[发明专利]激光振荡器

说明书

提供一种相比于现有技术能够进行用于在保持经济性的同时使发光元件保持更长的寿命的结露应对的激光振荡器。激光振荡器具备：激光产生部；热交换器；冷却水旁通回路；冷却水回路，与激光产生部、热交换器及冷却水旁通回路连接；壳体，收纳激光产生部、热交换器、冷却水旁通回路和冷却水回路；冷却水循环部，利用冷却水回路使冷却水循环到激光产生部、热交换器和冷却水旁通回路；第一阀，调整向激光产生部供给的冷却水的流量；第二阀，调整向热交换器供给的冷却水的流量；第三阀，调整向冷却水旁通回路供给的冷却水的流量；露点测定部，测定壳体内部的露点；水温测定部，测定冷却水的水温；控制部，基于露点和水温来控制第一阀、第二阀和第三阀。

技术领域

本发明涉及一种激光振荡器。

背景技术

近年，在产业用中使用的数百瓦特以上的固体激光振荡器中，由于发光元件、光学部件的改良带来的振荡效率的提高使得装置的小型化得到进展，并且由于发光元件的长寿命化和低价格化，代替以往的二氧化碳激光振荡器，而特别是固体激光振荡器在激光加工领域中得到迅速普及。

虽然固体激光振荡器的效率高，但输入电力的至少一半作为热排出，因此例如在超过1kW的高输出激光器的情况下，需要利用冷却水进行冷却，以尽量将发光元件保持在低温。因此，例如，如图9所示，激光振荡器80具备冷却水循环部85，且构成为通过冷却水回路86利用冷却水来冷却收容于壳体81中的激光产生部82、激励电源部83以及光学部件84等。

由此，通过控制为使冷却水例如维持在20℃～30℃左右，来将发光元件尽量保持在低温以避免变为高温，由此确保了发光元件的寿命和可靠性。

然而，相比于二氧化碳激光振荡器，固体激光振荡器非常不耐结露，即使是少量的结露也可能成为发光元件出现故障、使用寿命变短的原因。尤其是产业用中使用的激光振荡器的设置环境不一定是凉爽干燥的环境，反而是高温、多湿、对于作为半导体的发光元件而言是严酷的使用环境的情况多。

因此，采用使用空调机、吸湿件等除湿单元对发光元件的收纳部分及其周边进行湿度管理以使发光元件不发生结露的方法，但在这样的高温、多湿的使用环境中发生如下的情况：例如在夜间停止时，激光振荡器80的内部的温度、湿度上升，在激光振荡器80启动时，激光振荡器80内的露点、尤其是包括发光元件等半导体的激光产生部82的周围的露点高。这样一来存在如下的可能性：当在启动激光振荡器80的同时供给冷却水来开始激光振荡时，在壳体81内的露点比冷却水的水温高的情况下，在激光产生部82产生结露。当产生结露时，引起电短路、部件污染或腐蚀的可能性变高，如上所述，成为发光元件出现故障、寿命变短的原因。

关于这方面，例如在专利文献1等中记载了如下内容：测定固体激光振荡器的壳体内部的露点和冷却水温，在当激光振荡器启动时壳体内的露点比冷却水的水温高的情况下，由于结露的危险性变高而停止冷却水的循环，进行禁止激光振荡的处理。

另外，例如，如图10所示，激光振荡器80A具备露点测定部87、水温测定部88以及除湿部89对于本领域技术人员而言也是公知的。通过这样，在当激光振荡器80A启动时壳体81内的露点比冷却水的水温高的情况下，由于结露的危险性变高而停止冷却水的循环，进行禁止激光振荡的处理，并且使除湿部89工作以降低激光振荡器80A的壳体81内的露点。

之后，在壳体81内的露点低于冷却水的水温的时间点，通过控制部91的控制来进行如下控制：指示冷却水循环部85启动，开始向激光产生部82通水，并且允许激光振荡，由此防止结露的产生。

图11示出壳体81内部的露点、冷却水温度以及冷却水设定温度随时间的变化与控制部91的控制内容之间的关系的一例。

在此说明图11。在控制开始时间点T₀₀，为冷却水的设定温度低于壳体81内部的露点的状态。并且，处于该冷却水的温度高于冷却水的设定温度的状态。这是因为冷却水循环部85尚未运转。即，冷却水没有流通到激光产生部82。