激光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將閃光燈發(fā)出的激發(fā)光照射到固體激光媒介上進(jìn)行激光振蕩的激光
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]—般來說，將固體的激光桿使用于激光媒介、將閃光燈使用于激發(fā)光源的激光裝置(如YAG激光)，在腔室中激光桿(YAG桿)與閃光燈并列，將從閃光燈發(fā)出的激發(fā)光照射到激光桿的側(cè)面或周面，在全反射鏡與局部反射(輸出)鏡之間對(duì)從使用激發(fā)光的能量激發(fā)或抽運(yùn)的激光桿的兩端面發(fā)出的規(guī)定波長的光束進(jìn)行共振增幅，從輸出反射鏡提取出激光。
[0003]這種閃光燈在直管形的玻璃管的兩端部將一對(duì)電極(即陽極以及陰極)相對(duì)配置的同時(shí)，封入為發(fā)光源的稀有氣體(一般為氙氣)。并且，開始燈管的亮燈時(shí)，通過如由脈沖變壓器等構(gòu)成的高電壓脈沖發(fā)生電路向燈管的陽極與陰極間施加高電壓脈沖，或向配置于燈管中或外側(cè)周圍的觸發(fā)電極施加高電壓脈沖，破壞封入玻璃管內(nèi)的氣體的絕緣。這樣，在玻璃管內(nèi)氣體的絕緣被破壞時(shí)，從主亮燈電路向燈管供給驅(qū)動(dòng)電流，繼續(xù)氣體的放電或發(fā)光。為了順利地進(jìn)行燈管亮燈的開始，也能有效使用在待機(jī)(激光未振蕩)中的燈管中流動(dòng)微弱的預(yù)備放電電流的閉環(huán)電路。
[0004]在上述那樣多種閃光燈亮燈開始方式中，在陽極與陰極之間施加脈沖電壓的方式由于氣體絕緣破壞所需要的電壓脈沖的電壓值非常高，所以，不僅需要大規(guī)模且高價(jià)的高電壓脈沖發(fā)生電路，還需要主亮燈電路和閉環(huán)電路等也能夠忍受高電壓。另外，在閃光燈內(nèi)電弧柱變長，氣壓變高，燈管的發(fā)光性能可能會(huì)惡化。因此，必須頻繁調(diào)整電弧柱的長度、氣壓、觸發(fā)電壓等。
[0005]另一方面，在燈管中設(shè)置觸發(fā)電極，向該觸發(fā)電極施加高電壓脈沖的內(nèi)部觸發(fā)方式也需要高價(jià)的閃光燈。
[0006]在這一點(diǎn)上，在燈管的外側(cè)周圍配置觸發(fā)電極，向該觸發(fā)電極施加高電壓脈沖的外部觸發(fā)方式，由于閃光燈和燈管周圍電路(高電壓脈沖發(fā)生電路、主亮燈電路等)能夠低成本，因此被廣泛使用。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-183596號(hào)公報(bào)
[0009]通常，如上述的固體激光裝置為了提高激光振蕩效率，向腔室供給冷卻水，在腔室內(nèi)將閃光燈和激光桿暴露于冷卻水中。這種情況下，現(xiàn)有的外部觸發(fā)方式由于在腔室內(nèi)觸發(fā)電極也暴露于冷卻水中，所以，為了防止來自觸發(fā)電極的漏電，冷卻水使用絕緣性高的純水，腔室的材質(zhì)使用樹脂等的絕緣體。因此，向腔室供給冷卻水的冷卻裝置為了從自來水或工業(yè)用水中得到純水需要具備高價(jià)的離子交換樹脂。另外，樹脂制腔室穩(wěn)定地保持閃光燈以及激光桿、且用于防止冷卻水的漏水的加工非常難，制作成本也比金屬制的腔室高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是解決上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)，關(guān)于激光振蕩部周圍的機(jī)構(gòu)，尤其關(guān)于相對(duì)于使用于激光激發(fā)光源的閃光燈的觸發(fā)機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)，提供一種保持裝置性能、可靠性、安全性且實(shí)現(xiàn)簡易化和低成本的激光裝置。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的激光裝置具備:具有固體激光媒介的光共振部；具有用于向上述固體激光媒介照射激發(fā)光的外部觸發(fā)方式的閃光燈的激發(fā)部；使上述固體激光媒介和上述光燈對(duì)置配置并收納的導(dǎo)電性腔室；配置于上述腔室的外側(cè)，在與上述腔室之間形成電容器的觸發(fā)電極；為了開始上述閃光燈的亮燈而向上述觸發(fā)電極施加高電壓脈沖的觸發(fā)電路。
[0012]在上述裝置結(jié)構(gòu)中，從觸發(fā)電路輸出的高電壓脈沖通過觸發(fā)電極以及腔室從管壁外側(cè)施加于閃光燈。在此，觸發(fā)電極和腔室通過電容器容量結(jié)合。高電壓脈沖從管壁外側(cè)施加于閃光燈時(shí)，在燈管內(nèi)陰極電極附近氣氣的絕緣性被破壞，氣體分子電離。如此，由氣體分子電離而產(chǎn)生的電子邊向陽極電極運(yùn)動(dòng)邊與氣體分子碰撞而陸續(xù)擴(kuò)大電離或激發(fā)，發(fā)生電子雪崩現(xiàn)象開始放電，閃光燈亮燈。由閃光燈發(fā)出的激發(fā)光激發(fā)固體激光媒介，從激發(fā)的固體激光媒介在規(guī)定的光軸方向上輸出的一定波長的光束在光共振器中反復(fù)反射增幅后作為激光輸出。
[0013]在本發(fā)明適宜的一方案中，在觸發(fā)電極和腔室之間夾持電介質(zhì)。優(yōu)選在用于載置腔室并支持的絕緣性底座的上面和腔室的底面之間插入觸發(fā)電極以及電介質(zhì)。通過這樣在觸發(fā)電極和腔室之間夾持電介質(zhì)，使上述電容器的靜電容量顯著增大，使高電壓脈沖的電壓降變小(即，使從外側(cè)施加于閃光燈部分的電壓變大)，能夠提高放電性能。
[0014]在其他的適宜的一方案中，觸發(fā)電極具有面狀的板或薄片狀的形態(tài)，具有腔室下面的1/2以上的面積。另外，電介質(zhì)具有面狀的板、薄片或薄膜的形態(tài)，具有腔室下面的1/2以上的面積。
[0015]在其他的適宜的一方案中，在腔室內(nèi)固體媒介以及閃光燈暴露于冷卻水中。在本發(fā)明中，在將固體激光媒介以及閃光燈暴露于冷卻水中并收納的腔室中不設(shè)置觸發(fā)電極，由于能夠通過外部觸發(fā)方式使閃光燈亮燈，所以，能夠解除腔室內(nèi)的漏電。由此，能夠?qū)⒉煌ㄟ^離子交換樹脂的自來水或工業(yè)用水作為冷卻水使用。
[0016]在其他的適宜的一方案中，觸發(fā)電極被封入電介質(zhì)中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使在維護(hù)等中在腔室周圍溢出冷卻水，由冷卻保護(hù)觸發(fā)電極，也能夠防止觸發(fā)電極周圍的漏電。
[0017]本發(fā)明的效果如下。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的激光裝置，通過具有上述那樣的結(jié)構(gòu)，關(guān)于激光振蕩部周圍的結(jié)構(gòu)，尤其關(guān)于使用于激光激發(fā)光源的光燈用的觸發(fā)機(jī)構(gòu)和冷卻機(jī)構(gòu)，能夠保持裝置性能、可靠性、安全性且實(shí)現(xiàn)簡易化和低成本。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施方式中的YAG激光加工裝置的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
[0020]圖2是從表示在上述YAG激光加工裝置中的重要部分(腔室周圍)的結(jié)構(gòu)的正面觀察的局部剖切縱剖視圖。
[0021]圖3是從表示在上述YAG激光加工裝置中的重要部分(腔室周圍)的結(jié)構(gòu)的側(cè)面觀察的縱剖視圖。
[0022]圖4是表示在實(shí)施方式中的腔室周圍的結(jié)構(gòu)的一變形例的縱剖視圖。
[0023]圖中:10—腔室，10U—上部腔室部件，10L—下部腔室部件，12—激光振蕩部，14—激光激發(fā)部，16—觸發(fā)電極，17—電介質(zhì)，18—觸發(fā)電路，20—控制部，22—YAG桿(激光桿)，24—全反射鏡，25—橢圓反射鏡筒，25U—上部半橢圓反射鏡筒部件，25L—下部半橢圓反射鏡筒部件，26—局部反射(輸出)鏡，28—閃光燈，30—主亮燈電路(激光電源電路)，32—冷卻裝置，50—底座。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的適宜的實(shí)施方式。
[0025][裝置整體結(jié)構(gòu)]
[0026]在圖1中表示本發(fā)明的一實(shí)施方式中的YAG激光加工裝置的整體結(jié)構(gòu)。該YAG激光加工裝置作為主要構(gòu)成要素，具備腔室10、激光振蕩部12、激光激發(fā)部14、閉環(huán)電路15、觸發(fā)電極16、觸發(fā)電路18以及控制部20，以單次或者規(guī)定的重復(fù)頻率振動(dòng)輸出激光加工用的脈沖激光LB的方式構(gòu)成。
[0027]激光振蕩部12具備YAG桿22、隔著該YAG桿22在桿軸向上相對(duì)配置的一對(duì)反射鏡即全反射鏡24以及局部反射(輸出)鏡26。在此，全反射鏡24和輸出反射鏡26構(gòu)成光共振器。激光激發(fā)部14具備用于向YAG桿22照射激發(fā)光的閃光燈28、用于向該閃光燈28供給亮燈或者發(fā)光用的驅(qū)動(dòng)電流的主亮燈電路或者激光電源電路30。
[0028]腔室10作為由導(dǎo)體構(gòu)成的可分解且可封閉的容器而構(gòu)成，將激光振蕩部12的YAG桿22和激光激發(fā)部14的閃光燈28并列收納。在該實(shí)施方式中，在腔室10中設(shè)置圍繞YAG桿22以及閃光燈28、用內(nèi)壁反射從閃光燈28放射的光(激發(fā)光)的導(dǎo)體如銅質(zhì)的橢圓反射鏡筒25。這種情況下，YAG桿22以及閃光燈28分別配置于橢圓反射鏡筒25內(nèi)的一對(duì)橢圓焦點(diǎn)軸上。橢圓反射鏡筒25相對(duì)于腔室10優(yōu)選靠近，更優(yōu)選物理性且電性地連接或結(jié)合。通過這樣的橢圓反射鏡筒25和腔室10連接或結(jié)合，由于帶電部分與燈的距離變短，所以，燈的發(fā)光變得容易。在腔室10中從冷卻裝置32通過配管34循環(huán)供給一定溫度的冷卻水，在腔室10中YAG桿22以及閃光燈28置于冷卻水中。在該實(shí)施方式中冷卻裝置32不具備離子交換樹脂，將自來水或工業(yè)用水原狀態(tài)用于冷卻水。
[0029]主亮燈電路30具備聚集用于對(duì)閃光燈28進(jìn)行亮燈驅(qū)動(dòng)的