(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが、１本の固体レーザー媒質と、前記固体レーザー媒質を励起するための２本のフラッシュランプから成る2個のレーザー発振ユニットと、
それぞれが前記レーザー発振ユニットに対して設けられた2個の反射鏡と、
前記固体レーザー媒質、前記フラッシュランプ、及び前記反射鏡を冷却するための冷却流路と、
前記固体レーザー媒質、前記フラッシュランプ、前記反射鏡、及び前記冷却流路を保持する筐体から成り、前記反射鏡からの前記フラッシュランプの反射光が前記固体レーザー媒質に集光するように、当該反射鏡が設置されている固体レーザー装置において、
前記筐体が、互いに分離可能な2個のフラッシュランプ保持筐体と1個の固体レーザー媒質保持筐体に分割されており、
2個の前記フラッシュランプ保持筐体が、1個の前記固体レーザー媒質保持筐体を挟み込むようにして、前記固体レーザー媒質保持筐体と嵌合しており、
2個の前記反射鏡が、それぞれ前記フラッシュランプ保持筐体側と前記レーザー媒質保持筐体側に分割されており、
前記冷却流路が、2個の前記フラッシュランプ保持筐体にそれぞれ設けられたフラッシュランプ冷却流路と、前記固体レーザー媒質保持筐体に設けられた固体レーザー媒質冷却流路と、2個の前記フラッシュランプ保持筐体にそれぞれ設けられたフラッシュランプ保持筐体側反射鏡冷却流路と、前記固体レーザー媒質保持筐体に設けられた固体レーザー媒質保持筐体側反射鏡冷却流路に分割されており、
フラッシュランプ交換時に、前記固体レーザー媒質の位置や角度に影響を与えることなく、該当する前記フラッシュランプ保持筐体を前記固体レーザー媒質保持筐体と分離すると同時に、関連する冷却流路を分離できる構造になっていることを特徴とする固体レーザー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光を発振するためのレーザー装置に関し、特に、ＹＡＧやルビーなどの固体レーザー媒質と励起用フラッシュランプを用いた固体レーザー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザー媒質としてＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）やルビーなどを用いた固体レーザー装置は、一般に、ロッド状の固体レーザー媒質と、この固体レーザー媒質を励起するフラッシュランプと、このフラッシュランプからの光を上述の固体レ―ザー媒質に向けて集光させる反射鏡と、これらを冷却するための冷却水路と、上述の固体レーザー媒質、フラッシュランプ及び反射鏡を所定の関係で固定するハウジングから構成されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような固体レーザー装置では、定期的に装置内部をクリーニングしたり、フラッシュランプのランプ切れなどによる部品の交換が必要となる。これらの作業を容易に行うため、これまでにも幾つかの構造が提案されて来ている（例えば、特許文献２や特許文献３を参照）。これらの従来技術において、例えば特許文献２では、ハウジングの開口部の蓋体に、固体レーザー媒質とフラッシュランプを一体に取付け、蓋体を取り外すと同時に固体レーザー媒質とフラッシュランプが同時に引き出されるような構造にして、作業時に部品の交換を容易に行えるようにしている。また、特許文献３では、ガイドレールを設置することによって固体レーザー媒質のみをガイドレールに沿って装置外部に取り出して、部品交換を容易に行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−０８９９８９号公報
【特許文献２】特開平０８−１６２６９４号公報
【特許文献３】特開平１１−１０３１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フラッシュランプ励起の固体レーザー装置では、フラッシュランプの寿命が点灯回数で107回程度であるため、とりわけ高繰り返しのレーザー装置では頻繁にフラッシュランプを交換する必要がある。
【０００６】
しかし、上述の各特許文献に記載された固体レーザー装置では、フラッシュランプの交換を行う際に、固体レーザー媒質を移動させる必要があるため、着脱による固体レーザー媒質の位置や角度の再現性確保が、非常に困難であった。
【０００７】
なお、特許文献３の固体レーザー装置では、固体レーザー媒質をガイドレールに沿って取り出してはいるものの、頻繁に行われるフラッシュランプの交換の度毎に固体レーザー媒質を動かす必要があり、メンテナンス上、着脱による固体レーザー媒質の位置や角度の再現性確保は困難であるという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、フラッシュランプの交換作業時に、固体レーザー媒質の位置や角度が変わることのない構造を有する固体レーザー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、固体レーザー媒質とフラッシュランプ用の冷却水流路を分離し、反射鏡内部に冷却水を満たすことなく、フラッシュランプをフラッシュランプ保持筐体と言う部分組立状態で、固体レーザー媒質を保持する筐体から分離し、再度嵌合できる構造を有する。
【００１０】
具体的には、本発明の固体レーザー装置では、少なくとも１本の固体レーザー媒質と、前記固体レーザー媒質を励起するための少なくとも１本のフラッシュランプと、少なくとも1個の反射鏡と、前記固体レーザー媒質、前記フラッシュランプ、及び前記反射鏡を冷却するための冷却流路と、前記固体レーザー媒質、前記フラッシュランプ、前記反射鏡、及び前記冷却流路を保持する筐体から成り、前記反射鏡からの前記フラッシュランプの反射光が前記固体レーザー媒質に集光するように、当該反射鏡が設置されている固体レーザー装置において、前記筐体が、互いに分離、嵌合可能なフラッシュランプ保持筐体と固体レーザー媒質保持筐体に分割されており、前記反射鏡が、前記フラッシュランプ保持筐体側と前記レーザー媒質保持筐体側に分割されており、さらに、前記冷却流路が、前記フラッシュランプ保持筐体に設けられたフラッシュランプ冷却流路と、前記固体レーザー媒質保持筐体に設けられた固体レーザー媒質冷却流路と、前記フラッシュランプ保持筐体に設けられたフラッシュランプ保持筐体側反射鏡冷却流路と、前記固体レーザー媒質保持筐体に設けられた固体レーザー媒質保持筐体側反射鏡冷却流路に分割されている。
【００１１】
好ましくは、上述の装置では、前記レーザー媒質保持筐体と前記フラッシュランプ保持筐体が嵌合されたときに、前記反射鏡が共焦点楕円を形成するように、前記反射鏡も上述の各筐体に複数個に分割されて設置されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、固体レーザー媒質とフラッシュランプの各保持筐体を分離すると同時に、それぞれの冷却水流路を分離することにより、固体レーザー媒質を動かすことなく、保持筐体に装着されたフラッシュランプの交換ができる。従って、フラッシュランプ交換後にレーザーの光軸調整が不要となり、光軸調整に伴うフラッシュランプ点灯回数をゼロにできるため、保守性を著しく向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例にかかる固体レーザー装置の構成説明図。
【図２】図１の固体レーザー装置のフラッシュランプ保持筐体分解図。
【図３】図１（Ｂ）に示されたＢ−Ｂ線に沿って切り取られた断面図。
【図４】図１（Ａ）に示されたＡ−Ａ線に沿って切ら取られた断面図。
【図５】フラッシュランプ保持筐体とレーザー媒質保持筐体の固定方法を説明するための固体レーザー装置の分解構成図。
【図６】フラッシュランプ交換作業を説明するためのフローチャート。
【図７】本発明の他の実施例の構成説明図。
【図８】図７の固体レーザー装置のフラッシュランプ保持筐体分解図。
【図９】本発明のさらに他の実施例の構成説明図。
【図１０】図９の固体レーザー装置のフラッシュランプ保持筐体分解図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に係る固体レーザー装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１〜図４は、固体レーザー媒質１本とフラッシュランプ１本を備えた、本発明の一実施例を示している。
【００１５】
図１において、（Ａ）は、固体レーザー装置の正面図（レーザーの光軸と垂直な方向から見た図）であり、（Ｂ）は、その側面図（光軸方向から見た図）である。図１（Ａ）からわかるように、固体レーザー装置は、ロッド状の固体レーザー媒質１と、それと平行に設けられたフラッシュランプ２を備えている。図１（Ｂ）に示されているように、固体レーザー媒質１は固体レーザー媒質保持筐体３に装着され、フラッシュランプ２はフラッシュランプ保持筐体４に装着されている。フラッシュランプ保持筐体３と固体レーザー媒質保持筐体４は、互いに分離できるように構成されている。
【００１６】
保持筐体を分離した状態を図２に示す。図２から理解されるように、フラッシュランプ保持筐体４は、固体レーザー保持筐体３に影響を与えることなく、独立して、光軸と垂直方向に（紙面に向かって左側に）引き抜くことができるようになっている。フラッシュランプ保持筐体４を固体レーザー保持筐体３から分離させて、フラッシュランプ２を交換した後は、再度フラッシュランプ保持筐体４を、図１（Ｂ）に示されているように、固体レーザー媒質保持筐体３と嵌合させることができる。再度嵌合させたときに、最初の嵌合位置との間に僅かなずれが生ずる可能があるが、ある程度の変位は、後述するように構造上問題にならない。
【００１７】
次に、図３及び図４を参照して、上述の各筐体の内部構造について説明する。説明の都合上、最初に図４を参照する。図４に示すように反射鏡３１ａと３１ｂの内面が共焦点楕円を構成するようになっており、おのおの両側にサイドプレート３４が取付けられている。  サイドプレート３４には、レーザー媒質１への冷却水流出入口１６、フラッシュランプ４への冷却水流出入口２６、反射鏡３１ａ、３１ｂへの冷却水流出入口３３ａ、３３ｂが設けられている。
【００１８】
次に図３を参照して、固体レーザー媒質、フラッシュランプ、そして反射鏡の冷却流路の構造について順次説明する。
【００１９】
固体レーザー媒質１に流れる冷却水は、冷却水流出入口１６から、図３に示す流路１７を通り、固体レーザー媒質１と固体レーザー媒質用フローチューブ１１のスキマを通り、反対側の冷却水流出入口１６へ抜ける。固体レーザー媒質１は、Ｏリング１５を挟み押え金具１４にて固定され、フローチューブ１１は、Ｏリング１３を挟み押え金具１２にて固定されることにより、冷却水の流出を防ぐ。
【００２０】
同様にフラッシュランプ２に流れる冷却水は、冷却水流出入口２６から、流路２７を通り、フラッシュランプ２とフラッシュランプ用フローチューブ２１の隙間を通り、反対側の冷却水流出入口２６へ抜ける。フラッシュランプ２は、Ｏリング２５を挟み押え金具２４にて固定され、フローチューブ２１は、Ｏリング２３を挟み押え金具２２にて固定されることにより、冷却水の流出を防ぐ。
【００２１】
反射鏡３１ａ、３１ｂに流れる冷却水は、冷却水流出入口３３ａ、３３ｂから反射鏡３１ａ、３１ｂ内の流路３２に流入し、流路３２を縦横したのち、また冷却水流出入口３３ａ、３３ｂから流出する。
【００２２】
次に、フラッシュランプ保持筐体とレーザー媒質保持筐体の固定方法について、図５の分解構成図を用いて説明する。固体レーザー媒質１が装着される固体レーザー媒質保持筐体３と、フラッシュランプ２が装着されるフラッシュランプ保持筐体４は、図５のようにボルトで固定する。すなわち、固体レーザー媒質保持筐体３は、フラッシュランプ保持筐体４に取り付け、ボルト４１で下側を固定し、ボルト４２と接合板４３を用いて上部も固定することにより、確実に取り付けることができる。
【００２３】
なお、固体レーザー媒質保持筐体３と、フラッシュランプ保持筐体４の取り付け精度は、標準的な機械加工の精度で取り付けできればよい。本来ならば、固体レーザー媒質１の軸中心とフラッシュランプ２の軸中心が、楕円面鏡の２つの焦点位置にそれぞれ来るように精密に取り付けられるべきであるが、円柱状の固体レーザー媒質１の側面に磨りガラス状の加工を施すことにより、フラッシュランプ２の光が、磨りガラス加工された表面で散乱され一様に固体レーザー媒質１のロッドを照らすようにして、取り付け精度を緩和している。
【００２４】
次に、フラッシュランプの交換作業手順例について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００２５】
フラッシュランプの電極ソケットを外す。冷却水分配機とフラッシュランプ保持筐体４、レーザー媒質保持筐体３とを繋ぐ冷却水用チューブを、水抜きしながらチューブフィッティングから外す。フラッシュランプ保持筐体４の取り付けボルト４１、４２を外す。
【００２６】
図５（Ａ）のように、フラッシュランプ保持筐体４をレーザー媒質保持筐体３から取り外す。
【００２７】
別の場所で、フラッシュランプ保持筐体３のＯリング押さえ金具２４のネジを外し、押さえ金具２４を取り外す。水密用Oリング２５を外す。フラッシュランプ２を引き抜く。新しいフラッシュランプ２を挿入し、両側に水密用Ｏリング２５を取り付ける。押さえ部品金具２４を取り付け、Oリングで水密性が保たれるよう均等にネジを締め付ける。
【００２８】
図５（Ｂ）のように、フラッシュランプ保持筐体４をレーザー媒質保持筐体３に取り付け、取り付けボルトで固定する。冷却水分配機とフラッシュランプ保持筐体４、レーザー媒質保持筐体３とを繋ぐ冷却水用チューブをチューブフィッティングに接続する。冷却水を流し、水密検査を行い、水漏れが無いことを確認する。フラッシュランプの電極ソケットを取り付ける。以上が、フラッシュランプの交換作業手順の一例である。
【００２９】
本発明の他の実施例として、レーザー発振ユニットが固体レーザー媒質１本とフラッシュランプ３本の場合を 図７及び図８に示す。また、本発明のさらに他の実施例として、レーザー発振ユニットが固体レーザー媒質２本とフラッシュランプ４本の場合を図９及び図１０に示す。なお、例外的に、固体レーザー媒質が２本で、フラッシュランプが１本の場合には、これまでに説明した実施例１において固体レーザー媒質とフラッシュランプの位置関係を逆にして構成できる。
【００３０】
図９及び図１０に示された、レーザー発振ユニットが固体レーザー媒質２本とフラッシュランプ４本の実施例の場合、保持筐体が、互いに分離、嵌合可能な2個のフラッシュランプ保持筐体と1個の固体レーザー媒質保持筐体に分割されている。また、図示されていないが、実施例１の場合と同様に、１本の固体レーザー媒質１と２本のフラッシュランプ２から成る各レーザー発振ユニットは、それぞれ反射鏡によって取り囲まれている。それらの2個の反射鏡は、それぞれフラッシュランプ保持筐体４側とレーザー媒質保持筐体３側に分割されている。
【００３１】
また、冷却流路は、フラッシュランプ保持筐体に設けられたフラッシュランプ冷却流路と、前記固体レーザー媒質保持筐体に設けられた固体レーザー媒質冷却流路と、2個の前記フラッシュランプ保持筐体にそれぞれ設けられたフラッシュランプ保持筐体側反射鏡冷却流路と、固体レーザー媒質保持筐体に設けられた固体レーザー媒質保持筐体側反射鏡冷却流路に分割されている。
【００３２】
上述の実施例では、反射鏡として楕円面鏡を使用しているが、本発明の趣旨から見て、楕円面鏡に限定されるものではなく、円筒状の反射鏡など、任意の形状を有する反射鏡を使用することができることは明らかであろう。
【符号の説明】
【００３３】
１    固体レーザー媒質
２    フラッシュランプ
３    固体レーザー媒質保持筐体
４    フラッシュランプ保持筐体
５    反射鏡
６    サイドプレート
７    流路
８    Ｏリング
９    冷却水流出入口
１１  フローチューブ
１２、１４  押え金具
１３、１５  Ｏリング
１６  冷却水流出入口
１７  流路
２１  フローチューブ
２２、２４  押え金具
２３、２５  Ｏリング
２６  冷却水流出入口
２７  流路
３１ａ、３１ｂ  反射鏡
３２  流路
３３ａ、３３ｂ  冷却水流出入口
３４  サイドプレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005858470.tif 000009
【図９】
0005858470.tif 000010
【図１０】
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