(57)【要約】【課題】効率よくレーザ光吸収を吸収することができ、ハウジングが高温となることがないレーザダンパーを提供する。【解決手段】ステンレス鋼からなるハウジング２１に石英からなる入射窓２２を設け、ハウジング２１と入射窓２２とによって形成された空間内に、酸化珪素の多数の透明粒子２３を充填し、ハウジング２１に供給口２５および排出口２６を設け、供給口２５および排出口２６に循環ポンプ２７を接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を吸収するレーザダンパーにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジングに設けられた入射窓と、
前記ハウジング内に充填された透明粒子と、
前記ハウジング内に冷却液を循環させる冷却液循環装置と
を有することを特徴とするレーザダンパー。
【請求項２】
前記透明粒子が有色であることを特徴とする請求項１に記載のレーザダンパー。
【請求項３】
前記レーザ光の入射方向を前記入射窓と直角な線に対して傾けたことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光を吸収するレーザダンパーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３はレーザダンパーを有するレーザ加工装置を示す概略図である。図に示すように、レーザ発振器１から出射されたレーザ光を反射する可動反射板２が設けられ、図示の状態では、可動反射板２はレーザ光を被加工体３の方向に反射している。また、可動反射板２と被加工体３との間に光学装置４が設けられ、光学装置４を介してレーザ光が被加工体３に照射され、被加工体３がレーザ光によって加工される。また、被加工体３の近傍部にレーザダンパー５が設けられ、可動反射板２を二点鎖線で示すように回転させると、可動反射板２はレーザ発振器１から出射されたレーザ光をレーザダンパー５の方向に反射する。
【０００３】
このようなレーザ加工装置においては、レーザ光によって被加工体３を加工するときには、可動反射板２によりレーザ光を被加工体３の方向に反射し、レーザ光によって被加工体３を加工しないときには、可動反射板２によりレーザ光をレーザダンパー５の方向に反射して、レーザダンパー５によりレーザ光を吸収している。
【０００４】
図４は従来のレーザダンパーを示す概略断面図である。図に示すように、ハウジング１１に入射窓１２が設けられ、ハウジング１１の内部の入射窓１２と対向する面に光吸収板１３が設けられ、ハウジング１１に供給口１４および排出口１５が設けられている。
【０００５】
このレーザダンパーにおいては、ハウジング１１と入射窓１２とによって形成された空間１６内をレーザ光吸収液体で満たすとともに、供給口１４からレーザ光吸収液体を空間１６内に供給し、排出口１５から空間１６内のレーザ光吸収液体を排出することにより、空間１６内にレーザ光吸収液体を循環流通させている。このため、入射窓１２から入射したレーザ光は空間１６内のレーザ光吸収液体によって吸収されるとともに、レーザ光が光吸収体１３によって吸収される。また、レーザ光を吸収することにより、光吸収板１３が発熱するが、光吸収体１３から発生した熱は空間１６内を循環流通するレーザ光吸収液体によってハウジング１１外に運び去られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２２９４２３号公報
【特許文献２】特開平７−２７９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、このようなレーザダンパーにおいては、空間１６内に入射したレーザ光は直進するから、レーザ光がレーザ光吸収液体内を通過する距離が小さいので、効率よくレーザ光吸収を吸収することができない。また、空間１６内に入射したレーザ光が光吸収板１３によって吸収されて、光吸収板１３が高温となるが、光吸収板１３のレーザ光吸収液体と接する面積が小さいから、光吸収板１３全体を冷却しても、光吸収板１３が局所加熱されるため光吸収板１３の損傷が著しくなる。
【０００８】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、効率よくレーザ光を吸収することができ、またハウジングが高温となることがないレーザダンパーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明においては、前記課題を解決するため、以下の点を特徴としている。すなわち、請求項１に係るレーザダンパーは、レーザ光を吸収するレーザダンパーにおいて、ハウジングと、前記ハウジングに設けられた入射窓と、前記ハウジング内に充填された透明粒子と、前記ハウジング内に冷却液を循環させる冷却液循環装置とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に係るレーザダンパーは、請求項１に係るレーザダンパーにおいて、前記透明粒子が有色であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に係るレーザダンパーは、請求項１または２に係るレーザダンパーにおいて、前記レーザ光の入射方向を前記入射窓と直角な線に対して傾けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明では、前述の構成とすることによって、レーザ光の各粒子表面における乱反射が繰り返されることにより、冷却液内を通過する距離が大きくなり冷却液によってレーザ光が吸収され、またレーザ光を透明粒子によって吸収することができるから、効率よくレーザ光吸収を吸収することができ、しかも冷却液が循環することにより透明粒子の表面との接触面積が大きいから、冷却液による透明粒子の冷却を効率よく行なうことができるので、ハウジングが高温となることがない。
【００１３】
また、請求項２に係る発明では、前述の構成とすることによって、透明粒子によるレーザ光の吸収量が多くなるから、レーザ光の吸収効果をさらに大きくすることができる。
【００１４】
また、請求項３に係る発明では、前述の構成とすることによって、入射窓で反射したレーザ光がレーザ発振器に逆入することが少ないので、レーザ発振器の励起に悪影響を与えることが少ない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るレーザダンパーを示す概略断面図である。
【図２】図１に示したレーザダンパーの作用説明図である。
【図３】レーザダンパーを有するレーザ加工装置を示す概略図である。
【図４】従来のレーザダンパーを示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明に係るレーザダンパーを示す概略断面図である。図に示すように、ステンレス鋼もしくはアルマイト処理したアルミニウムからなるハウジング２１に石英からなる入射窓２２が設けられ、入射窓２２の表面にはレーザ光の反射を防止する反射防止膜が設けられている。また、ハウジング２１と入射窓２２とによって形成された空間内に酸化珪素の多数の透明粒子２３が充填されており、多数の透明粒子２３により粒子層２４が形成されている。そして、透明粒子２３の大きさは短径で１〜３ｍｍであり、透明粒子２３の形状は非球形状であり、酸化珪素を砕いた形状であるのが望ましい。また、ハウジング２１に供給口２５および排出口２６が設けられ、供給口２５および排出口２６に循環ポンプ２７が接続されている。また、レーザ光の入射方向Ｄは入射窓２２と直角な線Ｌに対して角度θだけ傾いている。なお、レーザ光はたとえばＹＡＧレーザ光であり、ＹＡＧレーザ光の基本波長は１０６４ｎｍ、第２高調波の波長は５３２ｎｍ、第３高調波の波長は３５５ｎｍである。
【００１７】
このレーザダンパーにおいては、循環ポンプ２７により供給口２５からハウジング２１内に冷却水を供給し、排出口２６からハウジング２１内の冷却水を排出して、ハウジング２１内に冷却水を循環流通させた状態で、レーザ光を入射窓２２からハウジング２１内に入射させる。すると、図２に示すように、レーザ光がまず粒子層２４の表面部分に存在する透明粒子２３ａに当たり、透明粒子２３ａに当たったレーザ光の一部は透明粒子２３ａの表面で乱反射し、他の一部は透明粒子２３ａを透過して、透明粒子２３ａを透過したレーザ光は隣接する透明粒子２３ｂに当たる。また、透明粒子２３ｂに当たったレーザ光の一部は透明粒子２３ｂの表面で乱反射し、他の一部は透明粒子２３ｂを透過して、透明粒子２３ｂを透過したレーザ光は隣接する透明粒子２３ｃに当たる。また、透明粒子２３ｂの表面で乱反射したレーザ光は隣接する透明粒子２３ｄに当たり、透明粒子２３ｄに当たったレーザ光の一部は透明粒子２３ｄの表面で乱反射し、他の一部は透明粒子２３ｄを透過し、透明粒子２３ｄを透過したレーザ光は隣接する透明粒子２３ｅに当たる。このようにして、粒子層２４の表面部分および内部に存在する各透明粒子２３がレーザ光の一部を乱反射し、他の一部を透過させる。そして、乱反射された多数のレーザ光のそれぞれのエネルギーが各透明粒子２３間に流れる冷却水および透明粒子２３によって吸収され、レーザ光が吸収（ダンピング）される。しかも、レーザ光を吸収することにより透明粒子２３から発生した熱は冷却水によってハウジング２１外に運び去られる。
【００１８】
このようなレーザダンパーにおいては、レーザ光の一部が各透明粒子２３の表面で乱反射され、各透明粒子２３の表面で乱反射されたレーザ光および各透明粒子２３を透過したレーザ光の一部がさらに各透明粒子２３の表面で乱反射されるから、レーザ光が冷却水内および透明粒子２３内を通過する距離が大きくなるので、効率よくレーザ光を吸収することができる。しかも、それぞれの透明粒子２３が冷却水と接しており、多数の透明粒子２３の表面積の合計は非常に大きくなるから、レーザ光を吸収して発熱した透明粒子２３を効率よく冷却することができるので、ハウジング２１が高温となることはない。また、透明粒子２３が冷却水によって冷却されるから、透明粒子２３がレーザ光によって損傷するのを防止することができる。
【００１９】
また、本実施例では透明粒子２３の材料に酸化珪素を用いているが、薄緑色の有色透明なソーダガラスを用いればレーザ光の吸収量が多くなるので、レーザ光の吸収効果をさらに大きくすることができる。
【００２０】
さらに、図４に示した従来のレーザダンパーにおいては、レーザ光の入射方向と入射窓１２と直角な線の方向とが同一であり、入射窓１２の反射率は最小でも約０．５％であるから、入射窓１２で反射したレーザ光がレーザ発振器に逆入して、レーザ発振器の励起に悪影響を与える。これに対して、図１に示した本発明に係るレーザダンパーにおいては、レーザ光の入射方向Ｄは入射窓２２と直角な線Ｌに対して角度θだけ傾いているから、入射窓２２の反射率が約０．５％であったとしても、入射窓２２で反射したレーザ光がレーザ発振器に逆入することが少ないので、レーザ発振器の励起に悪影響を与えることが少ない。また、粒子層２４の表面で乱反射されたレーザ光が入射窓２２を逆方向に透過しても、その透過レーザ光はレーザ発振器に逆入しにくい。
【００２１】
なお、上述実施の形態においては、無色の透明粒子２３を用いたが、前記有色の透明粒子を用いてもよく、また他の色の透明粒子を用いてもよい。この場合、吸収すべきレーザ光の波長によって透明粒子の色を決定すれば、効率よくレーザ光を吸収することができる。たとえば、ＹＡＧレーザ光の基本波（波長１０６４ｎｍ）および第２高調波（波長５３２ｎｍ）を吸収する場合には、透明粒子の色を上記波長の光を吸収しやすい色にすれば、効率よくＹＡＧレーザ光を吸収することができる。
【００２２】
また、上述実施の形態においては、冷却液として冷却水を用いたが、他の冷却液を用いてもよい。さらに、冷却液自体に着色してもよい。（例えばカーボンブラックの懸濁液）
また、上述実施の形態においては、ハウジング内に冷却液を循環させる冷却液循環装置として循環ポンプ２７を用いたが、他の冷却液循環装置を用いてもよい。
【００２３】
また、上述実施の形態においては、透明粒子２３の大きさを短径で１〜３ｍｍとしたが、透明粒子の大きさを短径で約２ｍｍとするのが好ましい。しかし、透明粒子の大きさはこれらに限定されない。
【００２４】
また、上述実施の形態においては、入射窓２２の表面にレーザ光の反射を防止する反射防止膜を設けたが、反射防止膜は設けなくてもよい。
【００２５】
また、ハウジングの内部の全ての面または一部の面に光吸収板を設けてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
２１…ハウジング
２２…入射窓
２３…透明粒子
２４…粒子層
２５…供給口
２６…排出口
２７…循環ポンプ
【図１】
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【図２】
2010274322.tif 000004
【図３】
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【図４】
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