(57)【要約】【課題】ランニングコストがかからず、簡単な構造で、微粒子や汚染ガスなどの付着を防止するレーザ光源装置を提供すること。【解決手段】ケース１と、ケース１内に収納されたレーザ光源２と、ケース１内に設けられ、レーザ光源２の発熱による自然対流により運搬される汚染物質を捕獲する捕獲部材３と、を有することを特徴とするレーザ光源装置。  ケース内の浮遊粒子、汚染ガス、或いは経時的に発生する汚染ガスが自然対流により捕獲部材に運ばれて触れ、冷却されながら付着するので、簡単な構造で、経時的に発生する汚染ガスも除去することができる。【選択図】図１
2007088067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
前記ケース内に収納されたレーザ光源と、
前記ケース内に設けられ、前記レーザ光源の発熱による自然対流により運搬される汚染物質を捕獲する捕獲部材と、を有することを特徴とするレーザ光源装置。
【請求項２】
前記捕獲部材は、多孔部材であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光源装置。
【請求項３】
前記捕獲部材は、前記レーザ光源と前記ケースの中間に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項４】
前記捕獲部材は、前記ケースの上面内面に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ光源装置。
【請求項５】
前記捕獲部材は、高熱伝導部材であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のレーザ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ通信、レーザ計測・制御、レーザ加工などに用いられるレーザ光源装置に関し、詳しくは、雰囲気中に浮遊する微粒子や汚染ガスの付着を防止したレーザ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来のレーザ光源装置を示しており、１０１は半導体レーザチップ、１０２はヒートシンク、１０３は保護窓、１０５はケースで、１０８はゲッタリングヒータである。１０６はステム、１０７はキャップであり、両者でケース１０５が構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来のレーザ光源装置は、半導体レーザチップ１０１を、ケース１０７内部に密封した後、ゲッタリングヒータ１０８に電流を通電してケース１０５内の汚染ガスを除去するように構成されている。
【０００４】
図７は別の従来のレーザ光源装置である（例えば、特許文献２参照）。図７において、２０１はレーザ光源、２０３は保護窓、２０４は集光レンズ、２０５はケースで、図７には示していないが、このほかにレーザ光源２０１を駆動制御するコントローラや外部の電源装置に接続されているワイヤハーネス等がある。２０６は吸気口、２０７は排気口、２０８は清浄媒体供給源、２０９は被加工物である。
【０００５】
レーザ光源２０１は、ケース２０５内に浮遊する微粒子や汚染ガスの付着により損失が増して、出力低下をきたしたり、最悪の場合は破損する恐れがあるため、ケース２０５及び保護窓２０３により外部から遮断されている。このレーザ光源２０１が収納されているケース２０５内部に清浄媒体供給源２０８からの清浄媒体を吸気口２０６を介して導入し、排気口２０７から排出することにより、ケース２０５内部は清浄な雰囲気となり、レーザ光源２０１の出力低下や破損を防止することができる。
【特許文献１】特開平７−１７６８２１号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図６に示されるレーザ光源装置では、レーザチップ１０１をケース１０７に封止した後、ゲッタリングヒータ１０８で汚染ガス等を除去するので、その後に経時的に発生する汚染ガスがレーザチップ１０１や保護窓１０３に付着する。すなわち、ケース１０７内部の金属部品からも洗浄しきれずに残った０．１μｍ以下の微粒子等がガス化してケース１０７内を対流するので、時間の経過と共にレーザチップ１０１の端面や保護窓１０３に付着するという課題を有していた。
【０００７】
また、図７に示される従来のレーザ光源装置では、経時的に発生する汚染ガスも除去されるが、ガスボンベやエアコンプレッサーなどの清浄媒体供給源２０８を必要とし、装置が複雑で、ランニングコストが高くなるという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、これら課題を解決するレーザ光源装置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】
本発明のレーザ光源装置は、上記課題を解決するために、ケースと、前記ケース内に収納されたレーザ光源と、前記ケース内に設けられ、前記レーザ光源の発熱による自然対流により運搬される汚染物質を捕獲する捕獲部材と、を有するようにしたものである。
【００１０】
ケース内の浮遊粒子、汚染ガス、或いは経時的に発生する汚染ガスが自然対流により捕獲部材に運ばれて触れ、冷却されながら付着するので、簡単な構造で、経時的に発生する汚染ガスも除去することができる。
【００１１】
また、捕獲部材を多孔部材とすることもできる。多孔部材の捕獲部材は、表面積が大きいので対流を通過させながら効率よく微粒子や汚染ガスを付着させて除去することができる。
【００１２】
また、捕獲部材をレーザ光源とケースの中間に設けることもできる。捕獲部材の上面と下面とで捕獲できるので、汚染物質をより効率良く捕獲することができる。
【００１３】
また、捕獲部材をケースの上面内面に設けることもできる。捕獲部材とケース上面との熱伝導がよくなり、温度の高い自然対流が触れても捕獲部材の温度上昇が抑えられるので、接触した汚染物質が効率よく付着される。
【００１４】
また、捕獲部材を高熱伝導部材とすることもできる。高熱伝導部材の捕獲部材は、高い熱伝導率により温度の高い自然対流が触れても温度上昇が少なく、効率よく微粒子や汚染ガスを付着させて除去することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のレーザ光源装置によれば、ケース内にレーザ光源の発熱による自然対流を妨げる捕獲部材を備えているため、ケース内の浮遊粒子、汚染ガス、或いは経時的に発生する汚染ガス等が自然対流により捕獲部材に運ばれて触れ、冷却されながら付着するので、簡単な構造で、経時的に発生する汚染ガスも除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
（実施形態１）
図１は、実施形態１のレーザ光源装置の構成図である。図１において、１はケース、２はレーザ光源、３は捕獲部材で、図には示していないが、このほかにレーザ光源２とコントローラを結ぶワイヤハーネスがある。
【００１８】
ケース１は、例えばアルミで作られた箱型（６面体）形状をしており、側面にはレーザビームを取り出す穴１１が形成されている。そして穴１１には、例えばガラス製の保護窓４が取り付けられ、外気が入らないようになっている。
【００１９】
レーザ光源２は、例えば、半導体レーザ２１と、レーザビームをコリメートするレンズ２２と、ヒートシンク２３と、を備え、ケース１の下面に固定されている。
【００２０】
捕獲部材３は、レーザ光源２の上方で、ケース１の上面とレーザ光源２の中間に設けられている。捕獲部材３は、端部で取り付け部材５を介してケース１に取り付けられている。取り付け部材５は、ケース１の側面全周にわたって設けられており、ケース１内は、捕獲部材３によってレーザ光源２が存在する第１空間１２と、ケース１の上面と捕獲部材３の間の第２空間１３に区画されている。
【００２１】
捕獲部材３には、多孔部材が用いられることが好ましい。ここで多孔部材とは多数の孔が形成されているものをいい、金属部材、パンチングメタル部材などの網状部材や、織布部材、不織布部材、多孔質焼結部材などの多孔質部材や、ハニカム形状部材などが例示できる。金属部材、パンチング部材は、一枚で用いてもよいが、多数枚積層して用いることが好ましい。織布部材、不織布部材としては、ステンレスウールなど金属ウールや炭素繊維などで形成したものを例示できる。多孔質焼結部材は、金属やセラミックス（熱伝導率が比較的大きなアルミナ、炭化珪素、窒化アルミニウムで形成されていることが望ましい）などで形成したものを例示できる。ハニカム形状部材は、金属をハニカム形状に加工したもの、多孔質セラミックスをハニカム状に成形したものを例示できる。
【００２２】
捕獲部材３は、アルミニウム、銅、炭素などの高熱伝導材料から形成された高熱伝導部材であることが好ましい。高熱伝導材料の熱伝導率としては、常温で１００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが、より好ましい。熱伝導率が高いと、温度の高い自然対流が触れても温度上昇が抑えられ、接触した微粒子や汚染ガスなどの汚染物質は冷やされて効率よく捕獲することができる。
【００２３】
以上のように構成されたレーザ光源装置についてその動作を以下に説明する。
【００２４】
図示しないコントローラからの電気入力によりレーザ光源２が動作し、レーザビーム６が出射される。レーザ光源２に電気入力が入力されると、レーザ光源２は、発熱する。すると、レーザ光源２周辺の空気は暖められ、上昇気流となり、上方に上昇する。上昇気流は捕獲部材３に触れ冷やされて下降気流となり下方に下降する。すなわち、レーザ光源２の発熱により自然対流７が発生する。自然対流７でケース１内の微粒子や、汚染ガスなどが捕獲部材３に運ばれ、経時的に捕獲部材３に付着する。その結果、ケース１内の微粒子や汚染ガスの濃度が下がり、レンズ２２や保護窓４への付着が防止される。
【００２５】
捕獲部材３が、例えばアルミ製のパンチングメタルの場合、熱伝導率が高いため、温度の高い自然対流が触れても温度上昇が抑えれ、接触した微粒子や汚染ガスは冷やされて効率よく付着される。
【００２６】
また、捕獲部材３の形状を図２Ａに示す波板状捕獲部材３’、或いは図２Ｂに示すフィン付き捕獲部材３”にすると、自然対流との接触面積が増え、より一層効率よく微粒子や汚染ガスを付着させることができる。
【００２７】
（実施形態２）
図３は、実施形態２のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態１のレーザ光源装置において、捕獲部材３をケース１の上面内面に、例えば溶接等で取り付けた以外は、実施形態１と同じである。
【００２８】
捕獲部材３がケース１の上面内面に一体的に取り付けられているので、捕獲部材３とケース１との熱伝導がよくなり、捕獲部材３の温度上昇がさらに抑えられ、接触した微粒子や汚染ガスをさらに効率よく付着させることができる。
【００２９】
（実施形態３）
図４は、実施形態３のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態１のレーザ光源装置において、捕獲部材３をケース１の全て（６面）の内面に、例えば溶接等で取り付けた以外は、実施形態１と同じである。捕獲部材３は、ケース１の上面内面に取り付けられた上面捕獲部材３１ａ、下面内面に取り付けられた下面捕獲部材３１ｂ、側面内面に取り付けられた側面捕獲部材３２ａ、３２ｂ、及び図示しない側面捕獲部材３２ｃ、３２ｄからなる。
【００３０】
捕獲部材３がケース１の全ての内面に取り付けられているので、携帯型、例えばレーザポインタのようなレーザ光源装置のように、上下関係が変化する場合でも常に何れかの面に取り付けられた捕獲部材３に自然対流が到達して微粒子や汚染ガスを付着させることができる。
【００３１】
（実施形態４）
図５は、実施形態４のレーザ光源装置の構成図である。本実施形態のレーザ光源装置は、実施形態１と３を合体させたもので、捕獲部材３は、ケース１の上面内面に取り付けられた上面捕獲部材３１ａ、下面内面に取り付けられた下面捕獲部材３１ｂ、側面内面に取り付けられた側面捕獲部材３２ａ、３２ｂ、図示しない側面捕獲部材３２ｃ、３２ｄ、レーザ光源２の上方で、ケース１の上面とレーザ光源２との中間のケース１内に配置された水平捕獲部材３３、及びケース１の側面とレーザ光源２との中間のケース１内に配置されたレーザビーム６を含む面と直交する垂直捕獲部材３４からなる。ケース１内空間は、水平捕獲部材３３、垂直捕獲部材３４によってレーザ光源２が存在する第１空間１４、レーザ光源２の上方でケース１の上面と水平捕獲部材３３と垂直捕獲部材３４で区画された第２空間１５、及び第３空間１６、第４空間１７で区画されている。
【００３２】
実施形態３に比べ、水平捕獲部材３３と垂直捕獲部材３４を備えているので、微粒子や汚染ガスの濾過効率がさらに高くなる。特に、垂直捕獲部材３４を備えているので、レーザビーム６の方向が垂直方向になる場合でも、微粒子や汚染ガスが保護窓４に付着することがない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態１のレーザ光源装置の構成図である。
【図２】実施形態１の捕獲部材の変形態様を示す断面図である。
【図３】実施形態２のレーザ光源装置の構成図である。
【図４】実施形態３のレーザ光源装置の構成図である。
【図５】実施形態４のレーザ光源装置の構成図である。
【図６】従来のレーザ光源装置の構成図である。
【図７】別の従来のレーザ光源装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・・・・・・・ケース
２・・・・・・・・・レーザ光源
３・・・・・・・・・捕獲部材
【図１】
2007088067.tif 000003
【図２】
2007088067.tif 000004
【図３】
2007088067.tif 000005
【図４】
2007088067.tif 000006
【図５】
2007088067.tif 000007
【図６】
2007088067.tif 000008
【図７】
2007088067.tif 000009