(57)【要約】【課題】安価で、高出力のレーザ発振器を実現する。【解決手段】多段の集光器５１は、励起光を発生する複数のレーザダイオードと、レーザダイオードにより発生された励起光を吸光し、レーザ光を発するレーザ媒質とを有する。配管７５，７６は、冷却器７１により所定の温度に冷却された冷却水を複数の集光器５１に循環させる。バルブ７２は、入口温度測定部７３、および出口温度測定部７４−１乃至７４−３により測定された、複数の集光器５１のそれぞれの温度に基づいて、複数の集光器５１のそれぞれの冷却水量を制御する。本発明は、レーザ加工装置に適用することができる。【選択図】図２
2013162114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発生する複数のレーザダイオードと、前記レーザダイオードにより発生された励起光を吸光し、レーザ光を発するレーザ媒質とを有する、複数の集光器と、
前記複数の集光器を冷却する冷却水を所定の温度に冷却させる冷却器と、
前記複数の集光器のそれぞれの温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部により測定された、前記複数の集光器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の集光器のそれぞれの冷却水量を制御するバルブと
を含むレーザ発振器。
【請求項２】
前記温度測定部は、前記集光器を冷却する冷却水の入口温度および出口温度に基づいて、その平均を前記集光器の温度として測定する
請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項３】
前記バルブは、前記温度測定部により測定された前記集光器のそれぞれの温度に基づいて、前記集光器の温度を同一の温度に制御するように、前記複数の集光器のそれぞれの冷却水量を制御する
請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項４】
前記複数の集光器のレーザダイオードに供給する電流量をそれぞれ制御する電流出力部をさらに含み、
前記バルブにより冷却水量が制御された後、前記複数の集光器毎のゲインを揃えるように、前記電流出力部は、前記複数の集光器のそれぞれに供給する電流量を制御する
請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項５】
前記複数の集光器のそれぞれの前記冷却水量を制御するための前記バルブの開度を制御するバルブ制御部と、
前記バルブ制御部により前記バルブの開度が制御されて、前記温度測定部により測定された前記集光器の温度を設定情報として記憶する設定情報記憶部とをさらに含む
請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のレーザ発振器を用いたレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ発振器およびレーザ加工装置に関し、特に、安価で、かつ、高出力化できるようにしたレーザ発振器およびレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ発振器により出力されるレーザの高出力化の方法には、１）レーザダイオードを高出力化する、２）レーザダイオードの個数を増やす、３）レーザ媒質を太くするといったことが考えられる。
【０００３】
しかしながら、１）の方法では、熱レンズ効果により、電流を増加させていくと、所定の電流値で、レーザ出力が飽和してしまう。また、２）の方法では、レーザ媒質が長くなる、または、レーザダイオードとレーザ媒質の間隔が広がることによりパルス幅が延びてしまったり、発振閾値が高くなってしまう。さらに、３）の方法では、発振閾値が高くなり、ビーム品質が低下してしまう。
【０００４】
以上のことから、パルス幅、発振閾値、およびビーム品質を変えずに高出力化するためには、集光器を直列に並べることが有効であるとされている。
【０００５】
したがって、従来のレーザ発振器は、多段に並べられた集光器を冷却するため、１台の冷却器が吐出する冷却水を集光器の台数だけ並列に分岐し、同じ流量を各々の集光器に供給していた。
【０００６】
このように多段に並べられた複数の集光器を冷却する技術として、冷却水の流量を、レーザ媒質に３０％、励起用ランプに６０％、および集光器筐体に１０％の割合で分配することで、効率的な冷却を実現する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、レーザダイオードの発振波長を温度調整によりレーザ媒質で最も有効利用される波長に制御する技術が提案されている。（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−２６１９６号公報
【特許文献２】特許第３２９０３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、集光器は、レーザ媒質を取り囲むようにレーザダイオードが配置される構造とされている。このため、集光器は、並べられている段数が多くなるほど、動作電流や発振波長が似かよるレーザダイオードを集めることが、コストの点で困難となる。レーザダイオードは、カタログによれば、例えば、動作電流で２５乃至３０Ａ、発振波長で８０５乃至８１１ｎｍの範囲となることが明らかであり、これらの範囲でバラつきが生じる。
【００１０】
しかしながら、たとえば、代表的なレーザ媒質であるＹＡＧ（イットリウムアルミガーネット結晶）の場合、最大吸光率に対して半分以上の吸光率を示す波長の範囲は、１ｎｍの範囲程度である。レーザ発振器のレーザ出力が最大になる温度に冷却水の温度を調整しても、大半のレーザダイオードは、吸光率が低い波長で発光していることになる。このように光光変換されない励起光は、光熱変換され、集光器の温度を上昇させるが、ゲインが低い集光器にゲインが高い集光器と同等のゲインを期待して電流を過分に注入すれば、ゲインこそ増加するものの、ますます集光器の温度が上昇する。特定の集光器の温度が上昇すれば、熱レンズ効果が均衡を失い、レーザ出力が飽和してしまう。
【００１１】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、特に、集光器が多段化された場合においても、集光器毎に冷却水量を調整するバルブを設けることにより、１台の冷却器より供給される同一温度の冷却水だけで、集光器毎に交換熱量を調整し、全体として熱レンズ効果を均一に保ち、レーザ出力の飽和を抑制できるようにすることで、安価で、かつ、高出力のレーザ発振器を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面のレーザ発振器は、励起光を発生する複数のレーザダイオードと、前記レーザダイオードにより発生された励起光を吸光し、レーザ光を発するレーザ媒質とを有する、複数の集光器と、前記複数の集光器を冷却する冷却水を所定の温度に冷却させる冷却器と、前記複数の集光器のそれぞれの温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部により測定された、前記複数の集光器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の集光器のそれぞれの冷却水量を制御するバルブとを含む。
【００１３】
本発明の一側面においては、複数のダイオードにより励起光が発生され、複数の集光器のレーザ媒質により、前記レーザダイオードにより発生された励起光が吸光され、レーザ光が発っせられ、冷却器により、前記複数の集光器を冷却する冷却水が所定の温度に冷却され、温度測定部により前記複数の集光器のそれぞれの温度が測定され、バルブにより、前記温度測定部により測定された、前記複数の集光器のそれぞれの温度に基づいて、前記複数の集光器のそれぞれの冷却水量が制御される。
【００１４】
従って、複数の集光器により多段化されていても、１台の冷却器により複数の集光器の温度が均一に管理されることにより、熱レンズ効果を均一に保つことが可能となるので、安価で、かつ、高出力のレーザ発振器を実現することが可能となる。
【００１５】
前記温度測定部には、前記集光器を冷却する冷却水の入口温度および出口温度に基づいて、その平均を前記集光器の温度として測定させるようにすることができる。
【００１６】
これにより、集光器毎の温度を、冷却水の温度として測定することができる。
【００１７】
前記バルブには、前記温度測定部により測定された前記集光器のそれぞれの温度に基づいて、前記集光器の温度を同一の温度に制御するように、前記複数の集光器のそれぞれの冷却水量を制御させるようにすることができる。
【００１８】
これにより、複数の集光器が同一の温度に制御されるので、熱レンズ効果を均一に保つことが可能となり、レーザ発振器を高出力化することが可能となる。
【００１９】
前記複数の集光器のレーザダイオードに供給する電流量をそれぞれ制御する電流出力部をさらに含ませるようにすることができ、前記バルブにより冷却水量が制御された後、前記複数の集光器毎のゲインを揃えるように、前記電流出力部には、前記複数の集光器のそれぞれに供給する電流量を制御させるようにすることができる。
【００２０】
これにより、複数の集光器のゲインを揃えることが可能となるので、レーザ発振器を高出力化することが可能となる。
【００２１】
前記複数の集光器のそれぞれの前記冷却水量を制御するための前記バルブの開度を制御するバルブ制御部と、前記バルブ制御部により前記バルブの開度が制御されて、前記温度測定部により測定された前記複数の集光器のそれぞれの温度を設定情報として記憶する設定情報記憶部とをさらに含ませるようにすることができる。
【００２２】
これにより、前記複数の集光器の温度を同一の温度に維持させておくことが可能となり、安価で、かつ、安定した高出力のレーザ発振器を実現することが可能となる。
【００２３】
これにより、高出力化されたレーザ発振器を実現することが可能になると共に、高出力化されたレーザ発振器を用いたレーザ加工装置を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、安価で、かつ、高出力のレーザ発振器を実現すると共に、安価で、高出力なレーザ加工装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のレーザ発振器を適用したレーザ加工装置の第１の実施の形態の構成例を説明するブロック図である。
【図２】図１のレーザ発振器のレーザ光発生機構を示す側面図である。
【図３】図１のレーザ発振器の冷却機構の冷却素の配管を示す図である。
【図４】ＹＡＧの吸光スペクトルとレーザダイオードの発光スペクトルを示す図である。
【図５】集光器を冷却するとき、集光器の温度に対する、冷却水の入口温度と出口温度の差分温度の、冷却水量毎の波形を示す図である。
【図６】集光器を冷却するとき、集光器を温度Ｔ１にするときの集光器それぞれの波形を示す図である。
【図７】図１のレーザ発振器による設定処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明のレーザ発振器を適用したレーザ加工装置の第２の実施の形態の構成例を説明するブロック図である。
【図９】図８のレーザ発振器のレーザ光発生機構を示す側面図である。
【図１０】図８のレーザ発振器の冷却機構の冷却素の配管を示す図である。
【図１１】図８のレーザ発振器による設定処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図８のレーザ発振器による管理処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（手動により設定する例）
２．第２の実施の形態（レーザ発信装置制御部により設定する例）
【００２７】
＜第１の実施の形態＞
［レーザ加工装置の構成例］
図１は、本発明のレーザ発振器を適用したレーザ加工装置の光学系の一実施の形態を示す図である。
【００２８】
図１のレーザ加工装置１は、基板等の加工対象物のレーザ加工を行う装置である。なお、以下、加工対象物の一例として、太陽電池パネル２を挙げて説明する。
【００２９】
レーザ加工装置１の光学系は、レーザ発振器１１、ビームエキスパンダ１２、スリット１３、結像レンズ１４、ダイクロイックミラー１５、対物レンズ１６、照明装置１７、集光レンズ１８、遮光体１９、ハーフミラー２０、結像レンズ２１、および、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ２２を含むように構成される。そのうち、レーザ発振器１１、ビームエキスパンダ１２、スリット１３、結像レンズ１４、ダイクロイックミラー１５、および、対物レンズ１６により、太陽電池パネル２に加工用のレーザ光を照射するための加工光学系が構成される。また、対物レンズ１６、照明装置１７、集光レンズ１８、遮光体１９、ハーフミラー２０、結像レンズ２１、および、ＣＣＤカメラ２２により、太陽電池パネル２を観察するための観察光学系が構成される。
【００３０】
まず、加工光学系の作用について説明する。
【００３１】
レーザ発振器１１から射出されたレーザ光は、ビームエキスパンダ１２によりビーム径が広げられるとともにコリメートされ、スリット１３を通過することにより、ビーム径が所定の大きさに制限される。スリット１３を通過したレーザ光は、結像レンズ１４によりコリメートされ、ダイクロイックミラー１５により対物レンズ１６の方向に反射され、対物レンズ１６により、太陽電池パネル２の加工面において集光される。また、レーザ光は、ガルバノメータミラーなどの走査手段（不図示）により、太陽電池パネル２の加工面上を走査される。そして、このレーザ光により、太陽電池パネル２の加工面が加工される。
【００３２】
次に、観察光学系の作用について説明する。
【００３３】
照明装置１７は、例えば、所定の波長（例えば、０．６μｍ）の単色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる円形の光源を備えている。なお、本発明の光源は面光源と考えることができる。そして、照明装置１７の光源から射出された断面が円形の照明光は、集光レンズ１８により集光され、ハーフミラー２０により対物レンズ１６の方向に反射され、対物レンズ１６の瞳において結像される。対物レンズ１６の瞳において結像した照明光は、対物レンズ１６によりフーリエ変換されて、太陽電池パネル２に照射される。
【００３４】
太陽電池パネル２において反射された光（以下、反射光と称する）は、対物レンズ１６、ダイクロイックミラー１５、ハーフミラー２０、および、結像レンズ２１を透過して、ＣＣＤカメラ２２に入射する。このとき、反射光は、対物レンズ１６を透過した後、結像レンズ２１により、ＣＣＤカメラ２２のＣＣＤイメージセンサ（不図示）の受光面上で結像され、反射光による像がＣＣＤカメラ２２により撮像される。
【００３５】
また、集光レンズ１８と対物レンズ１６の間において、集光レンズ１８のハーフミラー２０側の近傍に遮光体１９が設けられている。遮光体１９は、例えば、ステンレス鋼などの金属板を加工したものであり、集光レンズ１８を透過する照明光のうち、集光レンズ１８の光軸近傍の光を遮断する。
【００３６】
［図１のレーザ発振器の構成例］
次に、図２，図３を参照して、レーザ発振器１１の構成例について説明する。尚、図２は、レーザ発振器１１のレーザ光の発生機構を示す側面図であり、図３は、レーザ発振器１１の冷却機構である冷却水の配管を示す図である。
【００３７】
まず、図２を参照して、レーザ光の発生機構について説明する。
【００３８】
レーザ発振器１１のレーザ発生機構は、集光器５１−１乃至５１−３、取出ミラー５２、エンドミラー５３、Ｑスイッチ５４−１乃至５４−６、レーザダイオード５５−１乃至５５−２８、レーザ媒質５６−１乃至５６−３、および電流出力部５７−１乃至５７−３を備えている。また、レーザ発振器１１は、冷却器７１、バルブ７２−１乃至７２−４、入口温度測定部７３、出口温度測定部７４−１乃至７４−３、入口配管７５、および出口配管７６を備えている。
【００３９】
尚、以上において、集光器５１−１乃至５１−３、Ｑスイッチ５４−１乃至５４−６、レーザダイオード５５−１乃至５５−２８、レーザ媒質５６−１乃至５６−３、電流出力部５７−１乃至５７−３、バルブ７２−１乃至７２−４、および、出口温度測定部７４−１乃至７４−３について、それぞれ特に区別する必要がない場合、単に、集光器５１、Ｑスイッチ５４、レーザダイオード５５、レーザ媒質５６、電流出力部５７、バルブ７２、および、出口温度測定部７４と称するものとし、その他の構成についても同様に称するものとする。
【００４０】
すなわち、図２，図３のレーザ発振器１１は、集光器５１−１乃至５１−３からなる直列３段の集光器５１を備えている。図２の左下部における、図２の上部における集光器５１−１のＡ−Ａ断面図で示されるように、レーザダイオード５５−１乃至５５−８が、レーザ媒質５６−１を中心として略同心円状であって、かつ、略等間隔に配設されている。この結果、図２の右下部における、図２の左下部の集光器５１のＢ−Ｂ断面模式展開図に示されるように、集光器５１−１の側面方向から見た場合、レーザ媒質５６−１を取り囲むように、レーザダイオード５５−１乃至５５−８が配設されている。また、Ｂ−Ｂ断面模式展開図に示されている矢印は、後述するレーザ光の冷却機構における冷却水の流れを模式的に示している。
【００４１】
尚、集光器５１−２，５１−３については、図示しないが、それぞれ集光器５１−１と同様の構成とされており、レーザ媒質５６−２，５６−３を中心として同心円状にレーザダイオード５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８がそれぞれ配設されている。
【００４２】
集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれの前後には、Ｑスイッチ５４−１乃至５４−６が設けられており、図２の紙面に対して垂直に超音波が伝搬するものと、図２の紙面に対して平行に超音波が伝搬するものとがそれぞれ集光器５１を挟むように対向して組みとなるように構成されている。
【００４３】
電流出力部５７−１乃至５７−３は、それぞれ集光器５１−１乃至５１−３のレーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８に電流を供給する。この電流が供給されることにより、レーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８は、それぞれ励起光Ｌ２を発生し、図２の矢印で示されるように、例えば、ＹＡＧ（イットリウムアルミガーネット結晶）からなるレーザ媒質５６−１乃至５６−３に照射する。レーザ媒質５６−１乃至５６−３は、それぞれレーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８より照射される励起光Ｌ２により励起され、レーザ光Ｌ１を発生する。
【００４４】
図２のレーザ発振器１１における左端部、および右端部には、それぞれ反射率が６０％となる取出ミラー５２、および反射率が１００％となるエンドミラー５３が配設されている。
【００４５】
次に、レーザ光の発生機構の動作について説明する。
【００４６】
集光器５１−１乃至５１−３のレーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８は、それぞれ電流出力部５７−１乃至５７−３より電流が供給されると、電流に応じて、励起光Ｌ２を発生し、レーザ媒質５６−１乃至５６−３に照射する。レーザ媒質５６−１乃至５６−３は、励起光Ｌ２により励起されることにより、シード光を発生する。このように発生されたシード光が、取出ミラー５２、およびエンドミラー５３を往復することにより、レーザ光Ｌ１を発生し、取出ミラー５２を透過して、図中の左方向に発射される。尚、レーザダイオード５５により発生される励起光は、図示せぬシリンドリカルレンズ、または導光板などによりレーザ媒質５６に収束される。
【００４７】
次に、冷却機構について説明する。
【００４８】
レーザ発振器１１の冷却機構は、冷却器７１、バルブ７２−１乃至７２−４、入口温度測定部７３、出口温度測定部７４−１乃至７４−３、入口配管７５、および出口配管７６を備えている。
【００４９】
冷却器７１は、レーザ発振器１１の冷却機構を構成する冷却水のうち、出口配管７６より集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４（Ｑスイッチ５４−１乃至５４−６の全てを含む）をそれぞれ冷却して排出されてくる冷却水を所定の温度に冷却し、入口配管７５より集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４に冷却水を供給する。すなわち、冷却器７１は、入口配管７５および出口配管７６を介して、集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４の冷却に必要とされる冷却水を所定の温度に保つように冷却し、レーザ発振器１１全体で循環させている。また、集光器５１−１乃至５１−３のレーザダイオード５５には、図示しないがそれぞれ冷却用のヒートシンクが設けられており、冷却水は、ヒートシンク内に設けられた図示せぬ配管において、ヒートシンクとの熱交換により、ヒートシンクを冷却する。このようにヒートシンクが冷却水により冷却されることで、レーザダイオード５５は冷却される。また、レーザダイオード５５、およびレーザ媒質５６は、図２の右下部で示されるように、平行に配置されており、複数のレーザダイオード５５、およびレーザ媒質５６は、均等に冷却され、これにより、集光器５１が全体として冷却される。
【００５０】
バルブ７２−１乃至７２−４は、集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４の後段である出口配管７６に設けられており、バルブの開度により集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４に循環する冷却水量を調整する。尚、バルブ７２−１乃至７２−４は、図３においては、それぞれ集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４の後段である出口配管７６に設けられているが、それぞれの前段である入口配管７５に設けられるようにしてもよい。すなわち、バルブ７２−１乃至７２−４が配設される位置は、集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４のそれぞれの冷却水量を制御できる構成であれば、それぞれの前段、または後段のいずれでもよい。また、Ｑスイッチ５４については、Ｑスイッチ５４−１乃至５４−６の冷却配管が、バルブ７２−４の前段で集合管とされているものとするが、それぞれ個別の配管とし、個別にバルブ７２を設けるようにしてもよい。
【００５１】
入口温度測定部７３は、冷却器７１より供給される冷却水温を測定する。また、出口温度測定部７４−１乃至７４−３は、集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４の後段である出口配管７６側の冷却水温を測定する。
【００５２】
次に、レーザ発振器１１の冷却機構の動作について説明する。
【００５３】
レーザ光の発生機構の動作によりレーザ光は発生されることとなるが、図２で示されるように多段に構成される集光器５１により、複数のレーザダイオード５５により発生される励起光の発振波長や動作電流には、ばらつきがある。例えば、レーザダイオード５５においては、レーザ媒質５６がＹＡＧであるような場合、図４で示されるように、ＹＡＧの吸光スペクトルの波形ＳＰ１に対して、動作温度が２５℃で、かつ、動作電流が２５乃至３０Ａであるときの励起光の発光スペクトルは、波形ＳＰ２で示される範囲となる。すなわち、励起光の発光スペクトルである波形ＳＰ２が、ＹＡＧの吸光スペクトルの半分以上の吸光率を示す波長の範囲は、８０８ｎｍ付近の１ｎｍ程度の範囲にしか存在しない。
【００５４】
従って、レーザ発振器のレーザ出力が最大になる温度に冷却水の温度を調整しても、大半のレーザダイオードは、吸光率が低い波長で励起光を発光していることになる。吸光されることのない励起光は、レーザ媒質５６において、光光変換されず、光熱変換され、集光器５１の温度を上昇させることになる。また、ゲインが低い集光器５１にゲインが高い集光器と同等のゲインを期待して電流を過分に注入すると、ゲインこそ増加するものの、ますます集光器の温度が上昇する。この結果、特定の集光器において温度が上昇し過ぎた状態になると、熱レンズ効果が均衡を失い、レーザ出力が飽和してしまうことになる。
【００５５】
そこで、図２のレーザ発振器１１においては、冷却機構において、集光器５１毎に冷却水の出口側にバルブ７２−１乃至７２−４が設けられている。すなわち、バルブ７２−１乃至７２−３の開度を制御することにより、集光器５１毎に使用される冷却水量を制御し、交換熱量を調整することで、集光器５１単位で温度を制御する。
【００５６】
より具体的には、集光器５１の温度が高くなると、レーザダイオードの発振波長が増加する。レーザ媒質５６の吸光率が最大となる波長に到達したとき、励起光は、最も有効にレーザ光に変換され、集光器５１の発熱量は、最小になるものと考えることができる。
【００５７】
そこで、例えば、集光器５１の温度が、集光器５１の冷却水の入口温度と出口温度の平均温度であるものとし、集光器５１の温度が定常状態、すなわち、集光器５１の発熱量と等しい熱量が、冷却水により冷却される状態であるものとした場合、集光器５１の発熱量は以下の条件で平衡状態となる。
【００５８】
集光器５１の発熱量
＝集光器５１の冷却熱量
＝集光器５１の冷却水の入口温度および出口温度の温度差×冷却水量
【００５９】
レーザダイオード５５は、同じ温度で稼動させても、製造誤差により個体ごとに異なる発振波長で動作する。したがって、発振波長の長いレーザダイオード５５で構成された集光器５１は、低い温度でレーザ媒質における吸光率が最大になり、発振波長の短いレーザダイオード５１で構成された集光器５１は、高い温度でレーザ媒質における吸光率が最大になる。
【００６０】
例えば、集光器５１−１乃至５１−３に対して、冷却水量を変えて、各集光器５１の冷却水の入口温度および出口温度を測定した際の結果として、横軸を入口温度と出口温度の平均温度、すなわち周光器５１の温度Ｔとし、縦軸を入口温度と出口温度の温度差ΔＴであるものとしたものが、図５で示されるものであるとする。
【００６１】
尚、図５における、１点鎖線で示される波形Ｌ１乃至Ｌ３は、集光器５１−１の冷却水量のものであり、波形Ｌ３が波形Ｌ２よりも少量の水量である場合のものであり、波形Ｌ１が波形Ｌ２よりも多量の水量である場合のものである。また、実線で示される波形Ｌ１１乃至Ｌ１３は、集光器５１−２の冷却水量のものであり、波形Ｌ１３が波形Ｌ１２よりも少量の水量である場合のものであり、波形Ｌ１１が、波形Ｌ１２よりも多量の水量である場合のものである。さらに、２点鎖線で示される波形Ｌ２１乃至Ｌ２３は、集光器５１−３の冷却水量のものであり、波形Ｌ２３が波形Ｌ２２よりも少量の水量である場合のものであり、波形Ｌ２１が、波形Ｌ２２よりも多量の水量である場合のものである。また、図５で示される関係は、集光器５１−１乃至５１−３に対して供給される電流値は同一であるものときのものとする。
【００６２】
従って、図５のような関係から、集光器５１−１乃至５１−３のレーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８のそれぞれで発せられる平均的な発振波長は、集光器５１−１の平均的な発振波長が集光器５１−２のものより長く、逆に、集光器５１−３の平均的な発振波長が集光器５１−２のものより短いものとなることがわかる。また、図５中の波形Ｌ２で示されるように、温度差ΔＴの最大値との差分ａの温度差ΔＴの最大値ｂに対する割合が、吸光率ａ／ｂとなる。すなわち、吸光率が最大となるとき、励起光が最も効率よくレーザ光に変換されることになるため、レーザ光に変換できずに発生する熱量が最小となるので、冷却水による交換熱量が最小となり、温度差ΔＴが最小となる。
【００６３】
図５で示されるような関係を有する集光器５１−１乃至５１−３の熱レンズ効果を均等化するため、たとえば、すべての集光器の温度を２６℃に制御すると決めた場合、全ての集光器５１に等しく所定の流量の冷却水を供給することにより、集光器５１の入口温度と出口温度の温度差ΔＴが、集光器５１−２では略１．０℃に、集光器５１−１では略１．４℃に、集光器５１−３では略１．２℃になるものとする。この場合、集光器５１−１乃至５１−３に供給すべき冷却水の温度は、それぞれ２５．５℃，２５．３℃、および２５．４℃となる。従って、従来のレーザ発振器のように、集光器５１−１乃至５１−３を等しい水量で冷却しようとすると、設定温度を１種類の所定の温度に設定することしかできない１台の冷却器では対応できないことになる。
【００６４】
一方、本発明を適用した図２のレーザ発振器１１では、集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれに設けられたバルブ７２−１乃至７２−３の開度を制御することで、冷却水の流量を調整することができる。このため、集光器５１−１乃至５１−３における入口温度と出口温度の温度差ΔＴを集光器５１−２のそれと同じ１．０℃に調整することが可能となる。つまり、図２のレーザ発振器１１は、設定温度を１種類の所定の温度に設定することしかできない１台の冷却器でも、３段の異なる熱量を発する集光器５１−１乃至５１−３を異なる冷却水量で冷却することで、同一温度の冷却水で同一温度となるように冷却することが可能となる。
【００６５】
より具体的には、図６で示されるように、バルブ７２−２の開度を制御して、集光器５１−２の冷却水量を波形Ｌ１１で示される中量とし、バルブ７２−１，７２−３の開度を制御して、集光器５１−１，５１−３の冷却水量を波形Ｌ３，Ｌ２３で示される少量とすることで、集光器５１−１乃至５１−３の温度を温度Ｔ１＝２６℃に均等化することが可能となり、結果として、熱レンズ効果を均等化することが可能となる。
【００６６】
また、以上においては、集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれに対して、同じ電流値の電流を供給した場合での温度の特性に基づいた例について説明してきたが、上述のような定常状態に設定した場合、集光器５１−１，５１−３の吸光率は、集光器５１−２に比べて劣るものとなる。すなわち、集光器５１−１，５１−３におけるレーザ光へと変換させるゲインは、集光器５１−２におけるレーザ光へと変換させるゲインよりも劣るものとなる。そこで、上述した定常状態になった後、集光器５１−１，５１−３（のレーザダイオード５５）に対して、集光器５１−２に供給する電流より大きな電流値の電流を供給することにより、ゲインを揃えるようにすることができる。
【００６７】
ただし、この場合、集光器５１−１，５１−３の入口温度と出口温度の温度差ΔＴは、集光器５１−２に比べてさらに大きくなる。そこで、このような場合、バルブ７２−１，７２−３の開度を大きくし、冷却水量を多くして制御することで、集光器５１−１乃至５１−３の温度Ｔを同一に（ここでは、Ｔ＝２６℃）制御して熱レンズ効果を均一化すると共に、集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれのゲインを揃えることが可能となる。尚、集光器５１−１，５１−３の冷却水量を、これ以上多くすることができない場合には、集光器５１−２に供給する電流の電流値を下げるようにすることで、集光器５１−２のゲインを下げて、集光器５１−１，５１−３のゲインに揃えるようにしてもよい。
【００６８】
また、ここでは、集光器５１−１乃至５１−３からなる３台の集光器５１で構成されるレーザ発振器１１の場合を例に説明したが、集光器５１は、４台以上でも同様であり、また、集光器５１−１乃至５１−３を構成する長い発振波長や短い発振波長のレーザダイオードを１台の集光器に纏めて、集光器５１−１１（図示せず）を構成し、集光器５１−２と集光器５１−１１の２台の集光器５１でレーザ発振器１１を構成しても同様である。さらに、図２のレーザ発振器１１においては、集光器５１−１乃至５１−３を構成するレーザダイオード５５の発振波長の平均が、集光器５１−１の発振波長が集光器５１−２より短波長であり、集光器５１−３の発振波長が集光器５１−２より長波長である場合について説明してきたが、波長の長さに対応して配置されなければならないものではなく、いずれの順序で配置されてもよいものであり、さらに、いずれの波長の組み合わせであってもよい。
【００６９】
［図１のレーザ発振器による設定処理］
次に、図７のフローチャートを参照して、図１のレーザ発振器１１の設定方法について説明する。
【００７０】
ステップＳ１において、バルブ７２−１乃至７２−３の開度が全開に設定される。すなわち、この場合、冷却器７１により所定の設定温度に冷却された冷却水の最大水量が集光器５１−１乃至５１−３に全て等しく供給されて、冷却される状態となる。
【００７１】
ステップＳ２において、電流出力部５７−１乃至５７−３は、それぞれ集光器５１−１乃至５１−３のレーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８に対して、それぞれの出力定格に対して、略半分となる電流値の電流を供給する。この処理により、レーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８は、励起光を発生し、それぞれ、レーザ媒質５６−１乃至５６−３に照射する。さらに、レーザ媒質５６−１乃至５６−３は、レーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８より照射される励起光により励起状態となり、レーザ光Ｌ１を発生する。
【００７２】
ステップＳ３において、冷却器７１が冷却する冷却水の設定温度を変化させて、設定温度毎のレーザ出力が、図示せぬレーザ出力計測器などにより測定される。そして、冷却機７１は、測定されたレーザ出力が最大となる設定温度で、冷却水を冷却するように設定される。
【００７３】
ステップＳ４において、温度の低い集光器５１の温度が、温度の高い集光器５１の温度と同一の温度となるように、温度の低い集光器５１を冷却するバルブ７２の開度を絞る。この結果、集光器５１−１乃至５１−３は、供給される電流の電流値が同一の状態における定常状態となる。
【００７４】
ステップＳ５において、バルブ７２が閉じられている（絞られている）、集光器５１に電流出力部５７より供給される電流の電流値を所定の比率で減少させながら、レーザ出力が測定される。そして、バルブ７２が閉じられている集光器５１に電流を供給する電流出力部５７は、測定結果に基づいて、レーザ出力が、電流値の変化に対して線形的に変化する状態となる近傍の電流値で、電流を供給するように設定する。すなわち、電流値の変化に対して線形的にレーザ出力が変化するということは、バルブ７２が閉じられている集光器５１のゲインが、バルブ７２が全開となっている集光器５１のゲインと略一致した状態であることを示す。結果として、この状態における電流値が供給されるようにすることで、集光器５１−１乃至５１−３の温度が一定の状態に冷却されつつ、各集光器５１−１乃至５１−３のレーザ光へと変換させるゲインが略一致した状態に設定することが可能となる。
【００７５】
以上の処理により、１種類の設定温度でしか冷却水の温度を設定することができない１台の冷却器でも、集光器毎にバルブを設けて、冷却水量を変化させることで、多段構成の集光器を同一の温度に冷却することが可能となるので、レーザ発振器を安価な構成により高出力化することが可能となる。
【００７６】
結果として、安価で、かつ、高出力のレーザ加工装置を実現することが可能となる。
【００７７】
＜第２の実施の形態＞
［レーザ加工装置のその他の構成例］
以上においては、バルブ７２−１乃至７２−３の開度、および電流出力部５７−１乃至５７−３が出力する電流の電流値については、上述した設定処理において、状態を見ながら使用者が操作して設定する例について説明してきたが、レーザ発振器を制御するレーザ発振器制御部を設けて、レーザ発振器制御部により設定処理を実行させるようにしてもよい。
【００７８】
図８は、レーザ発振器を制御するレーザ発振器制御部を設けて、レーザ発振器制御部により設定処理を実行できるようにしたレーザ加工装置の構成例を示す図である。尚、図８において、図１と同一の機能を備えた構成については、同一の名称、および同一の符号を付すものとし、その説明については、適宜省略するものとする。すなわち、図８のレーザ加工装置１において、図１のレーザ加工装置１と異なる点は、レーザ発振器１１に代えて、レーザ発振器１１１を設けた点と、さらに、レーザ発振器１１１を制御するレーザ発振器制御部１１２を新たに設けた点である。
【００７９】
図８のレーザ発振器１１１の基本的な機能は、図１のレーザ発振器１１の機能と同様であるが、レーザ発振器制御部１１２により動作が制御される点で異なる。
【００８０】
レーザ発振器制御部１１２は、レーザ発振器１１１の動作を制御するものであり、バルブ制御部１２１、電流制御部１２２、温度監視部１２３、冷却水温度制御部１２４、および設定情報記憶部１２５を備えている。
【００８１】
バルブ制御部１２１は、レーザ発振器１１１のバルブ１７２−１乃至１７２−４（図１０）の開度を制御し、集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれの冷却水量を制御する。
【００８２】
電流制御部１２２は、電流出力部１５７−１乃至１５７−３（図９）を制御して、集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれに供給する電流の電流値を制御する。
【００８３】
温度監視部１２３は、入口温度測定部１７３（図１０）、および出口温度測定部１７４−１乃至１７４−１（図１０）により測定された集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４を冷却するための冷却前の冷却水の入口温度と、集光器５１−１乃至５１−３、およびＱスイッチ５４のそれぞれの冷却後の冷却水の出口温度とを取得し監視する。
【００８４】
冷却水温度制御部１２４は、温度監視部１２３により監視されている冷却水の入口温度、および出口温度の情報、または、電流出力部１５７−１乃至１５７−３（図９）より出力される電流値およびレーザ出力計測部１９１（図９）により計測されるレーザ出力の関係に基づいて、冷却器１７１（図１０）の冷却温度を制御する。
【００８５】
設定情報記憶部１２５は、バルブ制御部１２１により設定された各バルブ１７２の開度、電流制御部１２２により設定された電流出力部１５７のそれぞれの出力電流値、冷却水温度制御部１２４により設定された冷却水の設定温度を記憶する。また、設定情報記憶部１２５は、経年劣化に伴う冷却温度の設定温度のずれを記憶している。すなわち、レーザダイオード５５は、経年劣化に伴って、同一の温度状態を維持していても、発振波長が長くなる傾向があるため、設定情報記憶部１５は、この経年劣化に伴った傾向を示すレーザダイオード５５の設置期間と、その期間に応じた冷却温度のずれ量（劣化量）に対応した補正温度とからなるテーブルを記憶している。
【００８６】
［図８のレーザ発振器の構成例］
次に、図９，図１０を参照して、レーザ発振器１１１の構成例について説明する。尚、図９は、図２のレーザ発振器１１のレーザ光の発生機構を示す側面図に対応する、図８のレーザ発振器１１１のレーザ光の発生機構を示す側面図であり、図９は、図３のレーザ発振器１１の冷却機構である冷却水の配管を示す図に対応する、図８のレーザ発振器の冷却機構である冷却水の配管を示す図である。また、図９，図１０のレーザ発振器１１１において、図２，図３のレーザ発振器１１における構成と同様の機能を備えた構成については、同一の名称、および同一の符号を付しており、その説明は適宜省略するものとする。
【００８７】
すなわち、図９，図１０のレーザ発振器１１１において、図２，図３のレーザ発振器１１と異なるのは、電流出力部５７−１乃至５７−３、冷却器７１、バルブ７２−１乃至７２−４、入口温度測定部７３、および出口温度測定部７４−１乃至７４−４に代えて、電流出力部１５７−１乃至１５７−３、冷却器１７１、バルブ１７２−１乃至１７２−４、入口温度測定部１７３、および出口温度測定部１７４−１乃至１７４−４を設け、さらに、レーザ出力計測部１９１を新たに設けた点である。
【００８８】
電流出力部１５７−１乃至１５７−３、冷却器１７１、バルブ１７２−１乃至１７２−４、入口温度測定部１７３、および出口温度測定部１７４−１乃至１７４−４は、それぞれ電流出力部５７−１乃至５７−３、冷却器７１、バルブ７２−１乃至７２−４、入口温度測定部７３、および出口温度測定部７４−１乃至７４−４の機能と同一の機能を備えているが、さらに、それぞれが、電流制御部１２２、バルブ制御部１２１、温度監視部１２３、および冷却水温度制御部１２４により制御される点で異なる。
【００８９】
すなわち、電流出力部１５７−１乃至１５７−３、冷却器１７１、バルブ１７２−１乃至１７２−４、入口温度測定部１７３、および出口温度測定部１７４−１乃至１７４−４は、レーザ発振器制御部１１２により制御されるものである。従って、図１０の場合、バルブ１７２−１乃至１７２−４は、例えば、開度が制御可能なモータバルブ、または電磁バルブなどから構成される。また、入口温度測定部１７３、および出口温度測定部１７４−１乃至１７４−４は、入口温度、および出口温度からなる測定結果をレーザ発振器制御部１１２に供給する。すなわち、図８のレーザ発振器１１１においては、図７のフローチャートを参照して説明した設定処理について、使用者による設定操作を略必要としないので、略自動的に設定処理を実現することが可能となっている。尚、図８のレーザ発振器１１１による設定処理については、図１１のフローチャートを参照して、詳細を後述する。
【００９０】
レーザ出力計測部１９１は、レーザ発振器１１１により出力されるレーザ出力を計測し、計測結果をレーザ発振器制御部１１２に供給する。
【００９１】
［図８のレーザ発振器による設定処理］
次に、図１１のフローチャートを参照して、図８のレーザ発振器１１１の設定方法について説明する。
【００９２】
ステップＳ２１において、レーザ発振器制御部１１２のバルブ制御部１２１は、バルブ１７２−１乃至１７２−３の開度を全開とするように制御する。すなわち、この場合、冷却器１７１により所定の設定温度に冷却された冷却水の最大水量が集光器５１−１乃至５１−３に全て等しく供給されて、冷却される状態となる。
【００９３】
ステップＳ２２において、電流制御部１２２は、電流出力部１５７−１乃至１５７−３より、それぞれ集光器５１−１乃至５１−３のレーザダイオード５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８に対して、出力定格に対して、略半分となる電流値の電流を供給するように制御する。この処理により、レーザ媒質５６−１乃至５６−３によりレーザ光Ｌ１が発生される。
【００９４】
ステップＳ２３において、冷却水温度制御部１２４は、冷却器１７１が冷却する冷却水の設定温度を所定の割合で変化させる。また、このとき、レーザ出力計測部１９１は、レーザ発振器１１１より出力されるレーザ光Ｌ１の出力を測定し、レーザ発振器制御部１１２に供給する。冷却水温度制御部１２４は、レーザ出力計測部１９１により計測されるレーザ出力と、そのタイミングにおける冷却器１７１により冷却される冷却水の設定温度との対応関係から、レーザ出力が最大となる温度を求め、冷却水の設定温度を求めた温度に設定する。
【００９５】
ステップＳ２４において、バルブ制御部１２１は、温度監視部１２３の計測結果である入口温度および出口温度の平均値に基づいて、各集光器５１の温度を求めると共に、バルブ１７２−１乃至１７２−３の開度を制御して、温度の低い集光器５１の温度が、温度の高い集光器５１の温度と同一の温度となるように、温度の低い集光器５１を冷却するバルブ７２の開度を絞るように制御する。この結果、集光器５１−１乃至５１−３は、供給される電流の電流値が同一の状態における定常状態となる。
【００９６】
ステップＳ２５において、電流制御部１２２は、バルブ１７２が閉じられている（絞られている）、集光器５１に供給する電流出力部１５７より供給される電流の電流値を所定の比率で減少させる。このとき、レーザ出力計測部１９１は、レーザ出力を測定し、測定結果をレーザ発振器制御部１１２に供給する。電流制御部１２２は、変化する電流値およびレーザ出力計測部１９１により計測された測定結果に基づいて、レーザ出力が、電流値の変化に対して線形的に変化する状態となる近傍の電流値で、電流を供給するように、バルブ１７２が閉じられている集光器５１に電流を供給する電流出力部１５７を制御する。
【００９７】
すなわち、電流値の変化に対して線形的にレーザ出力が変化するということは、バルブ１７２が閉じられている集光器５１のゲインが、バルブ１７２が全開となっている集光器５１のゲインと略一致した状態であることを示す。結果として、この状態における電流値が供給されるようにすることで、集光器５１−１乃至５１−３の温度が一定の状態に冷却されつつ、各集光器５１−１乃至５１−３のレーザ光へと変換させるゲインが略一致した状態に設定することが可能となる。
【００９８】
ステップＳ２６において、設定情報記憶部１２５は、現状における、バルブ制御部１２１により設定された各バルブ１７２の開度、電流制御部１２２により設定された電流出力部１５７のそれぞれの出力電流値、冷却水温度制御部１２４により設定された冷却水の設定温度、並びに、この状態における集光器５１−１乃至５１−３の温度を記憶し、処理を終了する。
【００９９】
以上の処理により、１種類の設定温度でしか冷却水の温度を設定することができない１台の冷却器でも、多段構成となっている複数の集光器の冷却水量を個別に設定することで、同一の温度に冷却することが可能となる。このため、レーザ発振器を安価な構成により高出力化することが可能となる。また、レーザ発振器制御部１１２により使用者が介在することなく、バルブ１７２−１乃至１７２−３の開度、集光器５１の冷却水の設定温度、および電流出力部１５７より供給する電流値を設定することが可能となる。このため、安価で、かつ、高出力なレーザ発振器を、容易に使用することが可能となる。
【０１００】
さらに、本発明のレーザ発振器を用いることにより、安価で、かつ、高出力なレーザ加工装置を実現することが可能になると共に、その使用を容易なものとすることが可能となる。
【０１０１】
［監視処理］
次に、図１２のフローチャートを参照して、図８のレーザ発振器１１１による監視処理について説明する。
【０１０２】
ステップＳ４１において、温度監視部１２３は、入口温度測定部１７３より供給されてくる入口温度、および出口温度計測部１７４−１乃至１７４−４より供給されてくる出口温度に基づいて、それらの平均から集光器５１−１乃至５１−３のそれぞれの温度を測定する。
【０１０３】
ステップＳ４２において、温度監視部１２３は、設定情報記憶部１２５に設定情報として記憶されている集光器５１−１乃至５１−３の温度の情報に基づいて、現在の集光器５１−１乃至５１−３の温度が、設定情報として記憶されている温度と異なるか否かにより、設定情報と一致するか否かを判定する。
【０１０４】
ステップＳ４２において、設定情報と一致する状態ではないと判定された場合、すなわち、設定処理により設定された状態と異なる状態になっているとみなされた場合、ステップＳ４３において、設定処理が実行される。すなわち、設定情報が設定処理がなされた状態から変化しているので、再度設定処理が実行される。尚、設定処理は、図１１のフローチャートを参照して説明した処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１０５】
一方、ステップＳ４２において、設定情報と一致する、すなわち、集光器５１−１乃至５１−３の温度が、設定処理により設定された温度である場合、設定が正しくなされた定常状態が維持されているものとみなし、ステップＳ４３の処理がスキップされる。
【０１０６】
ステップＳ４４において、バルブ制御部１２１は、設定情報記憶部１２５に記憶されている経年劣化のテーブルを参照し、集光器５１−１乃至５１−３に使用されているレーザダイオード５５の使用期間に基づいて、経年劣化による波長の変化を考慮する必要があるか否かを判定する。設定情報記憶部１２５に記憶されている経年劣化のテーブルには、レーザダイオード５５の平均的な使用期間に対する劣化のレベルが示されており、具体的には、同一の温度で使用していた場合の使用時間に対する、劣化により伸びてしまった発振波長を補正するための補正温度のテーブルが構成されている。
【０１０７】
そこで、バルブ制御部１２１は、集光器５１の交換時期（使用開始時期）を予め記憶しており、集光器５１−１乃至５１−３に使用されているレーザダイオード５５の交換時期からの使用期間に基づいて、発振波長を補正する必要があるか否かを判定する。劣化は、日々進むものであるが、補正が必要な劣化のレベルは、例えば、所定の階段関数などにより設定されているものとしてもよく、劣化レベルが１段上昇する使用期間となったか否かで、補正温度を変化させる必要があるか否かを判定するようにしてもよい。
【０１０８】
ステップＳ４４において、経年劣化による波長の変化を考慮する必要があるとみなされた場合、ステップＳ４５において、バルブ制御部１２１は、経年劣化テーブルに基づいて、使用期間に対応する補正温度を読み出し、読み出した補正温度により、それまでに記憶されていた設定情報の集光器５１の設定温度を補正して、設定する。
【０１０９】
ステップＳ４６において、バルブ制御部１２１は、温度監視部１２３により監視されている集光器５１−１乃至５１−３の温度が、補正温度が考慮された温度となるように、バルブ１７２−１乃至１７２−４の開度を徐々に開放し、処理は、ステップＳ４１に戻る。
【０１１０】
尚、ステップＳ４４において、経年劣化による波長の変化を考慮する必要がないとみなされた場合、ステップＳ４５，Ｓ４６の処理は、スキップされる。
【０１１１】
以上の処理により、レーザ発振器の設定処理が済んだ後、何らかの原因で集光器や冷却器などに異常が生じた場合には、再度、設定処理がなされるので、常に、レーザ光を高出力で出力することが可能となる。また、経年劣化によりレーザダイオードの発振波長が伸びることも考慮されるので、使用期間が長くなっても、高効率でレーザ光を出力し続けることが可能となる。
【０１１２】
尚、本明細書において、各種の処理を実行するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【０１１３】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１  レーザ加工装置
１１  レーザ発振器
５１，５１−１乃至５１−３  集光器
５２  取出ミラー
５３  エンドミラー
５４，５４−１乃至５４−６  Ｑスイッチ
５５，５５−１乃至５５−８，５５−１１乃至５５−１８，５５−２１乃至５５−２８  レーザダイオード
５６，５６−１乃至５６−３  レーザ媒質
５７，５７−１乃至５７−３  電流出力部
７１  冷却器
７２，７２−１乃至７２−４  バルブ
７３  入口温度計測部
７４，７４−１乃至７４−４  出口温度計測部
１５７，１５７−１乃至１５７−３  電流出力部
１７１  冷却器
１７２，１７２−１乃至１７２−４  バルブ
１７３  入口温度計測部
１７４，１７４−１乃至１７４−４  出口温度計測部
１９１  レーザ出力計測部
【図１】
2013162114.tif 000003
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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