CN109638637B - 激光装置 - Google Patents
激光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109638637B CN109638637B CN201811140118.9A CN201811140118A CN109638637B CN 109638637 B CN109638637 B CN 109638637B CN 201811140118 A CN201811140118 A CN 201811140118A CN 109638637 B CN109638637 B CN 109638637B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- cooling
- laser
- cooling water
- laser device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
- H01S5/02423—Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
- H01S5/0222—Gas-filled housings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明提供激光装置。激光装置有:冷却能力控制设备,其控制受热冷却部的冷却能力;包围构件,其包围包含发热部的防止结露对象部,与发热部温度上升连动地成为比壳体内最高露点温度高的包围构件平衡温度;及温度检测设备,其检测包围构件的温度,在向激光电源部输出电流输出指令期间,控制部比较包围构件温度与预先设为比包围构件平衡温度低的切换温度,比切换温度低时,控制冷却能力控制设备使受热冷却部的冷却能力成为低水准,为切换温度以上时,控制冷却能力控制设备使受热冷却部的冷却能力成为标准水准或者比标准水准高的高水准。
Description
技术领域
本发明涉及具有防止结露功能的激光装置。详细地说,涉及在发热量较大的高输出激光中采用最常见的冷却方法即水冷式的激光装置,涉及具有防止在水冷式激光装置中成为问题的被冷却部的结露的功能的激光装置。
背景技术
在激光加工等使用的高输出激光装置中,为了抑制因激光振荡器等发热零件的发热所导致的该发热零件的温度上升,对发热零件进行水冷的情况较多。但是,在激光装置的库内露点温度比冷却水的温度高的情况下,会产生结露,有可能在发热零件、与发热零件一起被冷却的零件产生因漏电、腐蚀所导致的损伤。因此,以往利用盘式冷却器等来对库内进行除湿。不过,使用盘式冷却器存在如下问题:需要花费成本,且需要较大的空间,激光装置的可靠性被盘式冷却器的可靠性影响等。
而且,在判断为存在结露的可能性的情况下,还存在使冷却水的流量减少这样的方法。但是,当然,激光振荡器等发热零件的温度会上升到比标准温度高,因此,无法避免的是,加速寿命消耗,对寿命、可靠性造成不良影响。
防止可能因冷却而产生的结露是普遍的课题,以往提出了较多的技术。例如,在专利文献1中公开有一种半导体激光装置,其具有:半导体激光;冷却部件,其用于冷却半导体激光;温度检测部件,其用于检测半导体激光的环境温度;湿度检测部件,其用于检测半导体激光的环境湿度;存储器,用于存储水相对于湿度的露点温度特性;以及控制部件,上述控制部件基于湿度检测部件的检测湿度,参照上述存储器算出露点温度,对冷却部件进行控制,使得温度检测部件的检测温度比该露点温度高。
在该技术中,对冷却部件进行控制使得半导体激光的温度比露点温度高,因此,在露点温度较高的情况下,半导体激光的温度会上升。因此,没有解决若避免结露则半导体激光的寿命消耗加速这样的前述的问题。
在专利文献2中公开了一种防止结露装置,其设置于波长稳定化光源,该波长稳定化光源控制向半导体激光供给的注入电流,并且控制所述半导体激光的温度,从而使自该半导体激光输出的激光的波长稳定化,该防止结露装置具备:收集所述半导体激光的产生结露原因的环境信息的部件以及基于该部件收集到的环境信息来监视所述半导体激光,在可能产生结露的情况下使针对该半导体激光的温度控制停止的结露判断部件。
该技术依旧是,由于在可能产生结露的情况下使针对该半导体激光的温度控制停止,因此,没有解决在露点温度较高的环境下,半导体激光的冷却变得不充分、半导体激光的寿命消耗加速这样的问题。
在专利文献3中公开了一种光源装置,该光源装置在透光性容器内配置有:安装基板,其用于搭载多个固体发光元件;冷却流水路径,其用于冷却在所述安装基板产生的热量;调整部件,其用于调整流入所述冷却流水路径的冷却水的进水量或者进水温度;第1检测部件,其用于检测所述安装基板的温度;第2检测部件,其用于检测所述安装基板的周围气体的温度、湿度、气压中的至少一者;以及控制单元,其用于控制所述调整部件的调整,所述控制单元对预先保持的冷却控制基准值和由所述第1检测部件以及第2检测部件检测出的检测结果进行比较判定,从而利用所述调整部件调整冷却水。
该装置为了防止结露,对基板温度和基板的周围气体的湿度等进行检测,来调整冷却水的进水量或者进水温度。但是,该技术依旧是,在基板的周围气体的湿度较高的情况下,利用减少冷却水的进水量等方法来提高基板的温度,因此,没有解决固体发光元件的寿命消耗加速这样的问题。
在专利文献4中公开了一种光稳定化装置,其是使用于电子设备的光稳定化装置,该电子设备具有:包含光源的多个电子零件、对这些电子零件供给驱动电流的主电源、以及针对所述光源的启动按钮,该光稳定化装置具有:加热电源,其对所述光源供给加热电流,使所述光源在非发光状态下自己发热;以及控制部,该控制部以如下方式控制,在接通所述主电源之后,在所述多个电子零件之中最先对所述光源供给加热电流,使所述光源的温度高于露点温度,并且在按下所述启动按钮时,供给驱动电流使所述光源发光。
该文献仅仅公开了,为了防止向光源的结露,在使光源发光前使加热电流流动将光源的温度提高至比露点温度高,并没有提及冷却光源的技术。因此,该技术在露点温度较高的情况下,为了防止结露而提高光源的温度,并不是用于解决光源的寿命消耗加速这样的问题的技术。
在专利文献5中公开了一种照明装置,其是对植物照射光的照明装置,其特征在于,该照明装置具有:光源单元,其具有光源;冷却单元,其具有在内部使制冷剂穿过的冷却部,通过向该冷却部内供给制冷剂从而在其与上述光源单元之间进行换热,进行上述光源的冷却;温度传感器,其用于测量上述光源单元的温度;以及制冷剂流通控制部,其基于上述温度传感器所测量的温度来开始或者停止上述制冷剂的供给。
该文献也提及了在制冷剂流通控制部设定有上限温度以及下限温度,在上述温度传感器检测到比上述上限温度高的温度时,开始供给上述制冷剂,在上述温度传感器检测到比上述下限温度低的温度时,停止供给上述制冷剂,以及将空间内的露点温度设定为上述下限温度。但是,采用该技术,若露点温度较高,则即使光源单元的温度变高也会停止制冷剂的供给,因此,没有解决在露点温度较高的情况下光源的寿命消耗加速这样的问题。
在专利文献6中公开了一种放射线图像摄像装置,其特征在于,具有:放射线图像信息检测器,其用于检测被摄体的放射线图像信息;壳体,其用于收纳所述放射线图像信息检测器;温度检测器,其用于检测所述壳体的外部的温度;湿度检测器,其用于检测所述壳体的外部的湿度;温度调整部件,其用于调整所述壳体的内部的温度;以及控制部件,其基于所述温度检测器以及所述湿度检测器检测出的检测结果对所述温度调整部件进行控制,由此将所述放射线图像信息检测器维持在预定温度以下,并且以能够避免在所述壳体内产生结露的方式控制该壳体内的温度。
但是,在该技术中,即使控制壳体内的温度,壳体内的露点温度也不会发生变化,结果,在露点温度较高的情况下,为了不结露,只能将放射线图像信息检测器的温度保持为比本来欲维持的温度高。因此,在该文献中,针对寿命消耗加速这样的问题的解决方法还是没有公开。
在专利文献7中公开了一种X射线诊断装置,其特征在于,该X射线诊断装置设置有:X射线检测器用温度调整部件,其用于调整在X射线透视以及摄像中使用的X射线检测器的温度;气温测量部件,其用于测量设置有所述X射线检测器的室内的气温;湿度测量部件,其用于测量所述室内的湿度;饱和水蒸气压力值存储部件,其预先存储各气温下的饱和水蒸气压力值;以及控制部件,其进行如下控制:根据自所述气温测量部件输出的室温和自所述湿度测量部件输出的湿度以及存储于所述饱和水蒸气压力值存储部件的所述饱和水蒸气压力值算出室内的露点温度,使所述热介质的温度高于所述露点温度。
但是,该技术由于以使在X射线检测器的周围循环的热介质的温度超过露点温度的方式进行控制,因此,在露点温度较高的情况下,使温度较高的热介质循环,X射线检测器的温度变得比本来欲维持的温度高,寿命消耗加速的情况没有改变。
在专利文献8中公开了一种电子设备的冷却***,其特征在于,具有:配置电子设备的室;蒸发器,其接近所述电子设备地设置,通过利用自该电子设备产生的热量使制冷剂气化从而冷却该电子设备;以及冷凝器,其利用外部气体温度对供给至所述蒸发器的制冷剂进行冷却,该电子设备的冷却***具有:外部气体温度测量部件,其用于测量所述外部气体温度;以及第1控制设备,其基于所述外部气体温度测量部件测量出的测量结果,对所述冷凝器的制冷剂的冷凝温度进行控制,使得将所述蒸发器的入口处的制冷剂温度维持在比所述室内的露点温度高的预定温度。
但是,该技术依旧是,以将冷凝器的制冷剂的冷凝温度维持在比室内的露点温度高的预定温度的方式进行控制,若室内的露点温度较高,则向冷却电子设备的蒸发器供给的制冷剂的温度较高,可能无法充分冷却电子设备。
如以上所述,在任一个现有技术中,为了防止针对半导体激光等冷却对象部分的结露,通过提高制冷剂的温度,或者停止制冷剂的供给等,使得冷却对象部分的温度不会成为比收纳有该冷却对象部分的壳体、室内的露点温度低,从而不会过度对冷却对象部分进行冷却。但是,在该方法中,在露点温度较高的情况下,在使冷却对象部分比本来欲维持的冷却温度高的状态下使用,因此,与将冷却对象部分维持在本来欲维持的冷却温度的情况相比,存在寿命消耗加速、无法获得预定的性能的问题。在上述现有技术中,针对解决该问题的技术没有任何公开。当然,若利用盘式冷却器等除湿器使露点温度下降,则不会产生针对冷却对象部分的结露,能够将冷却对象部分冷制至本来欲维持的冷却温度,但要使用除湿器的话,如前述那样,存在如下问题:需要花费成本,且需要较大的空间,激光装置的可靠性被盘式冷却器的可靠性影响等。因此,在上述现有技术中完全没有公开如下技术:不利用除湿器进行除湿,即使在露点温度较高的环境下,也能够在将冷却对象部分维持在本来欲维持的冷却温度的同时防止针对冷却对象部分的结露。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公平6-32336号公报
专利文献2:日本特开平6-307808号公报
专利文献3:日本特开2012-89417号公报
专利文献4:日本特开2010-212475号公报
专利文献5:日本特许第5261612号公报
专利文献6:日本特开2009-72361号公报
专利文献7:日本特开2008-93330号公报
专利文献8:日本特开2009-231529号公报
发明内容
发明要解决的问题
利用冷却水将发热零件冷却,抑制发热零件的温度上升,以标准的驱动条件下驱动发热零件时,能够将发热零件的温度保持在预定的标准零件温度。但是,即使发热零件的发热部的温度在一定程度上变高,在冷却发热部时与发热部一起被冷却的部分的温度也会比发热部的温度低。因此,在发热零件周边的空气的露点温度较高的情况下,在包含发热部和为了冷却发热部而与发热部一起被冷却的部分在内的冷却对象部的低温部分存在产生结露的可能性。
即使改变空气的温度,露点温度也不会改变。但是,若利用盘式冷却器等除湿器进行除湿,则能够使露点温度下降,因此,能够防止结露。不过,如前述那样,使用盘式冷却器等除湿器存在如下问题:需要花费成本,且需要较大的空间,激光装置的可靠性被盘式冷却器的可靠性影响等。另一方面,在不除湿的情况下,露点温度不会下降,因此,需要防止结露。此时,如上述现有技术那样,若控制基于冷却水的冷却,使冷却对象部的低温部分的温度不会下降至比露点温度低,则在露点温度较高的情况下,在标准的驱动条件下驱动发热零件时,无法将发热零件的温度保持在本来欲维持的冷却温度即预定的标准零件温度。其结果,产生如下问题:发热零件的温度变得比标准零件温度高,寿命消耗加速使得寿命变短,可靠性降低,或者无法获得预定的性能。
因此,本发明要解决的课题在于提供一种激光装置,特别是,即使不利用除湿器进行除湿,在露点温度较高的环境下,也能够在将发热部维持在本来欲维持的冷却温度的同时,防止针对包含发热部在内的冷却对象部分的结露的激光装置,该激光装置能够低成本且小型化,并且可靠性较高,寿命较长。
用于解决问题的方案
(1)本发明的激光装置是一种激光装置(例如,后述的激光装置1、100、200、300、400、500、600、700),该激光装置具有壳体(例如,后述的壳体2),并且在所述壳体的内部具有至少一个以上的激光振荡器(例如,后述的激光振荡器3)以及向所述激光振荡器供给电流的一个以上的激光电源部(例如,后述的激光电源部4),所述激光振荡器具有:一个以上的发热部(例如,后述的发热部9),其由于激光振荡而发热;以及一个以上的受热冷却部(例如,后述的受热冷却部11),其至少与包含所述发热部的防止结露对象部热连接,且具有冷却水流路(例如,后述的冷却水流路10),在该冷却水流路中,流动有用于冷却所述防止结露对象部的冷却水,在所述冷却水流路连接有用于流动冷却水的冷却水配管***(例如,后述的冷却水配管***5),并且,所述激光装置具有:一个以上的冷却能力控制部件(例如,后述的冷却能力控制部件6),其用于控制利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却所述受热冷却部的冷却能力;控制部(例如,后述的控制部7),其至少控制所述冷却能力控制部件以及所述激光电源部;包围构件(例如,后述的包围构件14),其接近所述防止结露对象部(例如,后述的防止结露对象部13)地包围所述防止结露对象部;以及至少一个以上的温度检测部件(例如,后述的温度检测部件15),其检测所述包围构件的预定部位的温度,将其检测结果作为包围构件温度输出至所述控制部,所述包围构件构成为,在所述激光装置或者所述激光振荡器射出标准光输出的激光,利用所述冷却能力控制部件将冷却所述受热冷却部的冷却能力控制在标准水准的标准驱动条件下驱动并达到实质性平衡状态的状态下,与所述发热部的温度上升连动地,成为比相对于所述壳体的内部的空气而言预想的最高露点温度高的包围构件平衡温度,所述控制部在向所述激光电源部输出电流输出指令的期间,将利用所述温度检测部件检测到的所述包围构件温度与预先设定为比所述包围构件平衡温度低的切换温度相比较,在所述包围构件温度比所述切换温度低时,控制所述冷却能力控制部件,使冷却所述受热冷却部的冷却能力成为比所述标准水准低的低水准,在所述包围构件温度为所述切换温度以上时,控制所述冷却能力控制部件,使冷却所述受热冷却部的冷却能力成为所述标准水准或者成为比所述标准水准高的高水准。
(2)在技术方案(1)所述的激光装置中,也可以是,激光装置还具有一个以上的露点温度检测部件(例如,后述的露点温度检测部件19),该一个以上的露点温度检测部件用于检测所述壳体的内部的空气的露点温度,在将利用所述露点温度检测部件检测到的所述壳体的内部的空气的露点温度设为壳体内露点温度时,所述切换温度设定为,(切换温度)=(壳体内露点温度)+(预定温度)。
(3)在技术方案(1)或(2)所述的激光装置中,也可以是,所述最高露点温度设定为,根据所述激光装置的允许设置环境条件或者设置条件规格导出的所述激光装置的周围的空气的露点温度的上限即周围上限露点温度。
(4)在技术方案(3)所述的激光装置中,也可以是,激光装置还具有通知部件(例如,后述的显示部20),在所述壳体的内部的空气的露点温度比所述周围上限露点温度高的情况下,通过所述控制部的控制,该通知部件以视觉或者听觉的方式通知所述激光装置的设置环境自所述设置条件规格的范围脱离。
(5)在技术方案(1)~(4)中任一项所述的激光装置中,也可以是,设置所述温度检测部件的所述预定部位设定为所述包围构件的与空气接触的表面或者表面的附近的部位,且所述预定部位是在所述激光装置或者所述激光振荡器达到所述平衡状态的状态下,所述包围构件的除了突起部分之外的温度最低的部位,或者温度接近温度最低的部位的温度的部位。
(6)在技术方案(1)~(5)中任一项所述的激光装置中,也可以是,该激光装置具有与所述包围构件热连接的辅助加热部件(例如,后述的辅助加热部件21),在所述激光装置或者所述激光振荡器达到所述平衡状态的状态下,所述控制部控制所述辅助加热部件的发热量,从而使利用所述温度检测部件检测到的所述包围构件温度成为比所述最高露点温度高的温度。
(7)在技术方案(1)~(6)中任一项所述的激光装置中,也可以是,所述激光振荡器是以至少一个以上的LD组件(例如,后述的LD组件22)为发光源或者励起光源的激光振荡器,至少一个以上的所述发热部是所述LD组件的构成要素的一者即激光二极管芯片(例如,后述的激光二极管芯片23),所述包围构件是所述LD组件的构成要素的一者即包装体(例如,后述的包装体24),在所述包装体的内部设置有至少一个以上的所述激光二极管芯片。
(8)在技术方案(7)所述的激光装置中,也可以是,所述受热冷却部是在内部或者表面设置有所述冷却水流路的冷却板(例如,后述的冷却板27),至少一个以上的所述LD组件与所述冷却板热连接地配置。
(9)在技术方案(8)所述的激光装置中,也可以是,在所述冷却板配置有多个所述LD组件,至少在冷却水流经所述冷却板的所述冷却水流路时配置在最接近上游侧的位置的所述LD组件的所述包装体的表面或者表面附近设置有所述温度检测部件。
(10)在技术方案(1)~(9)中任一项所述的激光装置中,也可以是,所述冷却能力控制部件具有用于开闭冷却水的流路的开闭阀(例如,后述的电磁阀A、B、C)以及/或者用于调整冷却水的流路的流量的流量调整阀,所述冷却能力控制部件的冷却能力的控制是基于所述开闭阀进行的冷却水的供水/非供水的控制,或者是基于所述流量调整阀进行的冷却水的流量的控制。
(11)在技术方案(1)~(10)中任一项所述的激光装置中,也可以是,该激光装置具有排水机构(例如,后述的排水机构29),该排水机构通过向所述冷却水流路流动冷却水,从而将在所述壳体的内部产生的结露水向外部排出。
(12)在技术方案(11)所述的激光装置中,也可以是,在所述壳体的内部,在利用冷却水冷却的部位的至少一处以上的表面配置有隔热材料(例如,后述的隔热材料32)。
(13)在技术方案(11)或(12)所述的激光装置中,也可以是,在所述壳体的内部产生结露的部分,为了抑制由结露导致的腐蚀而实施有防锈处理,或者,在所述壳体的内部产生结露的部分的材质为防锈材料。
(14)在技术方案(1)~(13)中任一项所述的激光装置中,也可以是,该激光装置具有:多个所述受热冷却部,其分别与多个所述发热部热连接;多个所述冷却能力控制部件,其用于独立地控制冷却多个所述受热冷却部的冷却能力;多个所述包围构件,其与包含多个所述发热部的所述防止结露对象部接近,并包围各个所述防止结露对象部;以及多个所述温度检测部件,其用于检测多个所述包围构件的所述预定部位的温度,所述控制部根据各个所述温度检测部件的检测结果,对控制冷却对应的所述受热冷却部的冷却能力的所述冷却能力控制部件分别单独进行控制。
(15)在技术方案(1)~(13)中任一项所述的激光装置中,也可以是,该激光装置具有多个所述激光振荡器,且具有:多个所述受热冷却部,其与由于各个所述激光振荡器的激光振荡而发热的多个所述发热部分别热连接;所述冷却能力控制部件,其用于一并控制冷却多个所述受热冷却部的冷却能力;多个所述包围构件,其与包含多个所述发热部的所述防止结露对象部接近,并包围各个所述防止结露对象部;以及多个所述温度检测部件,其用于检测多个所述包围构件的所述预定部位的温度,所述控制部控制自对应的所述激光电源部向所述激光振荡器供给的电流,使得各个所述温度检测部件的检测结果成为同一温度。
发明的效果
采用本发明,能够提供一种激光装置,该激光装置即使在不特别利用除湿器进行除湿且露点温度较高的环境下,也能够在将发热部维持在本来欲维持的冷却温度的同时,防止针对包含发热部在内的防止结露对象部的结露,因此,能够低成本且小型化,并且能够使可靠性较高且寿命较长。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的激光装置的概念性结构的框图。
图2是表示本发明的第1实施方式的激光装置的控制的一个例子的流程图。
图3是表示本发明的第1实施方式的激光装置的控制的流程的时序图。
图4是表示本发明的第2实施方式的激光装置的概念性结构的框图。
图5是表示本发明的第2实施方式的激光装置的控制的一个例子的流程图。
图6是表示本发明的第2实施方式的激光装置的控制的流程的时序图。
图7是表示本发明的第3实施方式的激光装置的概念性结构的框图。
图8是表示本发明的第4实施方式的激光装置的概念性结构的框图。
图9是构成本发明的第4实施方式的激光装置的LD组件的示意性剖视图。
图10是在LD组件的示意性剖视图追加热回路网的图。
图11是表示在本发明的第4实施方式中算出pn接合温度的pn接合发热量相关性的结果的图。
图12是表示排水机构的构造例的示意图。
图13是表示隔热材料的配置例的图。
图14是表示本发明的第5实施方式的激光装置的概念性结构的框图。
图15是表示本发明的第6实施方式的激光装置的概念性结构的框图。
附图标记说明
1、100、200、300、400、500、600、700、激光装置;2、壳体;3、激光振荡器;4、激光电源部;5、冷却水配管***;6、冷却能力控制部件;7、控制部;8、输入部;9、发热部;10、冷却水流路;11、受热冷却部;12、发热部支承部;13、防止结露对象部;14、包围构件;15、温度检测部件;16、冷却器;17、激光;18、激光光学***;19、露点温度检测部件;20、显示部;21、辅助加热部件;22、LD组件;23、LD、LD芯片;24、(LD组件的)包装体;25、LDCOS(LD chip onsubstrate:LD芯片在基板上);26、(LD芯片的)基板;27、冷却板;28、(LD组件的)极片;29、排水机构;30、毛细管构件;31、加热器;32、隔热材料;A、B、C、电磁阀。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的激光装置的实施方式。
在以下所示的各附图中,针对相同构件标注相同附图标记。而且,在不同的附图中标注的相同的附图标记意味着其是具有相同功能的构成要素。另外,为了使这些附图易于观察,对比例尺进行了适当变更。而且,附图中所示的实施方式是用于实施本发明的一个例子,本发明并不限于图示的实施方式。
[第1实施方式]
图1是表示本发明的第1实施方式的激光装置1的概念性结构的框图。
激光装置1在壳体2的内部具有:激光振荡器3、向激光振荡器3供给驱动电流的激光电源部4、冷却水配管***5、冷却能力控制部件6、至少控制激光电源部4和冷却能力控制部件6的控制部7以及向控制部7发出指示的输入部8。
在本实施方式所示的激光振荡器3的内部设有发热部9、受热冷却部11以及发热部支承部12。发热部9是因激光振荡而发热的零件,在激光振荡器3为将至少一个以上的LD(激光二极管)组件作为发光源或者励起光源的激光振荡器的情况下,发热部9相当于LD组件的构成要素的一者即激光二极管芯片(LD芯片)。受热冷却部11热接地设于发热部支承部12。在受热冷却部11设有冷却水流路10,在冷却水流路10流动着用于冷却发热部支承部12和隔着发热部支承部12的发热部9的冷却水。冷却水流路10设于受热冷却部11的里面或者表面。发热部支承部12介于发热部9和受热冷却部11之间地与发热部9热连接,发热部支承部12支承着发热部9。该发热部支承部12是在冷却发热部9时与发热部9一起被冷却的零件。
在本实施方式中,激光振荡器3内的上述零件中的、发热部9以及发热部支承部12构成需要防止结露的防止结露对象部13。受热冷却部11由于支承发热部支承部12,从而与防止结露对象部13热连接。
防止结露对象部13被包围构件14包围,包围构件14以与防止结露对象部13接近的方式配置。包围构件14只要是能够在其与受热冷却部11之间包围防止结露对象部13的构件即可,但在发热部9如前述那样为LD芯片的情况下,包围构件14相当于LD组件的构成要素的一者即包装体。在此,包围构件14不限于在其与受热冷却部11之间必须以完全密闭的方式包围防止结露对象部13的周围整体的构件,只要在其与受热冷却部11之间实质性包围防止结露对象部13即可。因此,包围构件14也可以在不妨碍本发明目的的程度下,具有能够供空气在包围构件14的内外连通的部位。
冷却水配管***5在壳体2的外部的冷却器(冷却水循环供给装置)16和设于壳体2的内部的受热冷却部11的冷却水流路10的整个范围设置,使冷却水在冷却器16和冷却水流路10之间循环。冷却水配管***5具有:流入侧的配管部51,其供冷却水自冷却器16朝向冷却水流路10流入;流出侧的配管部52,其供冷却水自冷却水流路10朝向冷却器16流出;以及配管部53,其使配管部51的中途和配管部52的中途连通。
另外,在图1中,冷却器16设置于激光装置1的壳体2的外部,但也可以设置于壳体2的内部。而且,在图1中,粗实线表示包含冷却水流路10的冷却水配管***5。其旁边记载的箭头例示冷却水的流动的方向。并且,白色箭头示意性地表示激光17。即,自激光振荡器3射出的激光17经由激光光学***18自激光装置1输出。
在激光振荡器3的内部设有用于检测包围构件14的预定部位的温度的温度检测部件15。温度检测部件15例如由温度传感器构成,温度检测部件15将包围构件14的温度检测结果作为包围构件温度向控制部7输出。对于包围构件14的作为设置温度检测部件15的预定部位,为了更可靠地防止针对防止结露对象部13的结露,期望的是,是包围构件14的与空气接触的表面或者表面的附近的部位,且是,激光装置1或者激光振荡器3在标准驱动条件下驱动并达到实质性平衡状态的状态下,包围构件14的除了突起部分之外的温度最低的部位,或者表示与温度最低的部位的温度相近的温度的部位。另外,包围构件14的突起部分是,例如包围构件14的安装凸缘部、极片等自包围构件14的外壁面远离防止结露对象部13的部分。
包围构件14构成为其温度与发热部9的温度上升连动地上升。具体而言,包围构件14构成为包围构件平衡温度成为相对于壳体2的内部的空气而言,温度比预想的最高露点温度高。包围构件平衡温度是指,激光装置1或者激光振荡器3射出标准光输出的激光,在利用冷却能力控制部件6将冷却受热冷却部11的冷却能力控制在标准水准的标准驱动条件下驱动并达到实质性平衡状态的状态下的包围构件14的温度。标准光输出也可以作为额定光输出。具体的包围构件平衡温度并不限定,但若列举一例,则可以构成为比最高露点温度高5℃的温度。
作为用于构成为包围构件14的包围构件平衡温度比最高露点温度高的具体部件,例如,能够列举利用使隔热板(未图示)介于包围构件14和受热冷却部11的界面等方法,使包围构件14和受热冷却部11之间的热阻增大的部件、使包围构件14的内壁面黑体化从而易于吸收来自发热部9的辐射热的部件。也可以是,包围构件14的与受热冷却部11接触的部分的附近也构成为,与上述相同地利用介设隔热板等方法,使包围构件14和受热冷却部11之间的热阻增大,从而使其温度伴随着发热部9的温度上升而充分地上升。
冷却能力控制部件6设于冷却水配管***5上,如图示那样,具有利用控制部7进行开闭控制的开闭阀即电磁阀A、B、C这三个电磁阀。电磁阀A在冷却水配管***5的配管部51中设于比配管部51和配管部53的连接部位靠下游侧的位置。电磁阀B在冷却水配管***5的配管部52中设于比配管部52和配管部53的连接部位靠上游侧的位置。电磁阀C设于冷却水配管***5的配管部53。冷却能力控制部件6在自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水的情况下,进行控制来关闭电磁阀C,并打开电磁阀A和电磁阀B,在停止自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水的情况下,进行控制来打开电磁阀C,并关闭电磁阀A和电磁阀B。由此,控制在受热冷却部11的冷却水流路10流动的冷却水的供水/非供水,其结果,能够控制冷却能力。
在控制部7预先设定用于与利用温度检测部件15检测的包围构件温度比较的切换温度。切换温度设定为比上述的包围构件平衡温度低的温度。但是,在本实施方式中,切换温度设定为相对于上述的壳体2的内部的空气而言比预想的最高露点温度高的温度。具体的温度并不限定,但若列举一例,则在包围构件平衡温度设定为比最高露点温度高5℃的温度的上述例子的情况下,切换温度能够设定为比包围构件平衡温度低3℃的温度。因此,当相对于壳体2的内部的空气而言预想的最高露点温度为35℃时,包围构件平衡温度为40℃,切换温度为37℃。切换温度能够利用输入部8进行设定输入。
控制部7在至少向激光电源部4输出电流输出指令的期间内,将利用温度检测部件15检测的包围构件温度与切换温度进行比较。并且,在判断为包围构件温度比切换温度低时,控制部7控制冷却能力控制部件6关闭电磁阀A、B,打开电磁阀C,设为停止自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水的状态。由此,用于冷却所对应的受热冷却部11的冷却能力设定为比标准水准低的低水准。另一方面,在判断为包围构件温度比切换温度高时,控制部7控制冷却能力控制部件6打开电磁阀A、B,关闭电磁阀C,设为自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水的状态。由此,用于冷却所对应的受热冷却部11的冷却能力设定为标准水准。
图2是表示本实施方式所示的激光装置1的控制的一个例子的流程图。基于图2,说明激光装置1的控制。
当启动激光装置1的电源而开始控制时,控制部7首先确认冷却器16的运转状态(步骤S101),判断冷却器16是否处于运转中(步骤S102)。在此,若冷却器16为运转中(是的情况下),控制部7确认自输入部8输入的信息(步骤S103)。在步骤S102的判定中,若冷却器16没有处于运转中(否的情况下),控制部7使冷却器16开始运转(步骤S104)。之后,流程进入到步骤S103。
在步骤S103中,控制部7确认自输入部8输入的信息。根据其结果,控制部7判断是否针对激光装置1发出光输出指令(步骤S105)。在此,在判断为针对激光装置1没有发出光输出指令的情况下(否的情况下),流程返回至步骤S103。在判断为针对激光装置1正在发出光输出指令的情况下(是的情况下),控制部7读取来自温度检测部件15的输出(温度检测值)(步骤S106),将利用温度检测部件15检测到的包围构件温度与切换温度相比较,判断包围构件温度是否为切换温度以上(步骤S107)。
在步骤S107中,在判断为包围构件温度比切换温度高的情况下(是的情况下),控制部7判断是否停止自冷却器16朝向受热冷却部11供给冷却水(步骤S108)。在此,在判断为冷却水的供给为停止中的情况下(是的情况下),控制部7控制冷却能力控制部件6,开始供给冷却水(步骤S109)。接着,控制部7向激光电源部4输出与光输出指令相对应的电流输出指令。由此,利用自激光电源供给的驱动电流使激光振荡器3激光振荡,自激光装置1射出激光(步骤S110)。
在步骤S108中判断为未停止自冷却器16向受热冷却部11的冷却水的供给的情况下(否的情况下),流程直接进入步骤S110。而且,在步骤S107中判断为包围构件温度比切换温度低的情况下(否的情况下),控制部7判断冷却水是否自冷却器16向受热冷却部11供给中(步骤S111)。在此,在判断为冷却水供给中的情况下(是的情况下),控制部7控制冷却能力控制部件6而停止冷却水的供给(步骤S112)。接着,流程进入步骤S110。而且,在步骤S111中判断为冷却水没有自冷却器16向受热冷却部11供给的情况下(否的情况下),流程也进入步骤S110。
控制部7在步骤S110中射出激光的期间,也不停地判断光输出指令的执行是否结束(步骤S113)。在此,在判断为光输出指令的执行未结束的期间(否的情况下),流程返回至步骤S106,控制部7进行包围构件温度的检查。在判断为光输出指令的执行已结束的情况下(是的情况下),控制部7控制冷却能力控制部件6,停止自冷却器16向受热冷却部11的冷却水的供给(步骤S114),之后,判断是否自输入部8发出电源关闭指令(步骤S115)。在此,在判断为电源关闭指令未发出的情况下(否的情况下),流程返回至步骤S103,控制部7等待下一个光输出指令的输入。在判断为电源关闭指令正在发出的情况下(是的情况下),控制部7控制冷却能力控制部件6,停止冷却器16的运转(步骤S116),最后,关闭激光装置1的电源。
针对在该激光装置1的控制中,启动激光装置1的电源,在一定期间内连续输出标准光输出之后,再次在一定期间内连续输出标准光输出的50%的光输出,之后,自输入部8输入结束光输出这样的光输出指令的情况,说明具体的控制流程,如后述那样。
当启动激光装置1的电源而开始控制时,控制部7首先确认冷却器16的运转状态(步骤S101)。在此,由于冷却器16为停止中,因此,控制部7开始运转冷却器16(步骤S104),确认自输入部8的输入信息(步骤S103)。在此判断为正在发出光输出指令,因此,控制部7读取自温度检测部件15的输出(步骤S106),判断包围构件温度是否为切换温度以上(步骤S107)。
开始控制的最初,没有输出激光,发热部9尚未发热。因此,在步骤S107中,判断为包围构件温度比切换温度低,接着,在步骤S111中,判断是否处于冷却水自冷却器16向受热冷却部11供给的状态。开始控制的最初,没有供给冷却水,因此,在未供给冷却水的状态下,与连续地输出标准光输出这样的光输出指令相对应的电流输出指令自控制部7向激光电源部4输出,使激光射出(步骤S110)。控制部7在射出激光的期间,判断光输出指令的执行是否结束(步骤113)。在光输出指令的执行结束之前,流程返回至步骤S106,控制部7读取来自温度检测部件15的输出。
在短时间内,重复步骤S106→步骤S107→步骤S111→步骤S110→步骤S113→步骤S106的循环。在标准光输出持续输出时,在此期间内,伴随着发热部9的温度上升,包围构件温度也上升,到达切换温度(在上述的例子中为37℃)。由此,在步骤S107中,判断为包围构件温度为切换温度以上,流程进入步骤S108,判断冷却水自冷却器16向受热冷却部11的供给是否开始。由于在此尚未开始供给冷却水,因此,在此才开始供给冷却水(步骤S109)。
至此,尚未向受热冷却部11供给冷却水,因此,没有在防止结露对象部13产生结露。而且,包围构件温度比在标准驱动条件下驱动激光装置1并达到平衡时的包围构件平衡温度(在上述的例子中为40℃)低。因此,发热部9的温度也比在标准驱动条件下驱动并达到平衡时的温度低,发热部9的寿命消耗与在标准驱动条件下驱动时相比,不会加速寿命消耗。
之后,经过步骤S110、步骤S113,返回至步骤S106,在输出标准光输出的期间,重复步骤S106→步骤S107→步骤S108→步骤S110→步骤S113→步骤S106的循环。包围构件温度自切换温度(在上述的例子中为37℃)提高至包围构件平衡温度(在上述的例子中为40℃)从而达到平衡,不会低于相对于壳体2的内部的空气而言预想的最高露点温度(在上述的例子中为35℃),不会在防止结露对象部13产生结露。因此,通过在步骤S107中判断为包围构件温度比切换温度低而停止冷却水的供给,由此不会使得发热部9的温度比在标准驱动条件下驱动时的温度高而导致因发热部9的温度使得发热部9的寿命消耗加速。
接着,光输出指令的指令内容变更为在一定期间内连续输出标准光输出的50%的光输出,发热部9的发热量减少,发热部9的温度降低,并且包围构件14的温度也降低。由此,当在步骤S107中判断为包围构件温度比切换温度低时,在步骤S111中判断为冷却水向受热冷却部11供给中。之后,停止自冷却器16供给冷却水(步骤S112)。
当停止供给冷却水时,受热冷却部11的温度上升,发热部9、包围构件的温度也上升。由此,重复在步骤S107中判断为包围构件温度为切换温度以上,接着,在步骤S108中判断为冷却水的供给处于停止中,再次开始冷却水的供给(步骤S109)这样的步骤。其结果,包围构件温度控制为几乎与切换温度(在上述的例子中为37℃)一致,不会低于相对于壳体2的内部的空气而言预想的最高露点温度(在上述的例子中为35℃)。因此,不会在防止结露对象部13产生结露。由于包围构件温度比包围构件平衡温度低,因此,发热部9的温度至少比在标准驱动条件下驱动时的温度低,与在标准驱动条件下驱动时相比,不会因发热部9的温度导致发热部9的寿命消耗加速。
当在步骤S113中判定为光输出指令的执行已结束时,控制部7在停止自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水之后(步骤S114),判断是否正在发出电源关闭指令(步骤S115)。在判断为正在发出电源关闭指令的情况下,停止冷却器16的运转(步骤S116),最后,激光装置1的电源关闭。
在判断为光输出指令的执行已结束时,立刻停止自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水,因此,由于受热冷却部11等的热容量,包围构件14、防止结露对象部13的温度比较缓慢地降低。因此,与包围构件14、防止结露对象部13相比,除了冷却水流路10以外的冷却水配管***5等温度较低,不会在包围构件14、防止结露对象部13产生结露。
如上所述,本实施方式的激光装置1即使没有设置除湿器,也能够通过按照自步骤S101到步骤S116的流程图进行控制,使发热部9的温度不会高于标准驱动条件下的发热部9的温度,不会出现加速标准驱动条件下的发热部9的寿命消耗的情况,发出进行比标准光输出低的光输出的指令的情况也包含在内,能够防止针对包含发热部9的防止结露对象部13的结露。
图3是表示上述具体的控制流程的时序图。在图3中示出了如下情况,输出标准光输出500秒,之后,自输入部输入输出标准光输出的50%的光输出400秒这样的光输出指令。
在包围构件温度比切换温度高的期间内,冷却水始终连续地自冷却器16向受热冷却部11供水。当包围构件温度下降得比切换温度低时,冷却水的供给停止。但是,当通过停止冷却水的供给使包围构件温度升高至切换温度时,再次开始供给冷却水,因此,冷却水的供给是断续地进行的。在进行该冷却水断续供水的期间,包围构件温度几乎维持在切换温度附近。
即使冷却水断续地供给,由于受热冷却部11等的热容量,包围构件14、发热部9的温度不会急剧地变化。但是,也可以是,将停止供水的温度设定为稍低于开始供水的温度,以避免过于频繁地重复供水和停止供水。
而且,也可以是,代替冷却能力控制部件6利用电磁阀A、B、C来断续地切换冷却水的供给,例如,针对图1所示的电磁阀A,不使用开闭阀,而是使用能够调整流量的流量调整阀。在使用流量调整阀的情况下,在图3的冷却水断续供水期间,控制部7通过调整在配管部51流动的冷却水的流量,降低向受热冷却部11供给的冷却水量,能够将包围构件温度控制为切换温度附近的温度。而且,在使用流量调整阀的情况下,控制部7还能够控制流量的变化速度,而控制使得急剧的流量变化所导致的针对配管***的压力降低,针对LD组件、LD芯片施加不必要的振动、冲击的情况减少。而且,在冷却能力控制部件6中,也可以代替电磁阀A、B、C而仅设置流量调整阀。
另外,作为冷却能力控制部件6的冷却能力的控制,除此以外,还能够进行改变自冷却器16供给的冷却水的温度这样的控制。但是,由于冷却水的热容量,存在难以急速地使冷却能力变化这样的问题,因此,期望的是,利用开闭阀、流量调整阀那样的流量控制部件来控制冷却水的流量。
[第2实施方式]
图4是表示本发明的第2实施方式的激光装置100的概念性结构的框图。
图4所示的激光装置100与图1所示的激光装置1的不同点在于,追加了用于检测壳体2的内部的空气的露点温度的露点温度检测部件19和用于显示判定结果、警告等的显示部20。
露点温度检测部件19例如由露点温度传感器构成,将壳体2的内部的空气的露点温度检测值向控制部7输出。另外,在图4中,露点温度检测部件19设置于激光振荡器3的外侧,但为了检测与防止结露对象部13较近的位置的空气的露点温度,既可以设置在激光振荡器3的内侧,也可以在激光振荡器3的外侧和内侧这两侧设置一个以上的露点温度检测部件19,从而能够监视露点温度检测部件19的检测特性的劣化等。而且,露点温度检测部件19也可以由温度检测器、湿度检测器、根据温度和湿度算出露点温度的算出部等构成。
与第1实施方式不同,本实施方式的切换温度被设为在由露点温度检测部件19检测到的壳体2的内部的空气的露点温度加上预定温度的值。预定温度是包含0℃的正或负的温度。即,预定温度既可以设为考虑到余量的正的温度,也可以如前述那样考虑到通常防止结露对象部13的最低温度比包围构件14的温度高,从而设为负的温度。
图5是表示本实施方式的激光装置100的控制的一个例子的流程图。
图5所示的流程图与图2所示的流程图不同的点在于,在读取自温度检测部件15的输出(步骤S206)后,追加读取自露点温度检测部件19的输出(步骤S217);以及在图2所示的流程图中,在步骤S107中控制部7比较包围构件温度和切换温度,相对于此,在图5所示的流程图中,在步骤S207中控制部7比较包围构件温度和由露点温度检测部件19检测到的露点温度加上预定温度后的温度。
在步骤S207中,预定温度为了缩短用语记载为α。在步骤S207中,判断包围构件温度是否为露点温度+预定温度以上。在包围构件温度比露点温度+预定温度高的情况下(是的情况下),自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水,在包围构件温度比露点温度+预定温度低的情况下(否的情况下),停止自冷却器16向受热冷却部11供给冷却水。
图6是表示本实施方式的控制的流程的时序图。在图6中与图3同样地示出如下情况,输出标准光输出500秒,之后,自输入部8输入输出标准光输出的50%的光输出400秒这样的光输出指令。与图3不同的是,追加由露点温度检测部件19检测到的壳体2的内部的露点温度。在此,将预定温度设为1℃,将露点温度+1℃设定为切换温度。
与图3的情况下同样地,在包围构件温度比切换温度高的期间,冷却水始终连续地自冷却器16向受热冷却部11供水。当包围构件温度下降得比切换温度低时,冷却水的供给停止。但是,当通过停止冷却水的供给使包围构件温度升高至切换温度时,再次开始供给冷却水。因此,冷却水的供给是断续地进行的。在进行该冷却水断续供水的期间内,包围构件温度几乎维持在切换温度附近。
在图6所示的例子中示出如下情况,露点温度在900秒期间自34℃下降至31℃。由此,切换温度也自35℃下降至32℃。因此,在光输出指令为标准光输出的输出的期间内,发热部9的温度、包围构件温度与图3所示的情况一样,当进入光输出指令为标准光输出50%的输出的期间内,与切换温度下降的量相应地,包围构件温度也下降,发热部9的温度也比图3的情况低。在冷却水断续供给期间内,向受热冷却部11供给冷却水的时间的比例增加,由此,温度比图3的情况降低。
如上所述,在第1实施方式中,在光输出指令为比标准光输出小的输出的期间内,发热部9的温度比在标准驱动条件下驱动时的温度低,发热部9的寿命消耗减速,但在第2实施方式中,在实际的露点温度比预想的最高露点温度低的情况下,具有在光输出指令比标准光输出小时的发热部9的寿命消耗的减速进一步变大这样的特点。
根据以上的实施方式的说明也能够知晓,当将相对于壳体2的内部的空气而言预想的最高露点温度设定为根据激光装置100的允许设置环境条件或者设置条件规格导出的激光装置100的周围的空气的露点温度的上限即周围上限露点温度时,即使在壳体2的密闭度较低,在设置条件规格范围内露点温度最高的空气以较高的比例自激光装置100的外部进入壳体2内,也能够防止针对包围构件14的表面、防止结露对象部13的结露的产生。
作为第2实施方式的变形,也可以是,在利用露点温度检测部件19检测的壳体2的内部的露点温度比根据激光装置100的允许设置环境条件或者设置条件规格导出的激光装置100的周围的空气的露点温度的上限即周围上限露点温度高的情况下,利用显示部20,通知激光装置100的设置环境脱离设置条件规格的范围。显示部20是进行视觉或者听觉通知的通知部件。具体的通知方法并不特别限定,例如,能够列举通过监视器画面进行显示、通过声音的警报、警报灯的闪烁等。该显示部20利用控制部7控制。
在利用显示部20进行通知的情况下,例如,在图5所示的流程图的步骤S217中,在读取来自露点温度检测部件19的输出后,追加判断壳体2的内部的空气的露点温度是否比根据上述的激光装置100的允许设置环境条件或者设置条件规格导出的激光装置100的周围的空气的露点温度的上限即周围上限露点温度低的步骤即可。在壳体2的内部的空气的露点温度比周围上限露点温度高的情况下,控制部7能够在显示部20进行“激光装置的设置环境自规格范围脱离,露点温度上升。请确认并改善设置环境。”等注意显示。并且,在继续该状态的情况下,也能够进行“激光装置的设置环境自规格范围脱离,露点温度上升。为了保护激光装置,在10分钟后停止激光振荡。”等警报显示。在进行注意显示、警告显示的同时,也可以通过警报、警报灯的闪烁等,防止提醒注意、警报的看漏。为了更准确地检查激光装置100的设置环境,也可以进一步附加直接检测激光装置100的外侧的露点温度的露点温度检测部件。
如上所述,在第2实施方式中,具有如下特长:即使在因为某种理由导致壳体2的内部的空气的露点温度超过相对于壳体2的内部的空气而言预想的最高露点温度的情况下,也能够防止针对防止结露对象部13的结露的产生。
[第3实施方式]
图7是表示本发明的第3实施方式的激光装置200的概念性结构的框图。
图7所示的激光装置200与图4所示的激光装置100不同的点在于,设置有与包围构件14热连接的辅助加热部件21。本实施方式的辅助加热部件21例如由通过通电而发热的加热器构成,具有包围包围构件14的周围的框那样的形状,在距离受热冷却部11较近的位置,与包围构件14接触地设置。但是,辅助加热部件21的形状、设置位置并不限于本实施方式。
辅助加热部件21的发热量的控制方法也不限定。作为最单纯的控制,也可以仅将辅助加热部件21保持在一定的发热量。在该情况下,包围构件14的设置有辅助加热部件21的部分的温度能够利用辅助加热部件21的发热,与根据辅助加热部件21的发热量和自辅助加热部件21至受热冷却部11的热阻的累计算出的温度的量相应地保持在高温。
在第1实施方式中,为了使包围构件14的包围构件平衡温度成为比最高露点温度高的温度,例如,采用包围构件14和受热冷却部11之间的热阻增大那样的结构,或者采取使包围构件14的内壁面黑体化等方法。但是,在本实施方式中,并不一定需要采用这样的方法,即使在包围构件14的温度难以与发热部9的温度上升连动地提高,难以使包围构件14的包围构件平衡温度比最高露点温度高的情况下,也能够利用辅助加热部件21,容易地使包围构件平衡温度比最高露点温度高。
另外,使辅助加热部件21发热的期间也可以设为仅向受热冷却部11连续地或者断续地供给冷却水的期间,既可以在停止向受热冷却部11供给冷却水的期间使其发热,也可以在除了激光装置200的完全停止时以外,也包括未进行激光振荡的期间在内地始终使其发热。由此,即使在停止向受热冷却部11供给冷却水的状态下,由于壳体2的内部的空气的露点温度非常高,因此,能够更可靠地避免在包围构件14、防止结露对象部13产生结露这样的风险。另外,像这样,在未进行激光振荡时也预先稍微提高包围构件14、防止结露对象部13的温度这一情况也可以通过预先始终使比激光振荡开始的阈值电流低的电流在激光振荡器3流动这样的方法来实现。
为了防止结露的产生而以低成本进行除湿的做法并不一定容易,但加热与除湿相比容易且不花费成本。如上所述,通过进行基于辅助加热部件21的加热,能够可靠地防止针对防止结露对象部13的结露的产生。
另外,包围构件14的温度难以与发热部9的温度上升连动地提高意味着包围构件14和发热部9之间的热阻较大。因此,即使利用辅助加热部件21稍微提高包围构件14的温度,热量对发热部9的影响也较小。因此,发热部9的温度几乎不上升,发热部9的寿命消耗不会加速。
而且,在以上记载的实施方式中,利用冷却水冷却的发热部表示为激光振荡器3的内部的发热部9,但利用冷却水冷却的发热部例如也可以是激光电源部4的内部的发热部。
[第4实施方式]
图8是表示本发明的第4实施方式的激光装置300的概念性结构的框图。
图9是示意性表示图8记载的多个LD组件22中的一个LD组件22的剖面的图。
在本实施方式所示的激光装置300中,激光振荡器是将多个LD组件22设为发光源或者励起光源的激光振荡器3。发热部是LD组件22的构成要素的一者即激光二极管芯片(LD芯片)23。包围构件是LD组件22的构成要素的一者即包装体24。防止结露对象部是包含LD芯片23的LDCOS(LD chip on substrate:LD芯片在基板上)25。LD芯片23的基板26相当于发热部支承部12。而且,受热冷却部11作为板状的冷却板27。冷却水流路10设于该冷却板27的表面或者内部。在LD组件22内配置有多个LDCOS25。
如图8所示,在本实施方式中,LD组件22与冷却板27热连接地配置有多个。LD组件22的固定方法未图示,但LD组件22例如能够利用使用设于包装体24的极片28的孔和设于冷却板27的对应位置的螺纹孔进行螺纹紧固等方法固定于冷却板27。
在图8中,LD组件22在冷却板27上呈一维地仅排列一列,当然的是,能够在冷却板27上呈二维地配置多列。通过使用冷却板27,能够一并冷却多个LD组件22,因此,能够实现高光输出的激光振荡器3,并且,利用冷却板27的热容量,能够得到如下效果:因LD芯片23的急剧的发热量的增加所引起的LD芯片23的温度的过高等的急剧的LD芯片23的温度变化得到缓和,能够减轻温度冲击压力。而且,在停止驱动电流向LD组件22的供给后,也利用冷却板27的热容量降低LD组件22的温度降低的速度,因此还具有难以产生针对LD组件22的结露的效果。
而且,在冷却板27流动的冷却水吸收LD组件22内的LD芯片23的发热,自冷却水流路的上游侧向下游侧温度逐渐地上升,因此,通常配置在最接近上游侧的位置的LD组件22的温度成为最低温,易于结露。因此,如图8所示,在冷却水在冷却板27的冷却水流路10流动时配置在最接近上游侧的位置的LD组件22(图8中的最左端的LD组件22)的包装体24的表面或者表面附近设置温度检测部件15。由此,通过反馈由温度检测部件15检测到的温度来控制冷却能力,能够防止针对最容易结露的LD组件22的结露。
另外,在图8中,与图1同样地,粗实线表示包含冷却水流路10的冷却水配管***5,旁边记载的箭头例示冷却水的流动的方向。而且,粗空心箭头、空心粗线示意性地表示激光17。但是,激光17不仅是在空气中传播的激光光束,还包括在光纤中传播的激光,并利用空心粗线表示。而且,本实施方式的激光装置300的激光光学***18表示为光耦合器、光束组合器等光耦合部件、在以LD组件22为励起光源的情况下,添加励起介质的包含光纤等激光介质等的部件。
而且,在图9中,为了简单化,用于将自LD芯片23射出的激光、自LD芯片23射出的激光取出至LD组件的外侧的光学***、用于将自激光电源部4供给的驱动电流向LD芯片23流动的电气配线系未图示。
在此,为了使本发明的效果定量地明显,在本实施方式中,参照图10具体地算出影响LD芯片23的寿命消耗的加减速的LD芯片23的温度因LD芯片23的发热量、壳体2的内部的空气的露点温度而如何变化。图10是在LD组件的示意性剖视图追加记载热节点、热节点间的热阻、在热阻流动的热量的图。为了简单化,包装体24内的LD芯片23仅配置1个。
发热源的热节点是LD芯片23内的pn接合。散热片的热节点是设有供冷却水流动的冷却水流路10的冷却板27。包装体24的侧面的表面附近的热节点是利用温度检测部件15检测温度的温度检测部位。温度检测部位在包装体24中是除了极片28等突起部分之外温度最低的部位。在pn接合产生的热量经由包装体24向冷却板27流动,因此,与LD芯片23的温度上升一起地,温度相当程度地上升,但如图10所示,与冷却板27比较近的部位的温度成为最低温度的情况较多。各热节点的温度分别利用附图标记TH、TC、TM表示,自pn接合到冷却板的热阻、自pn接合到温度检测部位的热阻、自温度检测部位到冷却板的热阻分别利用附图标记R、r1、r2表示。而且,在发热源的发热量利用附图标记Q表示,Q的发热量中的、在除了R的热阻以外流动的热量利用附图标记q表示。另外,为了简单化,设为上述以外的热阻较大,在该热阻流动的热量能够无视。
首先,作为基本关系,根据(热节点间的温度差=热节点间的热阻×在热阻流动的热量)的关系,使以下的式子成立,针对pn接合的发热量发生改变的情况,能够根据温度检测部位的温度算出pn接合的温度。若已知Q1、TH1、TM1、TC1,则能够知道Q2、TM2,能够算出R、r1、r2、q1。但是,k为,k=(r1+r2)/R=常数。
TH1-TC1=R(Q1-q1)=(r1+r2)q1
=R(k/(k+1))Q1
TH1-TM1=r1q1
TM1-TC1=r2q1
TH2-TC2=R(Q2-q2)=(r1+r2)q2
=R(k/(k+1))Q2
TH2-TM2=r1q2
TM2-TC2=r2q2
在此,
k:k=(r1+r2)/R=常数
Q1:标准驱动条件下的pn接合的发热量
q1:在标准驱动条件下的热阻(r1、r2)流动的热量
TH1:标准驱动条件下的pn接合的温度
TM1:标准驱动条件下的温度检测部位的温度
TC1:标准驱动条件下的冷却板的温度
Q2:比Q1小的pn接合的发热量
q2:pn接合的发热量在Q1的条件下在热阻(r1、r2)流动的热量
TH2:pn接合的发热量在Q1的条件下的pn接合的温度
TM2:pn接合的发热量在Q1的条件下的温度检测部位的温度
TC2:pn接合的发热量在Q1的条件下的冷却板的温度。
若减少pn接合的发热量,则温度检测部位的温度下降。当温度检测部位的温度下降至切换温度时,以供给冷却水、停止供给等方法来控制冷却能力,从而温度检测部位的温度被保持在几乎与切换温度相同的温度。因此,可以认为,在温度检测部位的温度≥切换温度的情况下,冷却水连续地供给,因此,冷却板27的温度几乎不因发热量而变化。因此,设为TC2=TC1,pn接合的发热量为Q2时的pn接合的温度TH2能够利用根据前面的式子导出的接下来的式子求出。
TH2=(TH1-TC1)Q2/Q1+TC1
另一方面,在利用冷却能力的控制来将温度检测部位的温度保持在与切换温度相同的温度的情况下,冷却板27的温度由于发热量而改变,但pn接合的温度能够利用接下来的式子求出。
TH2=(TH1-TM1)Q2/Q1+TM2
在作为具体的数值,Q1=10W,TC1=27℃的情况下,pn接合的温度能够设为TH1=65℃左右,若适当地设计包装体24等,则温度检测部位能够设为TM1=38℃左右。
在上述数值条件下,LD组件22为,
针对(1)在输出标准驱动条件的光输出的条件下驱动的情况下(Q=Q1)、(2)在光输出比标准驱动条件下的光输出大的条件下驱动的情况下(Q>Q1)、(3)在光输出比标准驱动条件下的光输出小的条件下驱动的情况下(Q<Q1)这三种情况,能够可靠地防止针对包装体24、LDCOS25的结露,并且不会因为pn接合的温度上升导致LD芯片23的寿命消耗加速的情况在以下描述。另外,切换温度设为,切换温度=(壳体2的内部的空气的露点温度+1℃)。
(1)在输出标准驱动条件的光输出的条件下驱动的情况下(Q=Q1):
即使壳体2的内部的空气的温度为35℃且湿度为95%,壳体2的内部的空气的露点温度为34.1℃,因此比标准驱动条件下的温度检测部位的温度(TM1)=38℃低。因此,至少在包装体24的除了极片28等突起部分之外的部位,不会产生结露。接近发热源即pn接合的基板26的温度比温度检测部位的温度更高,因此,在防止结露对象部即LDCOS25也不会产生结露。
而且,切换温度为35.1℃,标准驱动条件下的温度检测部位的温度(TM1)=38℃较高,因此,不会停止冷却水的供给。因此,LD芯片23的寿命消耗速度,与在冷却能力也为标准条件的标准驱动条件下驱动的情况下的寿命消耗速度相同,不会出现LD芯片23的寿命消耗比标准驱动条件的情况还要加速进行的情况。
因此,在标准驱动条件下驱动的情况下,温度≤35℃,湿度≤95%,若设为激光装置300的允许设置环境条件,则只要能够保持住其环境条件,即使壳体2的密闭度较差,自外部进入露点温度为34.1℃这样的温度较高的空气,也不会在防止结露对象部产生结露,而且,与标准驱动条件相比,能够不使冷却能力下降地持续激光振荡,不会使LD芯片23的寿命消耗加速。
(2)在光输出比标准驱动条件下的光输出大的条件下驱动的情况下(Q>Q1):
温度检测部位的温度比TM1=38℃更高,因此,不会产生针对包装体24、LDCOS25的结露。另一方面,关于LD芯片23的寿命消耗,由于光输出比标准驱动条件下的光输出大,pn接合的温度也比标准驱动条件下的温度高,因此,其寿命消耗与标准驱动条件的情况下相比加速进行。但是,这是由于输出了比标准光输出(额定光输出)大的光输出所导致的,并不是因为防止结露的对策而使LD芯片23的寿命消耗加速。
(3)在光输出比标准驱动条件下的光输出小的条件下驱动的情况下(Q<Q1):
当使用前述的式子算出在pn接合的发热量减少,温度检测部位的温度下降至切换温度,利用冷却能力的控制,将温度检测部位的温度保持在几乎与切换温度相同的温度的情况下的pn接合的温度时,获得图11所示的结果。
在图11中,实线的图线表示,即使pn接合的发热量减少也持续供给冷却水的情况下的pn接合的温度的发热量相关性。虚线和单点划线表示,在温度检测部件的温度下降至切换温度=(壳体2的内部的空气的露点温度+1℃)时,为了防止结露而在停止供给冷却水的情况下的pn接合的温度的发热量相关性。虚线是上述的壳体2的内部的空气的露点温度为34.1℃的情况。单点划线是壳体2的内部的空气的露点温度为30℃的情况下的pn接合的温度的发热量相关性。当温度检测部件的温度下降至切换温度=(壳体2的内部的空气的露点温度+1℃)时,停止冷却水的供给,在此情况下,温度检测部位的温度≥(壳体2的内部的空气的露点温度+1℃),因此依然不会在包装体24、LDCOS25产生结露。
另一方面,针对影响寿命消耗的加减速的pn接合的温度,壳体2的内部的空气的露点温度为34.1℃的情况下,当pn接合的发热量减少至比约7.4W小时,为了将温度检测部位的温度保持在35.1℃,断续地供给冷却水。因此,与持续供给冷却水的情况相比,即使pn接合的发热量减少,pn接合的温度也不怎么会降低。但是,发热量减少这一情况,与在驱动电流降低、光输出较少的基础上持续供给冷却水的情况相比,虽说pn接合的温度不怎么会降低但至少还是降低了,因此,与在标准驱动条件下驱动的情况相比,能够使LD芯片23的寿命消耗大幅度减速。
假设,当壳体2的内部的空气的露点温度下降到30℃的情况下,切换温度为31℃。pn接合的发热量减少至约3.6W,连续地进行冷却水的供给,因此,在pn接合的发热量较少的区域中,与露点温度为34.1℃的情况相比,pn接合的温度进一步降低4.1℃。该4.1℃相当于与露点温度的差。即,在pn接合的发热量较小的条件下驱动的情况表示,壳体2的内部的空气的露点温度为34.1℃,较高,即使同样没有在包装体24、LDCOS25产生结露,露点温度越低,越能够将pn接合的温度保持得较低,能够使LD芯片23的寿命消耗进一步大幅度地减速。因此,不会在包装体24、LDCOS25产生结露,LD芯片23的寿命消耗与标准驱动条件的情况相比不会加速,特别是,虽说不需要除湿器,但期望壳体2的内部的空气的露点温度较低这一点没有改变。
在以上的实施方式中,说明了能够针对防止结露对象部13防止结露,但相反的,针对其他部分,意味着允许结露。若壳体2的内部的空气的露点温度较高,则存在在冷却水配管***5的特别是内部的冷却水温度最低的流入侧等产生相当程度的结露的可能性。但是,产生结露意味着,壳体2的内部的空气的露点温度下降,如上所述,期望壳体2的内部的空气的露点温度较低这一点没有改变。因此,期望的是,在壳体2的外部设置排水机构,使得因结露产生的水滴不会再蒸发。
作为具体的排水机构29,能够想到图12那样的构造。在图12中,与排水机构29无关的激光装置400内的构成零件未图示。图12所示的排水机构29具有毛细管构件30和加热器31等加热部件,在冷却水配管***5中,在朝向受热冷却部11的流入侧的配管部51,排水机构29以跨壳体2的内部和外部的方式配设。该排水机构29利用壳体2的外侧的加热器31等对浸透纤维束那样的毛细管构件30的水分进行加热并使其蒸发,通过使该部分的毛细管构件30干燥,使壳体2的内部的水滴容易地浸出至壳体2的外侧。但是,上述排水机构29是一个例子,并不限定排水机构。
如上所述,通过设置将由结露产生的水排出至壳体2的外侧的排水机构29,提高壳体2的密闭性,也能够将相对于壳体2的内部的空气而言预想的最高露点温度设定为低于根据激光装置的允许设置环境条件或者设置条件规格导出的激光装置的周围的空气的露点温度的上限即周围上限露点温度。
而且,为了限定产生结露的部位以使得无需将图12那样的排水机构29备齐多个,也可以是,像图13所示的激光装置500那样,在冷却水配管***5中的、自受热冷却部11流出的流出侧的配管部52的表面配置用于防止结露的隔热材料32。在图13中,在冷却水配管***5中,示出了在流入侧的配管部51的与配管部53的连接部位和排水机构29的配设部位之间以外的配管表面设置隔热材料32的例子。
并且,也可以是,在至少壳体2的内部产生结露的部分,为了抑制结露导致的腐蚀而实施有防锈处理,或者,在至少壳体2的内部产生结露的部分的材质为防锈材料。例如,在图13所示的例子中,冷却水配管***5中的、特别是产生结露的流入侧的配管部51为了抑制结露导致的腐蚀,能够在表面实施镀金等防锈处理,或者将配管的材质设为不锈钢那样的防锈材料。在图13中,与本项说明无关的激光装置内的构成零件未图示。
[第5实施方式]
图14是表示本发明的第5实施方式的激光装置600的概念性结构的框图。
该激光装置600具有:多个受热冷却部11,其分别与多个发热部9热连接;多个冷却能力控制部件6,其用于独立地控制冷却多个受热冷却部11的冷却能力;多个包围构件14,其接近包含多个发热部9和发热部支承部12的防止结露对象部,并实质性包围各个防止结露对象部;以及多个温度检测部件15,其用于检测多个包围构件14的预定部位的温度。而且,控制部7根据各个温度检测部件15的各自的检测结果,利用对应的冷却能力控制部件6分别单独地控制冷却对应的受热冷却部11的冷却能力。在图14中示出了三个激光振荡器3,但激光振荡器3的数量不限于三个。
通过具有本实施方式那样的构造,例如,如本实施方式那样,虽未图示,但能够单独地控制冷却水向多个激光振荡器3的流量、或单独地控制冷却水向激光振荡器3和激光电源部4的流量,从而还能够防止针对任一个防止结露对象部的结露。在具有多个激光振荡器3的激光装置600中,在仅驱动一部分的激光振荡器3的情况下,使冷却水仅流向该激光振荡器3,针对未振荡的其他激光振荡器3的防止结露对象部也能够防止结露。而且,在利用激光振荡器3使得光输出指令不同,激光振荡器3的发热量不同的情况下,也能够通过针对每个激光振荡器3单独地控制冷却能力,从而针对发热量较小的激光振荡器3也有效地防止结露。
另外,在图14中同样利用粗实线表示包含冷却水流路10的冷却水配管***5,旁边记载的箭头例示冷却水的流动的方向。而且,粗空心箭头、空心粗线示意性地表示激光17,自激光振荡器3射出的激光17经由激光光学***18自激光装置600输出。
[第6实施方式]
图15是表示本发明的第6实施方式的激光装置700的概念性结构的框图。
激光装置700具有多个激光振荡器3,并具有:多个受热冷却部11,其分别与多个发热部9热连接,该多个发热部9由于各个激光振荡器3的激光振荡而发热;冷却能力控制部件6,其用于一并控制冷却多个受热冷却部11的冷却能力;多个包围构件14,其接近包含多个发热部9和发热部支承部12的防止结露对象部,并实质性包围各个防止结露对象部;以及多个温度检测部件15,其用于检测多个包围构件14的预定部位的温度。而且,控制部7控制自对应的激光电源部4向激光振荡器3供给的电流,使得各个温度检测部件15的各自的检测结果几乎成为相同温度。在图15中示出了三个激光振荡器3,但激光振荡器3的数量不限于三个。
具有多个激光振荡器3的激光装置700能够在利用单一的冷却能力控制部件6控制冷却与多个激光振荡器3的发热部9分别热连接的多个受热冷却部11的冷却能力的同时,防止针对包含所有的发热部9和发热部支承部12的防止结露对象部的结露。
另外,在图15中同样利用粗实线表示包含冷却水流路10的冷却水配管***5,旁边记载的箭头例示冷却水的流动的方向。而且,粗空心箭头、空心粗线示意性地表示激光17,自激光振荡器3射出的激光17经由激光光学***18自激光装置700输出。
如以上说明的那样,采用本发明的激光装置1、100、200、300、400、500、600、700,能够达到如下效果:提供一种激光装置,该激光装置特别是不需要除湿功能,因此,无需使用在成本、尺寸这一点上尽可能想要避免使用的盘式冷却器等除湿器,该激光装置与在标准驱动条件下驱动时相比,不会提高发热部的温度,不会加速发热部的寿命消耗,能够防止针对防止结露对象部的结露,且该激光装置的寿命较长、可靠性较高。而且,采用本发明的激光装置1、100、200、300、400、500、600、700,能够解决如下问题:在以往不使用除湿器的激光装置中,无法避免的是,在露点温度较高的情况下为了防止结露而不得不降低冷却能力,其结果,激光振荡器等的发热部的温度提高,激光振荡器等的发热部的寿命消耗加速。
Claims (15)
1.一种激光装置,该激光装置具有壳体,并且在所述壳体的内部具有至少一个以上的激光振荡器以及向所述激光振荡器供给电流的一个以上的激光电源部,
所述激光振荡器具有:一个以上的发热部,其由于激光振荡而发热;以及一个以上的受热冷却部,其至少与包含所述发热部的防止结露对象部热连接,且具有冷却水流路,在该冷却水流路中,流动有用于冷却所述防止结露对象部的冷却水,在所述冷却水流路连接有用于流动冷却水的冷却水配管***,
并且,所述激光装置具有:
一个以上的冷却能力控制部件,其用于控制利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却所述受热冷却部的冷却能力;
控制部,其至少控制所述冷却能力控制部件以及所述激光电源部;
包围构件,其接近所述防止结露对象部地包围所述防止结露对象部;以及
至少一个以上的温度检测部件,其检测所述包围构件的预定部位的温度,作为其检测结果,将包围构件温度输出至所述控制部,
所述包围构件构成为,在所述激光装置或者所述激光振荡器射出标准光输出的激光,利用所述冷却能力控制部件将利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却所述受热冷却部的冷却能力控制在标准水准的标准驱动条件下驱动并达到实质性平衡状态的状态下,利用使所述包围构件和所述受热冷却部之间的热阻增大的部件和使所述包围构件的内壁面黑体化而使所述包围构件和所述发热部之间的热阻减小的部件中的至少任一部件,所述包围构件的温度与所述发热部的温度上升连动地上升,成为比相对于所述壳体的内部的空气而言预想的最高露点温度高的包围构件平衡温度,
所述控制部在向所述激光电源部输出电流输出指令的期间,将利用所述温度检测部件检测到的所述包围构件温度与预先设定为比所述包围构件平衡温度低的切换温度相比较,在所述包围构件温度比所述切换温度低时,控制所述冷却能力控制部件,使利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却所述受热冷却部的冷却能力成为比所述标准水准低的低水准,在所述包围构件温度为所述切换温度以上时,控制所述冷却能力控制部件,使利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却所述受热冷却部的冷却能力成为所述标准水准或者成为比所述标准水准高的高水准。
2.根据权利要求1所述的激光装置,其中,
激光装置还具有一个以上的露点温度检测部件,该一个以上的露点温度检测部件用于检测所述壳体的内部的空气的露点温度,
在将利用所述露点温度检测部件检测到的所述壳体的内部的空气的露点温度设为壳体内露点温度时,所述切换温度设定为,
切换温度=壳体内露点温度+预定温度。
3.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
所述最高露点温度设定为,根据所述激光装置的允许设置环境条件或者设置条件规格导出的所述激光装置的周围的空气的露点温度的上限即周围上限露点温度。
4.根据权利要求3所述的激光装置,其中,
激光装置还具有通知部件,在所述壳体的内部的空气的露点温度比所述周围上限露点温度高的情况下,利用所述控制部的控制,该通知部件以视觉或者听觉的方式通知所述激光装置的设置环境自所述设置条件规格的范围脱离。
5.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
设置所述温度检测部件的所述预定部位设定为所述包围构件的与空气接触的表面或者表面的附近的部位,且所述预定部位是在所述激光装置或者所述激光振荡器达到所述平衡状态的状态下,所述包围构件的除了突起部分之外的温度最低的部位,或者温度接近温度最低的部位的温度的部位。
6.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
该激光装置具有与所述包围构件热连接的辅助加热部件,
在所述激光装置或者所述激光振荡器达到所述平衡状态的状态下,所述控制部控制所述辅助加热部件的发热量,从而使利用所述温度检测部件检测到的所述包围构件温度成为比所述最高露点温度高的温度。
7.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
所述激光振荡器是以至少一个以上的LD组件为发光源或者励起光源的激光振荡器,
至少一个以上的所述发热部是激光二极管芯片,该激光二极管芯片是所述LD组件的构成要素,
所述包围构件是包装体,所述包装体是所述LD组件的另一构成要素,
在所述包装体的内部设置有至少一个以上的所述激光二极管芯片。
8.根据权利要求7所述的激光装置,其中,
所述受热冷却部是在内部或者表面设置有所述冷却水流路的冷却板,
至少一个以上的所述LD组件与所述冷却板热连接地配置。
9.根据权利要求8所述的激光装置,其中,
在所述冷却板配置有多个所述LD组件,至少在冷却水流经所述冷却板的所述冷却水流路时配置在最接近上游侧的位置的所述LD组件的所述包装体的表面或者表面附近设置有所述温度检测部件。
10.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
所述冷却能力控制部件具有用于开闭冷却水的流路的开闭阀以及/或者用于调整冷却水的流路的流量的流量调整阀,
所述冷却能力控制部件的冷却能力的控制是基于所述开闭阀进行的冷却水的供水/非供水的控制,或者是基于所述流量调整阀进行的冷却水的流量的控制。
11.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
该激光装置具有排水机构,该排水机构通过向所述冷却水流路流动冷却水,从而将在所述壳体的内部产生的结露水向外部排出。
12.根据权利要求11所述的激光装置,其中,
在所述壳体的内部,在利用冷却水冷却的部位的至少一处以上的表面配置有隔热材料。
13.根据权利要求11所述的激光装置,其中,
在所述壳体的内部产生结露的部分,为了抑制由结露导致的腐蚀而实施有防锈处理,或者,在所述壳体的内部产生结露的部分的材质为防锈材料。
14.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
该激光装置具有:
多个所述受热冷却部,其分别与多个所述发热部热连接;
多个所述冷却能力控制部件,其用于独立地控制利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却多个所述受热冷却部的冷却能力;
多个所述包围构件,其与包含多个所述发热部的所述防止结露对象部接近,并包围各个所述防止结露对象部;以及
多个所述温度检测部件,其用于检测多个所述包围构件的所述预定部位的温度,
所述控制部根据各个所述温度检测部件的检测结果,对控制利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却对应的所述受热冷却部的冷却能力的所述冷却能力控制部件分别单独进行控制。
15.根据权利要求1或2所述的激光装置,其中,
该激光装置具有多个所述激光振荡器,且具有:
多个所述受热冷却部,其与由于各个所述激光振荡器的激光振荡而发热的多个所述发热部分别热连接;
所述冷却能力控制部件,其用于一并控制利用在所述冷却水配管***流动的冷却水冷却多个所述受热冷却部的冷却能力;
多个所述包围构件,其与包含多个所述发热部的所述防止结露对象部接近,并包围各个所述防止结露对象部;以及
多个所述温度检测部件,其用于检测多个所述包围构件的所述预定部位的温度,
所述控制部控制自对应的所述激光电源部向所述激光振荡器供给的电流,使得各个所述温度检测部件的检测结果成为同一温度。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017-195848 | 2017-10-06 | ||
JP2017195848A JP6640811B2 (ja) | 2017-10-06 | 2017-10-06 | 結露防止機能を備えたレーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109638637A CN109638637A (zh) | 2019-04-16 |
CN109638637B true CN109638637B (zh) | 2021-01-19 |
Family
ID=65816920
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811140118.9A Active CN109638637B (zh) | 2017-10-06 | 2018-09-28 | 激光装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11133643B2 (zh) |
JP (1) | JP6640811B2 (zh) |
CN (1) | CN109638637B (zh) |
DE (1) | DE102018216840A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6619410B2 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-12-11 | ファナック株式会社 | レーザ加工装置 |
JP7114984B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-08-09 | 株式会社島津製作所 | 水中用レーザ光源 |
JP7088861B2 (ja) * | 2019-02-12 | 2022-06-21 | ファナック株式会社 | 除湿機能を高めたレーザ発振器 |
CN113138520A (zh) | 2020-01-17 | 2021-07-20 | 中强光电股份有限公司 | 投影装置以及散热控制方法 |
JP7458873B2 (ja) | 2020-04-13 | 2024-04-01 | 三菱電機株式会社 | アレイアンテナ装置 |
CN115699478A (zh) * | 2020-06-03 | 2023-02-03 | 发那科株式会社 | 激光装置 |
KR102502902B1 (ko) | 2021-02-16 | 2023-02-23 | 동아대학교 산학협력단 | 폐 리튬이온 배터리 내 유가금속 회수방법 |
DE102021110857A1 (de) | 2021-04-28 | 2022-11-03 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Optisches Messgerät |
CN113187754B (zh) * | 2021-05-11 | 2023-03-28 | 珠海泰坦新动力电子有限公司 | 具有防凝露功能的风机控制方法及*** |
WO2023037460A1 (ja) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | ファナック株式会社 | レーザ発振器及びレーザ加工装置の加工制御装置 |
CN114384404B (zh) * | 2022-03-23 | 2022-08-23 | 上海菲莱测试技术有限公司 | 一种冷却测试装配单元及老化冷却设备 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006196644A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Fanuc Ltd | レーザ装置 |
CN106207720A (zh) * | 2015-06-01 | 2016-12-07 | 发那科株式会社 | 具备判定门可否打开的功能的激光装置 |
CN106486881A (zh) * | 2015-08-24 | 2017-03-08 | 发那科株式会社 | 具有维护作业用温度管理功能的激光装置 |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2550889C2 (de) | 1975-11-13 | 1985-05-23 | Wankel Gmbh, 8990 Lindau | Innendichtung für Rotationskolbenmaschinen |
JPS551119A (en) | 1978-06-16 | 1980-01-07 | Canon Inc | Semiconductor laser apparatus |
JPH0632336B2 (ja) | 1984-09-26 | 1994-04-27 | 三田工業株式会社 | 半導体レーザ装置 |
JPH0577992U (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | 沖電気工業株式会社 | 電子機器収納棚箱 |
JP3315461B2 (ja) | 1993-04-20 | 2002-08-19 | オリンパス光学工業株式会社 | 波長安定化光源の結露防止装置 |
JP2001326410A (ja) | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 半導体レーザ冷却装置 |
JP2002076500A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-03-15 | Keyence Corp | 半導体レーザの冷却機構および冷却方法 |
US7058100B2 (en) | 2002-04-18 | 2006-06-06 | The Boeing Company | Systems and methods for thermal management of diode-pumped solid-state lasers |
JP2004253525A (ja) | 2003-02-19 | 2004-09-09 | Nec Corp | 半導体レーザ装置及び半導体レーザ励起固体レーザ装置 |
US7164703B2 (en) | 2003-02-20 | 2007-01-16 | Lambda Physik Ag | Temperature control systems for excimer lasers |
JP3775397B2 (ja) | 2003-03-27 | 2006-05-17 | 住友電気工業株式会社 | 光送信モジュール |
JP2008093330A (ja) | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | X線診断装置 |
JP4797004B2 (ja) | 2007-09-03 | 2011-10-19 | 株式会社日立製作所 | レーザダイオードの制御方法及びレーザダイオード制御装置並びに情報記録再生装置 |
JP2009072361A (ja) | 2007-09-20 | 2009-04-09 | Fujifilm Corp | 放射線画像撮影装置 |
JP4816974B2 (ja) | 2008-03-24 | 2011-11-16 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 電子機器の冷却システム |
JP5607383B2 (ja) * | 2009-02-23 | 2014-10-15 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置用温度調節装置 |
JP5482985B2 (ja) | 2009-03-11 | 2014-05-07 | ソニー株式会社 | 光安定化装置、光安定化方法および印刷装置 |
JP5261612B2 (ja) | 2010-04-09 | 2013-08-14 | シャープ株式会社 | 照明装置、植物栽培装置、および照明装置の冷却方法 |
US9341792B2 (en) * | 2010-06-29 | 2016-05-17 | Cisco Technology, Inc. | Vent structures for encapsulated components on an SOI-based photonics platform |
JP2012059993A (ja) | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Miyachi Technos Corp | レーザ装置及びその制御方法 |
JP2012089417A (ja) | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Harison Toshiba Lighting Corp | 光源装置 |
JP6366288B2 (ja) | 2014-02-07 | 2018-08-01 | 三菱電機株式会社 | 光源装置およびプロジェクタ装置 |
JPWO2015186258A1 (ja) * | 2014-06-06 | 2017-04-20 | 三菱電機株式会社 | 光源装置、および光源装置を備えた投写型映像表示装置 |
CN104083211B (zh) * | 2014-07-17 | 2017-01-18 | 山东杰美医疗科技有限公司 | 一种半导体激光脱毛仪中半导体激光器的保护方法 |
US9966731B2 (en) * | 2014-10-01 | 2018-05-08 | Nlight, Inc. | Cryogenic cooling of diode laser with coolant recovery |
JP6235527B2 (ja) * | 2015-05-14 | 2017-11-22 | ファナック株式会社 | 結露の発生を予測する機能を備えたレーザ装置 |
JP6166310B2 (ja) * | 2015-06-11 | 2017-07-19 | ファナック株式会社 | レーザ発振部、空気冷却機、および除湿器を共通の冷却水にて冷却するレーザ装置 |
JP6259435B2 (ja) | 2015-10-28 | 2018-01-10 | ファナック株式会社 | レーザ光を合波して出力するレーザ発振器 |
JP6285404B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2018-02-28 | ファナック株式会社 | 結露防止機能を有するレーザ装置 |
JP6360090B2 (ja) | 2016-03-10 | 2018-07-18 | ファナック株式会社 | 機械学習装置、レーザ装置および機械学習方法 |
JP6412042B2 (ja) | 2016-03-29 | 2018-10-24 | ファナック株式会社 | レーザ発振器 |
JP6367900B2 (ja) * | 2016-12-14 | 2018-08-01 | ファナック株式会社 | レーザ装置 |
CN110809841B (zh) * | 2017-07-07 | 2021-04-16 | 松下知识产权经营株式会社 | 半导体激光装置 |
US10454244B2 (en) * | 2017-08-09 | 2019-10-22 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Driver circuitry and systems for high current laser diode arrays |
JP6629812B2 (ja) * | 2017-10-10 | 2020-01-15 | ファナック株式会社 | レーザ発振器 |
CN112272905A (zh) * | 2018-06-29 | 2021-01-26 | 松下知识产权经营株式会社 | 激光装置及激光装置的除湿管理方法 |
-
2017
- 2017-10-06 JP JP2017195848A patent/JP6640811B2/ja active Active
-
2018
- 2018-09-26 US US16/142,078 patent/US11133643B2/en active Active
- 2018-09-28 CN CN201811140118.9A patent/CN109638637B/zh active Active
- 2018-10-01 DE DE102018216840.7A patent/DE102018216840A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006196644A (ja) * | 2005-01-13 | 2006-07-27 | Fanuc Ltd | レーザ装置 |
CN106207720A (zh) * | 2015-06-01 | 2016-12-07 | 发那科株式会社 | 具备判定门可否打开的功能的激光装置 |
CN106486881A (zh) * | 2015-08-24 | 2017-03-08 | 发那科株式会社 | 具有维护作业用温度管理功能的激光装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102018216840A1 (de) | 2019-04-11 |
US20190109433A1 (en) | 2019-04-11 |
CN109638637A (zh) | 2019-04-16 |
US11133643B2 (en) | 2021-09-28 |
JP6640811B2 (ja) | 2020-02-05 |
JP2019071320A (ja) | 2019-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109638637B (zh) | 激光装置 | |
JP6166310B2 (ja) | レーザ発振部、空気冷却機、および除湿器を共通の冷却水にて冷却するレーザ装置 | |
JP6285404B2 (ja) | 結露防止機能を有するレーザ装置 | |
JP5653872B2 (ja) | 筐体用冷却装置 | |
EP2674814A2 (en) | Light source apparatus comprising a cooling mechanism | |
EP0783193A1 (en) | Laser having improved beam quality and reduced operating cost | |
JP6687663B2 (ja) | 筐体の内部の熱を外部に放出する熱移動装置を備えるレーザ装置 | |
US10277004B2 (en) | Laser device | |
JP4871852B2 (ja) | バーンイン装置 | |
CN111397155A (zh) | 杀菌控制方法及其装置、空调器 | |
CN109659799B (zh) | 激光振荡器 | |
EP1981134B1 (en) | Laser unit having preparatory function for activating the unit and activation method for the unit | |
JP6267164B2 (ja) | 保守作業用の温度管理機能を有するレーザ装置 | |
JP2006196644A (ja) | レーザ装置 | |
JP6564594B2 (ja) | 光源装置 | |
JP2009300122A (ja) | エージング装置 | |
Dorsch et al. | Aging tests of high-power diode lasers as a basis for an international lifetime standard | |
JP2007157837A (ja) | レーザ装置 | |
KR100663245B1 (ko) | 전기판넬 또는 통신기기 냉각시스템 제어방법 | |
WO2017159492A1 (ja) | レーザ光源装置 | |
KR102247922B1 (ko) | 경화장치 냉각 시스템 | |
WO2019167516A1 (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
JP2010192779A (ja) | 冷却装置 | |
KR20180137930A (ko) | 레이저 챔버의 온도 제어 방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |