JPH0983044A - レーザ発振器の冷却装置 - Google Patents

レーザ発振器の冷却装置

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JPH0983044A
JPH0983044A JP23864995A JP23864995A JPH0983044A JP H0983044 A JPH0983044 A JP H0983044A JP 23864995 A JP23864995 A JP 23864995A JP 23864995 A JP23864995 A JP 23864995A JP H0983044 A JPH0983044 A JP H0983044A
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JP
Japan
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laser
cooling water
supply pipe
cooling
temperature
Prior art date
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Application number
JP23864995A
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English (en)
Inventor
Naoki Miki
直樹 三木
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Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
Amada Engineering Center Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ共振器を冷却せしめると共にレーザ電
源電力部を冷却せしめ、レーザ発振器の小型化を実現し
たうえ、結露による破損の防止を図る。 【解決手段】 冷却水供給装置7からレーザ共振器3へ
冷却水を第1供給パイプ9を経て供給すると共に第1排
出パイプ11を経て排出しかつ循環せしめてレーザ発振
器3中のレーザ媒質やミラーなどを冷却せしめるレーザ
発振器1の冷却装置であって、第1供給パイプ9,第1
排出パイプ11にそれぞれ第2供給パイプ15,第2排
出パイプ17を介してレーザ電源電力部5を接続して設
け、このレーザ電源電力部5における発熱体あるいはこ
の発熱体と相関して変化する場所の温度をある温度範囲
に保たれるように前記第2供給パイプ15からレーザ電
源電力部5へ流れる冷却水の流量を調整する流量調整機
構を設けてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ発振器の
レーザ共振器,レーザ電源電力部を冷却せしめるレーザ
発振器の冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、レーザ発振器としての例えばCO
2 レーザ発振器はレーザ媒質を放電させることにより励
起し光出力を得ている。レーザ媒質は放電により高温と
なるが、温度が上がる程発振効率は低下するため、常に
可能な限り冷却する必要がある。
【0003】そのため、一般的にレーザ媒質(気体)と
水の熱交換器を設け、大量の低温の水を循環している。
レーザ媒質は低温になる程発振効率が上昇するため、冷
却水の温度を可能な限り下げたいが、レーザ発振器には
他にレーザ光を透過,反射させるミラーなど冷却を必要
とする部分があり、これらは大気中にあるため、冷却水
の温度が低すぎるとこれらが結露し、上記ミラーなどに
損傷を与えることになる。 従って、一般的に冷却水の
温度は気温を目安に設定し、20〜30℃とすることが
多い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、装置
の小型化が求められ、上述した放電をさせるための電源
(高電力,高電圧)も水冷化し小型化する方向にある。
何故ならば電源内のスイッチング素子やダイオードなど
の半導体素子は高温になり易いが熱に弱いため、効率よ
く冷却する必要がある。
【0005】空冷の場合は、それら素子を大型の放熱器
に取り付け、大型の冷却ファンで放熱させている。これ
に対し、水冷の場合は水の流れる溝のある金属プレート
に素子を取り付け、外部から冷却水を供給すれば良く、
大幅な小型化が可能である。しかしながら、電源内部は
高電圧であり、結露によって水がその付近に存在すると
電気回路が短絡し破損する。そのため、除湿器などを用
いて結露を防止するが、能力に限界があり、内部にセン
サを設け、結露が発生すると電源をオフにするようにし
ている。
【0006】この発明の目的は、レーザ共振器を冷却せ
しめると共にレーザ電源電力部を冷却せしめることによ
り、小型化を実現したうえ、結露による破損の防止を図
ったレーザ発振器の冷却装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1によるこの発明のレーザ発振器の冷却装置
は、冷却水供給装置からレーザ共振器へ冷却水を第1供
給パイプを経て供給すると共に第1排出パイプを経て排
出しかつ循環せしめて前記レーザ共振器中のレーザ媒質
やミラーなどを冷却せしめるレーザ発振器の冷却装置で
あって、前記第1供給パイプ,第1排出パイプにそれぞ
れ第2供給パイプ,第2排出パイプの一端を接続すると
共に、前記第2供給パイプ,第2排出パイプの他端にレ
ーザ電源電力部を接続して設け、このレーザ電源電力部
における発熱体あるいはこの発熱体と相関して変化する
場所の温度をある温度範囲に保たれるように前記第2供
給パイプからレーザ電源電力部へ流れる冷却水の流量を
調整する流量調整機構を設けてなることを特徴とするも
のである。
【0008】したがって、冷却水供給装置からレーザ共
振器へ冷却水は第1供給パイプを経て供給されてレーザ
媒質やミラーなどの冷却が行われる。冷却に使用された
冷却水は第1排出パイプを経てレーザ共振器から冷却水
供給装置へ戻された後、再度循環されてレーザ媒質やミ
ラーなどが逐一冷却される。
【0009】第1供給パイプに流れた冷却水は第2供給
パイプを経てレーザ電源電力部へ送られ、発熱体あるい
はこの発熱体と相関して変化する場所が冷却される。冷
却に使用された冷却水は第2排出パイプ,第1排出パイ
プを経て冷却水供給装置へ戻された後、再度循環されて
発熱体あるいはこの発熱体と相関して変化する場所が逐
一冷却される。
【0010】前記第2供給パイプから流れる冷却水の流
量が流量調整機構によって調整されてレーザ電源電力部
における発熱体あるいはこの発熱体と相関して変化する
場所の温度がある温度範囲に保たれて冷却されるから、
レーザ発振器の小型化が実現されると共に結露による破
損の防止が図られる。
【0011】請求項2によるこの発明のレーザ発振器の
冷却装置は、請求項1によるレーザ発振器の冷却装置に
おいて、前記流量調整機構が、前記第2供給パイプの途
中に設けられた電動バルブと、この電動バルブの開度を
注入電力の増減で制御せしめる制御部と、で構成されて
いることを特徴とするものである。
【0012】したがって、第2供給パイプの途中に設け
られた電動バルブの開度が、制御装置で制御される注入
電力の増減により調整されるから、レーザ電源電力部に
おける発熱体あるいはこの発熱体と相関して変化する場
所の温度がある温度範囲に保たれて冷却される。而し
て、請求項1と同様の効果が得られる。
【0013】請求項3によるこの発明のレーザ発振器の
冷却装置において、請求項1のレーザ発振器の冷却装置
において、前記流量調整機構が、前記第2供給パイプの
途中に設けられた電動バルブと、前記レーザ電源電力部
における発熱体の温度を検出する温度センサと、この温
度センサで検出された温度をある温度範囲に保たれるよ
うに前記電動バルブの開度を制御せしめる制御部と、で
構成されていることを特徴とするものである。
【0014】したがって、レーザ電源電力部における発
熱体の温度が温度センサで検出される。この検出された
発熱体の温度を基にして制御装置が制御されて、第2供
給パイプの途中に設けられた電動バルブの開度が調整さ
れるから、レーザ電源電力部における発熱体あるいはこ
の発熱体と相関して変化する場所の温度がある温度範囲
に保たれて冷却される。而して、請求項1と同様の効果
が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】図1を参照するに、レーザ発振器1は、レ
ーザ共振器3とレーザ電源電力部5とから構成されてい
る。前記レーザ共振器3内のレーザ媒質,ミラーなどを
冷却せしめるための冷却水供給装置7が備えられてい
る。この冷却水供給装置7では、冷却水の温度が例えば
外気温度と同じ20℃に設定される。
【0017】この冷却水供給装置7と前記レーザ共振器
3とは、第1供給パイプ9,第1排出パイプ11で接続
されている。第1供給パイプ9の途中には電動バルブ1
3が設けられている。
【0018】上記構成により、冷却水供給装置7で例え
ば20℃に冷却された冷却水は第1供給パイプ9を経て
レーザ共振器3に供給されて、レーザ共振器3内のレー
ザ媒質やミラーなどが冷却される。冷却に使用された冷
却水は第1排出パイプ11を経て冷却水供給装置7に戻
され、再度繰返し冷却水は循環される。なお、レーザ共
振器3に供給される冷却水の流量は、電動バルブ13の
開度を調整することにより調整される。
【0019】前記レーザ共振器3側寄りの第1供給パイ
プ9には第2供給パイプ15の一端が接続されていると
共に、第2供給パイプ15の他端は前記レーザ電源電力
部5に接続されている。また、前記第1排出パイプ11
には第2排出パイプ17の一端が接続されていると共に
第2排出パイプ17の他端が前記レーザ電源電力部5に
接続されている。しかも第2供給パイプ15の途中には
流量調整機としての電動バルブ19が設けられている。
【0020】上記構成により、第1供給パイプ9に供給
された冷却水は、第2供給パイプ15を経てレーザ電源
電力部5に供給されて、レーザ電源電力部5内の高電
力,高電圧部が冷却される。この冷却に使用された冷却
水は第2排出パイプ17を経て第1排出パイプ11に流
れた後、冷却水供給装置7に戻され、再度繰返し冷却水
は循環される。レーザ電源電力部5に供給される冷却水
の流量は、電動バルブ19の開度を調整することにより
調整される。
【0021】前記レーザ電源電力部5に電力指令を与え
て電力を制御せしめるレーザ電源制御部21と、前記電
動バルブ19にバルブ開度指令を与えて流量を制御せし
める制御装置の一部であるバルブ開度指令部23が備え
られている。前記レーザ電源制御部21には図2に示さ
れているような指令と出力電力との関係がファイルされ
ている。また、前記バルブ開度指令部23には図3に示
されているような指令とバルブ開度との関係がファイル
されている。
【0022】上記構成により、レーザ電源制御部21か
らレーザ電源電力部5へ指令が与えられると、レーザ電
源電力部5には図2に示されているような指令に対する
出力電力が出力されて制御される。また、レーザ電源制
御部21からバルブ開度指令部23へ指令が与えられる
と、バルブ開度指令部23には図3に示されているよう
な指令に対するバルブ開度でもって電動バルブ19に指
令が与えられる。したがって、電動バルブ19のバルブ
開度が制御されて第2供給パイプ15からレーザ電源電
力部5に供給される冷却水の流量が調整されることにな
る。
【0023】例えば、指令が0の場合は、レーザ電源電
力部5の発熱は0で冷却の必要はない。このときに冷却
水を流し、周囲温度が冷却水の温度より高いと冷却部は
結露し、次の段階で指令が入った場合にレーザ電源電力
部5で短絡し破損してしまう。したがって、指令が0の
場合はバルブ開度0の指令を電動バルブ19に与え冷却
水を流さないように制御されるのである。なお、電力の
指令が0の場合にはレーザ共振器3も冷却の必要がない
ため、電動バルブ19でなく、電動バルブ13を開閉し
てもよい。
【0024】レーザ電源電力部5の発熱体(例えば高電
力、高電力部)は出力電力が大きくなる程発熱するの
で、その発熱を冷却する冷却水を流せる程度のバルブ開
度を予めファイルされた図3に示されているような関係
で指令する。このことより常に発熱体の周囲は気温(周
囲温度)より冷却しすぎることがなく結露しないので、
破損の防止を図ることができると共にレーザ発振器1の
小型化を実現することができる。
【0025】図4には冷却水の流量を調整する流量調整
機構の他の例が示されている。図4において、レーザ電
源電力部5内における発熱体5Hの脇に温度センサ25
を設け、この温度センサ25で検出された温度が常に一
定になるように、予め設定された例えば30℃に相当す
る電圧と比較して電動バルブ19へバルブ開閉指令を出
して電動バルブ19の開閉を制御するようにしてもよ
い。この場合にも上述した例と同様の効果を得ることが
できる。
【0026】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。
【0027】
【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例より理解さ
れるように、請求項1,2,3の発明によれば、第2供
給パイプから流れる冷却水の流量が流量調整機構である
電動バルブの開閉によって調整されてレーザ電源電力部
における発熱体あるいはこの発熱体と相関して変化する
場所の温度がある温度範囲に保たれて冷却されるから、
レーザ発振器の小型化を実現することができると共に結
露による破損の防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のレーザ発振器の冷却装置を説明する
説明図である。
【図2】レーザ電源制御部における指令と出力電力との
関係を示した図である。
【図3】バルブ開閉指令部における指令とバルブ開度と
の関係を示した図である。
【図4】冷却水の流量を調整する流量調整機構の別の例
を示した説明図である。
【符号の説明】
1 レーザ発振器 3 レーザ共振器 5 レーザ電源電力部 7 冷却水供給装置 9 第1供給パイプ 11 第1排水パイプ 13 電動バルブ 15 第2供給パイプ 17 第2排出パイプ 19 電動バルブ(流量調整機構) 21 レーザ電源制御部 23 バルブ開度指令部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却水供給装置からレーザ共振器へ冷却
    水を第1供給パイプを経て供給すると共に第1排出パイ
    プを経て排出しかつ循環せしめて前記レーザ共振器中の
    レーザ媒質やミラーなどを冷却せしめるレーザ発振器の
    冷却装置であって、前記第1供給パイプ,第1排出パイ
    プにそれぞれ第2供給パイプ,第2排出パイプの一端を
    接続すると共に、前記第2供給パイプ,第2排出パイプ
    の他端にレーザ電源電力部を接続して設け、このレーザ
    電源電力部における発熱体あるいはこの発熱体と相関し
    て変化する場所の温度をある温度範囲に保たれるように
    前記第2供給パイプからレーザ電源電力部へ流れる冷却
    水の流量を調整する流量調整機構を設けてなることを特
    徴とするレーザ発振器の冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記流量調整機構が、前記第2供給パイ
    プの途中に設けられた電動バルブと、この電動バルブの
    開度を注入電力の増減で制御せしめる制御部と、で構成
    されていることを特徴とする請求項1記載のレーザ発振
    器の冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記流量調整機構が、前記第2供給パイ
    プの途中に設けられた電動バルブと、前記レーザ電源電
    力部における発熱体の温度を検出する温度センサと、こ
    の温度センサで検出された温度をある温度範囲に保たれ
    るように前記電動バルブの開度を制御せしめる制御部
    と、で構成されていることを特徴とする請求項1記載の
    レーザ発振器の冷却装置。
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