JPH10154837A - レーザ光発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光発振装置の調整済みのアライメント
の狂いを防止する。 【解決手段】 アクリル容器１の容器本体１ｂに上キャ
ビティ２及び下キャビティ３を収納した際に形成される
中心間隙部内にエアバック７を設け、このエアバック７
により、フラッシュランプ６からの光の一部を吸収した
冷却水が気化膨脹して生ずる振動を吸収する。また、下
キャビティ３を第１〜第３の下キャビティ片３ａ〜３ｃ
に分割して形成し、メンテナンスの際に、レーザロッド
５及びフラッシュランプ６を取り外すことなく下キャビ
ティ３の取り外しを可能とする。これにより、内部の振
動により調整済みのアライメントが狂う不都合を防止す
ることができるうえ、キャビティ２，３の交換等のメン
テナンスの際に調整済みのアライメントが狂う不都合を
防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば医療用のレ
ーザ治療装置や工業用のレーザ加工装置等に設けて好適
なレーザ光発振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、レーザ光発振装置は、医療分野及
び工業分野をはじめ、多分野にわたって利用されてい
る。例えば、形成外科分野では、人体にできた「しみ」
や「あざ」にレーザ光発振装置からのレーザ光を照射し
てこれらの治療を行う。

【０００３】このようなレーザ光発振装置は、図４に示
すように絶縁部材であるアクリル等で形成されたアクリ
ル容器５０の容器本体５０ａ中に、楕円集光反射鏡５１
を形成するように上下対象の上キャビティ５１ａ及び下
キャビティ５１ｂを設け、その焦点にレーザロッド５２
及びフラッシュランプ５３が位置するようにそれぞれ設
け、この状態で容器本体５０ａに上蓋５０ｂを被せるよ
うにして設けることで構成されている。

【０００４】楕円集光反射鏡５１を形成するアクリル容
器５０の中心間隙部には、冷却水が循環するようになっ
ており、レーザロッド５２やフラッシュランプ５３を冷
却するようになっている。また、このアクリル容器５０
の中には、図示はされていないがレーザロッド軸の鉛直
上に共振ミラーが設けられている他、当該レーザ光発振
装置がいわゆるＱスイッチ方式でレーザ光の発振を行う
ものである場合には、ポッケルスセル（偏光素子）やポ
ラライザ（偏光ビームスプリッタ）等が設けられるよう
になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、これらの各部
は、当該レーザ光発振装置を最適条件で発振させるため
に綿密にアライメントされており、いかなる場合でも狂
うことなく保持されることが必須の条件とされているの
であるが、レーザ光発振装置自体が振動し、或いはメン
テナンス時に内部の部品等を交換すると、調整済みのア
ライメントに狂いを生ずる問題があった。

【０００６】すなわち、レーザ光発振装置の冷却水循環
ポンプの振動や、輸送時，運搬時の振動は、アクリル容
器５０と取り付け基板５４との間にサスペンション５５
等を設けることによりこれを吸収することができるので
あるが、フラッシュランプ５３を発光させると、このフ
ラッシュランプ５３を取り巻く冷却水が発光されたレー
ザ光を吸収して気化膨脹し、レーザロッド５２，楕円集
光反射鏡５１，アクリル容器５０等に振動を与える。こ
のため、レーザ光発振装置を使用し続けると、前記気化
膨脹による振動により調整済みのアライメントに徐々に
狂いを生ずる問題があった。

【０００７】一方、レーザ光発振装置に設けられている
楕円集光反射鏡５１は、反射率の向上を図るために金メ
ッキ，銀メッキ或いはセラミクス等で形成されるのであ
るが、これらの寿命は他の共振ミラー等の光学部品より
も短く、この楕円集光反射鏡５１を交換する機会は、共
振ミラー等の光学部品を交換する機会よりも必然的に多
くなる。

【０００８】具体的には、この楕円集光反射鏡５１の交
換は、まず、上蓋５０ｂを取り外すと共に上キャビティ
５１ａを取り外し、次に、レーザロッド５２及びフラッ
シュランプ５３を取り外して下キャビティ５１ｂを取り
外す等のように行う必要があり、この交換の際に調整済
みのアライメントに狂いが生ずる問題があった。

【０００９】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、レーザ光を発光した際に生ずる当該レーザ光
発振装置自体の振動により、或いは内部の部品交換等の
メンテナンスの際に、既に調整済みのアライメントが狂
う不都合を防止することができるようなレーザ光発振装
置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ光発
振装置は、上述の課題を解決するために集光反射鏡内を
循環する冷却水の体積の変動分を吸収する体積変動分吸
収手段が設けられている。この体積変動分吸収手段とし
ては、例えば内部が空気により満たされた「エアバッ
グ」、或いは「スポンジ」等を適用することができる。

【００１１】すなわち、フラッシュランプを発光させる
と、この励起光の一部が冷却水に吸収され、冷却水が気
化膨脹して内部振動の要因となるのであるが、このよう
な事象における冷却水は「剛体」とみなすことができ
る。このため、この剛体よりも軟性の物質を上述の体積
変動分吸収手段として設け、これにより、冷却水の気化
膨脹による内部振動（冷却水の体積の変動分）を吸収す
る。

【００１２】これにより、レーザ光を発光した際に冷却
水が気化膨脹し、当該レーザ光発振装置自体が振動し、
調整済みのアライメントが狂う不都合を防止することが
できるうえ、当該レーザ光発振装置の小型軽量化を可能
とすることができる。

【００１３】次に、本発明に係るレーザ光発振装置は、
上述の課題を解決するために集光反射鏡をレーザロッド
を取り外すことなく、収納容器の取り出し口から取り出
し可能なように、複数のキャビティ片に分割して設け
る。

【００１４】一例として、集光反射鏡を、前記収納容器
の取り出し口側に設けられた第１のキャビティと、前記
収納容器の取り出し口に相反する側に設けられた第２の
キャビティとに分割すると共に、第２のキャビティを、
さらに複数のキャビティ片に分割して設ける。

【００１５】このようなレーザ光発振装置は、集光反射
鏡の取り出しの際には、収納容器の取り出し口から、ま
ず、第１のキャビティを取り出し、次に、第２のキャビ
ティの各キャビティ片を順次取り出す。そして、新たな
集光反射鏡の収納の際には、第２のキャビティの各キャ
ビティ片を順次収納し、次に、第１のキャビティを収納
する。

【００１６】これにより、レーザロッドを取り外すこと
なく、集光反射鏡を交換することができ、調整済みのア
ライメントが狂う不都合を防止することができ、メンテ
ナンスにかかる費用，労力を最小限に抑えることができ
るうえ、メンテナンス時における当該レーザ光発振装置
の非可動時間を最小限に抑えることができる。

【００１７】なお、本発明に係る技術的思想は、集光反
射鏡を２つのみならず３つ以上のキャビティの分割する
と共に、各キャビティをそれぞれさらに複数のキャビテ
ィ片に分割することも含む概念であるものと理解された
い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ光発振
装置の好ましい実施の形態について図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００１９】本発明の実施の形態に係るレーザ光発振装
置は、図１の横断正面図に示すように例えばアクリル等
の絶縁部材で形成されたアクリル容器１の容器本体１ａ
中に、金メッキ又は銀メッキが施され或いはセラミクス
等の反射部材で形成された上キャビティ２及び下キャビ
ティ３が設けられている。

【００２０】下キャビティ３は、横断面方向に直交する
方向に３分割されており、これによる第１〜第３の下キ
ャビティ片３ａ〜３ｃで構成されている。

【００２１】また、この上キャビティ２及び下キャビテ
ィ３は、容器本体１ａ内に収納された際に、その中心間
隙部で楕円集光反射鏡４を形成するように構成されてお
り、この楕円集光反射鏡４の焦点位置にレーザロッド５
が設けられると共に、このレーザロッド５の両脇に隣接
するように２本のフラッシュランプ６及び共振ミラーが
それぞれ設けられている。

【００２２】なお、当該レーザ光発振装置がいわゆるＱ
スイッチ方式でレーザ光の発振を行うものである場合に
は、ポッケルスセル（偏光素子）やポラライザ（偏光ビ
ームスプリッタ）等が設けられるようになっている。

【００２３】楕円集光反射鏡４を形成する前記中心間隙
部には、例えば２５°±０．５°のイオン交換精製水が
冷却水として循環するようになっており、これにより発
光の際に発熱するレーザロッド５やフラッシュランプ６
を冷却するようになっている。

【００２４】また、図１及びこの図１に示すレーザ光発
振装置の上蓋１ｂを取り外した際の上面図である図２
（ａ）及び図１に示すレーザ光発振装置の横断側面図で
ある図２（ｂ）に示すように楕円集光反射鏡４を形成す
る中心孔部には、それぞれ内部を空気で満たされた例え
ば４つのエアバック７が設けられている。

【００２５】また、容器本体１ａ及びこの容器本体１ａ
の上蓋１ｂが上キャビティ２或いは下キャビティ３と接
する面には、例えば「ブチルゴム」で形成された制振部
材８が設けられている。

【００２６】そして、このように容器本体１ａ内に上キ
ャビティ２，下キャビティ３，レーザロッド５，フラッ
シュランプ６及びエアバック７を収納した状態で、当該
容器本体１ａに上蓋１ｂを被せるようにして設けること
でアクリル容器１が構成されている。

【００２７】このアクリル容器１の底面部は、複数のサ
スペンション９を介して基板１０に設けられており、外
部からの振動は、このサスペンション９で吸収するよう
になっている。

【００２８】また、楕円集光反射鏡４の反射角度及びレ
ーザロッド５の設置位置等は、最適な条件でレーザ光が
発光されるように、予め綿密に調整されている。

【００２９】次に、このような構成を有する当該実施の
形態に係るレーザ光発振装置の動作説明をする。

【００３０】当該レーザ光発振装置は、フラッシュラン
プ６を発光駆動すると、このフラッシュランプ６からの
光が冷却水を介して、上キャビティ２及び下キャビティ
３で形成される楕円集光反射鏡４で反射されレーザロッ
ド５に収束される。レーザロッド５は、この収束された
フラッシュランプ６からの光により励起され所定波長の
レーザ光を出射する。

【００３１】ここで、フラッシュランプ６が発光駆動さ
れると、その光の一部が冷却水に吸収され冷却水が気化
膨脹するのであるが、前記中心間隙部に設けられたエア
バッグ７は、この気化膨脹に応じて収縮して気化膨脹に
より生ずる振動を吸収する。

【００３２】また、稀ではあるが、このエアバッグ７で
吸収しきれない振動が発生した場合、前記「ブチルゴ
ム」で形成された制振部材８がこれを吸収する。

【００３３】これにより、冷却水の気化膨脹により生ず
る振動を吸収することができ、調整済みのアライメント
が狂う不都合を防止することができる。また、このよう
ないわば内部で発生する振動を吸収することができるた
め、装置自体を大型化し重量化する必要がなく、当該レ
ーザ光発振装置を積極的に小型軽量化することができ
る。

【００３４】次に、レーザ光発振装置に設けられている
楕円集光反射鏡４の寿命は、他の共振ミラー等の光学部
品よりも短く、メンテナンスにおいてはこれを交換する
必要がある。

【００３５】当該レーザ光発振装置は、楕円集光反射鏡
４すなわち上下のキャビティ２，３を交換する際、ま
ず、上蓋１ｂを取り外すと共に上キャビティ５１ａを取
り外す。

【００３６】次に、下キャビティ３を取り外すのである
が、この下キャビティ３は上述のように第１〜第３の下
キャビティ片３ａ〜３ｃに３分割されている。このた
め、容器本体３ｂの両端部に位置するように設けられた
第１の下キャビティ片３ａ及び第３の下キャビティ片３
ｃを、フラッシュランプ６と容器本体３ｂの両内側壁と
の間の間隙を利用して取り外す。そして、同様にしてフ
ラッシュランプ６と容器本体３ｂの内側壁との間の間隙
を利用して第２の下キャビティ片３ｂを取り外す。

【００３７】これにより、レーザロッド５及びフラッシ
ュランプ６を取り外すことなく、上下のキャビティ２，
３を取り外すことができる。

【００３８】次に、交換する新たな上下のキャビティ
２，３を収納する場合、まず、フラッシュランプ６と容
器本体３ｂの内側壁との間の間隙を利用して第２の下キ
ャビティ片３ｂを収納する。次に、前記間隙を利用して
第１の下キャビティ片３ａ及び第３の下キャビティ片３
ｃを収納する。

【００３９】これにより、レーザロッド５及びフラッシ
ュランプ６を取り外すことなく、楕円集光反射鏡４を交
換することができる。このため、調整済みのレーザロッ
ド５及びフラッシュランプ６のアライメントに狂いが生
ずる不都合を防止することができる。

【００４０】次に、当該実施の形態に係るレーザ光発振
装置の変形例の説明をする。

【００４１】なお、この変形例の説明において、上述の
実施の形態に係るレーザ光発振装置と同じ動作を示す箇
所には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略すること
とする。

【００４２】すなわち、この変形例に係るレーザ光発振
装置は、図３に示すようにフラッシュランプ６を発光駆
動した際における冷却水の熱膨張に応じて伸張するゴム
膜１５を設けたものである。

【００４３】これにより、冷却水の熱膨張により発生す
る振動を吸収することができ、調整済みのアライメント
に狂いが生ずる不都合を防止することができる等、上述
の実施の形態に係るレーザ光発振装置と同様の効果を得
ることができる。

【００４４】なお、上述の実施の形態の説明では、内部
で発生する振動を吸収するためのエアバック７及び制振
部材８を併用することとしたが、これは、いずれか一方
を設けるようにしてもよい。これでも、内部で生ずる振
動を吸収することができ、上述と同じ効果を得ることが
できる。

【００４５】また、制振部材８として「ブチルゴム」を
設けけることとしたが、これは例えば「スポンジ」や
「スプリング」等の制振作用のある部材であれば何でも
よい。

【００４６】また、下キャビティ３は、３分割すること
としたが、これは、レーザロッド５及びフラッシュラン
プ６を取り外すことなく下キャビティ３を取り外し可能
であれば、例えば２分割或いは４分割等するようにして
もよい。

【００４７】さらに、上述の実施の形態の説明では、レ
ーザロッド５及びフラッシュランプ６を取り付けたまま
下キャビティ３を取り外す場合について説明したが、こ
れはフラッシュランプ６を外して交換するような構成と
してもよい。この場合は、レーザロッド５と容器本体３
の内側壁との間の間隙を、下キャビティを取り出せるよ
うな間隔とすればよい。これにより、特に調整が困難で
あるレーザロッド５を取り外す必要がないため、交換作
業を簡略化することができる。

【００４８】最後に、上述の実施の形態は本発明のほん
の一例であり、この他、本発明に係る技術的思想を逸脱
しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能
であることは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係るレーザ光発振装置は、レー
ザ光を発光した際に生ずる当該レーザ光発振装置自体の
振動により、或いは内部の部品交換等のメンテナンスの
際に、既に調整済みのアライメントが狂う不都合を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ光発振装置の
横断正面図である。

【図２】前記実施の形態に係るレーザ光発振装置の上蓋
を外した際の上面図及び横断側面図である。

【図３】前記実施の形態に係るレーザ光発振装置の変形
例を示す横断側面図である。

【図４】従来のレーザ光発振装置の横断正面図である。

【符号の説明】

１…アクリル容器，２…上キャビティ，３…下キャビテ
ィ ３ａ〜３ｃ…第１〜第３の下キャビティ片，４…楕円集
光反射鏡 ５…レーザロッド，６…フラッシュランプ，７…エアバ
ック，８…制振部材 ９…サスペンション，１０…基板，１５…ゴム膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光を発光するフラッシュランプと、 前記フラッシュランプの全体或いは一部を取り囲むかた
   ちで設けられ、該フラッシュランプからの励起光を反射
   して焦点に集光する集光反射鏡と、 前記集光反射鏡の焦点位置に設けられ該フラッシュラン
   プからの励起光により励起されレーザ光を発光するレー
   ザロッドと、 前記集光反射鏡内に冷却水を循環させる冷却水循環手段
   と、 前記フラッシュランプ及びレーザロッドと共に前記集光
   反射鏡内に設けられ、該集光反射鏡内を循環する冷却水
   の体積の変動分を吸収する体積変動分吸収手段とを有す
   ることを特徴とするレーザ光発振装置。
2. 【請求項２】 前記体積変動分吸収手段は、内部が空気
   により満たされたエアバッグ、或いはスポンジであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のレーザ光発振装置。
3. 【請求項３】 前記集光反射鏡の外周部と、該集光反射
   鏡を収納する収納容器の内壁部との間に設けられた、振
   動を吸収するための制振部材を有することを特徴とする
   請求項１又は請求項２記載のレーザ光発振装置。
4. 【請求項４】 励起光を発光するフラッシュランプと、
   前記フラッシュランプの全体或いは一部を取り囲むかた
   ちで設けられ、該フラッシュランプからの励起光を反射
   して焦点に集光する集光反射鏡と、前記集光反射鏡の焦
   点位置に設けられ、該フラッシュランプからの励起光に
   より励起されレーザ光を発光するレーザロッドとを収納
   容器に収納してなるレーザ光発振装置において、 前記集光反射鏡は、レーザロッドを取り外すことなく、
   収納容器の取り出し口から取り出し可能なように、複数
   のキャビティ片に分割されていることを特徴とするレー
   ザ光発振装置。
5. 【請求項５】 前記集光反射鏡は、前記収納容器の取り
   出し口側に設けられた第１のキャビティと、前記収納容
   器の取り出し口に相反する側に設けられた第２のキャビ
   ティとで構成されており、 前記第２のキャビティは、さらに前記複数のキャビティ
   片に分割されていることを特徴とする請求項４記載のレ
   ーザ光発振装置。