氣體激光振蕩裝置、氣體激光振蕩方法以及氣體激光加工機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及主要用于鈑金切斷用途的kW(千瓦)級(jí)的軸流型氣體激光振蕩裝置、氣體激光振蕩方法以及氣體激光加工機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用圖6來說明專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有的軸流型的氣體激光振蕩裝置900。
[0003]在圖6中，氣體激光振蕩裝置900具有:放電管901 ;在放電管901的周邊設(shè)置的電極902、903 ;以及與電極902、903連接的電源904。
[0004]放電空間905是位于放電管901的內(nèi)部且夾持于電極902與電極903之間的空間。在放電管901的兩端的外側(cè)分別配置有全反射鏡906和部分反射鏡907。由此，形成光學(xué)諧振器，將激光束908從部分反射鏡907輸出。
[0005]在放電管901上連接有激光氣體流路909，在激光氣體流路909中設(shè)置有熱交換器910、911和鼓風(fēng)機(jī)912。在放電管901以及激光氣體流路909內(nèi)部，通過鼓風(fēng)機(jī)912使激光氣體沿箭頭913的方向循環(huán)。
[0006]全反射鏡906保持于全反射鏡保持部914a，并經(jīng)由無極放電管915、銅環(huán)916等與放電區(qū)域的左端連接。部分反射鏡907保持于部分反射鏡保持部914b，并經(jīng)由無極放電管915、銅環(huán)916等與放電區(qū)域的右端連接。
[0007]銅環(huán)916上具有呈狹縫狀開設(shè)的激光氣體導(dǎo)入部917，無極放電管915與銅環(huán)916的連接部分由連接管918覆蓋。全反射鏡906側(cè)的連接管918和部分反射鏡907側(cè)的連接管918與激光氣體供給裝置919連接。
[0008]在氣體激光振蕩裝置900中，從激光氣體供給裝置919供給的激光氣體通過連接管918、銅環(huán)916的激光氣體導(dǎo)入部917、無極放電管915而供給至放電管901。由于激光氣體導(dǎo)入部917為狹縫狀的開口，因此在全反射鏡906、部分反射鏡907的周邊不會(huì)產(chǎn)生激光氣體的紊流。因此，氣體激光振蕩裝置900能夠穩(wěn)定地輸出激光束908。
[0009]若將氣體激光振蕩裝置長(zhǎng)期停止，則會(huì)成為在氣體激光振蕩裝置的放電管以及激光氣體流路中附著有雜質(zhì)、尤其是水分子的狀態(tài)。若在放電管、激光氣體流路中附著有雜質(zhì)的狀態(tài)下再次使氣體激光振蕩裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，則放電會(huì)變得不穩(wěn)定，激光束的輸出下降。為了防止該激光束的輸出下降，已知有如下的方法:在從放電開始起的規(guī)定時(shí)間的期間內(nèi)，向放電管以及激光氣體流路中導(dǎo)入比通常更多的激光氣體。
[0010]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-110171號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]然而，即便是激光氣體導(dǎo)入部為狹縫狀的開口的現(xiàn)有的氣體激光振蕩裝置，當(dāng)導(dǎo)入激光氣體的量比通常多時(shí)，在全反射鏡、部分反射鏡附近會(huì)產(chǎn)生紊流。由于該激光氣體的紊流，使得放電變得不穩(wěn)定，從而使激光束的輸出變得不穩(wěn)定。
[0014]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的氣體激光振蕩裝置具有激光振蕩部、第一激光氣體供給口、激光氣體排出口、第一激光氣體導(dǎo)入口、激光氣體循環(huán)路徑、以及第二激光氣體導(dǎo)入口。激光振蕩部具有:設(shè)置于第一端部的全反射鏡以及部分反射鏡中的一方；設(shè)置于與第一端部相反側(cè)的第二端部的全反射鏡以及部分反射鏡中的另一方；以及對(duì)激光氣體進(jìn)行激勵(lì)的第一放電管。第一激光氣體供給口設(shè)置在部分反射鏡與第一放電管之間，并向激光振蕩部供給激光氣體。激光氣體排出口設(shè)置在全反射鏡與第一放電管之間，并從激光振蕩部將激光氣體排出。第一激光氣體導(dǎo)入口設(shè)置在部分反射鏡與第一放電管之間，并向激光振蕩部導(dǎo)入激光氣體。激光氣體循環(huán)路將第一激光氣體供給口與激光氣體排出口連接。第二激光氣體導(dǎo)入口設(shè)置于激光氣體循環(huán)路徑，并向激光氣體循環(huán)路徑導(dǎo)入激光氣體。激光氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)與第一激光氣體導(dǎo)入口以及第二激光氣體導(dǎo)入口連接。
[0015]本發(fā)明的氣體激光振蕩方法包括第一激光氣體導(dǎo)入工序、循環(huán)工序、激光振蕩工序、以及第二激光氣體導(dǎo)入工序。在第一激光氣體導(dǎo)入工序中，向激光振蕩部導(dǎo)入激光氣體。在循環(huán)工序中，通過與激光振蕩部連接的激光氣體循環(huán)路徑而使激光氣體振蕩部的激光氣體進(jìn)行循環(huán)。在激光振蕩工序中，向激光氣體振蕩部施加電壓，從而對(duì)激光氣體進(jìn)行激勵(lì)。在第二激光氣體導(dǎo)入工序中，向激光氣體循環(huán)路徑導(dǎo)入激光氣體。在激光振蕩工序中，當(dāng)檢測(cè)到激光振蕩時(shí)，開始第二激光氣體導(dǎo)入工序，當(dāng)經(jīng)過規(guī)定時(shí)間時(shí)，結(jié)束第二激光氣體導(dǎo)入工序。
[0016]本發(fā)明的氣體激光加工機(jī)具有上述的氣體激光振蕩裝置、反射鏡、加工炬、以及工作臺(tái)。反射鏡對(duì)從氣體激光振蕩裝置輸出的激光進(jìn)行反射。加工炬具有對(duì)由反射鏡反射后的激光進(jìn)行匯聚的聚光透鏡。工作臺(tái)保持加工工件，所述加工工件被照射由聚光透鏡匯聚后的激光。
[0017]本發(fā)明的氣體激光振蕩裝置、氣體激光振蕩方法以及氣體激光加工機(jī)不會(huì)使向激光振蕩部的全反射鏡、部分反射鏡附近導(dǎo)入的激光氣體的量增加而能夠增加激光振蕩部中的激光氣體的量。由此，在氣體激光振蕩裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)再次開始時(shí)，也能夠迅速地輸出穩(wěn)定的激光束。
【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)施方式I所涉及的氣體激光振蕩裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖2是表示實(shí)施方式I所涉及的氣體供給裝置的操作步驟的流程圖。
[0020]圖3是使用了實(shí)施方式I所涉及的氣體激光振蕩裝置的氣體激光加工機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖4是實(shí)施方式2所涉及的氣體激光振蕩裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖5是實(shí)施方式2所涉及的氣體激光振蕩裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖6是現(xiàn)有的氣體激光振蕩裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。
[0025](實(shí)施方式1)
[0026]首先，對(duì)實(shí)施方式1的氣體激光振蕩裝置進(jìn)行說明。
[0027]圖1是本實(shí)施方式的軸流型的氣體激光振蕩裝置100的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，軸流型的氣體激光振蕩裝置100包括激光振蕩部110、激光氣體循環(huán)機(jī)構(gòu)130、以及激光氣體導(dǎo)入機(jī)構(gòu)140。
[0028]激光振蕩部110具有由玻璃等電介質(zhì)形成的放電管111，放電管111的內(nèi)部是放電部112。激光振蕩部110具有放電部112、激光氣體供給口 113(第一激光氣體供給口)、激光氣體排出口 114 (第一激光氣體排出口)、以及激光氣體導(dǎo)入口 115 (第一激光氣體導(dǎo)入P ) ο
[0029]在放電部112中，通過設(shè)置于放電管111的外側(cè)的電極116 (第一電極)和電極117(第二電極)而產(chǎn)生放電。在電極116與電極117之間，通過電源118來施加高電壓。由此，在放電部112中產(chǎn)生放電，從而激勵(lì)放電部112的內(nèi)部的激光氣體并發(fā)生激光振蕩。另外，在激光振蕩部110的一端(第一端部)設(shè)置有全反射鏡119，在激光振蕩部110的另一端(第二端部)設(shè)置有部分反射鏡120。激光氣體供給口 113位于放電部112與部分反射鏡120之間，激光氣體排出口 114位于放電部112與全反射鏡119之間。激光氣體導(dǎo)入口 115位于比激光氣體供給口 113靠近部分反射鏡120的位置。
[0030]在放電部112中振蕩的激光在全反射鏡119與部分反射鏡120之間發(fā)生諧振，當(dāng)超過規(guī)定的能量時(shí)，從部分反射鏡120向激光振蕩部110的外部作為激光121而輸出。激光121用于激光加工等。
[0031 ] 激光氣體循環(huán)機(jī)構(gòu)130以經(jīng)由激光氣體供給口 113向激光振蕩部110供給激光氣體、并經(jīng)由激光氣體排出口 114從激光振蕩部110排出激光氣體的方式與激光振蕩部110連接。
[0032]激光氣體循環(huán)機(jī)構(gòu)130具有激光氣體循環(huán)路徑131、熱交換器132、133、鼓風(fēng)機(jī)134、激光氣體導(dǎo)入口 135 (第二激光氣體導(dǎo)入口)、激光氣體取出口 136、以及排氣栗137。激光氣體循環(huán)路徑131表示從激光氣體供給口 113到激光氣體排出口 114為止的整體。熱交換器132、激光氣體取出口 136、鼓風(fēng)機(jī)134、熱交換器133、激光氣體導(dǎo)入口 135從激光氣體排出口 114側(cè)起依次設(shè)置于激光氣體循環(huán)路徑131中。熱交換器132、133對(duì)由于激光振蕩部110中的放電或鼓風(fēng)機(jī)134的運(yùn)轉(zhuǎn)而成為高溫的激光氣體進(jìn)行冷卻。鼓風(fēng)機(jī)134使激光氣體以從激光氣體排出口 114朝向激光氣體供給口 113的方式循環(huán)。通過由鼓風(fēng)機(jī)134進(jìn)行的激光氣體的循環(huán)，激光氣體在放電部112中以約100m