレーザ光の内部
反射の回数を増やし、吸収率を高めることができる。

図面には、吸収体５０が球体５０ａと平板状のカバーｓ
ｏｂとからなる例を図示したが、平板状のカバー５０ｂ
の代わりに、内部空間が球形となるように、内部球面の
一部を形成する面を具備する球面状に湾曲したカバーを
用いてもよい。また、吸収体５０の内面は、吸収体内に
入ったレーザ光ｐ＜特定の箇所に集中することなく多重
反射するものであればよい。即ち多面状でも、楕円状で
もよい。

吸収体５０の厚みは、冷却媒体２８の冷却効果が高まる
ように、成る程度薄い方がよく、突出部５４の部分を除
いては、吸収体５０と外側筐体２０との間には冷却媒体
の通過を許容する充分な間隙があるのが好ましい。

吸収体５０の開口５６は、吸収体５０内へのレーザ光の
導入を許容する程度に大きければよい。

図示例では、集光レンズ３４を固定する枠板２４に吸収
体５０を固定したが、これにより、開口５６を集光レン
ズ３４の焦点に位置決めするのが容易である。

ただし、本発明がこの構成に限定されないことは明らか
である。例えば、吸収体５０の内外面を共に球状にし、
集光レンズ３８の焦点位置に微小開口５６が位置するよ
うに吸収体５０を外側筐体２０に固定してもよい。

また、本発明の場合、外側筐体２０は、その内面と吸収
体５０との間に間隙を形成して、そこに冷却媒体を通過
させつるようにするものであるから、熱伝導率のよい（
例えば銅製の）バイブを吸収体５０の外面に密着固定し
て巻き付け、このパイプに冷却媒体２８を通すようにし
てもよい。ただし、図示例の方が、冷却媒体が広い接触
面積で吸収体５０に接触するので、冷却効率がよい。

本発明によれば、レーザ・メス等において一時退避させ
ているレーザ光を集光レンズ３４で吸収体５０内に導く
。すると、第２図に示すように、レーザ光は吸収体５０
内で吸収材５２により吸収されつつ、内面の各所で反則
し、最後には完全に熱に変わる。

この吸収による熱は吸収体５０の温度を上昇させようと
するが、吸収体５０は冷却媒体２８により常時冷却され
ているので、吸収材５２及び吸収体５０が蒸発・破壊さ
れる程温度が上昇づることはない。また、レーザ光は吸
収体５０内で発散性を有して多重反射するので、特定の
箇所にレーザ光が集中することが無く、従って、局所的
に高温となることもない。

［発明の効果コ以上の説明から分かるように本発明によれば、一時退避
させたレーザ光をほぼ１００％吸収することができるの
で、操作者や周辺機器に損傷を与えることは皆無となる
。また、レーザ発振器側に戻るレーザ光もほとんど零と
評価でき、レーデ発振器を不安定化したり損傷を与える
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る吸収装置の一実施例の中央断面
図、第２図は、その実施例のレーザ光が発散１６様子を
示す断面図、第３図は、従来の吸収装置の一例を示す。１・・・レーザ発振器　３・・・ヒートシンク　５・・
・集束レンズ　６・・・被加工物　８・・・レーザ・ビ
ーム９・・・マニプレータ　２０・・・外側筐体　２４
・・・枠板　２６・・・０リング　２８・・・冷却媒体
　３０・・・導入管　３２・・・排出管　３４・・・集
光レンズ　３６・・・レンズ押え環　３８・・・突出部
　５０・・・吸収体　５０ａ・・・球体　５０ｂ・・・
カバー５２・・・吸収材　５３・・・０リング　５４・
・・突出部　５６・・・微小間口

Claims

【特許請求の範囲】

（１）球状もしくはほぼ球状の内部空間及びその空間に
通ずる微小開口を具備し、熱伝導性材料からなる吸収体
と、当該微小開口に外部からのレーザ光を集光する集光
レンズと、当該吸収体を冷却すべく冷却媒体を導く案内
手段とからなることを特徴とするレーザ光吸収装置。
（２）前記吸収体の内面を凹凸のある粗面としてある特
許請求の範囲第（１）項に記載の装置。
（３）前記吸収体の内面に当該レーザ光の波長域で高い
吸収力を有する吸収材を塗布してある特許請求の範囲第
（１）項又は第（２）項に記載の装置。
（４）前記案内手段が、吸収体の外面と当該吸収体を収
容する外側筺体の内面との間の間隙である特許請求の範
囲第（１）項乃至第（３）項の何れか１項に記載の装置
。
（５）前記案内手段が、当該吸収体外壁に密着させたパ
イプである特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項の
何れか１項に記載の装置。