JPS6016881Y2 - 大出力レ−ザ光伝播装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はたとえば炭酸ガスレーザ等における大出力レ
ーザ装置において、レーザ光を目的部位まで伝播するた
めの大出力レーザ光伝播装置に関する。

大出力レーザ光が大気中等の弱い吸収媒体中を伝播する
とき、大気の弱い吸収により大気の温度分布が生じ、伝
播するレーザ光が拡がっていわゆる熱レンズ効果が生じ
る。

たとえば、炭酸ガスレーザ光が大気中を伝播する場合に
、伝播長を１０肌、吸収率をｌｏ−６ｃ７１−”とした
ら、数ｋｗの出力の場合に既に熱レンズが生じ、はじめ
平行であったレーザ光でも１０ｒｒＬ伝播後には拡がっ
てしまう。

そこで、従来から大出力レーザ光を発振器から目的部位
まで安全に伝播させるためにレーザ光を囲繞するレーザ
光導管を用いているが、レーザ光の吸収により生じた熱
エネルギーの移動が自由空間よりも難かしくなり、上記
熱レンズ効果が増大するという欠点がある。

また、この熱レンズ効果なしに伝播させる手段としてレ
ーザ光導管内を真空することが考えられるが、真空吸引
装置が必要となり高価になるとともに操作性に問題があ
り実用的でないという事情がある。

この考案は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、レーザ光を伝播するレーザ光導管の
ほぼ全域においてレーザ光の伝播方向にほぼ直交する気
体を流通し、さらにそのまま直進する側に排出する構成
にし、レーザ光の吸収により生じた熱エネルギを迅速に
移動させ熱レンズ効果なしに伝播することができる大出
力レーザ光伝播装置を提供しようとするものである。

以下、この考案を図面に示す一実施例にもとづいて説明
する。

第１図は大出力レーザ光伝播装置の概略的構成を示すも
ので、１はレーザ発振器である。

このレーザ発振器１から発振されたレーザ光りは反射ミ
ラーからなるレーザ光屈折部２によって屈折され、集光
レンズからなる集光部３を介して被加工物４に集光され
るようになっている。

上記レーザ発振器１のレーザ光りの出射部およびレーザ
光屈折部２の入射部にはそれぞれフランジ５，６が互い
に対向して設けられ、これらフランジ５，６間には後述
する第１のレーザ光導管７が架設されている。

また、上記レーザ光屈折部２の出射部および集光部３の
入射部３にはそれぞれフランジ８，９が互いに対向して
設けられ、これらフランジ８，９間には後述する第２の
レーザ光導管１０が架設されている。

上記第１、第２のレーザ光導管７，１０は同一構造であ
るため第１のレーザ光導管７のみについて説明すると第
２図および第３図で示すように構成されている。

すなわち、１１は円筒状をなす外筒で、この内部には内
筒１２が同心的に設けられ、これら外筒１１、内筒１２
の両端部は上記フランジ５，６に固定されている。

そして、上記内筒１２内はレーザ光りを通すレーザ光伝
播部１３として形成されている。

さらに、外筒１１と内筒１２との間は仕切板１４．１４
によって径方向に２分され、その一方は気体流入室１５
、他方は気体流出室１６として構成されている。

そして、外筒１１の長手方向一端側には上記気体流入室
１５と連通ずる気体流入口体１７が突設され、他端側に
は上記気体流出室１６と連通ずる気体流出口体１８が突
設されている。

また、上記内筒１２にはその外周面の全域にわたって開
口する多数の気体流通孔が穿設されていて、これらは上
記気体流入室１５と連通ずる多数の気体流入孔１９・・
・と気体流出室１６と連通ずる多数の気体流出孔２０・
・・とに分けられている。

そして、上記気体流入口体１７はパイプ２１を介してコ
ンプレッサまたは圧力ボンベ等の圧力気体供給装置２２
に接続され、気体流出口体１８は大気に連通している。

しかして、圧力気体供給装置２２から圧力気体を圧送す
ると、この圧力気体はパイプ２１を介して気体流入室１
５に導入され、矢印で示すように内筒１２の長手方向に
導びかれながら気体流入孔１９・・・・・・からレーザ
光伝播部１３に導入される。

したがって、気体は内筒１２内の全域でレーザ光りとほ
ぼ直交する方向に流通して気体流出孔２０・・・・・・
から気体流出室１６に流出され、気体流出口体１８から
大気中に排出される。

このときの上記レーザ光伝播部１３を流す気体の流量と
内部を伝播するレーザ出力との関係を説明すると、第４
図で示すように、レーザ光りに対してその進行方向に垂
直な面内に気体Ｇが速度Ｖで移動する。

このとき、レーザ光りの直径がｄで示されるとし、レー
ザ光りを吸収した大気がレーザ光りに影響を与えない条
件を考慮してみると、条件として１０ｒｒＬの伝播距離
、管径１瞳、レーザ光径ｄ＝４ｃｍ、レーザ出力ＩＱｋ
ｗを用いると、約０．１ｉ／ｓの流量が得られる。

このとき、流速Ｖは０．１ｒｒｔ ／ ｓ程度が必要で
あり、１００Ｗクラスの送風機等で可能である。

なお、上記一実施例においては、レーザ光導管７．１０
を円筒状に構成したが、これに限定されず第５図で示す
ように構成してもよい。

すなわち、断面矩形状の角筒体２３内にレーザ光りを通
すレーザ光伝播部２４を設け、このレーザ光伝播部２４
の下部側に気体流入孔２５・・・・・・を穿設した仕切
板２６を介して気体流入室２７を設け、上部側に気体流
出孔２８・・・・・・を穿設した仕切板２９を介して気
体流出室３０を構成したものである。

さらに、上記実施例においては、レーザ光伝播部１３か
ら流出する気体を気体流出口体１８から排出するように
したが、第６図で示すように、気体流出室１６を形成す
る外筒１１の周壁に多数の気体排出孔３１を穿設し、レ
ーザ光伝播部１３から流出する気体を大気中に放出する
ようにしてもよい。

なお、第６図において上述した実施例と同−構成部分は
同一番号を附して説明を省略する。

この考案は以上説明したように、レーザ光を伝播するレ
ーザ光導管にレーザ光の伝播方向にほぼ直交する気体を
流通するようにしたから、レーザ光の吸収により生じた
熱エネルギを迅速に移動ささせることができ、熱エネル
ギ効果を無視することができる。

しかも、構造的に簡単であるから廉価に提供でき、実用
的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す概略的構成図、第２
図は同じく要部の縦断面図、第３図は同じく要部の横断
面図、第４図は同じく作用の説明図、第５図、第６図は
この考案の他の実施例を示す横断面図である。 １・・・・・・レーザ発振器、７，１０・・・・・・レ
ーザ光導管、１９・・・・・・気体流入孔、Ｌ・・・・
・・レーザ光。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. レーザ発振器から放出された大出力レーザ光をレーザ光
   導管によって囲繞して伝播する大出力レーザ光伝播装置
   において、上記レーザ光導管は上記大出力ｌ／−ザ光が
   通りかつ全外周面にわたって開口する多数の気体流通孔
   を有する内筒と、この内筒を空間において囲繞し圧力気
   体を導入する気体流入口体および上記圧力気体を排出す
   る気体流出口体を設けた外筒と、上記空間を上記レーザ
   光軸に沿いかつ上記気体流入口体が設けられる気体流入
   室側と上記気体流出口側が設けられる気体流出室側にな
   る二室を区画する仕切板とからなり、上記内筒内のほぼ
   全域で上記気体流入室に導入された圧力気体上記気体流
   通孔を介して上記大出力レーザ光の伝播方向にほぼ直交
   させて上記気体流出室に流出するようにしたことを特徴
   とする大出力レーザ光伝播装置。