(57)【要約】      （修正有）【課題】  幅広いレーザ波長範囲の選択が可能なレーザ加工装置あるいはレーザ共振モジュールを提供する。【解決手段】  レーザ共振モジュール１０は、被加工物に合わせた所望の波長のレーザ光を発振させるように、交換可能に構成されている。したがって、レーザ共振モジュール１０は、レーザ加工装置１００において、例えば着脱を考慮した1つの円筒体もしくは直方体状のユニットとする。【選択図】図１
2006310465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源と、
この励起光源からの光を導き、共振させて、レーザ光を出射するレーザ共振モジュールと、
このレーザ共振モジュールから出射したレーザ光を被加工物に照射するプローブと、
前記各部位を駆動させるための電源部と、
少なくとも前記レーザ光の出射を制御するための制御部と、
を備え、
前記レーザ共振モジュールは、被加工物に応じた波長の選択が、交換により可能に構成されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
さらに、前記レーザ共振モジュールのレーザ媒質の中心に焦点合わせを行うための光学ユニットを備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記レーザ共振モジュールの一端側もしくは側面側へ、光ファイバーにより、励起光が導入されることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記レーザ共振モジュールには、出射するレーザ光の波長を識別するマークが付されており、該レーザ共振モジュールが装着されると、その情報が前記制御部へ伝達されることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項１記載のレーザ加工装置に用いるレーザ共振モジュールであって、冷却機能を備えた基板と、該基板上に第１の共振ミラーを介して載置されたレーザ媒質と、該レーザ媒質と所定の距離離間した第２の共振ミラーと、少なくとも前記第１及び第２の共振ミラー間を保持する外囲器から成ることを特徴とするレーザ共振モジュール。
【請求項６】
レーザ媒質は、Ｎｄ添加イットリビウムアルミニウムガーネットであることを特徴とする請求項５記載のレーザ共振モジュール。
【請求項７】
レーザ波長に対応して外囲器に識別用の色彩が施されていることを特徴とする請求項５記載のレーザ共振モジュール。
【請求項８】
レーザ共振モジュールの交換の際、位置合わせのため、前記外囲器の外形全体または外形の一部が、前記外囲器の受け機構と対応した構造であることを特徴とする請求項５記載のレーザ共振モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びその装置に使用するレーザ共振モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ治療装置において、レーザ光源からのレーザ光を導光照射するための光学系を持つ出射ユニット（アクセサリ）を付け替え可能とするレーザ治療装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような装置によれば、出射ユニットを付け替えることにより、レーザメスの他、アザ、シミ等の治療あるいは歯科治療等にも使用できるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００３−６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したレーザ治療装置等は、１種類のレーザ波長のレーザ光を微調整して使用するもので、レーザ波長をｍ倍または１／ｍに変更可能なものはあるが、選択できる波長が限られており、用途に最適な波長が得られず、多様なニーズのレーザ治療あるいはレーザ加工に応えることはできなかった。そのため、高価な複数台のレーザ治療装置あるいはレーザ加工装置を備える必要があった。また、可変レーザは出力が小さく、装置自体も高価であった。
【０００４】
そこで、幅広いレーザ波長範囲の選択が可能なレーザ加工装置あるいはレーザ共振モジュールが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、本願発明の一態様によれば、励起光源と、この励起光源からの光を導き、共振させて、レーザ光を出射するレーザ共振モジュールと、このレーザ共振モジュールから出射したレーザ光を被加工物に照射するプローブと、前記各部位を駆動させるための電源部と、少なくとも前記レーザ光の出射を制御するための制御部と、
を備え、前記レーザ共振モジュールは、被加工物に応じた波長の選択が、交換により可能に構成されていることを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【０００６】
レーザ加工装置は、前記レーザ共振モジュールのレーザ媒質の中心に焦点合わせを行うための光学ユニットを備えていることが好ましい。
【０００７】
また、レーザ加工装置は、前記レーザ共振モジュールの一端側もしくは側面側へ、光ファイバーにより、励起光が導入されることが好ましい。
【０００８】
また、前記レーザ共振モジュールには、出射するレーザ光の波長を識別するマークが付されており、該レーザ共振モジュールが装着されると、その情報が前記制御部へ伝達されることが好ましい。
【０００９】
また、本願発明の別の一態様によれば、レーザ加工装置に用いるレーザ共振モジュールであって、冷却機能を備えた基板と、該基板上に第１の共振ミラーを介して載置されたレーザ媒質と、該レーザ媒質と所定の距離離間した第２の共振ミラーと、少なくとも前記第１及び第２の共振ミラー間を保持する外囲器から成ることを特徴とするレーザ共振モジュールが提供される。前記外囲器は円筒体状であることが、より好ましい。
【００１０】
前記レーザ共振モジュールは、レーザ媒質が、Ｎｄ添加イットリウムアルミニウムガーネットであることが好ましい。
【００１１】
また、レーザ共振モジュールは、レーザ波長に対応して外囲器に識別用の色彩が施されていることが好ましい。
【００１２】
さらに、レーザ共振モジュールの交換の際、位置合わせのため、前記外囲器の外形全体または外形の一部が、前記外囲器の受け機構と対応した構造であることが好ましい。さらに好ましくは、外囲器にガイド溝を形成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、幅広いレーザ波長範囲の選択が可能なレーザ加工装置及びその装置に用いるレーザ共振モジュールが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。尚、ここでは、レーザ加工装置として説明するが、これに限られずレーザ治療装置でもよいことは勿論である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置１００は、レーザ媒質を備え、所望の波長のレーザ光を発振させるとともに交換可能なレーザ共振モジュール１０と、被加工物にレーザ光を導くプローブ２０と、レーザ共振モジュール１０に導入されレーザ媒質に誘導放出を起こさせるための励起光源３０と、励起光源３０からの光をレーザ媒質の中心に焦点合わせを行うための光学ユニット４０と、レーザ加工装置１００の各部が動作するに必要な電源を供給する電源部５０と、レーザ加工装置１００の各部を制御するための制御部６０から構成されている。
【００１６】
レーザ共振モジュール１０は、被加工物に合わせた所望の波長のレーザ光を発振させるように、交換可能に構成されている。したがって、レーザ共振モジュール１０は、レーザ加工装置１００において、例えば着脱を考慮した1つの円柱体もしくは直方体状のユニットとすることが好適である。
【００１７】
レーザ共振モジュール１０は、光を導入し、ポンピングして反転分布が作られ誘導放出を起こさせるレーザ媒質と、フィードバックを行う共振器部、および外囲器で構成される。
【００１８】
レーザ媒質としては、例えばＮｄ添加イットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）を使用する。レーザ媒質はこれに限られず、ＹＡＧ、石英ガラス、多成分ガラス、フッ化カルシウムをホスト材料とし、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂのいずれか一種以上をゲスト（添加物）としたものでもよい。
【００１９】
レーザ共振モジュールに導入する励起ＬＤの波長８０８ｎｍであるとき、１０６４ｎｍの波長の、レーザ光が出射する。ＬＤ出力をレーザ媒質（ヘッド）へ伝送するには、光学ユニット４０の先端側に光ファイバーを用い、光ファイバーには、例えばシングルコアタイプを用いることができる。励起光源３０は、励起ＬＤに限られず、ランプ光源であってもよい。
【００２０】
光学ユニット４０は、例えばコリメートレンズ等から構成することができる。
【００２１】
本発明の実施形態において、レーザ共振モジュール１０は、被加工物に対応した波長選択性を有している限り、特定の構造に限られず、いわゆる端面励起型であっても、側面励起空間型、側面励起ファイバー型のいずれでもよい。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態にかかるレーザ共振モジュールの構成を示す略断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、励起光を側面から導入する側面励起型あるいは横励起型のレーザ共振モジュールは、例えば、冷却機能を備えた基板１１、この基板１１上に第１の共振ミラー１２を介して載置されたレーザ媒質１３、レーザ媒質１３と所定の距離離間した第２の共振ミラー１４、第１及び第２の共振ミラー１２，１４間を保持する円筒体状の外囲器１５から構成される。基板１１は、高熱伝導性、低熱膨張性の材質であればよく、例えば、Ｃｕ（銅）、W（タングステン）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ａｌ２Ｏ3（アルミナ）、真鍮等が好適である。第１及び第２の共振ミラー１２，１４は、それぞれ所定の反射率と所定の透過率とを備えている。
【００２３】
図３は、励起光を一端面から導入する端面励起型のレーザ共振モジュールの構成を示す略断面図である。励起光導入側の一端部に位置する第１の共振ミラー１２、支持部１６で支持されたレーザ媒質１３、レーザ媒質１３と所定の距離だけ離間して配設された第２の共振ミラー１４、支持部１６と第１及び第２の共振ミラー１２，１４間を保持する円筒体状の外囲器１５から構成される。支持部１６は、レーザ媒質１３の冷却機能を果たすため、例えば高熱伝導性のＡｌで形成し、この支持部１６に図示しない冷却機構（水冷、ペルチェ、放熱フィンなど発熱量に応じた機構）を接続して構成することができる。また、外囲器１５の内壁に突起を設けこの突起にレーザ媒質１３を固定し、壁ごと冷却することも出来る。
【００２４】
このような端面励起型のレーザ共振モジュールは、図４に示すように、例えば次のような工程で組み立てることができる。
【００２５】
まず、円筒体状の外囲器１５を用意（図４（Ａ））し、励起光を導入する円筒体状の外囲器１５の一端側を基準面として、第１の共振ミラー１２を固定する（図４（Ｂ））。次いで、外囲器内１５の所定位置に、支持部１６で支持されたレーザ媒質１３を固定する（図４（Ｃ））。次に、外囲器内１５に第２の共振ミラー１４を挿入し、入射励起光に対する出力光を観察しながら第２の共振ミラー１４の位置を調整後、固定する（図４（Ｄ））。
【００２６】
制御部６０は、レーザ加工装置１００の各部を制御するが、図示しない表示部及び操作部を備えることができる。また、オペレータのみならず加工装置の安全を期するため、所定のフェールセーフ機能を付加することも好適である。
【００２７】
例えば、レーザ共振モジュール１０の交換時には、所定の安全回路を働かせ、レーザビ−ムの出射を抑止するだけでなく、所定の温度域まで冷却されているかチェックするとともに、さらには交換の手順を音声ガイドしたり、表示器に表示させることが好適である。また、レーザ共振モジュール１０の設定位置を適切に行わしめるため、レーザ共振モジュール１０の外囲器１５にマーキングを付してもよい。また、レーザ共振モジュール１０の波長域に応じて外囲器１５にそれぞれ異なる色彩を付してもよい。レーザ共振モジュールの交換の際、位置合わせのため、外囲器の外形全体または外形の一部が、外囲器の受け機構と対応した構造とする。例えば、外囲器にガイド溝を形成すると好適である。
【００２８】
プローブ２０は、手動で操作可能な形状とすることもできる。このような場合には、周知の構成により、ガイド光を利用するように構成してもよい。  
上述したようにレーザ加工装置、さらには、レーザ共振モジュールを構成しているので、幅広いレーザ波長範囲の選択が可能となっている。また、種々のレーザ媒質に波長を変換する光学非線形結晶等を組み合わせることで、波長をさらに幅広く選択できるようになる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態にかかるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかるレーザ共振モジュールの構成を示す略断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかるレーザ共振モジュールの構成を示す略断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかるレーザ共振モジュールの組み立て手順を説明する図である。
【符号の説明】
【００３１】
１００・・・レーザ加工装置、１０・・・レーザ共振モジュール、２０・・・プローブ、３０・・・励起光源、４０・・・光学ユニット、５０・・・電源部、６０・・・制御部。
【図１】
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【図２】
2006310465.tif 000004
【図３】
2006310465.tif 000005
【図４】
2006310465.tif 000006