能夠進行溫度調整的氣體激光振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的氣體激光振蕩器具備：共振器部；熱交換器，其流過與激光氣體進行熱交換的流體；冷卻器，其冷卻熱交換器內的流體，提供到熱交換器內；熱傳導裝置，其向共振器部傳導流體的熱，氣體激光振蕩器還具備：第一流路，其向熱傳導裝置提供熱交換器內的用于激光氣體的冷卻的流體；第二流路，其在向熱交換器內提供之前向熱傳導裝置提供通過冷卻器冷卻后的流體；切換閥，其切換為第一流路和第二流路的任意一方。
【專利說明】
能夠進行溫度調整的氣體激光振蕩器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種采用了通過熱交換器冷卻激光氣體的方式的氣體激光振蕩器，特別涉及能夠進行共振器部的溫度調整的氣體激光振蕩器。
【背景技術】
[0002]已知將激光對著金屬、樹脂材料等而進行切割、開孔等加工的激光加工機。在這樣的激光加工機中，大多安裝有能夠進行大輸出的碳酸氣體激光振蕩器。
[0003]碳酸氣體激光振蕩器具備:共振器部，其對主要由二氧化碳、氮氣以及氦氣組成的混合氣體(以下稱為激光氣體)進行激勵，為了放大被激勵后的激光氣體所發(fā)出的光而使其共振。共振器部具備容納激光氣體的放電管、分別配置在放電管的長軸方向兩端的全反射鏡和半反射鏡(輸出鏡)。如果通過放電激勵放電管內的激光氣體，則向放電管的長軸方向釋放光。該光在全反射鏡和半反射鏡(輸出鏡)之間重復反射而被放大，并且透過輸出鏡向共振器外輸出。
[0004]在通過放電激勵放電管內的激光氣體而產生激光的情況下，向激光氣體提供的放電能量的百分之十幾被轉換為光。剩余的放電能量成為熱，激光氣體的溫度上升。由此，共振器部的溫度上升，因此構成共振器部的構件有可能變形。因此，在氣體激光振蕩器中，使得從放電管流出成為高溫的激光氣體并通過熱交換器進行冷卻，返回到放電管內。進而，還使冷卻水在熱交換器中循環(huán)，通過激光振蕩器外部的冷卻裝置例如冷卻器將該冷卻水的溫度控制為固定的溫度。通過這樣抑制激光氣體的溫度上升，構成共振器部的構件難以變形，因此使激光輸出穩(wěn)定。
[0005]特別是高精度地定位作為構成共振器部的部件的輸出鏡、全反射鏡等，因此共振器部的溫度控制是用于使激光輸出穩(wěn)定的重要技術。因此，提出了多個控制共振器部的溫度的技術。
[0006]日本特開2001-57452號公報公開了一種氣體激光振蕩器，其具備:流路，其使冷卻介質在冷卻介質在保持共振器的反射鏡的光具座內循環(huán)；和電磁閥，其對該流路進行開閉。在該氣體激光振蕩器中，通過溫度傳感器測定在光學光具座內流動的冷卻介質的溫度，根據該測定值來開閉電磁閥。由此，抑制冷卻介質的溫度上升，將共振器部的溫度保持在預定的溫度范圍內。
[0007]另外，日本特開平01-232779號公報公開了一種氣體激光共振器，其具備:反射鏡冷卻系統，其使冷卻水在共振器部的反射鏡中循環(huán)；熱交換器，其冷卻激光介質；以及激光介質冷卻系統，其使冷卻水在熱交換器中循環(huán)。該氣體激光振蕩器還具備連接激光介質冷卻系統和反射鏡冷卻系統的配管、開閉該配管的電磁閥。并且，在反射鏡冷卻系統的冷卻水的溫度比預定的溫度低時，關閉電磁閥。在反射鏡冷卻系統的冷卻水溫度比預定的溫度高時，對電磁閥進行打開動作，將流過激光介質冷卻系統的熱交換器的冷卻水的一部分提供給反射鏡冷卻系統。
[0008]日本特開2001-24257號公報公開了以下的方法，即通過使控制為固定溫度的水在共振器部的周圍螺旋狀地流動，而使共振器部的溫度分布更均勻。
[0009]日本特開2009-117700號公報公開了一種氣體激光振蕩器，其具備將激光氣體密閉在氣體激光振蕩器內的氣體流路、冷卻氣體流路內的激光氣體的熱交換器。進而，在氣體流路中設置有繞過熱交換器的氣體彎路、調整流過該氣體彎路的激光氣體的流量的氣體流量調整閥。通過氣體流量調整閥來調整通過熱交換器的激光氣體的量，從而調整激光氣體的溫度。
[0010]但是，在上述共振器部中，通過高精度地定位應該配置在放電管兩端的各反射鏡，來使激光共振。因此，如果各反射鏡的位置偏離，則有時發(fā)生激光輸出的下降等碳酸氣體激光振蕩器的動作變得不穩(wěn)定的情況。
[0011]另外，在各反射鏡的定位作業(yè)中，一邊調整各反射鏡的位置一邊使碳酸氣體激光振蕩器動作，將反射鏡固定在能夠穩(wěn)定地振蕩預定的輸出的狀態(tài)、即恒定狀態(tài)的地方。即，在共振器部的溫度分布是恒定狀態(tài)的溫度分布時，對各反射鏡進行定位。因此，在啟動了碳酸氣體激光振蕩器后，有時共振器部的溫度分布會從恒定狀態(tài)的溫度分布偏離。在該情況下，有時各反射鏡的位置從恒定狀態(tài)下的位置偏離，碳酸氣體激光振蕩器的動作變得不穩(wěn)定。特別是在寒冷地方、冬季等中使用碳酸氣體激光振蕩器的情況下，更加顯著地發(fā)生在碳酸氣體激光振蕩器啟動后的動作不穩(wěn)定的問題。
[0012]針對上述問題，通過啟動碳酸氣體激光振蕩器，通過進行一定時間的放電管內的氣體放電來使共振器部的溫度上升。然后，如果共振器部的溫度分布成為恒定狀態(tài)的溫度分布，則激光振蕩準備完成，許可來自共振器部的激光振蕩。但是，這樣的對策存在從啟動碳酸氣體激光振蕩器后到激光振蕩準備完成為止花費時間的問題點。
[0013]進而，在碳酸氣體激光振蕩器中，設計為從共振器部向外部釋放熱。具體地說，如果啟動碳酸氣體激光振蕩器，則使通過冷卻器被控制為固定溫度的冷卻水在熱交換器內流動，通過熱交換器冷卻激光氣體。因此，在從冷卻的狀態(tài)啟動碳酸氣體激光振蕩器時，激光氣體被冷卻，因此共振器部的溫度反而難以上升。其結果是還存在從啟動碳酸氣體激光振蕩器后到能夠進行穩(wěn)定的振蕩動作為止的時間變長的問題點。
[0014]此外，日本特開2001-57452號公報、日本特開平1-232779號公報、日本特開2001-24257號公報以及日本特開2009-117700號公報的任意一個都只不過公開了將包含激光氣體、反射鏡等的共振器部進行冷卻使得共振器部的溫度不超過預定溫度的技術。即，在日本特開2001-57452號公報、日本特開平1-232779號公報、日本特開2001-24257號公報以及日本特開2009-117700號公報所記載的氣體激光振蕩器中，在啟動氣體激光振蕩器后只進行抑制共振器部的溫度上升的控制。因此，在寒冷地方、冬季等中使用了氣體激光振蕩器的情況下，存在從啟動氣體激光振蕩器后到能夠進行穩(wěn)定的振蕩動作為止花費時間的問題。
【發(fā)明內容】
[0015]本發(fā)明提供一種氣體激光振蕩器，其在寒冷地方、冬季等中使用了氣體激光振蕩器的情況下，能夠啟動氣體激光振蕩器而盡早地完成振蕩準備。
[0016]根據本發(fā)明的第一形式，提供一種氣體激光振蕩器，其具備:共振器部，其具有通過放電而激勵激光氣體的放電部，使通過激光氣體的激勵而產生的激光振蕩；熱交換器，其流過與激光氣體進行熱交換的流體；冷卻器，其吸出熱交換器內的流體，冷卻該流體并提供到熱交換器內；以及熱傳導裝置，其向共振器部傳導流體的熱，其特征在于，具備:
[0017]第一流路，其從熱交換器向熱傳導裝置提供熱交換器內的用于激光氣體冷卻的流體；第二流路，其在將通過冷卻器冷卻后的流體提供給熱交換器內之前提供給熱傳導裝置；切換閥，其切換為第一流路或第二流路的任意一方。
[0018]根據本發(fā)明的第二形式，提供一種氣體激光振蕩器，其在第一形式的氣體激光振蕩器中，還具備:調整閥，其調整通過冷卻器冷卻的應該向熱交換器提供的流體的流量。
[0019]根據本發(fā)明的第三形式，提供一種氣體激光振蕩器，其在第二形式的氣體激光振蕩器中，共振器部具備:振蕩防止裝置，其防止激光的振蕩。
[0020]根據本發(fā)明的第四形式，提供一種氣體激光振蕩器，其在第一?第三形式的任意一個氣體激光振蕩器中，還具備:溫度傳感器，其測定共振器部的溫度；控制裝置，其將通過溫度傳感器測定的測定溫度與預定的溫度進行比較，根據該比較結果來控制切換閥。
[0021]根據本發(fā)明的第五形式，提供一種氣體激光振蕩器，其在第三形式的氣體激光振蕩器中，還具備:溫度傳感器，其測定共振器部的溫度；控制裝置，其將通過溫度傳感器測定的測定溫度與預定的溫度進行比較，根據該比較結果來控制切換閥、調整閥以及振蕩防止裝置中的至少一個。
[0022]根據本發(fā)明的第六形式，提供一種氣體激光振蕩器，其在第一?第五形式的任意一個氣體激光振蕩器中，熱傳導裝置具備:散熱器，其流過來自第一流路和第二流路中的任意一方的流體；風扇，其向共振器部送風散熱器的熱。
[0023]根據本發(fā)明的第七形式，提供一種氣體激光振蕩器，其在第一?第六形式的任意一個氣體激光振蕩器中，熱傳導裝置具備流過來自第一流路和第二流路中任意一方的流體的流路，在共振器部中形成該流路。
[0024]根據附圖所示的本發(fā)明的典型實施方式的詳細說明，能夠進一步明確本發(fā)明的這些目的、特征以及優(yōu)點、以及其他目的、特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0025]圖1是不意地表不第一實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
[0026]圖2是示意地表示第二實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
[0027]圖3是示意地表示第三實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
[0028]圖4是示意地表示第四實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
[0029]圖5是不意地表不第五實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
[0030]圖6是不意地表不第六實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
【具體實施方式】
[0031]接著，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式。在以下的附圖中，對相同的構件附加相同的參照符號。為了容易理解，這些附圖適當地變更了比例尺。另外，以下作為氣體激光振蕩器以高速軸流式氣體激光裝置為例子進行說明，但本發(fā)明并不限于此。
[0032](第一實施方式)
[0033]圖1是不意地表不第一實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。
[0034]本實施方式的氣體激光振蕩器IA在外殼3內具備用于使應該輸出的激光共振的共振器部2。
[0035]共振器部2具備:軸形放電部4，其容納例如由二氧化碳、氮氣以及氦氣組成的混合氣體，通過放電激勵激光氣體而釋放激光。該軸形放電部例如串聯連接4個放電管(未圖示)，以2個為單位折疊地將4個放電管(未圖示)配置在外殼3內。此外，放電管的總個數以及折疊的放電管的單位數量并不限于上述個數。
[0036]將輸出鏡(半反射鏡)5和全反射鏡6分別配置在放電部4的光軸方向兩端的位置。將折返鏡(未圖示)配置在放電部4的中間位置。高精度地定位這些鏡子，并且通過支持部(未圖示)支持。
[0037]在放電部4的外部設置有高頻電源7。通過高頻電源7向放電部4內的電極(未圖示)施加高頻的電力，由此使電極之間的激光氣體放電。如果通過放電而激勵激光氣體，則向放電部4的長軸方向釋放激光。該激光在輸出鏡5和全反射鏡6之間重復反射而被放大，并且透過輸出鏡5向共振器部2外輸出。在金屬加工、樹脂加工等使用所輸出的激光。
[0038]在外殼3內設置有使放電部4內的激光氣體循環(huán)的激光氣體流路8。激光氣體流路8是從放電部4的一個端部依次經由第一熱交換器9、送風機10以及第二熱交換器11到達放電部4的另一端部的流路。此外，在圖1中，為了容易理解激光氣體流動的方向，通過中空箭頭表示激光氣體流路8。
[0039]在激光氣體流路8中，通過使送風機10工作，而將放電部4內的激光氣體排出到放電部4外，通過第一熱交換器9進行冷卻。進而，通過了第一熱交換器9的激光氣體通過送風機10而被提供到放電部4內。在通過送風機10時激光氣體被壓縮，該激光氣體的溫度上升。因此，通過第二熱交換器11將通過了送風機10的激光氣體進行冷卻。通過以上的結構，抑制放電部4內的激光氣體的溫度上升。
[0040]在外殼3的外側設置有控制第一熱交換器9內的冷卻水溫度的冷卻水溫度控制裝置、例如冷卻器12。冷卻器12通過第一冷卻水流路13吸出第一熱交換器9內的激光氣體冷卻所使用的冷卻用流體、例如冷卻水。進而，冷卻器12將冷卻水調整為固定的溫度，并通過第二冷卻水流路14提供到第一熱交換器9內。
[0041]進而，氣體激光振蕩器IA具備熱傳導裝置15、切換閥16以及控制裝置17。
[0042]切換閥16例如是具有2個入口和一個出口的三通閥。切換閥16的2個入口中的一個與第一熱交換器9連接，2個入口中的另一個與第二冷卻水流路14連接。切換閥16的出口與熱傳導裝置15連接。因此，切換閥16將向熱傳導裝置15提供冷卻水的冷卻水供給流路切換為2個流路A、B0即，關于對熱傳導裝置15的冷卻水供給流路，能夠選擇向熱傳導裝置15提供第一熱交換器9內的冷卻水的第一流路A、向熱傳導裝置15提供第二冷卻水流路14內的冷卻水的第二流路B中的任意一個。
[0043]能夠選擇上述2個流路A、B的切換閥16被控制裝置17控制。控制裝置17還控制高頻電源7的電力。另外，通過第三冷卻水流路18將熱傳導裝置15和冷卻器12進行連接。通過第三冷卻水流路18能夠使熱傳導裝置15內的冷卻水回流到冷卻器12。
[0044]熱傳導裝置15是向共振器部2傳導冷卻水的熱的裝置。如果通過切換閥16選擇上述第一流路A，將冷卻第一熱交換器9內的激光氣體而變得不暖的冷卻水提供給熱傳導裝置15，則熱傳導裝置15作為加熱裝置發(fā)揮功能。另外，如果通過切換閥16選擇上述第二流路B，將從冷卻器12流入第二冷卻水流路14的低溫的冷卻水提供給熱傳導裝置15，則熱傳導裝置15作為冷卻裝置發(fā)揮功能。
[0045]接著，說明氣體激光振蕩器IA的動作和共振器部2的溫度控制。
[0046]如果啟動氣體激光振蕩器1A，則通過控制裝置17控制高頻電源7的電力，使放電部4內的激光氣體放電，激勵激光氣體。由此，從共振器部2的輸出鏡5輸出從激勵的激光氣體產生的激光的一部分。另一方面，沒有用于激光的激勵地放電能量成為熱，因此放電部4內的激光氣體的溫度上升。另外，輸出鏡5、全反射鏡6以及折返鏡等也吸收激光的一部分，因此這些部件也成為熱源。因此，共振器部2整體的溫度上升。
[0047]為了抑制放電部4內的激光氣體的溫度上升，使送風機10工作。由此，放電部4內的激光氣體從放電部4的一端部、即配置了全反射鏡6的端部被排出到激光氣體流路8。然后，激光氣體流路8內的激光氣體通過第一熱交換器9和第二熱交換器11被冷卻，從放電部4的另一端部、即配置了輸出鏡5的端部提供給放電部4內。這樣通過激光氣體流動，能夠抑制激光氣體的溫度上升。
[0048]進而，將熱傳導裝置15作為冷卻裝置使用。由此，冷卻共振器部2整體，對全反射鏡6或折返鏡等構成共振器部2的部件進行冷卻。
[0049]此外，在定位共振器部2所使用的各反射鏡時，還如上述那樣使氣體激光振蕩器IA運轉，將熱傳導裝置15作為冷卻裝置使用。另外，在共振器部2的發(fā)熱和共振器部2的冷卻進行配合且共振器部2整體的溫度成為平衡狀態(tài)時，最好精密地決定全反射鏡6或折返鏡等的位置。由此，共振器部2成為穩(wěn)定地振蕩預定的輸出的狀態(tài)、即恒定狀態(tài)。
[0050]但是，激光加工機不只是設置在如恒溫室那樣溫度固定的地方，有時還設置在溫度變化的地方、例如氣溫低下的工廠的室內、甚至室外。因此，在寒冷地方和冬季等中啟動氣體激光振蕩器IA時，將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用。
[0051]具體地說，如果啟動氣體激光振蕩器1A，則激光氣體通過放電被激勵而馬上變熱，如圖1所示那樣流過激光氣體流路8而循環(huán)。這時，放電部4內的激光氣體從配置了輸出鏡5的放電部4的一端部朝向配置了全反射鏡6的放電部4的另一端流通。因此，在寒冷地方、冬季等中啟動氣體激光振蕩器IA時，全反射鏡6及其相鄰部件的溫度比其他部件更快地上升。
[0052]另一方面，向配置了輸出鏡5的放電部4的另一端部提供通過熱交換器9、11進行冷卻的激光氣體，因此輸出鏡5及其臨近部件的溫度難以上升。進而，作為放電部4的材料使用的石英玻璃的熱傳導率比較低，因此無法期待全反射鏡6的熱通過放電部4自身向輸出鏡5側傳導。因此，關于共振器部2的溫度分布，放電部4的兩端部之間的溫度差變得比上述恒定狀態(tài)時大。其結果是輸出鏡5和全反射鏡6的相對位置關系會發(fā)生變化，激光輸出比恒定狀態(tài)時還低。另外，激光的振蕩動作變得不穩(wěn)定。
[0053]因此，在寒冷地方、冬季等中啟動了氣體激光振蕩器IA時，首先將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用，加熱共振器部2整體。由此，放電部4的兩端部之間的溫度差變小，共振器部2的溫度分布向恒定狀態(tài)的溫度分布轉移。如果共振器部2的溫度分布成為恒定狀態(tài)的溫度分布，則將熱傳導裝置15作為冷卻裝置使用。
[0054]如果如以上那樣在寒冷地方、冬季等中啟動了氣體激光振蕩器1A，則首先利用冷卻了激光氣體的熱交換器9內的冷卻水的熱來加熱共振器部2。由此，能夠縮短從在寒冷地方、冬季等中啟動了氣體激光振蕩器后到能夠進行穩(wěn)定的振蕩動作為止的時間。
[0055]此外，在本實施方式的共振器部2中，輸出鏡5及其臨近部件難以變暖，但如果變更共振器部2的構造，則與之對應共振器部2的難以變暖的地方也變化。因此，在將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用而加熱共振器部2時，最好根據共振器部2的溫度分布來加熱共振器部2的溫度相對低的地方。
[0056]另外，最好是熱傳導裝置15能夠加熱或冷卻構成共振器部2的多個部件中的一個以上。作為構成共振器部2的多個部件，是放電部4、輸出鏡5、全反射鏡6、支持各反射鏡的支持部件、構成激光氣體流路8的部件、或成為激光所通過的光路的部件等。
[0057](第二實施方式)
[0058]圖2是示意地表示第二實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。以下，對與第一實施方式相同的構成要素使用相同符號，主要說明與第一實施方式不同的結構。
[0059]如圖2所示，第二實施方式的氣體激光振蕩器IB相對于第一實施方式的氣體激光振蕩器IA還具備調整閥19。調整閥19被設置在第二冷卻水流路14上。調整閥19通過變更第二冷卻水流路14的開口面積，能夠調整從冷卻器12向第一熱交換器9提供的冷卻水的量。調整閥19被控制裝置17控制。
[0060]在控制切換閥16而將熱傳導裝置15作為冷卻裝置使用的情況下，控制調整閥19，增多從冷卻器12向第一熱交換器9提供的低溫冷卻水的量。由此，第一熱交換器9內的冷卻水的溫度上升變小。因此，熱傳導裝置15作為冷卻裝置良好地發(fā)揮功能。
[0061]另一方面，在控制切換閥16而將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用的情況下，控制調整閥19，減少從冷卻器12向第一熱交換器9提供的冷卻水的流量。由此，第一熱交換器9內的冷卻水的溫度上升變大。因此能夠高效地從第一熱交換器9向熱傳導裝置15提供沒有變熱的冷卻水。
[0062](第三實施方式)
[0063]圖3是示意地表示第三實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。以下，對與第一和第二實施方式相同的構成要素使用相同符號，主要說明與第一和第二實施方式不同的結構。
[0064]如圖3所示，第三實施方式的氣體激光振蕩器IC相對于第二實施方式的氣體激光振蕩器1B，還具備防止激光振蕩的振蕩防止裝置20。振蕩防止裝置20被設置在共振器部2內。對振蕩防止裝置20使用遮光板等。控制裝置17能夠控制振蕩防止裝置20。
[0065]在控制切換閥16而將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用時，通過控制裝置17使振蕩防止裝置20有效。S卩，將振蕩防止裝置20控制為無法從共振器部2向外部振蕩激光的狀態(tài)。其結果是用于激勵放電部4內的激光氣體的放電能量全部成為激光氣體的熱。因此，與第一和第二實施方式相比，放電部4內的激光氣體的溫度變高，第一熱交換器9內的冷卻水的溫度也變高。因此，在希望將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用而提高共振器部2的溫度時，能夠使熱傳導裝置15的導熱量增加。
[0066]但是，在從共振器部2輸出激光時，例如在希望在激光加工中將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用的情況下，通過控制裝置17使振蕩防止裝置20無效。由此，使得共振器部2能夠振湯激光。
[0067](第四實施方式)
[0068]圖4是示意地表示第四實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。以下，對與第一?第三實施方式相同的構成要素使用相同符號，主要說明與第一?第三實施方式不同的結構。
[0069]如圖4所示，第四實施方式的氣體激光振蕩器ID相對于第三實施方式的氣體激光振蕩器1C，還具備溫度傳感器21。溫度傳感器21被設置在共振器部2。
[0070]如上述那樣，放電部4內的激光氣體從配置了輸出鏡5的放電部4的一端部向配置了全反射鏡6的放電部4的另一端流動。然后，向配置了輸出鏡5的放電部4的一端部提供通過熱交換器9、11進行了冷卻的激光氣體，因此輸出鏡5及其臨近的部件的溫度難以上升。因此，輸出鏡5及其臨近的部件在共振器部2整體中成為溫度相對低的部件。因此，在本實施方式中，將溫度傳感器21設置在輸出鏡5的附近。當然，溫度傳感器21的設置場所并不限于輸出鏡5的附近而可以設置于在共振器部2的溫度分布中溫度相對低的地方。
[0071]控制裝置17對通過溫度傳感器21測定的測定溫度、預先存儲在控制裝置17中的設定溫度進行比較。其結果是在測定溫度比設定溫度低的情況下，控制裝置17控制切換閥16使其在第一熱交換器9和熱傳導裝置15中流通。進而，控制裝置17通過控制調整閥19而縮小第二冷卻水流路14的開口面積，并且使振蕩防止裝置20有效，由此使從第一熱交換器9向熱傳導裝置15提供的冷卻水溫度上升。由此，能夠通過熱傳導裝置15高效地加熱共振器部2。此外，除了切換閥16以外，還可以只控制調整閥19和振蕩防止裝置20中的任意一個。
[0072]但是，在從共振器部2輸出激光時，例如在希望在激光加工中將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用的情況下，通過控制裝置17使振蕩防止裝置20無效。由此，共振器部2能夠振湯激光。
[0073]另外，在通過溫度傳感器21測定的測定溫度比設定溫度高的情況下，控制裝置17控制切換閥16使其在第二冷卻水流路14和熱傳導裝置15中流通。S卩，向熱傳導裝置15提供通過冷卻器12進行冷卻的冷卻水。進而控制裝置17通過控制調整閥19而增大第二冷卻水流路14的開口面積，并且使振蕩防止裝置20無效。由此使第一熱交換器9內的冷卻水的溫度降低，因此，能夠通過熱傳導裝置15高效地冷卻共振器部2。此外，除了切換閥16以外，還可以只控制調整閥19和振蕩防止裝置20中的一個。
[0074](第五實施方式)
[0075]圖5是不意地表不第五實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。以下，對與第一?第四實施方式相同的構成要素使用相同符號，主要說明與第一?第四實施方式不同的結構。
[0076]在第一?第四實施方式中，熱傳導裝置15如圖5所不具備風扇22和散熱器23。風扇22具備相對的2個側面，從2個側面中的一個吸入空氣24，從2個側面的中的另一個噴出空氣24。在風扇22的2個側面中的一個上相鄰地配置散熱器23。
[0077]向散熱器23提供冷卻水25，在冷卻水25和通過散熱器23的空氣24之間進行熱交換。在向散熱器23提供的冷卻水25是高溫的情況下，向共振器部2的周圍送風高溫的空氣24，因此共振器部2整體變熱。另外，在向散熱器23提供的冷卻水25是低溫的情況下，向共振器部2的周圍送風低溫的空氣24，因此共振器部2整體被冷卻。另外，向散熱器23提供的高溫的冷卻水是第一?第四實施方式所示的來自第一流路A的冷卻水。向散熱器23提供的低溫冷卻水是第一?第四實施方式所示的來自第二流路B的冷卻水。
[0078]理想的是將上述那樣組合了風扇22和散熱器23的熱傳導裝置15設置為從風扇22噴出的空氣24通過共振器部2。另外，也可以將多個熱傳導裝置15配置在外殼3內而使得這樣的空氣24在外殼3內循環(huán)。
[0079](第六實施方式)
[0080]圖6是示意地表示第六實施方式的氣體激光振蕩器的結構的框圖。以下，對與第一?第五實施方式相同的構成要素使用相同符號，主要說明與第一?第五實施方式不同的結構。
[0081]理想的是如圖6所示那樣，在第一?第五實施方式所使用的共振器部2設置水路26。在控制切換閥16而將熱傳導裝置15作為加熱裝置使用的情況下，使高溫的冷卻水從熱傳導裝置15流入水路26，由此能夠加熱共振器部2。另外，在控制切換閥16而將熱傳導裝置15作為冷卻裝置使用的情況下，使低溫的冷卻水從熱傳導裝置15流入水路26，由此能夠冷卻共振器部2。此外，使得流入水路26的高溫冷卻水是第一?第四實施方式所示的來自第一流路A的冷卻水。使得流入水路26的低溫冷卻水是第一?第四實施方式所示的來自第二流路B的冷卻水。
[0082]特別在共振器部2中存在難以加熱的位置的情況下，如果在這樣的位置設置水路26，則能夠高效地加熱共振器部2整體。另外，也可以將水路26的結構應用于如第五實施方式那樣使用了送風的熱傳導方法。
[0083]以上，以放電部4內的激光氣體的流動沿著激光的光軸的高速軸流式氣體激光裝置為例子說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的氣體激光振蕩器并不限于這樣的軸流型，也可以是正交型。即，本發(fā)明也能夠應用于放電部4內的激光氣體的流動和激光的光軸或放電的方向正交的正交型氣體激光振蕩器。
[0084]另外，在上述實施方式中在激光氣體的激勵時使用了高頻放電，但本發(fā)明的氣體激光振蕩器并不限于此，也可以對激勵使用直流放電。
[0085]發(fā)明效果
[0086]根據本發(fā)明的第一形式，如果通過切換閥選擇了第一流路，則從該熱交換器向熱傳導裝置提供熱交換器內的用于激光氣體冷卻的流體。因此，能夠將熱傳導裝置作為共振器部的加熱裝置使用。因此，在寒冷地方、冬季等中啟動氣體激光振蕩器時，如果控制切換閥而設定為第一流路，則能夠縮短從啟動氣體激光振蕩器后到能夠進行穩(wěn)定的振蕩動作為止的時間。
[0087]另一方面，如果通過切換閥選擇了第二流路，則在向熱交換器內提供通過冷卻器冷卻后的流體之前向熱傳導裝置提供。因此，能夠將熱傳導裝置作為共振器部的冷卻裝置使用。因此，在平常的環(huán)境下，例如在有空調機的工廠內啟動氣體激光振蕩器時，控制切換閥而設定為第二流路。由此，抑制共振器部的溫度上升，構成共振器部的構件難以變形，因此能夠使激光輸出穩(wěn)定。
[0088]根據本發(fā)明的第二形式，通過使用調整閥，能夠調整通過冷卻器進行冷卻的應該向熱交換器提供的流體的流量。因此，在將熱傳導裝置作為共振器部的加熱裝置使用的情況下，通過調整閥減少從冷卻器向熱交換器提供的流體的量。由此，能夠高效地使熱交換器內的流體溫度上升。另一方面，通過調整閥使從冷卻器向熱交換器提供的流體的量增加，由此能夠高效地降低熱交換器內的流體溫度。因此，能夠高效地進行共振器部的加熱和冷卻。
[0089]根據本發(fā)明的第三形式，通過振蕩防止裝置不使共振器部振蕩激光，由此共振器部內的放電能量的全部作為熱被賦予激光氣體。因此，與振蕩激光的情況相比，能夠進一步提高熱交換器內的應該用于激光氣體的冷卻的流體溫度。因此，在將熱傳導裝置作為共振器部的加熱裝置使用的情況下，能夠高效地進行共振器部的加熱。
[0090]根據本發(fā)明的第四形式，通過溫度傳感器測定共振器部的溫度，將該測定溫度與預定的溫度進行比較，根據該比較結果控制切換閥，由此能夠根據共振器部的溫度正確地實施共振器部的加熱和冷卻。
[0091]根據本發(fā)明的第五形式，將通過溫度傳感器測定的共振器部的溫度與預定的溫度進行比較，根據該比較結果，能夠控制切換閥、調整閥和振蕩防止裝置中的至少一個。因此，能夠根據共振器部的溫度使調整閥和振蕩防止裝置正確地工作。
[0092]根據本發(fā)明的第六形式，通過風扇向共振器部送風散熱器的熱，能夠對共振器部進行加熱或冷卻。
[0093]根據本發(fā)明的第七形式，在共振器部中存在難以加熱的地方的情況下，如果在這樣的地方設置熱交換器內的流體流動的流路，則能夠高效地加熱共振器部整體。
[0094]以上，表示了典型的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的思想的范圍內能夠將上述實施方式變更為各種形式、構造和材料等。
【主權項】
1.一種氣體激光振蕩器，其特征在于，具備: 共振器部，其具有通過放電激勵激光氣體的放電部，使通過上述激光氣體的激勵而產生的激光振蕩； 熱交換器，其流過與上述激光氣體進行熱交換的流體； 冷卻器，其吸出上述熱交換器內的上述流體，冷卻該流體并提供到上述熱交換器內； 熱傳導裝置，其向上述共振器部傳導上述流體的熱； 第一流路，其從上述熱交換器向上述熱傳導裝置提供上述熱交換器內的用于上述激光氣體的冷卻的上述流體； 第二流路，其在向上述熱交換器內提供通過上述冷卻器進行了冷卻的上述流體之前提供給上述熱傳導裝置；以及 切換閥，其切換為上述第一流路和上述第二流路中的任意一方。2.根據權利要求1所述的氣體激光振蕩器，其特征在于，還具備: 調整閥，其調整通過上述冷卻器進行了冷卻的應該提供給上述熱交換器的上述流體的流量。3.根據權利要求2所述的氣體激光振蕩器，其特征在于， 上述共振器部具備:振蕩防止裝置，其防止上述激光的振蕩。4.根據權利要求1?3中的任意一項所述的氣體激光振蕩器，其特征在于，還具備: 溫度傳感器，其測定上述共振器部的溫度；和 控制裝置，其將通過上述溫度傳感器測定的測定溫度與預定的溫度進行比較，根據該比較結果來控制上述切換閥。5.根據權利要求3所述的氣體激光振蕩器，其特征在于，還具備: 溫度傳感器，其測定上述共振器部的溫度； 控制裝置，其將通過上述溫度傳感器測定的測定溫度與預定的溫度進行比較，根據該比較結果來控制上述切換閥、上述調整閥以及上述振蕩防止裝置中的至少一個。6.根據權利要求1?5中的任意一項所述的氣體激光振蕩器，其特征在于， 上述熱傳導裝置具備:散熱器，其流過來自上述第一流路和上述第二流路中的任意一方的上述流體；以及 風扇，其向上述共振器部送風上述散熱器的熱。7.根據權利要求1?6中的任意一項所述的氣體激光振蕩器，其特征在于，具備: 上述熱傳導裝置具備:流路，其流過來自上述第一流路和上述第二流路中的任意一方的上述流體，在上述共振器部中形成該流路。
【文檔編號】H01S3/041GK105932524SQ201610003646
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月4日
【發(fā)明人】高實哲久
【申請人】發(fā)那科株式會社