[发明专利]激光装置

说明书

本发明提供激光装置，通过在恰当的时刻切换LD模块的冷却液的流动方向，即使驱动条件变化，也能够有效地减少LD模块间的寿命负荷的差异。激光装置具备LD模块/冷却板组件，LD模块/冷却板组件是在冷却板的表面排列有被以串联方式供给驱动电流的多个LD模块而形成的，激光装置还具备：激光电源；切换阀，其用于切换冷却液流路中流动的冷却液的流动方向；时机判定装置，其参照由于LD模块的发热部中的发热而温度变动的LD模块/冷却板组件中的至少任一个温度变动部位的温度的时间序列数据，来判定切换冷却液的流动方向的时机；以及控制电路，其向激光电源输出驱动电流输出指令，并且参照时机判定装置的判定结果来对切换阀输出阀切换指令。

技术领域

本发明涉及一种将被用作激光装置的激光光源或激励光源的多个激光二极管模块(以下称作LD模块。)排列在通过冷却液的流通而被冷却的冷却板的表面来进行冷却的激光装置。

背景技术

在近年来的激光加工用高输出激光装置中，为了实现能够加工的被加工物(工件)的范围(例如厚度、材质等)的扩大、加工速度的高速化等而不断推进高输出化。尤其在将具备至少一个激光二极管(以下称作LD。)的LD模块用作激光装置的激光光源或激励光源的激光装置中，高输出化的倾向显著。为了使将多个LD模块用作激光光源或激励光源的激光装置高输出化，需要使各LD模块的光输出高输出化，并且增加所使用的LD模块的个数。

当LD模块高输出化并且LD模块的个数增加时，发热量也增大，因此为了抑制LD模块的温度上升，在大多数情况下将多个LD模块排列于通过冷却液流动而被冷却的冷却板的表面。另外，为了通过使冷却液流动来对冷却板进行冷却，如图1所示，在冷却板2的内部、表面铺设有在内部流动冷却液的用虚线表示的冷却液流路3。最邻近各LD模块1的冷却液流路3一般采用冷却液以串联方式流动的冷却构造。

此外，在图1中，虚线的箭头表示冷却液的流动方向。另外，将LD模块1的一部分形成为凸状是为了示意性地示出如下的构造：由于从LD模块1的内部的多个LD射出的激光束大多通过透镜、反射镜会聚后入射到光纤端，并且作为在光纤中传播的激光束被取出到外部，因此光纤从LD模块1的凸状的顶端突出。另外，将LD模块1配置为相对于冷却液流路3的长边方向倾斜是为了避免从LD模块1的凸状的顶端突出的光纤与相邻的LD模块1发生干涉。冷却液从冷却液供给装置等经由冷却液配管4流入到冷却板2的冷却液流路3。

在本说明书中，将如图1所示在冷却板的表面配置有多个LD模块所形成的集合体称作LD模块/冷却板组件。在图1所示的LD模块/冷却板组件5中，通过吸收由多个LD模块1产生的发热，冷却液的温度逐渐上升。因此，产生如下问题：相比于排列于离流过冷却液时的上游侧的冷却液流路3近的位置的LD模块1而言，排列于离下游侧的冷却液流路3近的位置的LD模块1的温度更高。

如果从冷却液至各LD模块的发热部即LD的pn结的热阻相同，则LD模块的发热部的温度也上升与最近的冷却液流路中流过的冷却液的温度上升的量相应的温度。当LD模块的发热部的温度上升时，与此相应地，LD模块的针对寿命消耗的负荷增大，从而导致LD模块的寿命变短或者平均故障率上升。在多个LD模块的总发热量不那么大时不会成为太大的问题。但是，如上述的那样，当LD模块高输出化并且LD模块的个数增加时，发热量也增大，因此成为不能轻视的问题。此外，为了防止多个LD模块的驱动电流供给用的布线复杂化并且避免驱动电流的增大，通常向多个LD模块以串联方式供给驱动电流，因此针对每个LD模块改变驱动电流来使LD模块的温度均匀化是不现实的。