DE102018216840A1

DE102018216840A1 - Lasereinrichtung, die Taukondensationsverhinderungsfunktion beinhaltet

Info

Publication number: DE102018216840A1
Application number: DE102018216840.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Takigawa; Yuji Nishikawa; Hiroyuki Yoshida; Tadashi Kurosawa; Atsushi Mori; Toshiyasu SHIOMI; Michinori Maeda; Akihiko Nishio
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2019-04-11
Also published as: US11133643B2; JP6640811B2; CN109638637B; CN109638637A; US20190109433A1; JP2019071320A

Abstract

Es ist eine Aufgabe, eine Lasereinrichtung bereitzustellen, die Taukondensation an einer Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheit verhindern kann, ohne entfeuchtet zu werden, selbst in einer Umgebung, in der eine Taupunkttemperatur hoch ist, während eine wärmeerzeugende Einheit auf einer kühlenden Temperatur gehalten wird, die ursprünglich aufrechterhalten werden sollte. Eine Lasereinrichtung 1 beinhaltet: ein Kühlkapazitäts-Steuermittel 6, das die Kühlkapazität einer Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 steuert; ein Umgebungsbauteil 14, das eine Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 umgibt, welche eine Wärmeerzeugungseinheit 9 enthält, und welche eine Umgebungs-Gleichgewichtstemperatur höher als die maximale Taupunkttemperatur innerhalb eines Gehäuses 2 erreicht, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 erhöht wird; und ein Temperaturdetektionsmittel 15, welches die Temperatur des Umgebungsbauteils 14 detektiert, eine Steuereinheit 7 vergleicht, während ein Stromausgabebefehl an eine Laserstromversorgungseinheit 4 ausgegeben wird, eine Umgebungsbauteiltemperatur mit einer Schalttemperatur, die zuvor niedriger als die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur eingestellt wurde, und wenn die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist, steuert die Steuereinheit das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so, dass die Kühlkapazität der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 auf niedrigem Niveau ist, während, wenn die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder höher als die Schalttemperatur ist, die Steuereinheit das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so steuert, dass die Kühlkapazität der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gleich oder höher als ein Standardniveau ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lasereinrichtung, die eine Taukondensations-Verhinderungsfunktion enthält. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Lasereinrichtung eines wassergekühlten Systems, welches das üblichste Kühlverfahren bei Hochleistungslasern mit einer großen Menge an Wärmeerzeugung ist, und bezieht sich auf eine Lasereinrichtung, welche die Funktion des Verhinderns von Taukondensation in einem zu kühlenden Bereich beinhaltet, der in der wassergekühlten Lasereinrichtung problematisch ist.
Stand der Technik
In einer Hochleistungs-Lasereinrichtung, die bei Laserschneiden und dergleichen verwendet wird, um einen Anstieg bei der Temperatur eines Wärmeerzeugungsteils, der durch die Wärmeerzeugung des Wärme erzeugenden Teils verursacht wird, wie etwa einen Laser-Oszillator, zu reduzieren, wird der wärmeerzeugende Teil oft wassergekühlt. Wenn jedoch eine Taupunkttemperatur innerhalb der Lasereinrichtung höher ist als die Temperatur von Kühlwasser, tritt eine Taukondensation auf und somit kann im wärmeerzeugenden Teil und Teilen, die zusammen mit dem wärmeerzeugenden Teil gekühlt werden, eine Beschädigung, die durch elektrisches Lecken oder Korrosion verursacht wird, auftreten. Daher wird konventioneller Weise das Innere mit einem Flächenkühler oder dergleichen entfeuchtet. Nachteilhafterweise jedoch steigen bei Verwendung des Flächenkühlers beispielsweise die Kosten davon, wird ein großer Raum benötigt und hängt die Zuverlässigkeit der Lasereinrichtung von der Zuverlässigkeit des Flächenkühlers ab.
Wenn bestimmt wird, dass Taukondensation auftreten kann, ist ein Weg zum Reduzieren der Flussrate des Kühlwassers. ? Jedoch, natürlicherweise, da die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils wie etwa des Laser-Oszillators jenseits einer Standardtemperatur steigt, wird ein Lebensdauerverbrauch davon beschleunigt und somit ist es unmöglich, zu verhindern, dass die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit desselben nachteilig beeinträchtigt wird.
Es ist ein übliches Problem, durch Kühlen eine Taukondensation zu verhindern, die auftreten kann, und es ist konventioneller Weise eine große Anzahl von Technologien vorgeschlagen worden. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine Halbleiterlasereinrichtung, die einen Halbleiterlaser, ein Kühlmittel, welches den Halbleiterlaser kühlt, ein Temperatur-Detektionsmittel, welches die Temperatur der Atmosphäre des Halbleiterlasers detektiert, ein Feuchtigkeits-Detektionsmittel, welches die Feuchtigkeit der Atmosphäre des Halbleiterlasers detektiert, einen Speicher, der die Taupunkttemperatureigenschaft von Wasser in Bezug auf Feuchtigkeit speichert, und ein Steuermittel beinhaltet, wobei das Steuermittel eine Taupunkttemperatur basierend auf der durch das Feuchtigkeits-Detektionsmittel detektierten Feuchtigkeit unter Bezugnahme auf den Speicher berechnet und das Kühlmittel so steuert, dass die durch das Temperaturdetektionsmittel detektierte Temperatur höher als die Taupunkttemperatur ist. In dieser Technologie, da das Kühlmittel so gesteuert wird, dass die Temperatur des Halbleiterlasers höher als die Taupunkttemperatur ist, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, wird die Temperatur des Halbleiterlasers gesteigert. Daher wird das oben erwähnte Problem, dass, wenn die Taukondensation vermieden wird, der Lebensdauerverschleiß des Halbleiterlasers beschleunigt wird, nicht gelöst.
Patentdokument 2 offenbart eine Taukondensations-Verhinderungsvorrichtung, welche beinhaltet: ein Mittel, das in einer Wellenlängen-stabilisierenden Lichtquelle zum Steuern eines Injektionsstroms, der einem Halbleiterlaser zugeführt wird, und der Temperatur des Halbleiterlasers vorgesehen ist, um so die Wellenlänge des Laserlichts, das aus dem Halbleiterlaser ausgegeben wird, zu stabilisieren, und das Umgebungsinformation sammelt, die das Auftreten von Taukondensation im Halbleiterlaser verursacht; und ein Taukondensations-Bestimmungsmittel, welches den Halbleiterlaser basierend auf der Umgebungstemperatur, die durch dieses Mittel gesammelt wird, überwacht, um so die Temperatursteuerung am Halbleiterlaser zu stoppen, wenn es eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Taukondensation gibt. Wie zu erwarten, selbst bei dieser Technologie, da die Temperatursteuerung am Halbleiterlaser gestoppt wird, wenn es eine Möglichkeit des Auftretens von Taukondensation gibt, ist in einer Umgebung, in welcher die Taupunkttemperatur hoch ist, die Kühlung des Halbleiterlasers unzureichend und somit wird das Problem, bei welchem der Lebensdauerverbrauch des Halbleiterlasers beschleunigt ist, nicht gelöst.
Patentdokument 3 offenbart eine Lichtquellenvorrichtung, die innerhalb eines transluzenten Behälters beinhaltet; ein Montagesubstrat, das eine Vielzahl von Solid State-Lichtemissionsvorrichtungen inkorporiert; einen Kühlflusskanal, der in dem Montagesubstrat erzeugte Wärme kühlt; ein Justiermittel, welches die Menge an Kühlwasser, welches in dem Kühlflusskanal fließt, oder die Temperatur des darin fließenden Kühlwassers justiert; ein erstes Detektionsmittel zum Detektieren der Temperatur des Montagesubstrats; ein zweites Detektionsmittel zum Detektieren zumindest eines von Temperatur, Feuchtigkeit und Druck des Umgebungsgases des Montagesubstrats; und eine Steuereinheit, welche die Justierung des Justiermittels steuert, und in welcher die Steuereinheit einen zuvor gehaltenen Kühlsteuerungs-Referenzwert, mit den Ergebnissen der Detektion durch die ersten und zweiten Detektionsmittel vergleicht und bestimmt, um so das Kühlwasser mit dem Justiermittel zu justieren. Um eine Taukondensation zu verhindern, detektiert diese Vorrichtung die Temperatur des Substrats, die Feuchtigkeit des Umgebungsgases des Substrats und dergleichen, um so die Menge an Kühlwasser, das da hinein fließt, oder die Temperatur des da hineinfließenden Wassers zu justieren. Jedoch, wie erwartet, steigt selbst bei dieser Technologie, wenn die Feuchtigkeit des Umgebungsgases des Substrats hoch ist, die Temperatur des Substrats so, wie durch ein Verfahren des Reduzierens der Menge des darin fließenden Kühlwassers, und somit wird das Problem, in welchem der Lebensspannenverbrauch der Solid State-Lichtemissionsvorrichtung beschleunigt wird, nicht gelöst.
Patentdokument 4 offenbart eine lichtstabilisierende Vorrichtung, die in einer Elektronikvorrichtung verwendet wird, die eine Vielzahl von elektronischen Teilen enthält, einschließlich einer Lichtquelle, einer Hauptstromversorgung zum Zuführen eines Antriebsstroms an die elektronischen Teile und einer Starttaste für die Lichtquelle, und welche beinhaltet: eine Heizstromversorgung, die einen Heizstrom der Lichtquelle zuführt, um so die Lichtquelle dazu zu bringen, Wärme durch sich selbst in einem Lichtemissionszustand zu erzeugen; und eine Steuereinheit, die Steuerung so durchführt, dass, nachdem Strom der Hauptstromversorgung zugeführt wird, der Heizstrom zuerst der Lichtquelle von den elektronischen Teilen zugeführt wird, um so die Temperatur der Lichtquelle jenseits einer Taupunkttemperatur zu erhöhen und dass, wenn die Starttaste heruntergedrückt wird, der Antriebsstrom so zugeführt wird, dass er die Lichtquelle dazu bringt, Licht zu emittieren. Dieses Dokument offenbart nur, dass, um Taukondensation an der Lichtquelle zu verhindern, der Heizstrom dazu gebracht wird, zu fließen, aber vor der Lichtemission der Lichtquelle, um so die Temperatur der Lichtquelle jenseits der Taupunkttemperatur zu erhöhen, und offenbart keine Technologie zum Kühlen der Lichtquelle. Daher, bei dieser Technologie, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, wird die Temperatur der Lichtquelle erhöht, um Taukondensation zu verhindern, und somit wird das Problem, bei welchem der Lebensdauerverbrauch der Lichtquelle beschleunigt wird, nicht gelöst.
Patentdokument 5 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung, die Licht auf Pflanzen aufbringt, und die beinhaltet: eine Lichtquelleneinheit, die eine Lichtquelle enthält; ein Kühleinheit, die einen Kühlbereich zum Passieren lassen eines Kühlmittels durch das Innere derselben beinhaltet, die das Kühlmittel in dem Kühlbereich liefert, um so Wärme mit der Lichtquelleneinheit auszutauschen, und welcher dadurch die Lichtquelle kühlt; einen Temperatursensor, der die Temperatur der Lichtquelleneinheit misst; und eine Kühlmittelzirkulier-Steuereinheit, die die Zufuhr des Kühlmittels basierend auf der durch den Temperatursensor gemessenen Temperatur startet oder stoppt. Dieses Dokument offenbart, dass eine obere Grenztemperatur und eine untere Grenztemperatur für die Kühlmittelzirkulier-Steuereinheit eingestellt sind und dass, wenn der Temperatursensor eine höhere Temperatur als die Obergrenztemperatur detektiert, die Zufuhr des Kühlmittels gestartet wird, während, wenn der Temperatursensor eine Temperatur niedriger als die Untergrenztemperatur detektiert, die Zufuhr des Kühlmittels gestoppt wird. Dieses Dokument erwähnt auch, dass die Taupunkttemperatur im Raum als die oben erwähnte Untergrenztemperatur eingestellt wird. Jedoch, selbst bei dieser Technologie, wenn eine Taupunkttemperatur hoch ist, wird die Zufuhr des Kühlmittels gestoppt, falls die Temperatur der Lichtquelleneinheit hoch ist und somit, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, wird das Problem, in welchem der Lebensdauerverbrauch der Lichtquelle beschleunigt wird, nicht gelöst.
Patentdokument 6 offenbart eine Strahlungsbild-Schussvorrichtung, die beinhaltet: einen Strahlungsbildinformations-Detektor, der Strahlungsbildinformation zu einem Subjekt detektiert; ein Gehäuse, welches den Strahlungsbildinformations-Detektor unterbring; einen Temperaturdetektor, der die Außentemperatur des Gehäuses detektiert; einen Feuchtigkeitsdetektor, der die Außenfeuchtigkeit des Gehäuses detektiert; ein Temperaturjustiermittel, welches die Innentemperatur des Gehäuses justiert; und ein Steuermittel, welches das Temperaturjustiermittel basierend auf den Ergebnissen der Detektion des Temperaturdetektors und des Feuchtigkeits-Detektors so steuert, dass der Strahlungsbildinformations-Detektor auf einer vorbestimmten Temperatur oder weniger gehalten wird, und das die Temperatur innerhalb des Gehäuses so steuert, in der Lage zu sein, das Auftreten von Taukondensation innerhalb des Gehäuses zu vermeiden. Jedoch wird bei dieser Technologie, da die Temperatur innerhalb des Gehäuses gesteuert ist, aber die Taupunkttemperatur innerhalb des Gehäuses nicht geändert wird, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, um Taukondensation zu vermeiden, die Temperatur des Strahlungsbildinformations-Detektors unvermeidlich auf einer Temperatur höher als der Temperatur, die ursprünglich gewünscht wird, gehalten zu werden, gehalten wird. Daher offenbart auch dieses Dokument kein Verfahren des Lösens des Problems, bei dem der Lebensdauerverbrauch beschleunigt wird.
Patentdokument 7 offenbart eine Röntgendiagnosevorrichtung, welche beinhaltet: ein Röntgenstrahldetektor-Temperaturjustiermittel, welches die Temperatur eines zur Röntgen-Fluoroskopie und Schießen verwendeten Röntgendetektors justiert; ein Temperaturmessmittel, welches eine Temperatur innerhalb einer Kammer misst, wo der Röntgendetektor installiert ist; ein Feuchtigkeitsmessmittel, welches eine Feuchtigkeit innerhalb der Kammer misst; ein Sättigungswasser-Dampfdruck-Speichermittel, welches vorab Sättigungs-Wasserdampfdruckwerte bei individuellen Temperaturen speichert; und ein Steuermittel, das eine Taupunkttemperatur innerhalb der Kammer aus der, aus dem Temperaturmessmittel ausgegebenen Kammertemperatur, der aus dem Feuchtigkeitsmessmittel gemessenen Feuchtigkeit und den in dem gesättigten Wasserdampfdruck-Speichermittel gespeicherten gesättigten Wasserdampfdruckwerten berechnet, um eine Steuerung so durchzuführen, dass die Temperatur des Wärmemediums die Taupunkttemperatur übersteigt. Jedoch, bei dieser Technologie, da die Steuerung so durchgeführt wird, dass die Temperatur des Heizmediums, das um den Röntgendetektor zirkuliert, die Taupunkttemperatur übersteigt, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, wobei das Wärmemedium eine hohe Temperatur aufweist, zirkuliert wird und somit die Temperatur des Röntgendetektors jenseits der Temperatur angehoben wird, die ursprünglich aufrechterhalten werden soll, mit dem Ergebnis, dass der Lebensdauerverbrauch gleichermaßen beschleunigt wird.
Patentdokument 8 offenbart ein Kühlsystem für eine Elektronikvorrichtung, welches beinhaltet: eine Kammer, wo die Elektronikvorrichtung angeordnet ist; einen Verdampfer, der nahe an der Elektronikvorrichtung vorgesehen ist und der die Elektronikvorrichtung durch Verdampfen eines Kühlmittels mit aus der Elektronikvorrichtung erzeugter Wärme kühlt, und einen Kondensator, der das dem Verdampfer zugeführte Kühlmittel durch Einsatz einer externen Lufttemperatur kühlt, weiter beinhaltet: ein externes Temperaturmessmittel, welches die externe Temperatur misst; und ein erstes Steuermittel, welches die Kondensationstemperatur des Kühlmittels im Kondensator basierend auf dem Ergebnis der Messung durch das externe Temperaturmessmittel so steuert, dass die Temperatur des Kühlmittels am Eingang des Verdampfers auf eine vorbestimmte Temperatur höher als einer Taupunkttemperatur innerhalb der Kammer gehalten wird. Jedoch, wie erwartet, selbst bei dieser Technologie, weil die Steuerung so durchgeführt wird, dass die Kondensationstemperatur des Kühlmittels im Kondensator auf der vorbestimmten Temperatur gehalten wird, welche höher als die Taupunkttemperatur innerhalb der Kammer ist, wenn die Taupunkttemperatur innerhalb der Kammer erhöht wird, die Temperatur des dem Verdampfer zum Kühlen der Elektronikvorrichtung zugeführten Kühlmittels erhöht wird mit dem Ergebnis, dass es wahrscheinlich ist, dass die Elektronikvorrichtung nicht ausreichend gekühlt werden kann.
Wie oben beschrieben, wird bei allen konventionellen Technologien, um Taukondensation in einem im Halbleiterlaser oder dergleichen zu kühlenden Bereich zu verhindern und zu verhindern, dass die Temperatur des zu kühlenden Bereichs jenseits der Taupunkttemperatur innerhalb des Gehäuses gesenkt wird oder der Kammer, wo der zu kühlende Bereich gelagert wird, wird beispielsweise die Temperatur des Kühlmittels erhöht oder die Zufuhr von Kühlmittel gestoppt, mit dem Ergebnis, dass der zu kühlende Bereich daran gehindert wird, übermäßig gekühlt zu werden. Jedoch, bei diesem Verfahren, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, wird der zu kühlende Bereich als eine höhere Temperatur als eine Kühltemperatur verwendet, bei der der zu kühlende Bereich ursprünglich aufrechterhalten werden soll, und somit, im Vergleich mit einem Fall, bei dem der zu kühlende Bereich auf der Kühltemperatur gehalten wird, bei welcher der zu kühlende Bereich ursprünglich aufrechterhalten werden soll, wird der Lebensdauerverbrauch nachteiliger Weise beschleunigt oder es ist nachteiliger Weise unmöglich, die gewünschte Leistungsfähigkeit zu erhalten. Die oben beschriebenen konventionellen Technologien offenbaren in keinster Weise Technologien zum Lösen dieses Problems. Natürlich wird ein Entfeuchter, wie etwa ein Flächenkühler, verwendet, um die Taupunkttemperatur zu senken, und so das Auftreten von Taukondensation an dem zu kühlenden Bereich zu verhindern, und somit ist es möglich, den zu kühlenden Bereich auf die Kühltemperatur zu kühlen, von der gewünscht wird, dass sie ursprünglich aufrechterhalten wird. Jedoch, bei Verwendung des Entfeuchters, wie oben beschrieben, gibt es Probleme so, dass die Kosten derselben steigen, ein großer Raum erforderlich ist und die Zuverlässigkeit der Laservorrichtung von der Zuverlässigkeit des Flächenkühlers abhängt. Daher ist eine Technologie, in der es ohne Entfeuchtung mit einem Entfeuchter selbst in einer Umgebung, wo die Taupunkttemperatur hoch ist, möglich ist, eine Taukondensation an dem zu kühlenden Bereich zu verhindern, während der zu kühlende Bereich auf der Kühltemperatur gehalten wird, von der gewünscht ist, dass sie ursprünglich aufrechterhalten wird, in keinster Weise bei den oben beschriebenen konventionellen Technologien offenbart.

Patentdokument 1: Japanische geprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. H06-32336
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. H06-307808
Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2012-89417
Patentdokument 4: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2010-212475
Patentdokument 5: Japanisches Patent, Nummer 5261612
Patentdokument 6: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2009-72361
Patentdokument 7: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2008-93330
Patentdokument 8: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2009-231529

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein wärmeerzeugender Teil wird mit Kühlwasser so gekühlt, dass ein Anstieg bei der Temperatur des wärmeerzeugenden Teils reduziert wird und somit, wenn der wärmeerzeugende Teil unter Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, kann die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils auf einer vorbestimmten Standard-Teile-Temperatur gehalten werden. Jedoch, selbst wenn die Temperatur der wärmeerzeugenden Einheit im wärmeerzeugenden Teil etwas hoch ist, ist ein Bereich, der zusammen mit der wärmeerzeugenden Einheit gekühlt wird, wenn der wärmeerzeugende Teil gekühlt wird, niedriger von der Temperatur her als die wärmeerzeugende Einheit. Daher, wenn die Taupunkttemperatur von Luft um den wärmeerzeugenden Teil herum hoch ist, kann eine Taukondensation in einem Niedrigtemperaturbereich des zu kühlenden Bereichs auftreten, der sowohl die wärmeerzeugende Einheit als auch den Bereich beinhaltet, der gekühlt wird, zusammen mit der wärmeerzeugenden Einheit, zum Kühlen der wärmeerzeugenden Einheit.
Die Taupunkttemperatur wird nicht geändert, selbst durch eine Änderung der Temperatur der Luft. Da jedoch die Taupunkttemperatur durch Entfeuchtung mit einem Entfeuchter wie etwa einem Flächenkühler gesenkt werden kann, ist es möglich, eine Taukondensation zu verhindern. Jedoch, bei Verwendung des Entfeuchters, wie etwa eines Flächenkühlers, wie zuvor beschrieben, gibt es Probleme, dass die Kosten desselben steigen, ein großer Raum erforderlich ist und die Zuverlässigkeit der Lasereinrichtung von der Zuverlässigkeit des Flächenkühlers abhängt. Wenn andererseits die Entfeuchtung nicht durchgeführt wird, wird die Taupunkttemperatur nicht gesenkt und somit ist es notwendig, eine Taukondensation zu verhindern. Hier, wie bei den oben beschriebenen konventionellen Technologien, in einem Fall, bei dem die Kühlung unter Verwendung des Kühlwassers reduziert ist, so dass die Temperatur des Niedrigtemperaturbereichs des zu kühlenden Bereichs daran gehindert wird, gesenkt zu werden jenseits der Taupunkttemperatur, und wo die Taupunkttemperatur hoch ist, wenn der wärmeerzeugende Teil unter Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, kann die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils nicht auf der vorbestimmten Standard-Teiletemperatur gehalten werden, welches die Kühltemperatur ist, von der gewünscht wird, dass sie ursprünglich aufrechterhalten wird. Folglich ist nachteiliger Weise die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils höher als die Standard-Teiletemperatur und somit wird der Lebensdauerverbrauch so beschleunigt, dass die Lebensdauer verkürzt ist, wird dessen Zuverlässigkeit gesenkt und kann die gewünschte Leistungsfähigkeit desselben nicht erhalten werden.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zu erzielen ist, eine Lasereinrichtung bereitzustellen, die Taukondensation auf einem, eine wärmeerzeugende Einheit beinhaltenden, zu kühlenden Bereich verhindern kann, insbesondere ohne mit einem Entfeuchter entfeuchtet zu werden, selbst in einer Umgebung, in der eine Taupunkttemperatur hoch ist, während die wärmeerzeugende Einheit auf einer Kühltemperatur gehalten wird, von der gewünscht wird, dass sie ursprünglich aufrecht zu erhalten ist, und in welcher die Größe der Lasereinrichtung zu niedrigen Kosten reduziert werden kann, wobei die Zuverlässigkeit derselben hoch ist, und in welcher die Lebensdauer derselben lang ist.

(1) Eine Lasereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Lasereinrichtung (beispielsweise eine Lasereinrichtung 1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, die später beschrieben werden), welche beinhaltet: ein Gehäuse (beispielsweise ein Gehäuse 2, das später beschrieben wird); zumindest ein oder mehrere Laser-Oszillatoren (beispielsweise der Laser-Oszillator 3, der später beschrieben wird) innerhalb des Gehäuses 2; und ein oder mehrere Leistungszufuhreinheiten (beispielsweise eine Laser- Stromversorgungseinheit 4, die später beschrieben wird), die einen Strom dem Laser-Oszillator zuführen, wobei der Laser-Oszillator beinhaltet: ein oder mehrere wärmeerzeugende Einheiten (beispielsweise eine wärmeerzeugende Einheit 9, die später beschrieben wird), welche Wärme für die Laseroszillation erzeugt; und ein oder mehrere wärmeaufnehmende Kühleinheiten (beispielsweise eine wärmeaufnehmende/Kühleinheit 11, die später beschrieben wird), welche mit einer Taukondensations-Verhinderungszieleinheit, die zumindest die wärmeerzeugende Einheit beinhaltet, thermisch verbunden sind und die einen Kühlwasserflusspfad (beispielsweise einen Kühlwasserflusspfad 10, der später beschrieben wird) zum Passieren von Kühlwasser zum Kühlen der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit beinhalten und an welchen ein Kühlwasser-Rohrleitungssystem (beispielsweise ein Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5, welches später beschrieben wird) zum Passieren lassen des Kühlwassers zum Kühlwasserflusspfad verbunden ist, wobei die Lasereinrichtung weiter beinhaltet: ein oder mehrere Kühlkapazitäts-Steuermittel (beispielsweise ein Kühlkapazitäts-Steuermittel 6, das später beschrieben wird) zum Steuern einer Kühlkapazität, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheit mit dem das Kühlwasser-Rohrleitungssystem passierenden Kühlwasser kühlt; eine Steuereinheit (beispielsweise eine Steuereinheit 7, die später beschrieben wird), die zumindest das Kühlkapazitäts-Steuermittel und die Laser-Stromversorgungseinheit steuert; ein Umgebungsbauteil (beispielsweise ein Umgebungsbauteil 14, das später beschrieben wird), das nahe an der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit (beispielsweise einer Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13, die später beschrieben wird) ist, um so die Taukondensations-Verhinderungszieleinheit zu umgeben; und zumindest ein oder mehrere Temperaturdetektionsmittel (beispielsweise ein Temperaturdetektionsmittel 15, das später beschrieben wird), welches die Temperatur eines vorbestimmten Bereichs des Umgebungsbauteils detektiert und als Ergebnis der Detektion eine Umgebungsbauteiltemperatur an die Steuereinheit ausgibt, das Umgebungsbauteil so gebildet ist, dass eine Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur erreicht wird, welche höher ist als das Maximum der Taupunkttemperatur, die in Bezug auf Luft innerhalb des Gehäuses angenommen wird, wenn eine Temperatur der wärmeerzeugenden Einheit in einem Zustand erhöht wird, wenn die Lasereinrichtung oder der Laser-Oszillator unter Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, in welchem Laserlicht einer Standardoptikausgabe emittiert wird, und in der die Kühlkapazität zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit durch das Kühlkapazitäts-Steuermittel gesteuert ist, um einen Standardpegel aufzuweisen, und wobei die Lasereinrichtung oder der Laser-Oszillator im Wesentlichen einen Gleichgewichtszustand erreicht und die Steuereinheit, während ein Stromausgabebefehl an die Laser-Stromversorgungseinheit ausgegeben wird, die durch das Temperaturdetektionsmittel detektierte Umgebungsbauteiltemperatur mit einer Schalttemperatur, die niedriger eingestellt ist als die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur, vergleicht, und wenn die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist, die Steuereinheit das Kühlkapazitäts-Steuermittel so steuert, dass die Kühlkapazität zu Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit niedriger als der Standardpegel ist, während, wenn die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder höher als die Schalttemperatur ist, die Steuereinheit das Kühlkapazitäts-Steuermittel so steuert, dass die Kühlkapazität zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit gleich oder höher als der Standardpegel ist.
(2) Vorzugsweise beinhaltet die in (1) beschriebene Lasereinrichtung weiter: ein oder mehrere Taupunkttemperatur-Detektionsmittel (beispielsweise ein Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19, das später beschrieben wird) zum Detektieren einer Taupunkttemperatur von Luft innerhalb des Gehäuses, und wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses, welche durch das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel detektiert wird, als eine Gehäuseinnen-Taupunkttemperatur angenommen wird, wird die Schalttemperatur so eingestellt, dass (Schalttemperatur) = (Gehäuseinnen-Taupunkttemperatur) + (vorbestimmte Temperatur).
(3) In der in (1) oder (2) beschriebenen Lasereinrichtung wird die maximale Taupunkttemperatur vorzugsweise auf eine Umgebungsobergrenz-Temperatur eingestellt, welche die Obergrenze einer Taupunkttemperatur von Luft um die Lasereinrichtung herum ist, die aus einer zulässigen Installations-Umgebungsbedingung der Lasereinrichtung oder einer Installationsbedingungs-Spezifikation der Lasereinrichtung abgeleitet ist.
(4) Vorzugsweise beinhaltet die in (3) beschriebene Lasereinrichtung weiter: ein Mitteilungsmittel (beispielsweise eine Anzeigeeinheit 20, die später beschrieben wird), welche visuell oder akustisch durch Steuerung der Steuereinheit eine Mitteilung bereitstellt, dass die Installationsumgebung der Lasereinrichtung außerhalb eines Bereichs der Installationsbedingungs-Spezifikation fällt, wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses höher als die Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur ist.
(5) Vorzugsweise, in der in einem von (1) bis (4) beschriebenen Lasereinrichtung, ist der vorbestimmte Bereich, wo das Temperaturdetektionsmittel installiert ist, die Oberfläche des Umgebungsbauteiles, das in Kontakt mit Luft steht, oder ein Bereich in der Umgebung der Oberfläche, und wird auf einen Bereich eingestellt, dessen Temperatur die niedrigste ist, außer einem Vorsprungbereich des Umgebungsbauteiles oder einem Bereich, dessen Temperatur nahe an der Temperatur des Bereichs ist, dessen Temperatur die niedrigste ist in einem Zustand, bei dem die Lasereinrichtung oder der Laser-Oszillator den Gleichgewichtszustand erreicht.
(6) Vorzugsweise beinhaltet die in einer von (1) bis (5) beschriebenen Lasereinrichtung weiter: ein Hilfsheizmittel (beispielsweise ein Hilfsheizmittel 21, das später beschrieben wird), welches mit dem Umgebungsbauteil thermisch verbunden ist, und die Steuereinheit steuert die Menge an Wärmeerzeugung im Hilfsheizmittel so, dass die durch das Temperaturdetektionsmittel detektierte Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Maximal-Taupunkttemperatur in einem Zustand ist, bei dem die Lasereinrichtung oder der Laser-Oszillator den Gleichgewichtszustand erreicht.
(7) Vorzugsweise ist in der in einem von (1) bis (6) beschriebenen Lasereinrichtung der Laser-Oszillator ein Laser-Oszillator, in welchem zumindest ein oder mehrere LD-Module (beispielsweise ein LD-Modul, das später beschrieben wird) eine Lichtemissionsquelle oder eine Anregungslichtquelle sind, zumindest die eine oder mehrere Wärmeerzeugungseinheiten ein Laserdioden-Chip (beispielsweise ein LD-Chip 23, der später beschrieben wird) sind, welcher einer von Bestandteilelementen des LD-Moduls ist, das Umgebungsbauteil ein Gehäuse ist (beispielsweise ein Gehäuse 24, das später beschrieben wird), welches eines von Bestandteilelementen des LD-Moduls ist, und innerhalb des Gehäuses zumindest ein oder mehrere Laserdioden-Chips installiert sind.
(8) Vorzugsweise ist in der in (7) beschriebenen Lasereinrichtung die Wärmeaufnahme/Kühleinheit eine Kühlplatte (beispielsweise eine Kühlplatte 27, die später beschrieben wird), in welcher der Kühlwasserflusspfad darin oder auf der Oberfläche derselben vorgesehen ist, und zumindest das eine oder mehrere LD-Module so angeordnet sind, dass sie mit der Kühlplatte thermisch verbunden sind.
(9) Vorzugsweise sind in der in (8) beschriebenen Lasereinrichtung eine Vielzahl von LD-Modulen auf der Kühlplatte angeordnet und ist das Temperaturdetektionsmittel auf der Oberfläche des Gehäuses des in einer Position am nächsten an der stromaufwärtigen Seite oder im der Umgebung der Oberfläche angeordneten LD-Moduls installiert, zumindest wenn das Kühlwasser dazu gebracht wird, längs dem Kühlwasserflusspfad der Kühlplatte zu fließen.
(10) Vorzugsweise beinhaltet in der in einem von (1) bis (9) beschriebenen Lasereinrichtung das Kühlkapazitäts-Steuermittel Ein-Aus-Ventile (beispielsweise Solenoidventile A, B, C, die später beschrieben werden), die einen Flusspfad des Kühlwassers öffnen und schließen, und/oder ein Flussraten-Justierventil, das eine Flussrate im Flusspfad des Kühlwassers justiert, und ist die Steuerung der Kühlkapazität, welche durch das Kühlkapazitäts-Steuermittel durchgeführt wird, die Steuerung der Zufuhr und Nichtzufuhr des Kühlwassers oder der Flussrate, die durchgeführt wird durch die Ein/Aus-Ventile oder das Flussraten-Justierventil.
(11) Vorzugsweise beinhaltet die in einem von (1) bis (10) beschriebene Lasereinrichtung weiter: einen Drainage-Mechanismus (beispielsweise einen Drainage-Mechanismus 29, der später beschrieben wird), der nach außerhalb innerhalb des Gehäuses erzeugtes Kondensationswasser abführt, indem der Kühlwasserfluss längs des Kühlwasserflusspfades bewirkt wird.
(12) Vorzugsweise ist in der in (11) beschriebenen Lasereinrichtung innerhalb des Gehäuses ein Wärme-Isolator (beispielsweise ein Wärme-Isolator 32, der später beschrieben wird) auf der Oberfläche zumindest eines oder mehrerer Bereiche angeordnet, die durch das Kühlwasser gekühlt werden.
(13) In der in (11) oder (12) beschriebenen Lasereinrichtung wird vorzugsweise eine Antirostbehandlung an einem Bereich durchgeführt, wo Taukondensation innerhalb des Gehäuses auftritt, um so durch Taukondensation verursachte Korrosion zu reduzieren, oder ein Material des Bereichs, an dem Taukondensation innerhalb des Gehäuses auftritt, ist ein Antirostmaterial.
(14) Vorzugsweise beinhaltet die in einem von (1) bis (13) beschriebene Lasereinrichtung: eine Vielzahl von Wärmeaufnahme/Kühleinheiten, welche mit einer Vielzahl von wärmeerzeugenden Einheiten thermisch verbunden sind; eine Vielzahl der Kühlkapazitäts-Steuermittel um unabhängigen Steuern der Kühlkapazitäten, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheiten kühlen; eine Vielzahl von den Umgebungsbauteilen, die nahe an den die wärmeerzeugenden Einheiten enthaltenden Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten sind, um so die Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten individuell zu umgeben; und eine Vielzahl der Temperaturdetektionsmittel, welche Temperaturen der vorbestimmten Bereiche der Umgebungsbauteile detektieren, und die Steuereinheit individuell die Kühlkapazitäts-Steuermittel steuert, welche die Kühlkapazitäten zum Kühlen der entsprechenden Wärmeaufnahme/Kühleinheiten steuern, gemäß den Ergebnissen der Detektion durch die individuellen Temperaturdetektionsmittel.
(15) Vorzugsweise beinhaltet die in einem von (1) bis (13) beschriebene Lasereinrichtung: eine Vielzahl der Laser-Oszillatoren; eine Vielzahl der Wärmeaufnahme/Kühleinheiten, die individuell und thermisch mit einer Vielzahl der wärmeerzeugenden Einheiten verbunden sind, die Wärme für Laser-Oszillation in den Laser-Oszillatoren erzeugen; das Kühlkapazitäts-Steuermittel zum gemeinsamen Steuern der Kühlkapazitäten, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheiten kühlen; eine Vielzahl der Umgebungsbauteile, die nahe an den, die wärmeerzeugenden Einheiten enthaltenden Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten sind, um so die Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten zu umgeben; und eine Vielzahl der Temperaturdetektionsmittel, die Temperaturen der vorbestimmten Bereiche der Umgebungsbauteile detektieren, und die Steuereinheit die aus den entsprechenden Laser-Stromversorgungseinheiten zugeführten Ströme an die Laser-Oszillatoren so steuert, dass die Detektionsergebnisse durch die individuellen Temperaturdetektionsmittel die gleiche Temperatur sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Lasereinrichtung bereitzustellen, welche die Taukondensation auf einer Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheit, die eine wärmeerzeugende Einheit beinhaltet, verhindern kann, insbesondere ohne durch einen Entfeuchter entfeuchtet zu werden, selbst in einer Umgebung, in der eine Taupunkttemperatur hoch ist, während die wärmeerzeugende Einheit auf einer Kühltemperatur gehalten wird, von der gewünscht wird, dass sie ursprünglich aufrecht zu erhalten ist, und in welcher die Größe der Lasereinrichtung zu niedrigen Kosten reduziert werden kann, wobei die Zuverlässigkeit derselben hoch ist und wobei deren Lebensdauer lang ist.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Steuerung in der Lasereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 ist ein Zeitdiagramm, welches den Ablauf der Steuerung in der Lasereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Steuerung in der Lasereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
6 ist ein Zeitdiagramm, welches den Ablauf der Steuerung in der Lasereinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine schematische Querschnittsansicht eines LD-Moduls, welches die Lasereinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet;
10 ist ein Diagramm, in welchem ein thermisches Netzwerk zu einer schematischen Querschnittsansicht des LD-Moduls hinzugefügt ist;
11 ist ein Diagramm, welches das Rechenergebnis der Unabhängigkeit der Temperatur eines pn-Übergangs vom Betrag von Wärmeerzeugung im pn-Übergang in der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Struktur eines Drainage-Mechanismus zeigt;
13 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Anordnung eines Wärmeisolators zeigt;
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen einer Lasereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. In den unten gezeigten Zeichnungen werden dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen identifiziert. Elemente, die mit denselben Bezugszeichen in unterschiedlichen Zeichnungen identifiziert sind, bedeuten Bestandteilelemente, welche dieselben Funktionen aufweisen. Für die Leichtigkeit der BetrVorsicht dieser Zeichnungen werden Maßstäbe nach Bedarf verändert. Eine in jeder der Zeichnungen gezeigte Form ist ein Beispiel zum Ausführen der vorliegenden Erfindung und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Formen beschränkt.
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lasereinrichtung 1 beinhaltet innerhalb eines Gehäuses 2 einen Laser-Oszillator 3, eine Laserstromversorgungseinheit 4, die einen Antriebsstrom dem Laser-Oszillator 3 zuführt, ein Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5, ein Kühlkapazitäts-Steuermittel 6, eine Steuereinheit 7, die zumindest die Laserstromversorgungseinheit 4 und das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 steuert, und eine Eingabeeinheit 8, die der Steuereinheit 7 eine Anweisung erteilt.
Innerhalb des in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Laser-Oszillators 3 sind eine Wärmeerzeugungseinheit 9, eine Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 und eine Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 vorgesehen. Die Wärmeerzeugungseinheit 9 ist ein Teil, der Wärme zur Laser-Oszillation erzeugt, und wenn der Laser-Oszillator 3 zumindest eine oder mehrere LD (Laserdioden)-Module als eine Lichtemissionsquelle oder eine Anregungslichtquelle aufweist, entspricht die Wärmeerzeugungseinheit 9 einem Laserdioden-Chip (LD-Chip), der einer von Bestandteilelementen des LD-Moduls ist. Die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 ist so vorgesehen, dass sie in thermischem Kontakt mit der Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 steht. In der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 ist eine Kühlwasserflusspfad 10, längs welchem Kühlwasser zum Kühlen der Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 und der Wärmeerzeugungseinheit 9 durch die Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 dazu gebracht wird zu fließen, vorgesehen. Der Kühlwasserflusspfad 10 ist entweder auf der inneren Oberfläche oder auf der Frontoberfläche der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 vorgesehen. Die Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 ist zwischen der Wärmeerzeugungseinheit 9 und der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 so eingefügt, dass sie thermisch mit der Wärmeerzeugungseinheit 9 verbunden ist und unterstützt dadurch die Wärmeerzeugungseinheit 9. Die Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 ist ein Teil, der zusammen mit der Wärmeerzeugungseinheit 9 gekühlt wird, wenn die Wärmeerzeugungseinheit 9 gekühlt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform bilden von den oben beschriebenen Teilen innerhalb des Laser-Oszillators 3 die Wärmeerzeugungseinheit 9 und die Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12 eine Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13, in der Taukondensation verhindert werden muss. Die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 unterstützt die Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12, um so thermisch mit der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 verbunden zu sein.
Die Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 wird durch ein Umgebungsbauteil 14 umgeben, das so angeordnet ist, dass es nahe der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 ist. Obwohl das Umgebungsbauteil 14 vorzugsweise die Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 mit der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 umgeben kann, wenn die Wärmeerzeugungseinheit 9 der LD-Chip ist, wie zuvor beschrieben, entspricht das Umgebungsbauteil 14 einem Gehäuse, welches eines der Bestandteilelemente des LD-Moduls ist. Hier ist das Umgebungsbauteil 14 nicht notwendigerweise auf ein Umgebungsbauteil beschränkt, welches mit der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 die gesamte Peripherie der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 umgibt, um sie so vollständig einzuschließen, und umgibt das Umgebungsbauteil 14 vorzugsweise im Wesentlichen die Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 mit der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11. Daher kann das Umgebungsbauteil 14 einen Bereich aufweisen, durch welchen Luft mit dem Inneren und dem Äußeren des Umgebungsbauteils 14 kommunizieren kann, solange wie die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nicht gestört wird.
Das Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5 ist über einen Kühler (Kühlwasserzirkulations-Zufuhrvorrichtung) 16 außerhalb des Gehäuses 2 und des in der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehenen Laser-Oszillators 10 vorgesehen, und das Kühlwasser wird zwischen dem Kühler 16 und dem Kühlwasserflusspfad 10 zirkuliert. Das Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5 beinhaltet: eine Rohrleitungseinheit 51 auf einer Einflussseite, auf welcher Kühlwasser aus dem Kühler 16 zum Kühlwasserflusspfad 10 einfließt; eine Delta-Sigma-Modulationseinheit 52 auf einer Außflussseite, auf welcher das Kühlwasser aus dem Kühlwasserflusspfad 10 zum Kühler 16 ausfließt und eine Rohrleitungseinheit 53, die einen Bereich der Rohrleitungseinheit 51 und einen Bereich der Rohrleitungseinheit 52 dazu bringt, miteinander zu kommunizieren.
Obwohl in 1 der Kühler 16 außerhalb des Gehäuses 2 der Lasereinrichtung 1 installiert ist, kann der Kühler 16 innerhalb des Gehäuses 2 installiert sein. In 1 repräsentieren dicke durchgezogene Linien das Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5, welches den Kühlwasserflusspfad 10 enthält. In der Umgebung desselben gezeigte Pfeile illustrieren Richtungen, in welchen das Kühlwasser fließt. Weiterhin repräsentieren durchgezogene weiße Pfeile schematisch das Laserlicht 17. Spezifisch passiert das aus dem Laser-Oszillator 3 emittierte Laserlicht 17 ein Laseroptiksystem 18 und wird aus der Lasereinrichtung 1 ausgegeben.
Innerhalb des Laser-Oszillators 3 ist ein Temperaturdetektionsmittel 15 vorgesehen, welches die Temperatur eines vorbestimmten Bereichs des Umgebungsbauteils 14 detektiert. Das Temperaturdetektionsmittel 15 wird beispielsweise mit einem Temperatursensor gebildet und gibt als eine Umgebungsbauteiltemperatur das Ergebnis der Detektion der Temperatur des Umgebungsbauteils 14 an die Steuereinheit 7 aus. Vorzugsweise, um zuverlässiger eine Taukondensation an der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 zu verhindern, ist der vorbestimmte Bereich des Umgebungsbauteils 14, an dem das Temperaturdetektionsmittel 15 bereitgestellt ist, ein Bereich auf der Oberfläche des Umgebungsbauteils 14, welcher in Kontakt mit Luft oder einem Bereich in der Umgebung der Oberfläche steht und ist ein Bereich, dessen Temperatur am niedrigsten ist, außer einem Vorsprungsbereich des Umgebungsbauteils 14 oder einem Bereich, dessen Temperatur nahe an der Temperatur des Bereichs ist, dessen Temperatur die niedrigste ist, in einem Zustand, bei dem die Lasereinrichtung 1 oder der Laser-Oszillator 3 unter Standard-Antriebsbedingungen angetrieben werden, um so im Wesentlichen einen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Der Vorsprungsbereich des Umgebungsbauteils 14 bezieht sich auf einen Bereich, wie etwa einen Anbringflanschbereich, eine Nase oder dergleichen im Umgebungsbauteil 14, der weit weg ist von der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 im Vergleich zu der Außenwandoberfläche des Umgebungsbauteils 14.
Das Umgebungsbauteil 14 wird so ausgebildet, dass seine Temperatur ansteigt, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 ansteigt. Spezifisch ist das Umgebungsbauteil 14 so ausgebildet, dass eine Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur höher als die Maximal-Taupunkttemperatur ist, welche in Bezug auf Luft innerhalb des Gehäuses 2 angenommen wird. Die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur bezieht sich auf eine Temperatur des Umgebungsbauteils 14 in einem Zustand, bei dem die Lasereinrichtung 1 oder der Laser-Oszillator 3 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, in welchem das Laserlicht einer Standard-Optikausgabe emittiert wird und in der eine Kühlkapazität zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 mit dem Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so gesteuert wird, dass sie einen Standardpegel aufweist und wo ein substantieller Gleichgewichtszustand erreicht wird. Die Standard-Optikausgabe kann auf eine Nennoptikausgabe eingestellt sein.
Obwohl eine spezifische Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur nicht beschränkt ist, wird beispielhaft die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur 5 °C höher eingestellt als die maximale Taupunkttemperatur.
Beispiele eines spezifischen Mittels zum Einstellen der Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur des Umgebungsbauteils 14 höher als die Maximal-Taupunkttemperatur beinhalten ein Mittel, in welchem thermischer Widerstand zwischen dem Umgebungsbauteil 14 und der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 so ansteigt, wie etwa durch ein Verfahren des Einfügens einer Wärmeisolationsplatte (nicht illustriert) an einer Schnittstelle zwischen dem Umgebungsbauteil 14 und der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 und ein Mittel, in welchem die Innenwandoberfläche des Umgebungsbauteils 14 geschwärzt ist, so dass Abstrahlungswärme aus der Wärmeerzeugungseinheit 9 leicht absorbiert wird. Der thermische Widerstand zwischen dem Umgebungsbauteil 14 und der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 kann gleichermaßen so durch ein Verfahren des Einfügens einer Wärmeisolationsplatte gesteigert werden, dass die Temperatur der Umgebung eines Bereichs des Umgebungsbauteils 14, die in Kontakt steht mit der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11, auch ausreichend angehoben wird, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 gesteigert wird.
Das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 ist am Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5 vorgesehen und beinhaltet, wie in der Figur gezeigt, drei Solenoidventile A, B und C, die Ein/Aus-Ventile sind, deren Öffnen und Schließen durch die Steuereinheit 7 gesteuert wird. Das Solenoidventil A ist auf einer stromabwärtigen Seite des Verbindungsbereichs der Rohrleitungseinheit 53 in der Rohrleitungseinheit 51 des Kühlwasser-Rohrleitungssystems 5 vorgesehen. Das Solenoidventil B ist auf der stromaufwärtigen Seite des Verbindungsbereichs der Rohrleitungseinheit 53 in der Rohrleitungseinheit 52 a-Modulationseinheit 52 des Kühlwasser-Rohrleitungssystems 5 vorgesehen. Das Solenoidventil C ist in der Rohrleitungseinheit 53 des Kühlwasser-Rohrleitungssystems 5 vorgesehen. Wenn das Kühlwasser aus dem Kühler 16 zur Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 geleitet wird, wird das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so gesteuert, dass das Solenoidventil C geschlossen ist und das Solenoidventil A und das Solenoidventil B geöffnet werden, wenn die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gestoppt wird, das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so gesteuert wird, dass das Solenoidventil C geöffnet wird und das Solenoidventil A und das Solenoidventil B geschlossen werden. Auf diese Weise werden Zufuhr und Nichtzufuhr von Kühlwasser, das auf dem Kühlwasserflusspfad 10 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 fließt, gesteuert, und folglich wird die Kühlkapazität gesteuert.
In der Steuereinheit 7 wird zuvor eine Schalttemperatur zum Vergleich mit der durch das Temperaturdetektionsmittel 15 detektierten Umgebungsbauteiltemperatur eingestellt. Die Schalttemperatur wird niedriger als die oben beschriebene Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur eingestellt. Jedoch wird in der vorliegenden Ausführungsform die Umschalttemperatur höher als die Maximal-Taupunkttemperatur eingestellt, die in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2 angenommen wird. Obwohl eine spezifische Temperatur nicht beschränkt ist, wird beispielhaft im Falle des oben beschriebenen Beispiels, wo die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur 5°C höher eingestellt wird als die Maximal-Taupunkttemperatur, die Schalttemperatur 3°C niedriger eingestellt als die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur. Daher, wenn die Maximal-Taupunkttemperatur, die in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2 angenommen wird, als 35°C angenommen wird, ist die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur 40°C und ist die Schalttemperatur 37°C. Die Schalttemperatur kann aus der Eingabeeinheit 8 eingestellt und eingegeben werden.
Die Steuereinheit 7 vergleicht die durch das Temperaturdetektionsmittel 15 detektierte Umgebungsbauteiltemperatur mit der Schalttemperatur zumindest, während ein Stromausgabebefehl an die Laserstromversorgungseinheit 4 ausgegeben wird. Dann, wenn festgestellt wird, dass die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist, steuert die Steuereinheit 7 das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so, dass die Solenoidventile A und B geschlossen werden und das Solenoidventil C geöffnet wird, und stoppen dadurch die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11. Auf diese Weise wird die Kühlkapazität zum Kühlen der entsprechenden Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 niedriger eingestellt als der Standardpegel. Andererseits, wenn festgestellt wird, dass die Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Schalttemperatur ist, steuert die Steuereinheit 7 das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6, um so die Solenoidventile A und B zu öffnen und das Solenoidventil C zu schließen, und führt dadurch das Kühlwasser aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zu. Auf diese Weise wird die Kühlkapazität zum Kühlen der entsprechenden Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 auf den Standardpegel eingestellt.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Steuerung in der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Lasereinrichtung 1 zeigt. Basierend darauf wird die Steuerung in der Lasereinrichtung 1 beschrieben. Wenn der Strom der Lasereinrichtung 1 eingeschaltet wird und die Steuerung gestartet wird, prüft zuerst die Steuereinheit 7 den Betriebszustand des Kühlers 16 (Schritt S101), um so zu bestimmen, ob der Kühler 16 betrieben wird (Schritt S102). Hier, wenn der Kühler 16 betrieben wird (im Falle von JA), prüft die Steuereinheit 7 aus der Eingabeeinheit 8 eingegebene Information (Schritt S103). Wenn in der Bestimmung von Schritt S102 der Kühler nicht betrieben wird (im Falle von NEIN), startet die Steuereinheit 7 den Betrieb des Kühlers 16 (Schritt S104). Danach schreitet der Ablauf zu Schritt S103.
Im Schritt S103 prüft die Steuereinheit 7 die aus der Eingabeeinheit 8 eingegebene Information. Die Steuereinheit 7 bestimmt aus dem Ergebnis derselben, ob oder ob nicht ein optischer Ausgabebefehl der Lasereinrichtung 1 erteilt wird (Schritt S105). Hier, wenn bestimmt wird, dass der optische Ausgabebefehl nicht an die Lasereinrichtung 1 erteilt wird (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück. Wenn festgestellt wird, dass der Optikausgabebefehl an die Lasereinrichtung 1 erteilt wird (im Falle von JA, wenn die Steuereinheit 7 eine Ausgabe (Temperaturdetektionswert) aus dem Temperaturdetektionsmittel 15 (Schritt S106) und vergleicht die Umgebungsbauteiltemperatur, welche durch das Temperaturdetektionsmittel 15 detektiert wird, mit der Schalttemperatur, um so zu bestimmen, ob die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder größer als die Schalttemperatur ist (Schritt S107).
Wenn im Schritt S107 bestimmt wird, dass die Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Schalttemperatur ist (im Fall von JA), bestimmt die Steuereinheit 7, ob das Kühlwasser aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zuzuführen ist oder nicht, gestoppt ist (Schritt S108). Hier, wenn bestimmt wird, dass die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt ist (im Falle von JA), steuert die Steuereinheit 7 das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so, dass die Zufuhr des Kühlwassers gestartet wird (Schritt S109). Dann gibt die Steuereinheit 7 den Stromausgabebefehl entsprechend dem Optikausgabebefehl an die Laserstromversorgungseinheit 4 aus. Auf diese Weise wird die Laser-Oszillation des Laser-Oszillators 3 durch den aus der Laserstromversorgung zugeführten Antriebsstrom durchgeführt und somit wird Laserlicht aus der Lasereinrichtung 1 emittiert (Schritt S110).
Wenn im Schritt S108 bestimmt wird, dass die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 nicht gestoppt ist (im Falle von NEIN), schreitet der Ablauf direkt zu Schritt S110 fort. Wenn im Schritt S107 bestimmt wird, dass die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist (im Falle von NEIN), bestimmt die Steuereinheit 7, ob das Kühlwasser aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführt wird oder nicht (Schritt S111). Hier, wenn bestimmt wird, dass das Kühlwasser zugeführt wird (im Falle von JA), steuert die Steuereinheit 7 das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so, dass die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt wird (Schritt S112). Dann schreitet der Ablauf zu Schritt S110. Wenn im Schritt S111 bestimmt wird, dass das Kühlwasser nicht aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführt wird (im Falle von NEIN), schreitet der Ablauf auch zu Schritt S110 fort.
Während das Laserlicht im Schritt S110 emittiert wird, bestimmt die Steuereinheit 7 konstant, ob die Ausführung des Optikausgabebefehls abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S113). Hier, wenn bestimmt wird, dass die Ausführung des Optikausgabebefehls nicht abgeschlossen ist (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zu Schritt S106 zurück und prüft die Steuereinheit 7 die Umgebungsbauteiltemperatur. Wenn bestimmt wird, dass die Ausführung des Optikausgabebefehls abgeschlossen ist (im Falle von JA), steuert die Steuereinheit 7 das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so, dass die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gestoppt wird (Schritt S114) und bestimmt dann, ob ein Stromausgabebefehl aus der Eingabeeinheit 8 erteilt wird oder nicht (Schritt S115). Hier, wenn bestimmt wird, dass der Stromausgabebefehl nicht erteilt wird (im Falle von NEIN), kehrt der Ablauf zu Schritt S103 zurück und die Steuereinheit 7 wartet auf eine Eingabe des nachfolgenden Optikausgabebefehls. Wenn bestimmt wird, dass der Stromausgabebefehl erteilt wird (im Falle von JA), steuert die Steuereinheit 7 das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 so, dass der Betrieb des Kühlers 16 gestoppt wird (Schritt S116) und schaltet schließlich den Strom der Lasereinrichtung 1 aus.
In Bezug auf einen Fall, bei dem in der Steuerung der Lasereinrichtung 1 der Optikausgabebefehl, dass der Strom der Lasereinrichtung 1 eingeschaltet wird, um so die Standard-Optikausgabe kontinuierlich eine feste Periode lang zu erzeugen, dass eine optische Ausgabe von 50% der Standard-Optikausgabe wieder kontinuierlich eine fixe Periode lang erzeugt wird und dass die optische Ausgabe danach abgeschlossen wird, aus der Eingabeeinheit 8 eingegeben, wird die spezifische Steuerabfolge unten beschrieben. Wenn der Strom der Lasereinrichtung 1 so eingeschaltet wird, dass die Steuerung gestartet wird, prüft die Steuereinheit 7 zuerst den Betriebszustand des Kühlers 16 (Schritt S101). Hier, da der Kühler 16 gestoppt ist, startet die Steuereinheit 7 den Betrieb des Kühlers 16 (Schritt S104) und überprüft die aus der Eingabeeinheit 8 eingegebene Information (Schritt S103). Hier, da festgestellt wird, dass der Optikausgabebefehl erteilt wird, liest die Steuereinheit 7 die Ausgabe aus dem Temperaturdetektionsmittel 15 (Schritt S106), um so zu bestimmen, ob die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder höher als die Schalttemperatur ist oder nicht (Schritt S107).
Am Anfang der Steuerung wird das Laserlicht nicht ausgegeben und somit hat die Wärmeerzeugungseinheit 9 noch keine Wärme erzeugt. Daher wird im Schritt S107 festgestellt, dass die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist und dann wird im Schritt S111 bestimmt, ob das Kühlwasser aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführt wird oder nicht. Am Anfang der Steuerung, da das Kühlwasser nicht zugeführt wird, wird der, dem Optikausgabebefehl der Standard-Optikausgabe entsprechende Stromausgabebefehl kontinuierlich in einem Zustand erzeugt, bei dem das Kühlwasser nicht zugeführt wird, aus der Steuereinheit 7 an die Laserstromversorgungseinheit 4 ausgegeben, und somit wird das Laserlicht ausgegeben (Schritt S110). Während das Laserlicht emittiert wird, bestimmt die Steuereinheit 7, ob die Ausführung des Optikausgabebefehls abgeschlossen ist oder nicht (Schritt S113). Bis zum Abschluss der Ausführung des Ausgabebefehls kehrt der Ablauf zu Schritt S106 zurück und liest die Steuereinheit 7 eine Ausgabe aus dem Temperaturdetektionsmittel 15.
Eine Weile lang wird eine Schleife von Schritt S106 zu Schritt S107 zu Schritt S111 zu Schritt S110 zu Schritt S113 und dann zu Schritt S106 wiederholt. Wenn die Standard-Optikausgabe kontinuierlich erzeugt wird, wird dann, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 erhöht wird, die Umgebungsbauteiltemperatur gesteigert, mit dem Ergebnis, dass die Umgebungsbauteiltemperatur die Schalttemperatur erreicht (im oben beschriebenen Beispiel 37°C). Auf diese Weise wird im Schritt S107 bestimmt, dass die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder größer als die Schalttemperatur ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S108 und wird bestimmt, ob die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gestartet wird oder nicht. Hier, da die Zufuhr des Kühlwassers noch nicht gestartet worden ist, wird die Zufuhr des Kühlwassers hier zum ersten Mal gestartet (Schritt S109).
Da das Kühlwasser bislang nicht der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführt worden ist, tritt eine Taukondensation nicht an der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 auf. Die Umgebungsbauteiltemperatur ist niedriger als die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur (im oben beschriebenen Beispiel 40 °C), wenn die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, um so Gleichgewicht zu erreichen. Daher ist die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 auch niedriger als die Temperatur, wenn die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, um so Gleichgewicht zu erreichen, und somit wird verhindert, dass der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit 9 im Vergleich zu dem Fall beschleunigt wird, bei dem die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird.
Danach kehrt durch Schritte S110 und S113 der Ablauf zu Schritt S106 zurück, und während die Standard-Optikausgabe erzeugt wird, wird eine Schleife von Schritt S106 zu Schritt S107 zu Schritt S108 zu Schritt S110 zu Schritt S113 und dann zu Schritt S106 wiederholt. Die Umgebungsbauteiltemperatur wird von der Schalttemperatur (im oben beschriebenen Beispiel 37°C) zu der Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur (im oben beschriebenen Beispiel 40°C) erhöht, um Gleichgewicht zu erreichen und wird dadurch daran gehindert, unter die Maximalpunkttemperatur (im oben beschriebenen Beispiel 35°C) zu sinken, unter der Annahme in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2, mit dem Ergebnis, dass die Taukondensation daran gehindert wird, auf der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 aufzutreten. Daher wird ein Problem daran gehindert, aufzutreten, in welchem im Schritt S107 die Umgebungsbauteiltemperatur bestimmt wird, niedriger als die Schalttemperatur zu sein, so dass die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt wird, und wobei somit die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 höher als die Temperatur ist, wenn die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, dass der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit 9 durch die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 beschleunigt wird.
Dann, wenn die Details des Optikausgabebefehls zu einem Befehl zum Erzeugen einer optischen Ausgabe von 50% der Standard-Optikausgabe kontinuierlich eine feste Periode lang geändert werden, wird die Menge an Wärmeerzeugung in der Wärmeerzeugungseinheit 9 reduziert und wird somit die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 gesenkt und wird auch die Temperatur des Umgebungsbauteils 14 gesenkt. Auf diese Weise, wenn im Schritt S107 bestimmt wird, dass die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist, wird im Schritt S111 bestimmt, dass das Kühlwasser der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführt wird. Danach wird die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 gestoppt (Schritt S112).
Wenn die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt ist, wird die Temperatur der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 erhöht und somit werden auch die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 und die Umgebungsbauteiltemperatur erhöht. Auf diese Weise wird im Schritt S107 bestimmt, dass die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder höher als die Schalttemperatur ist und dann wird im Schritt S108 bestimmt, dass die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt wird, mit dem Ergebnis, dass der Schritt (Schritt S109) des Startens der Zufuhr des Kühlwassers wieder wiederholt wird. Folglich wird die Umgebungsbauteiltemperatur gesteuert, im Wesentlichen mit der Schalttemperatur übereinzustimmen (im oben beschriebenen Beispiel 37°C) und somit wird die Umgebungsbauteiltemperatur daran gehindert, jenseits der Maximal-Taupunkttemperatur (im oben beschriebenen Beispiel 35°C) gesenkt zu werden, angenommen in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2. Daher wird die Taukondensation daran gehindert, auf der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 aufzutreten. Da die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur ist, ist die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 niedriger als zumindest die Temperatur, wenn die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, und im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, wird verhindert, dass der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit 9 durch die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 beschleunigt wird.
Wenn im Schritt S113 bestimmt wird, dass die Ausführung des Optikausgabebefehls abgeschlossen ist, stoppt die Steuereinheit 7 die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 (Schritt S114) und bestimmt dann, ob der Stromausbefehl erteilt wird oder nicht (Schritt S115). Wenn bestimmt wird, dass der Stromausbefehl erteilt wird, wird der Betrieb des Kühlers 16 gestoppt (Schritt S116) und wird der Strom der Lasereinrichtung 1 final ausgeschaltet.
Da die Zufuhr des Kühlwassers aus dem Kühler 16 an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11, unmittelbar nachdem bestimmt wird, dass die Ausführung des Optikausgabebefehls abgeschlossen ist, gestoppt wird, werden die Temperaturen des Umgebungsbauteils 14 und der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 relativ langsam durch die thermischen Kapazitäten der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 und dergleichen gesenkt. Daher sind die Temperaturen des Kühlwasser-Rohrleitungssystems 5 und dergleichen außer dem Kühlwasserflusspfad 10 niedriger und somit tritt eine Taukondensation nicht auf dem Umgebungsbauteil 14 und der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 auf.
Wie oben beschrieben, in der Lasereinrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform, selbst wenn ein Entfeuchter nicht bereitgestellt ist, wird Steuerung gemäß Schritten S101 bis S116 im Flussdiagramm durchgeführt und somit ist es möglich, eine Taukondensation auf der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 einschließlich der Wärmeerzeugungseinheit 9 zu verhindern, ohne dass der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit 9 durch ein Ansteigen bei der Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 jenseits der Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 unter Standard-Antriebsbedingungen beschleunigt wird selbst in einem Fall, bei dem eine niedrigere optische Ausgabe als die Standard-Optikausgabe befohlen ist.
3 ist ein Zeitdiagramm, welches den Ablauf der oben beschriebenen spezifischen Steuerung zeigt. 3 zeigt einen Fall, bei dem ein Optikausgabebefehl, dass die Standard-Optikausgabe 500 Sekunden lang erzeugt wird und dass danach eine optische Ausgabe von 50% der Standard-Optikausgabe 400 Sekunden lang erzeugt wird, aus der Eingabeeinheit eingegeben. Während einer Periode, in der die Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Schalttemperatur ist, wird Kühlwasser aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 kontinuierlich und konstant zugeführt. Wenn die Umgebungsbauteiltemperatur jenseits der Schalttemperatur gesenkt wird, wird die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt. Jedoch, da die Zufuhr des Kühlwassers wieder gestartet wird, wenn die Umgebungsbauteiltemperatur bis zu der Schalttemperatur durch den Stopp der Zufuhr des Kühlwassers erhöht wird, wird die Zufuhr des Kühlwassers intermittent durchgeführt. Während einer Periode, in der die intermittente Zufuhr des Kühlwassers durchgeführt wird, wird die Umgebungsbauteiltemperatur auf ungefähr der Schalttemperatur gehalten.
Selbst wenn das Kühlwasser intermittent zugeführt wird, werden die Temperaturen des Umgebungsbauteils 14 und der Wärmeerzeugungseinheit 9 durch die thermischen Kapazitäten der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 und dergleichen nicht rasch geändert. Jedoch kann die Temperatur, bei welcher die Wasserzufuhr gestoppt wird, etwas niedriger als die Temperatur eingestellt werden, bei der die Wasserzufuhr gestartet wird, so dass die Wasserzufuhr und der Stopp der Wasserzufuhr daran gehindert werden, oft wiederholt zu werden.
Statt des intermittenten Umschaltens der Zufuhr des Kühlwassers mit den Solenoidventilen A, B und C kann das Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 beispielsweise als das in 1 gezeigte Solenoidventil A nicht nur das Ein/Aus-Ventil, sondern ein Flussraten-Justierventil verwenden, welches die Flussrate justieren kann. Wenn das Flussraten-Justierventil verwendet wird, justiert die Steuereinheit 7 während der Periode der intermittenten Zufuhr des Kühlwassers in 3 die Flussrate des längs der Rohrleitungseinheit 51 fließenden Kühlwassers, um so die Menge an der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführtem Kühlwasser zu reduzieren und dadurch kann sie die Umgebungsbauteiltemperatur so steuern, dass die Umgebungsbauteiltemperatur um die Schalttemperatur liegt. Darüber hinaus, wenn das Flussraten-Justierventil verwendet wird, steuert die Steuereinheit 7 die Variationsrate bei der Flussrate und kann dadurch eine Steuerung so durchführen, dass die Anwendung von Stress auf das Rohrleitungssystem, der durch eine rasche Variation bei der Flussrate und der Anlegung unnötiger Vibration und Auswirkung auf das LD-Modul und den LD-Chip verursacht wird, reduziert wird. In dem Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 kann statt der Solenoidventile A, B und C nur das Flussraten-Justierventil bereitgestellt werden.
Als Steuerung zur Kühlkapazität des Kühlkapazitäts-Steuermittels 6 kann ein anderer Typ von Steuerung, in welcher die Temperatur des aus dem Kühler 16 zugeführten Kühlwassers geändert wird, erwogen werden. Jedoch, da es nachteiliger Weise schwierig ist, die Kühlkapazität aufgrund der thermischen Kapazität des Kühlwassers rasch zu ändern, wird es bevorzugt, die Flussrate des Kühlwassers mit einem Flussratensteuermittel, wie etwa den Ein/Aus-Ventilen oder dem Flussraten-Justierventil zu steuern.
[Zweite Ausführungsform]
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lasereinrichtung 100, die in 4 gezeigt ist, unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Lasereinrichtung 1 darin, dass ein Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 zum Detektieren der Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 und eine Anzeigeeinheit 20 zum Anzeigen eines Bestimmungsergebnisses, einer Warnung oder dergleichen hinzugefügt sind.
Das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 ist mit beispielsweise einem Taupunkttemperatursensor gebildet und gibt einen Taupunkttemperatur-Detektionswert der Luft innerhalb des Gehäuses 2 an die Steuereinheit 7 aus. Obwohl in 4 das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 außerhalb des Laser-Oszillators 3 installiert ist, um die Taupunkttemperatur von Luft in einer Position nahe der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 zu detektieren, kann das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 innerhalb des Laser-Oszillators 3 installiert sein oder können ein oder mehrere Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 sowohl innerhalb als auch außerhalb des Laser-Oszillators 3 so installiert sein, dass es möglich ist, die Verschlechterung oder dergleichen der Detektionseigenschaft des Taupunkttemperatur-Detektionsmittels 19 zu überwachen. Das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 kann mit einem Temperaturdetektor, einem Feuchtigkeitsdetektor, einer Recheneinheit zum Berechnen einer Taupunkttemperatur aus der Temperatur und der Feuchtigkeit und dergleichen gebildet sein.
Anders als die erste Ausführungsform wird die Schalttemperatur der vorliegenden Ausführungsform auf einen Wert eingestellt, der durch Addieren einer vorbestimmten Temperatur zur Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2, welche durch das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 detektiert wird, erhalten wird. Die vorbestimmte Temperatur ist eine positive oder negative Temperatur, die 0 °C beinhaltet. Spezifisch kann die vorbestimmte Temperatur auf eine positive Temperatur, die eine Marge beinhaltet, eingestellt werden oder kann auf eine negative Temperatur unter Berücksichtigung der Tatsache eingestellt werden, dass, wie zuvor beschrieben, die tiefste Temperatur der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 allgemein höher ist als die Temperatur des Umgebungsbauteils 14.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel der Steuerung in der Lasereinrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Das in 5 gezeigte Flussdiagramm unterscheidet sich vom in 2 gezeigten Flussdiagramm darin, dass nach dem Lesen einer Ausgabe aus dem Temperaturdetektionsmittel 15 (Schritt S206) das Lesen einer Ausgabe aus dem Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 (Schritt S217) addiert wird und in der Tatsache, dass im in 2 gezeigten Flussdiagramm im Schritt S107 die Steuereinheit 7 die Umgebungsbauteiltemperatur und die Schalttemperatur vergleicht, während im in 5 gezeigten Flussdiagramm im Schritt S207 die Steuereinheit 7 die Umgebungsbauteiltemperatur und eine Temperatur, die durch Addieren der vorbestimmten Temperatur zur durch das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 detektierten Taupunkttemperatur erhalten wird, vergleicht.
Im Schritt S207 wird die vorbestimmte Temperatur durch α zum Abkürzen des Ausdrucks repräsentiert. Im Schritt S207 wird bestimmt, ob die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder größer als die Taupunkttemperatur plus der vorbestimmten Temperatur ist oder nicht. Wenn die Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Taupunkttemperatur plus die vorbestimmte Temperatur ist (im Falle von JA), wird Kühlwasser aus dem Kühler 16 zur Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 geführt, während, wenn die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Taupunkttemperatur plus die vorbestimmte Temperatur ist (im Falle von NEIN) die Zufuhr von Kühlwasser aus dem Kühler 16 zur Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gestoppt wird.
6 ist ein Zeitdiagramm, welches den Ablauf der Steuerung in der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Wie in 3, zeigt 6 den Fall, bei dem der optische Ausgabebefehl, dass die Standard-Optikausgabe 500 Sekunden lang erzeugt wird und dass danach die Optikausgabe von 50% der Standard-Optikausgabe 400 Sekunden lang erzeugt wird, aus der Eingabeeinheit 8 eingegeben wird. 6 unterscheidet sich von 3 darin, dass die Taupunkttemperatur innerhalb des Gehäuses 2, die durch das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 detektiert wird, addiert wird. Hier wird die vorbestimmte Temperatur auf 1°C eingestellt und somit wird die Taupunkttemperatur plus 1°C auf die Schalttemperatur eingestellt.
Wie im Falle von 3, während der Periode, in der die Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Schalttemperatur ist, wird das Kühlwasser aus dem Kühler 16 der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 kontinuierlich und konstant zugeführt. Wenn die Umgebungsbauteiltemperatur jenseits der Schalttemperatur gesenkt wird, wird die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt. Wenn jedoch die Umgebungsbauteiltemperatur bis zur Schalttemperatur durch den Stopp der Zufuhr des Kühlwassers erhöht wird, wird die Zufuhr des Kühlwassers wieder gestartet. Daher wird die Zufuhr des Kühlwassers intermittent durchgeführt. Während einer Periode, in der die intermittente Zufuhr des Kühlwassers durchgeführt wird, wird die Umgebungsbauteiltemperatur auf ungefähr der Schalttemperatur gehalten.
Wie in 6 gezeigt, ist ein Fall gezeigt, bei dem die Taupunkttemperatur 900 Sekunden lang von 34°C auf 31°C gesenkt wird. Auf diese Weise wird die Schalttemperatur von 35°C auf 32°C gesenkt. Daher, obwohl die Temperaturen der Wärmeerzeugungseinheit 9 und der Umgebungsbauteiltemperatur während einer Periode, in der der Optikausgabebefehl ein Befehl zum Erzeugen der Standard-Optikausgabe ist, nicht gegenüber dem Fall, der in 3 gezeigt ist, verändert werden, wenn eine Periode betreten wird, in der der optische Ausgabebefehl ein Befehl zum Erzeugen einer Ausgabe von 50% der Standard-Optikausgabe ist, die Umgebungsbauteiltemperatur nur um eine Temperatur gesenkt wird, die einem Abfall bei der Schalttemperatur entspricht, und die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 wird auch im Vergleich zum Fall von 3 gesenkt. Während der Periode der intermittenten Zufuhr des Kühlwassers wird ein Verhältnis der Zeit, in der das Kühlwasser der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 zugeführt ist, erhöht, und somit wird die Temperatur im Vergleich mit dem Fall von 3 gesenkt.
Wie oben beschrieben, ist selbst in der ersten Ausführungsform, während einer Periode, in der der Optikausgabebefehl ein Befehl zum Erzeugen einer niedrigeren Ausgabe als der Standard-Optikausgäbe ist, die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 niedriger als die Temperatur, wenn die Lasereinrichtung 1 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, und somit wird der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit 9 verlangsamt, während in der zweiten Ausführungsform, wenn die tatsächliche Taupunkttemperatur niedriger als die angenommene Maximal-Taupunkttemperatur ist, die Verlangsamung des Lebensdauerverbrauchs der Wärmeerzeugungseinheit 9, wenn der Optikausgabebefehl ein Befehl zum Erzeugen einer niedrigeren Ausgabe als der Standard-Optikausgabe ist, weiter erhöht wird.
Wie aus der Beschreibung der oben diskutierten Ausführungsform zu verstehen, wenn die in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2 angenommene maximale Taupunkttemperatur auf eine Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur eingestellt wird, welche die Obergrenze einer Taupunkttemperatur von Luft um die Lasereinrichtung 100 herum ist, die aus der zulässigen Installations-Umgebungsbedingung der Lasereinrichtung 100 abgeleitet ist, oder einer Installationsbedingungs-Spezifikation der Lasereinrichtung 100, selbst falls der Grad des Einschließens des Gehäuses 2 niedrig ist, so dass Luft mit der höchsten Taupunkttemperatur innerhalb eines Installationsbedingungs-Spezifikationsbereichs von außerhalb der Lasereinrichtung 100 in das Gehäuse 2 in einem signifikanten Anteil infiltriert, ist es möglich, das Auftreten von Taukondensation auf der Oberfläche des Umgebungsbauteils 14 und der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 zu verhindern.
Als eine Variation der zweiten Ausführungsform, wenn die Taupunkttemperatur innerhalb des Gehäuses 2, welche durch das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19 detektiert wird, höher ist als die Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur, welche die Obergrenze der Taupunkttemperatur der Luft um die Lasereinrichtung 100 ist, die abgeleitet wird aus der zulässigen Installations-Umgebungsbedingung der Lasereinrichtung 100 oder der Installationsbedingungs-Spezifikation der Lasereinrichtung 100, kann eine Mitteilung, dass die Installationsumgebung der Lasereinrichtung 100 außerhalb des Bereichs der Installationsbedingungs-Spezifikation fällt, durch die Anzeigeeinheiten 20 bereitgestellt werden. Die Anzeigeeinheit 20 ist ein Mitteilungsmittel, das eine Mitteilung visuell oder akustisch bereitstellt. Ein spezifisches Mitteilungsverfahren ist nicht besonders beschränkt, aber Beispiele desselben beinhalten eine Anzeige auf einem Überwachungsbildschirm, eine Stimmwarnung und das Blinken einer Warnlampe. Die Anzeigeeinheit 20 wird durch die Steuereinheit 7 gesteuert.
Wenn eine Mitteilung durch die Anzeigeeinheit 20 bereitgestellt wird, beispielsweise im Schritt S217 des in 5 gezeigten Flussdiagramms, nach dem Auslesen einer Ausgabe aus dem Taupunkttemperatur-Detektionsmittel 19, wird vorzugsweise ein Schritt hinzugefügt, welcher bestimmt, ob die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 niedriger als die Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur ist oder nicht, welche die Obergrenze der Taupunkttemperatur der Luft um die Lasereinrichtung 100 ist, welche aus der zulässigen Installations-Umgebungsbedingung der Lasereinrichtung 100 oder der Installationsbedingungs-Spezifikation der Lasereinrichtung 100 abgeleitet wird. Wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 höher als die Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur ist, kann die Steuereinheit 7 auf der Anzeigeeinheit 20 eine Vorsichtsanzeige erzeugen, wie etwa „Die Installationsumgebung der Lasereinrichtung fällt außerhalb des Spezifikationsbereichs, so dass die Taupunkttemperatur ansteigt. Bitte prüfen und verbessern Sie die Installationsumgebung“. Weiterhin, wenn ein solcher Zustand sich fortsetzt, ist es möglich, eine Warnanzeige, wie etwa „Die Installationsumgebung der Lasereinrichtung fällt außerhalb des Spezifikationsbereichs, so dass die Taupunkttemperatur erhöht wird. Laser-Oszillation wird in 10 Minuten gestoppt, um die Lasereinrichtung zu schützen“. Zusammen mit der Vorsichtsanzeige und der Warnanzeige durch ertönen lassen eines Alarms, das Blinken einer Warnlampe und dergleichen, kann verhindert werden, dass die Vorsicht und die Warnung übersehen wird. Um genauer die Installationsumgebung der Lasereinrichtung 100 zu prüfen, kann weiter ein Taupunkttemperatur-Detektionsmittel, welches direkt die Taupunkttemperatur außerhalb der Lasereinrichtung 100 detektiert, hinzugefügt werden.
Wie oben beschrieben, in der zweiten Ausführungsform, selbst falls aus einem Grund die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 die maximale Taupunkttemperatur übersteigt, die in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2 angenommen wird, ist es möglich, das Auftreten von Taukondensation auf der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 zu verhindern.
[Dritte Ausführungsform]
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung 200 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lasereinrichtung 200, die in 7 gezeigt ist, unterscheidet sich von der in 4 gezeigten Lasereinrichtung 100 darin, dass ein Hilfsheizmittel 21, das thermisch mit dem Umgebungsbauteil 14 verbunden ist, installiert ist. Das Hilfsheizmittel 21 der vorliegenden Ausführungsform wird beispielsweise aus einem Heizer gebildet, der Wärme bei Energetisierung erzeugt, in Form eines die Peripherie des Umgebungsbauteils 14 umgebenden Rahmens gebildet ist und an einer Position nahe der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 vorgesehen ist, um so in Kontakt mit dem Umgebungsbauteil 14 zu stehen. Jedoch sind die Form und die Installationsposition des Elektromotors 21 nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt.
Ein Verfahren des Steuerns der Menge an Wärmeerzeugung in dem Hilfsheizmittel 21 ist ebenfalls nicht beschränkt. Als einfachste Steuerung kann das Hilfsheizmittel 21 nur so gebildet sein, dass es eine konstante Menge an Wärmeerzeugung hält. In einem solchen Fall wird die Temperatur eines Bereichs des Umgebungsbauteils 14, wo das Hilfsheizmittel 21 installiert ist, durch die Wärmeerzeugung des Hilfsheizmittels 21 auf einer Temperatur gehalten, die nur um eine Temperatur höher ist, die aus dem Produkt der Menge an Wärmeerzeugung im Hilfsheizmittel 21 und dem thermischen Widerstand aus dem Hilfsheizmittel 21 berechnet wird, bis zur Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11.
In der ersten Ausführungsform, damit die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur des Umgebungsbauteils 14 höher als die Maximal-Taupunkttemperatur ist, wird beispielsweise eine Konfiguration, in welcher der thermische Widerstand zwischen dem Umgebungsbauteil 14 und der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 angehoben ist, verwendet, oder wird ein Verfahren des Ausschwärzens der Innenwandoberfläche des Umgebungsbauteils 14 durchgeführt. Jedoch ist es in der vorliegenden Ausführungsform nicht immer notwendig, ein solches Verfahren durchzuführen, und selbst wenn die Temperatur des Umgebungsbauteils 14 wahrscheinlich nicht ansteigt, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 erhöht wird, so dass es schwierig ist, die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur des Umgebungsbauteils 14 höher als die Maximal-Taupunkttemperatur zu machen, ist es leicht möglich, die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur höher als die Maximal-Taupunkttemperatur zu machen, unter Verwendung des Hilfsheizmittels 21.
Obwohl eine Periode, in der das Hilfsheizmittel 21 dazu gebracht wird, Wärme zu erzeugen, nur für eine Periode eingestellt werden kann, in der das Kühlwasser der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 kontinuierlich oder intermittent zugeführt wird, kann das Hilfsheizmittel 21 auch hergestellt sein, Wärme während einer Periode zu erzeugen, in welcher die Zufuhr des Kühlwassers an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gestoppt ist oder das Hilfsheizmittel 21 kann konstant dazu gebracht werden, Wärme zu erzeugen, außer zu einer Zeit, wenn die Lasereinrichtung 200 vollständig gestoppt ist, einschließlich einer Periode, in welcher die Laser-Oszillation nicht durchgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, zuverlässiger ein Risiko des Auftretens von Taukondensation auf das Umgebungsbauteil 14 und die Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 zu vermeiden, weil die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 signifikant hoch ist, selbst in einem Zustand, bei dem die Zufuhr des Kühlwassers an die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 gestoppt ist. Leichtes Erhöhen der Temperaturen des Umgebungsbauteils 14 und der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13, selbst wenn die Laser-Oszillation nicht durchgeführt wird, wie oben beschrieben, kann durch ein Verfahren des konstanten Passierenlassens eines Stroms realisiert werden, welcher niedriger ist als ein Schwellenwertstrom, um die Laser-Oszillation im Laser-Oszillator 3 zu starten.
Obwohl es nicht notwendig ist, leicht die Entfeuchtung zu niedrigen Kosten durchzuführen, um das Auftreten von Taukondensation zu verhindern, wird Heizen leicht zu niedrigen Kosten im Vergleich mit der Entfeuchtung durchgeführt. Wie oben beschrieben, indem Heizen mit dem Hilfsheizmittel 21 durchgeführt wird, ist es möglich, zuverlässig das Auftreten von Taukondensation an der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 zu verhindern.
Dass es unwahrscheinlich ist, dass die Temperatur des Umgebungsbauteils 14 steigt, wenn die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 steigt, bedeutet, dass der thermische Widerstand zwischen dem Umgebungsbauteil 14 und der Wärmeerzeugungseinheit 9 hoch ist. Daher, selbst falls die Temperatur des Umgebungsbauteils 14 etwas mit dem Hilfsheizmittel 21 erhöht wird, wird nur ein kleiner thermischer Einfluss auf die Wärmeerzeugungseinheit 9 ausgeübt. Daher wird die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit 9 kaum erhöht und somit wird verhindert, dass der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit 9 beschleunigt wird.
Obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Wärmeerzeugungseinheit, welche mit dem Kühlwasser gekühlt wird, als die Wärmeerzeugungseinheit 9 innerhalb des Laser-Oszillators 3 angegeben wird, kann die Wärmeerzeugungseinheit, die mit dem Kühlwasser gekühlt wird, eine Wärmeerzeugungseinheit innerhalb der Laserstromversorgungseinheit 4 sein.
[Vierte Ausführungsform]
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung 300 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 ist ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt eines LD-Moduls 22 aus einer Vielzahl von in 8 gezeigten LD-Modulen 22 zeigt. In der in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Lasereinrichtung 300 ist der Laser-Oszillator ein Laser-Oszillator 3, in welchem die LD-Module 22 eine Lichtemissionsquelle oder eine Anregungslichtquelle sind. Die Wärmeerzeugungseinheit ist ein Laserdioden-Chip (LD-Chip) 23, der eines von Bestandteilelementen des LD-Moduls 22 ist. Das Umgebungsbauteil ist ein Gehäuse 24, welches eines der Bestandteilelemente des LD-Moduls 22 ist. Die Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheit ist ein LDCOS (LD-Chip auf Substrat) 25, welcher den LD-Chip 23 beinhaltet. Das Substrat 26 des LD-Chip 23 entspricht der Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit 12. Als die Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 wird eine plattenförmige Kühlplatte 27 vorgesehen. Der Kühlwasserflusspfad 10 ist in der Frontoberfläche der Kühlplatte 27 oder darin vorgesehen. Innerhalb des LD-Moduls 22 sind eine Vielzahl von LDCOSen 25 angeordnet.
Wie in 8 gezeigt, sind in der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von LD-Modulen 22 so angeordnet, dass sie thermisch mit der Kühlplatte 27 verbunden sind. Obwohl ein Verfahren des Fixierens des LD-Moduls 22 nicht illustriert ist, ist beispielsweise das LD-Modul 22 an der Kühlplatte 27 durch ein Verfahren wie etwa Verschrauben des LD-Moduls 22 mit einem in dem Vorsprung 28 des Gehäuses 24 vorgesehenen Loch und einem in der entsprechenden Position der Kühlplatte 27 vorgesehenen Schraubloch fixiert.
Obwohl in 8 die LD-Module 22 eindimensional auf der Kühlplatte 27 in nur einer Reihe angeordnet sind, können die LD-Module natürlich zweidimensional auf der Kühlplatte 27 in einer Vielzahl von Reihen angeordnet sein. Da es möglich ist, gemeinsam, mit der Kühlplatte 27, eine Vielzahl von LD-Modulen 22 zu kühlen, kann ein Laser-Oszillator 3 von hoher optischer Ausgabe realisiert werden, wird eine rasche Änderung bei der Temperatur des LD-Chips 23, so dass ein Überschießen der Temperatur des LD-Chips 23, die durch einen raschen Anstieg bei der Menge von Wärmeerzeugung im LD-Chip 23 verursacht wird, durch die thermische Kapazität der Kühlplatte 27 reduziert wird, und es somit möglich ist, den Temperatur-Impactstress zu reduzieren. Selbst nachdem die Zufuhr des Antriebsstroms an das LD-Modul 22 gestoppt ist, wird die Absinkrate bei der Temperatur des LD-Moduls 22 durch die thermische Kapazität der Kühlplatte 27 gemindert, und somit ist es unwahrscheinlich, dass eine Taukondensation auftritt.
Das durch die Kühlplatte 27 fließende Kühlwasser absorbiert in den LD-Chips 23 erzeugte Wärme innerhalb der LD-Module 22, so dass die Temperatur des Kühlwassers graduell von der stromaufwärtigen Seite zur stromabwärtigen Seite des Kühlwasserflusspfads ansteigt, und somit im Allgemeinen die Temperatur des LD-Moduls 22, das an einer Position am nächsten an der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist, am niedrigsten ist, mit dem Ergebnis, dass die Taukondensation leicht am LD-Modul 22, das oben beschrieben ist, auftritt. Daher, wie in 8 gezeigt, ist das Temperaturdetektionsmittel 15 auf der Oberfläche oder in der Nähe der Oberfläche des Gehäuses 24 des LD-Moduls 22 (des LD-Moduls 22 am linkesten Ende in 8) angeordnet, das an der Position am nächsten an der stromaufwärtigen Seite angeordnet ist, wenn das Kühlwasser dazu gebracht wird, längs dem Kühlwasserflusspfad 10 der Kühlplatte 27 zu fließen. Auf diese Weise wird die durch das Temperaturdetektionsmittel 15 detektierte Temperatur so zurückgegeben, dass die Kühlkapazität gesteuert wird und somit ist es möglich, zu verhindern, dass Taukondensation am LD-Modul 22, auf welchem die Taukondensation am wahrscheinlichsten ist, auftritt.
In 8, wie in 1, repräsentieren dicke durchgezogene Linien das Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5, welches den Kühlwasserflusspfad 10 enthält, und illustrieren in der Umgebung derselben gezeigte Pfeile Richtungen, in welche das Kühlwasser fließt. Darüber hinaus repräsentieren dicke durchgezogene weiße Pfeile und durchgezogene weiße dicke Linien schematisch das Laserlicht 17. Jedoch wird das Laserlicht 17, welches nicht nur einen Laserstrahl beinhaltet, der sich in Luft ausbreitet, sondern auch Laserlicht, das sich in einer optischen Faser ausbreitet, durch die dicken weißen durchgezogenen Linien repräsentiert. Das Laseroptiksystem 18 in der Lasereinrichtung 300 der vorliegenden Ausführungsform, welche gezeigt ist, wird als ein optisches Kopplungsmittel enthaltend angenommen, wie etwa einen optischen Koppler oder einen Strahlkombinierer und ein Lasermedium, wie etwa eine optische Faser, zu welcher das Anregungsmedium hinzugefügt wird, wenn das LD-Modul 22 eine Anregungslichtquelle ist.
In 9 sind zur Vereinfachung ein optisches System zum Herausnehmen von aus dem LD-Chip 23 emittierten Laserlicht und aus dem LD-Chip 23 nach außerhalb des LD-Moduls emittierten Laserlicht und ein elektrisches Verdrahtungssystem zum Passieren lassen des aus der Laserstromversorgungseinheit 4 den LD-Chips 23 zugeführtem Antriebsstrom nicht illustriert.
Hier, um quantitativ die Effekte der vorliegenden Erfindung zu klären, wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie die Temperatur des LD-Chips 23, welche Beschleunigung/Verlangsamung des Lebensdauerverbrauchs des LD-Chips 23 beeinträchtigt, durch die Menge an Wärmeerzeugung im LD-Chip 23 und die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 geändert wird, spezifisch unter Bezugnahme auf 10 berechnet. 10 ist ein Diagramm, in welchem thermische Knoten, thermischer Widerstand zwischen den thermischen Knoten und die Menge an Wärme, welche durch den thermischen Widerstand fließt, zu einer schematischen Querschnittsansicht des LD-Moduls hinzugefügt sind. Aus Gründen der Vereinfachung ist nur ein LD-Chip 23 innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet.
Der thermische Knoten einer Wärmeerzeugungsquelle ist ein pn-Übergang innerhalb des LD-Chips 23. Der thermische Knoten eines Kühlkörpers ist die Kühlplatte 27, wo der Kühlwasserflusspfad 10, längs welchem das Kühlwasser fließt, bereitgestellt ist. Ein thermischer Knoten in der Umgebung der Frontoberfläche der Seitenoberfläche des Gehäuses 24 ist ein Temperatur-Detektionsbereich, dessen Temperatur durch das Temperaturdetektionsmittel 15 detektiert wird.
Der Temperatur-Detektionsbereich ist ein Bereich des Gehäuses 24, der die niedrigste Temperatur hat, außer Vorsprungbereichen wie etwa dem Vorsprung 28. Da in dem pn-Übergang erzeugte Wärme das Gehäuse 24 passiert, um so in die Kühlplatte 27 zu fließen, steigt die Temperatur beachtlich, wenn die Temperatur des LD-Chips 23 erhöht wird, und wie in 10 gezeigt, ist die Temperatur eines Bereichs relativ nah an der Kühlplatte 27 oft die niedrigste. Die Temperaturen der thermischen Knoten werden individuell durch Symbole von T_H , T_C und T_M repräsentiert und der thermische Widerstand des pn-Übergangs zur Kühlplatte 27, der thermische Widerstand des pn-Übergangs zum Temperatur-Detektionsbereich und der thermische Widerstand aus dem Temperatur-Detektionsbereich zur Kühlplatte 27 werden individuell durch Symbole R, r₁ und r₂ repräsentiert. Die Menge an Wärmeerzeugung in der Wärmeerzeugungsquelle wird durch ein Symbol von Q repräsentiert und die Wärmemenge in der Menge von Wärmeerzeugung Q, welche durch den anderen thermischen Widerstand als dem thermischen Widerstand von R fließt, wird durch das Symbol von q repräsentiert. Zur Vereinfachung wird angenommen, dass ein thermischer Widerstand, außer dem oben beschriebenen thermischen Widerstand, hoch ist und dass somit die Menge an Wärme, welche durch den thermischen Widerstand fließt, ignoriert werden kann.
Als eine Basisbeziehung gelten Formeln unten aus einer Beziehung von (Temperaturdifferenz zwischen thermischen Knoten = thermischer Widerstand zwischen thermischen Knoten x Menge an Wärme, die durch thermischen Widerstand fließt), und wenn die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang verändert wird, kann die Temperatur des pn-Übergangs aus der Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs berechnet werden. Wenn Q₁ , T_H1 , T_M1 und T_C1 als bekannt angenommen werden, werden Q₂ und T_M2 gefunden, und somit können R, r₁ , r₂ und q₁ berechnet werden. In Bezug auf k ist hier k = (r₁ + r₂) / R = konstant. $T_{H1} - T_{C1} = R (Q_{1} - q_{1}) = (r_{1} + r_{2}) q_{1} = R (k/ (k + 1)) Q_{1}$
$T_{H1} - T_{M1} = r_{1} q_{1}$
$T_{M1} - T_{C1} = r_{2} q_{1}$
$T_{H2} - T_{C2} = R (Q_{2} - q_{2}) = (r_{1} + r_{2}) q_{2} = R (k/ (k + 1)) Q_{2}$
$T_{H2} - T_{M2} = r_{1} q_{2}$
$T_{M2} - T_{C2} = r_{2} q_{2}$
Hier: $K : k = (r_{1} + r_{2}) /R = konstant$

Q₁: Menge an Wärmeerzeugung in pn-Übergang unter Standard-Antriebsbedingungen
q₁: Menge an Wärme, die durch den thermischen Widerstand (r₁, r₂) unter Standard-Antriebsbedingungen fließt
T_H1: Temperatur von pn-Übergang unter Standard-Antriebsbedingungen
T_M1: Temperatur von Temperatur-Detektionsbereich unter Standard-Antriebsbedingungen
T_C1: Temperatur von Kühlplatte unter Standard-Antriebsbedingungen
Q₂: Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang niedriger als Q₁
q₂: Menge an Wärme, die durch thermischen Widerstand (r₁, r₂) unter einer Bedingung fließt, in welcher die Menge an Wärmeerzeugung in pn-Übergang Q₂ ist
T_H2: Temperatur von pn-Übergang unter einer Bedingung, in der die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang Q₂ ist.
T_M2: Temperatur von Temperaturdetektionsbereich unter einer Bedingung, in der die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang Q2 ist.
T_C2: Temperatur von Kühlplatte unter einer Bedingung, in der die Menge an Wärmeerzeugung in pn-Übergang Q₂ ist.

Mit reduzierter Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang sinkt die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs. Wenn die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs auf die Umschalttemperatur heruntergesenkt wird, wird die Kühlkapazität so gesteuert, wie durch ein Verfahren des Zuführens des Kühlwassers oder Stoppens der Zufuhr desselben und somit wird die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs auf einer Temperatur gehalten, die im Wesentlichen gleich der Schalttemperatur ist. Daher, wenn Temperatur vom Temperatur-Detektionsbereich ≥ Schalttemperatur, da das Kühlwasser kontinuierlich zugeführt wird, wird erwogen, dass die Temperatur der Kühlplatte 27 sich kaum um die Menge von Wärmeerzeugung ändert. Daher, wenn angenommen wird, dass T_C2 = T_C1, kann die Temperatur T_H2 des pn-Übergangs, wenn die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang Q₂ ist, aus der Formel unten bestimmt werden, die aus den oben beschriebenen Formeln abgeleitet ist. $T_{H2} = (T_{H1} - T_{C2}) Q_{2} {/Q}_{1} + T_{C1}$
Wenn andererseits die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs auf derselben Temperatur wie die Schalttemperatur durch die Steuerung der Kühlkapazität gehalten wird, ändert sich die Temperatur der Kühlplatte 27 um die Menge an Wärmeerzeugung, aber kann die Temperatur des pn-Übergangs durch die Formel unten bestimmt werden. $T_{H2} = (T_{H1} - T_{M2}) Q_{2} {/Q}_{1} + T_{M1}$
Als spezifische Werte, wenn Q₁ = 10 W und T_C1 = 27°C, ist die Temperatur des pn-Übergangs T_H1 = etwa 65°C, und kann der Temperatur-Detektionsbereich auf T_M1 = etwa 38°C eingestellt werden, wenn das Gehäuse 24 und dergleichen angemessen entworfen sind.
Es wird eine Beschreibung des Nachfolgenden gegeben. Unter den oben beschriebenen numerischen Bedingungen, in drei Fällen, das heißt, (1) wenn das LD-Modul 22 unter einer Bedingung angetrieben wird, in der eine optische Ausgabe unter den Standard-Antriebsbedingungen erzeugt wird (Q = Q₁), (2) wenn das LD-Modul 22 unter einer Bedingung angetrieben wird, in der eine optische Ausgabe größer als die Standard-Antriebsbedingungen (Q > Q₁) ist, und (3) wenn das LD-Modul 22 unter einer Bedingung angetrieben wird, in der eine optische Ausgabe niedriger als die Standard-Antriebsbedingungen ist (Q < Q₁), ist es möglich, zuverlässig eine Taukondensation am Gehäuse 24 und dem LDCOS 25 zu verhindern, und wird verhindert, dass der Leistungsverbrauch des LD-Chips 23 durch einen Anstieg bei der Temperatur des pn-Übergangs beschleunigt wird. Die Schalttemperatur wird angenommen, eine Schalttemperatur = (Taupunkttemperatur von Luft innerhalb Gehäuse 2 + 1°C) zu sein.
(1) In einem Fall, bei dem das LD-Modul 22 unter der Bedingung angetrieben wird, in der die optische Ausgabe unter den Standard-Antriebsbedingungen erzeugt wird (Q = Q₁), selbst wenn die Temperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 35°C beträgt und die Feuchtigkeit 95% beträgt, ist die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 34,1°C, und ist somit niedriger als die Temperatur (T_M1 ) des Temperatur-Detektionsbereichs unter den Standard-Antriebsbedingungen = 38°C. Daher wird verhindert, dass Taukondensation an zumindest dem Gehäuse 24 auftreten kann, außer bezüglich der Vorsprungbereiche, wie etwa dem Vorsprung 28. Das Substrat 26 nahe am pn-Übergang, welches als eine Erzeugungsquelle dient, ist weiter höher von der Temperatur her als der Temperatur-Detektionsbereich und somit wird verhindert, dass Taukondensation an dem LDCOS 25, der als die Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheit dient, auftritt.
Obwohl die Schalttemperatur 35,1°C ist, da die Temperatur (T_M1 ) des Temperatur-Detektionsbereichs unter den Standard-Antriebsbedingungen = 38°C höher als die Schalttemperatur ist, wird verhindert, dass die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt wird. Daher ist die Rate des Lebensdauerverbrauchs des LD-Chips 234 gleich zur Rate des Lebensdauerverbrauchs, wenn die Kühlkapazität unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, welche Standardbedingungen sind, und somit wird verhindert, dass der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 sich im Vergleich zum Fall der Standard-Antriebsbedingungen beschleunigt.
Daher, in einem Fall, bei dem das LD-Modul 22 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, wenn angenommen wird, dass Temperatur ≤ 35°C und Feuchtigkeit ≤ 95% die zulässige Installationsumgebungsbedingungen der Lasereinrichtung 300 sind, solange wie die Umgebungsbedingung beobachtet wird, selbst falls der Grad des Einschließens des Gehäuses 2 schlecht ist, so das Luft, die eine hohe Taupunkttemperatur von 34,1°C aufweist, von außerhalb infiltriert, wird verhindert, dass eine Taukondensation an der Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheit auftritt, und kann die Laser-Oszillation fortgesetzt werden, ohne dass die Kühlkapazität gesenkt wird, als die Standard-Antriebsbedingungen, so dass der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 daran gehindert wird, sich zu beschleunigen.
(2) In einem Fall, bei dem das LD-Modul 22 unter der Bedingung angetrieben wird, in welcher die optische Ausgabe größer als die Standard-Antriebsbedingungen ist (Q > Q₁), ist die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs noch höher als T_M1 = 38°C, und somit wird verhindert, dass Taukondensation auf dem Gehäuse 24 und dem LDCOS 25 auftritt. Andererseits, da die optische Ausgabe größer als die Standard-Antriebsbedingungen ist, und die Temperatur des pn-Übergangs höher als die Standard-Antriebsbedingungen ist, wird der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 im Vergleich mit den Standard-Antriebsbedingungen beschleunigt. Jedoch ist dies nicht, weil der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 aufgrund von Taukondensation-Verhinderungsmaßnahmen beschleunigt wird, sondern weil eine optische Ausgabe größer als die Standard-Optikausgabe (Nennoptikausgabe) erzeugt wird.
(3) In einem Fall, bei dem das LD-Modul 22 unter der Bedingung angetrieben wird, in welcher die optische Ausgabe niedriger als die Standard-Antriebsbedingungen ist (Q < Q₁), wenn die Temperatur des pn-Übergangs, wenn die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang reduziert ist, so dass die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs herunter zur Schalttemperatur gesenkt wird, und die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs auf einer Temperatur im Wesentlichen gleich der Schalttemperatur durch die Steuerung der Kühlkapazität gehalten wird, berechnet wird, unter Verwendung der zuvor beschriebenen Formel, können in 11 gezeigte Ergebnisse erhalten werden.
In 11 gibt ein durch eine durchgezogene Linie angezeigter Graph die Abhängigkeit der Temperatur des pn-Übergangs von der Menge an Wärmeerzeugung an, und die Zufuhr des Kühlwassers fortgesetzt wird, selbst falls die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang reduziert ist. Eine unterbrochene Linie und eine abwechselnd lange und kurze Strichlinie gibt die Abhängigkeit der Temperatur des pn-Übergangs von der Menge an Wärmeerzeugung an, wenn die Temperatur des Temperaturdetektionsmittels herunter zur Schalttemperatur = (Taupunkttemperatur von Luft nahe Gehäuse 2 + 1°C) gesenkt wird und somit die Zufuhr des Kühlwassers zum Verhindern von Taukondensation gestoppt wird. Die unterbrochene Linie gibt einen Fall an, bei dem die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 34,1°C ist. Die abwechselnd lange und kurze Strichlinie ergibt die Abhängigkeit von der Temperatur des pn-Übergangs vom Betrag der Wärmeerzeugung an, wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 32°C beträgt. Wenn die Temperatur des Temperaturdetektionsmittels herunter zur Schalttemperatur gesenkt wird = (Taupunkttemperatur von Luft innerhalb Gehäuse 2 +1°C) und somit die Zufuhr des Kühlwassers gestoppt wird, da die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs ≥ (Taupunkttemperatur von Luft innerhalb Gehäuse 2 +1°C), wird natürlicher Weise verhindert, dass Taukondensation am Gehäuse 24 und dem LDCOS 25 auftritt.
Andererseits, in Bezug auf die Temperatur des pn-Übergangs, der die Beschleunigung/Verlangsamung des Lebensdauerverbrauchs beeinträchtigt, wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 34,1°C ist und die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang jenseits von etwa 7,4 W reduziert wird, da die Temperatur des Temperatur-Detektionsbereichs bei 35,1°C gehalten wird, wird das Kühlwasser intermittent zugeführt. Daher, im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Zufuhr des Kühlwassers fortgesetzt wird, selbst wenn die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang reduziert ist, ist die Temperatur des pn-Übergangs nicht signifikant gesenkt. Jedoch, da die Reduktion der Menge der Wärmeerzeugung bedeutet, dass der Antriebsstrom reduziert ist, um niedriger als die optische Ausgabe zu sein, und dass im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Zufuhr des Kühlwassers fortgesetzt wird, die Temperatur des pn-Übergangs nicht signifikant gesenkt wird, aber die Temperatur des pn-Übergangs zumindest gesenkt wird, wird der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 im Vergleich zu dem Fall, bei dem das LD-Modul 22 unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, stark verlangsamt.
Falls die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 auf 30°C heruntergesenkt wird, ist die Umschalttemperatur 31°C. Da das Kühlwasser kontinuierlich zugeführt wird, bis die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang reduziert ist auf etwa 3,6 W, in einer Region, die eine kleine Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang hat, im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Taupunkttemperatur 34,1°C beträgt, wird die Temperatur des pn-Übergangs weiter um 4,1°C gesenkt. Hier entspricht 4,1°C einer Differenz bei der Taupunkttemperatur. Spezifisch, wenn das LD-Modul 22 unter einer Bedingung angetrieben wird, bei der die Menge an Wärmeerzeugung im pn-Übergang klein ist, wird gleichermaßen verhindert, dass Taukondensation am Gehäuse 24 und im LDCOS 25 auftritt, selbst falls die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 so hoch ist wie 34,1°C. Jedoch, wenn die Taupunkttemperatur niedriger ist, kann die Temperatur des pn-Übergangs niedriger gehalten werden und somit wird der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 weiter stark verlangsamt. Daher, obwohl insbesondere ein Entfeuchter nicht benötigt wird, weil eine Taukondensation am Auftreten am LD-Chip 23 und dem LDCOS 25 so gehindert wird, dass der Lebensdauerverbrauch des LD-Chips 23 im Vergleich zu dem Fall von Standard-Antriebsbedingungen nicht beschleunigt wird, wird es bevorzugt, dass die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 niedriger sei.
In der Beschreibung der Ausführungsformen, die oben diskutiert sind, kann eine Taukondensation an der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit 13 verhindert werden, aber dies bedeutet, dass eine Taukondensation auf allen anderen Bereichen gestattet ist. Wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 hoch ist, ist es sehr wahrscheinlich, dass insbesondere beispielsweise auf der Einflussseite, auf welcher die Temperatur des Kühlwassers innerhalb des Kühlwasser-Rohrleitungssystems 5 am niedrigsten ist, eine Taukondensation auftritt. Jedoch bedeutet das Auftreten von Taukondensation, dass die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 gesenkt ist, und wie oben beschrieben, wird es bevorzugt, dass die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses 2 niedriger ist. Daher, um zu verhindern, dass durch Taukondensation erzeugte Wassertröpfchen wieder verdampfen, wird bevorzugt, einen Mechanismus zum Abführen des Wassers nach außerhalb des Gehäuses 2 bereitzustellen.
Als einen spezifischen Ablaufmechanismus 29 kann eine in 12 gezeigte Struktur erwogen werden. In 12 sind Bestandteile innerhalb einer Lasereinrichtung 400, die sich nicht auf den Ablaufmechanismus 29 beziehen, nicht gezeigt. Der Ablaufmechanismus 29, der in 12 gezeigt ist, beinhaltet ein Kapillarbauteil 30 und ein Heizmittel, wie etwa einen Heizer 31, und ist auf der Rohrleitungseinheit 51 der Einflussseite zur Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 im Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5 angeordnet, um so das Innere und Äußere des Gehäuses 2 zu überbrücken. Im Ablaufmechanismus 29 wird Feuchtigkeit, welche das Kapillarbauteil 30, wie ein Fiberbündel, durchdringt, mit dem Heizer 31 oder dergleichen auf der Außenseite des Gehäuses 2 erhitzt und verdampft, und somit wird das Kapillarbauteil 30 in einem solchen Bereich getrocknet, mit dem Ergebnis, dass die Wassertröpfchen innerhalb des Gehäuses 2 leicht nach außerhalb des Gehäuses 2 ausschwitzen. Jedoch ist der oben beschriebene Ablaufmechanismus 29 ein Beispiel und soll nicht den Drainage-Mechanismus beschränken.
Wie oben beschrieben, indem der Ablaufmechanismus 29, der das durch Taukondensation erzeugte Wasser zur Außenseite des Gehäuses 2 ablässt, bereitgestellt wird, und das Einschließen des Gehäuses 2 verbessert wird, kann somit die in Bezug auf die Luft innerhalb des Gehäuses 2 angenommene maximale Taupunkttemperatur auch niedriger eingestellt werden als die Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur, welche die Obergrenze der Taupunkttemperatur der Luft um die Lasereinrichtung herum ist, welche aus der zulässigen Installationsumgebungsbedingung der Lasereinrichtung oder der Installationsbedingungs-Spezifikation der Lasereinrichtung abgeleitet wird.
Wie in einer in 13 gezeigten Lasereinrichtung 500, kann ein Wärme-Isolator 32 zum Verhindern von Taukondensation auf der Oberfläche der Rohrleitungseinheit 52 auf der Ausflussseite angeordnet sein, auf welcher das Kühlwasser aus der Wärmeaufnahme/Kühleinheit 11 im Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5 herausfließt, so dass es nicht notwendig ist, eine große Anzahl von Abflussmechanismen 29 bereitzustellen, wie in 12 gezeigt, und dass ein Platz, wo die Taukondensation auftritt, beschränkt ist. 13 zeigt ein Beispiel, wo der Wärme-Isolator 32 im Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5 auf der Oberfläche der Rohrleitungen, außer der Rohrleitung zwischen dem Verbindungsbereich der Rohrleitungseinheit 53 und dem Anordnungsbereich des Ablaufmechanismus 29 in der Rohrleitungseinheit 51 auf der Einflussseite vorgesehen ist.
Weiterhin kann eine Antirostbehandlung zum Reduzieren von Korrosion an zumindest einem Bereich durchgeführt werden, an welchem eine Taukondensation innerhalb des Gehäuses 2 auftritt, oder das Material zumindest des Bereichs, auf welchen die Taukondensation innerhalb des Gehäuses 2 auftritt, kann ein Antirostmaterial sein. Beispielsweise kann im in 13 gezeigten Beispiel, um durch Taukondensation verursachte Korrosion zu reduzieren, eine Antirostbehandlung wie etwa Goldplattierung auf der Oberfläche der Rohrleitungseinheit 51 auf der Einflussseite durchgeführt werden, auf welcher Taukondensation insbesondere auftritt, oder das Material der Rohrleitung kann ein Antirostmaterial wie etwa Edelstahl sein. In 13 sind Bestandteile innerhalb der Lasereinrichtung, die sich nicht auf die Beschreibung in diesem Abschnitt beziehen, nicht gezeigt.
[Fünfte Ausführungsform]
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung 600 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lasereinrichtung 600 beinhaltet: eine Vielzahl von Wärmeaufnahme/Kühleinheiten 11, die thermisch mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungseinheiten 9 verbunden sind; eine Vielzahl der Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 zum unabhängigen Steuern der Kühlkapazitäten, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheiten 11 kühlen; eine Vielzahl von Umgebungsbauteilen 14, die nahe an Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten sind, welche die Wärmeerzeugungseinheiten 9 und Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheiten 12 beinhalten, und die im Wesentlichen die individuellen Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten umgeben; und eine Vielzahl von Temperaturdetektionsmitteln, welche die Temperatur von vorbestimmten Bereichen der Umgebungsbauteile 14 detektieren. Eine Steuereinheit 7 steuert individuell anhand der Ergebnisse von Detektion durch das Temperaturdetektionsmittel 15 die Kühlkapazitäten zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheiten 11 mit dem entsprechenden Kühlkapazitäts-Steuermittel 6. Obwohl drei Laser-Oszillatoren 3 in 14 gezeigt sind, ist die Anzahl der Laser-Oszillatoren 3 nicht auf drei beschränkt.
Die Struktur der vorliegenden Ausführungsform wird bereitgestellt und somit werden beispielsweise wie in der vorliegenden Ausführungsform die Flussraten des Kühlwassers an eine Vielzahl von Laser-Oszillatoren 3, oder, obwohl nicht illustriert, an die Laser-Oszillatoren 3 und die Laserstromversorgungseinheiten 4, individuell gesteuert, mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, Taukondensation an allen Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten zu verhindern. In der Lasereinrichtung 600 gemäß einer Vielzahl von Laser-Oszillatoren 3, nur wenn ein Bereich der Laser-Oszillatoren 3 angetrieben wird, wird das Kühlwasser dazu gebracht, nur durch den oben beschriebenen Laser-Oszillator 3 zu fließen mit dem Ergebnis, dass es möglich ist, Taukondensation an den Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten der anderen Laser-Oszillatoren 3, die keine Oszillation durchführen, zu verhindern. Selbst wenn optische Ausgabebefehle sich für die individuellen Laser-Oszillatoren 3 unterscheiden und die Mengen von Wärmeerzeugung in den Laser-Oszillatoren 3 sich unterscheiden, werden die Kühlkapazitäten individuell für jeden der Laser-Oszillatoren 3 gesteuert und somit ist es möglich, effektiv eine Taukondensation am Laser-Oszillator 3 mit einer kleinen Menge an Wärmeerzeugung zu verhindern.
In 14 repräsentieren dicke durchgezogenen Linien das Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5, welches die Kühlwasserflusspfade 10 enthält, und illustrieren in der Umgebung derselben gezeigte Pfeile Richtungen, in welchen das Kühlwasser fließt. Darüber hinaus repräsentieren dicke durchgezogene weiße Pfeile und durchgezogene weiße dicke Linien Laserlicht 17 und das aus den Laser-Oszillatoren 3 emittierte Laserlicht 17 passiert das Laseroptiksystem 18 und wird aus der Lasereinrichtung 600 ausgegeben.
[Sechste Ausführungsform]
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konzeptkonfiguration einer Lasereinrichtung 700 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lasereinrichtung 700 beinhaltet eine Vielzahl von Laser-Oszillatoren 3 und beinhaltet weiter: eine Vielzahl von Wärmeaufnahme/Kühleinheiten 11, die thermisch mit einer Vielzahl von Wärmeerzeugungseinheiten 9 verbunden sind, die Wärme für Laser-Oszillation in den einzelnen Laser-Oszillatoren 3 erzeugen; ein Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 zum gemeinsamen Steuern der Kühlkapazitäten, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheiten 11 kühlen, eine Vielzahl von Umgebungsbauteilen 14, die nahe an Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten sind, welche die Wärmeerzeugungseinheit 9 und die Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheiten 12 beinhalten, und welche im Wesentlichen die einzelnen Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten umgeben; und eine Vielzahl von Temperaturdetektionsmitteln, welche die Temperaturen von vorbestimmten Bereichen der Umgebungsbauteilen 14 detektieren. Eine Steuereinheit 7 steuert aus den Laserstromversorgungseinheiten 4 zugeführte Ströme an die Laser-Oszillatoren 3 so, dass die Detektionsergebnisse durch die individuellen Temperaturdetektionsmittel 15 im Wesentlichen dieselben Temperaturen sind. Obwohl in 15 auch drei Laser-Oszillatoren 3 gezeigt sind, ist die Anzahl der Laser-Oszillatoren 3 nicht auf drei beschränkt.
In der Lasereinrichtung 700, welche eine Vielzahl von Laser-Oszillatoren 3 enthält, während Kühlkapazitäten zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheiten 11, die thermisch mit den Wärmeerzeugungseinheiten 9 der Laser-Oszillatoren 3 verbunden sind, durch ein einzelnes Kühlkapazitäts-Steuermittel 6 gesteuert werden, ist es möglich, Taukondensation an allen der Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten einschließlich der Wärmeerzeugungseinheiten 9 und der Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheiten 12 zu verhindern.
In 15 repräsentieren dicke durchgezogene Linien das Kühlwasser-Rohrleitungssystem 5, welches die Kühlwasserflusspfade 10 enthält, und in der Umgebung derselben gezeigte Pfeile illustrieren Richtungen, in welchen das Kühlwasser fließt. Darüber hinaus repräsentieren dicke durchgezogene weiße Pfeile und durchgezogene weiße dicke Linien schematisch Laserlicht 17 und das aus den Laser-Oszillatoren 3 emittierte Laserlicht 17 passiert das Laseroptiksystem 18 und wird aus der Lasereinrichtung 700 ausgegeben.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß den Lasereinrichtungen 1, 100, 200, 300, 400, 500, 600 und 700 der vorliegenden Erfindung möglich, die Lasereinrichtung bereitzustellen, welche Taukondensation an der Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheit verhindern können, und die eine lange Lebensdauer hat und zuverlässig ist, ohne die Notwendigkeit insbesondere einer Entfeuchtungsfunktion, und daher ohne Verwendung eines Entfeuchters wie etwa eines Flächenkühlers, von dessen Verwendung gewünscht wird, dass sie vermieden wird, im Hinblick auf Kosten und Größe, und ohne das der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit durch einen Anstieg bei der Temperatur bei der Wärmeerzeugungseinheit im Vergleich mit dem Fall, bei dem die Lasereinrichtung unter den Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, beschleunigt wird. Gemäß den Lasereinrichtungen 1, 100, 200, 300, 400, 500, 600 und 700 der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Problem zu lösen, das in einer konventionellen Laservorrichtung unter Verwendung keines Entfeuchters nicht vermieden werden kann, und in welchem, wenn die Taupunkttemperatur hoch ist, die Kühlkapazität zum Verhindern von Taukondensation unvermeidlich so erniedrigt wird, dass die Temperatur der Wärmeerzeugungseinheit, wie etwa des Laser-Oszillators steigt, und somit der Lebensdauerverbrauch der Wärmeerzeugungseinheit, wie etwa des Laser-Oszillators, beschleunigt wird.
Bezugszeichenliste

1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700: Lasereinrichtung
2: Gehäuse
3: Laser-Oszillator
4: Laserstromversorgungseinheit
5: Kühlwasser-Rohrleitungssystem
6: Kühlkapazitäts-Steuermittel
7: Steuereinheit
8: Eingabeeinheit 8
9: Wärmeerzeugungseinheit
10: Kühlwasserflusspfad
11: Wärmeaufnahme/Kühleinheit
12: Wärmeerzeugungseinheit-Unterstützungseinheit
13: Taukondensations-Verhinderungszieleinheit
14: Umgebungsbauteil
15: Temperaturdetektionsmittel
16: Kühler
17: Laserlicht
18: Laseroptiksystem
19: Taupunkttemperatur-Detektionsmittel
20: Anzeigeeinheit
21: Hilfsheizmittel
22: LD-Modul
23: LD, LD-Chip
24: Gehäuse (von LD-Modul)
25: LDCOS (LD-Chip auf Substrat)
26: Substrat (von LD-Chip)
27: Kühlplatte
28: Vorsprung (von LD-Modul)
29: Ablaufmechanismus
30: Kapillarbauteil
31: Heizer
32: Heizisolator
A, B, C: Solenoidventil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5261612 [0012]

Claims

Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700), welche umfasst: ein Gehäuse (2); zumindest ein oder mehrere Laser-Oszillatoren (3) innerhalb des Gehäuses (2); und ein oder mehrere Stromzufuhreinheiten (4), die einen Strom dem Laser-Oszillator (3) zuführen, wobei der Laser-Oszillator (3) beinhaltet: ein oder mehrere wärmeerzeugende Einheiten (9), welche Wärme für die Laseroszillation erzeugen; und ein oder mehrere wärmeaufnehmende Kühleinheiten (11), welche mit einer Taukondensations-Verhinderungszieleinheit (13), die zumindest die wärmeerzeugende Einheit beinhaltet, thermisch verbunden sind und die einen Kühlwasserflusspfad (10) zum Passieren von Kühlwasser zum Kühlen der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit (13) beinhalten und an welchen ein Kühlwasser-Rohrleitungssystem (5) zum Passierenlassen des Kühlwassers zum Kühlwasserflusspfad (10) verbunden ist, wobei die Lasereinrichtung weiter beinhaltet: ein oder mehrere Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) zum Steuern einer Kühlkapazität, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheit (11) mit dem das Kühlwasser-Rohrleitungssystem (5) passierenden Kühlwasser kühlt; eine Steuereinheit (7), die zumindest das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) und die Laser-Stromversorgungseinheit (4) steuert; ein Umgebungsbauteil (14), das nahe an der Taukondensations-Verhinderungszieleinheit (13) ist, um so die Taukondensations-Verhinderungszieleinheit (13) zu umgeben; und zumindest ein oder mehrere Temperaturdetektionsmittel (15), welches die Temperatur eines vorbestimmten Bereichs des Umgebungsbauteils (14) detektiert und als Ergebnis der Detektion eine Umgebungsbauteiltemperatur an die Steuereinheit (7) ausgibt, das Umgebungsbauteil (14) so gebildet ist, dass eine Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur erreicht wird, welche höher ist als das Maximum der Taupunkttemperatur, die in Bezug auf Luft innerhalb des Gehäuses (2) angenommen wird, wenn eine Temperatur der wärmeerzeugenden Einheit (9) in einem Zustand erhöht wird, wenn die Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) oder der Laser-Oszillator (3) unter Standard-Antriebsbedingungen angetrieben wird, in welchem Laserlicht (17) einer Standardoptikausgabe emittiert wird, und in der die Kühlkapazität zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit (11) durch das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) gesteuert ist, um einen Standardpegel aufzuweisen, und wobei die Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700), oder der Laser-Oszillator (3) im Wesentlichen einen Gleichgewichtszustand erreicht; und die Steuereinheit (7), während ein Stromausgabebefehl an die Laser-Stromversorgungseinheit (4) ausgegeben wird, die durch das Temperaturdetektionsmittel (15) detektierte Umgebungsbauteiltemperatur mit einer Schalttemperatur, die niedriger eingestellt ist als die Umgebungsbauteil-Gleichgewichtstemperatur, vergleicht, und wenn die Umgebungsbauteiltemperatur niedriger als die Schalttemperatur ist, die Steuereinheit (7) das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) so steuert, dass die Kühlkapazität zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit (11) niedriger als der Standardpegel ist, während, wenn die Umgebungsbauteiltemperatur gleich oder höher als die Schalttemperatur ist, die Steuereinheit (7) das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) so steuert, dass die Kühlkapazität zum Kühlen der Wärmeaufnahme/Kühleinheit (11) gleich oder höher als der Standardpegel ist.
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 1, weiter umfassend: ein oder mehrere Taupunkttemperatur-Detektionsmittel (19) zum Detektieren einer Taupunkttemperatur von Luft innerhalb des Gehäuses (2), wobei, wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses (2), welche durch das Taupunkttemperatur-Detektionsmittel (19) detektiert wird, als eine Gehäuseinnen-Taupunkttemperatur angenommen wird, die Schalttemperatur so eingestellt wird, dass (Schalttemperatur) = (Gehäuseinnen-Taupunkttemperatur) + (vorbestimmte Temperatur).
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die maximale Taupunkttemperatur vorzugsweise auf eine Umgebungsobergrenz-Temperatur eingestellt wird, welche die Obergrenze einer Taupunkttemperatur von Luft um die Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) herum ist, die aus einer zulässigen InstallationsUmgebungsbedingung der Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) oder einer Installationsbedingungs-Spezifikation der Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) abgeleitet ist.
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 3, weiter umfassend: ein Mitteilungsmittel (20), welche visuell oder akustisch durch Steuerung der Steuereinheit (7) eine Mitteilung bereitstellt, dass die Installationsumgebung der Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) außerhalb eines Bereichs der Installationsbedingungs-Spezifikation fällt, wenn die Taupunkttemperatur der Luft innerhalb des Gehäuses (2) höher als die Umgebungsobergrenz-Taupunkttemperatur ist.
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der vorbestimmte Bereich, wo das Temperaturdetektionsmittel (15) installiert ist, die Oberfläche des Umgebungsbauteiles (14) ist, das in Kontakt mit Luft steht, oder ein Bereich in der Umgebung der Oberfläche, und auf einen Bereich eingestellt wird, dessen Temperatur die niedrigste ist, außer einem Vorsprungbereich des Umgebungsbauteiles (14) oder einem Bereich, dessen Temperatur nahe an der Temperatur des Bereichs ist, dessen Temperatur die niedrigste ist in einem Zustand, bei dem die Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) oder der Laser-Oszillator (3) den Gleichgewichtszustand erreicht.
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend: ein Hilfsheizmittel (21), welches mit dem Umgebungsbauteil (14) thermisch verbunden ist, wobei die Steuereinheit (7) die Menge an Wärmeerzeugung im Hilfsheizmittel (21) so steuert, dass die durch das Temperaturdetektionsmittel (15) detektierte Umgebungsbauteiltemperatur höher als die Maximal-Taupunkttemperatur in einem Zustand ist, bei dem die Lasereinrichtung (1, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) oder der Laser-Oszillator (3) den Gleichgewichtszustand erreicht.
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Laser-Oszillator (3) ein Laser-Oszillator ist, in welchem zumindest ein oder mehrere LD-Module (22) eine Lichtemissionsquelle oder eine Anregungslichtquelle sind, zumindest die eine oder mehrere Wärmeerzeugungseinheiten (9) ein Laserdioden-Chip (23) sind, welcher einer von Bestandteilelementen des LD-Moduls (22) ist, das Umgebungsbauteil (14) ein Gehäuse (24) ist, welches eines von Bestandteilelementen des LD-Moduls (22) ist, und innerhalb des Gehäuses (24) zumindest ein oder mehrere Laserdioden-Chips installiert sind.
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Wärmeaufnahme/Kühleinheit eine Kühlplatte (27) ist, in welcher der Kühlwasserflusspfad (10) darin oder auf der Oberfläche derselben vorgesehen ist, und zumindest das eine oder mehrere LD-Module (22) so angeordnet sind, dass sie mit der Kühlplatte (27) thermisch verbunden sind.
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 8, wobei eine Vielzahl von LD-Modulen (22) auf der Kühlplatte (27) angeordnet ist und das Temperaturdetektionsmittel (15) auf der Oberfläche des Gehäuses (24) des in einer Position am nächsten an der stromaufwärtigen Seite oder im der Umgebung der Oberfläche angeordneten LD-Moduls (22) installiert ist, zumindest wenn das Kühlwasser dazu gebracht wird, längs dem Kühlwasserflusspfad (10) der Kühlplatte (27) zu fließen.
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) Ein-Aus-Ventile (A, B, C), die einen Flusspfad des Kühlwassers öffnen und schließen, und/oder ein Flussraten-Justierventil, das eine Flussrate im Flusspfad des Kühlwassers justiert, beinhaltet, und die Steuerung der Kühlkapazität, welche durch das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) durchgeführt wird, die Steuerung der Zufuhr und Nichtzufuhr des Kühlwassers oder der Flussrate ist, die durchgeführt wird durch die Ein/Aus-Ventile (A, B, C) oder das Flussraten-Justierventil.
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, weiter umfassend: einen Drainage-Mechanismus (29), der innerhalb des Gehäuses (2) erzeugtes Kondensationswasser nach außerhalb abführt, indem der Kühlwasserfluss längs des Kühlwasserflusspfades (10) bewirkt wird.
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 11, wobei innerhalb des Gehäuses (2) ein Wärme-Isolator (32) auf der Oberfläche zumindest eines oder mehrerer Bereiche angeordnet, die durch das Kühlwasser gekühlt werden.
Lasereinrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei eine Antirostbehandlung an einem Bereich durchgeführt wird, wo Taukondensation innerhalb des Gehäuses (2) auftritt, um so durch Taukondensation verursachte Korrosion zu reduzieren, oder ein Material des Bereichs, an dem Taukondensation innerhalb des Gehäuses auftritt, ein Antirostmaterial ist.
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend: eine Vielzahl von Wärmeaufnahme/Kühleinheiten (11), welche mit einer Vielzahl der wärmeerzeugenden Einheiten (9) thermisch verbunden sind; eine Vielzahl der Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) zum unabhängigen Steuern der Kühlkapazitäten, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheiten (11) kühlen; eine Vielzahl von den Umgebungsbauteilen (14), die nahe an den die wärmeerzeugenden Einheiten (9) enthaltenden Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten (13) sind, um so die Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten (13) individuell zu umgeben; und eine Vielzahl der Temperaturdetektionsmittel (15), welche Temperaturen der vorbestimmten Bereiche der Umgebungsbauteile (14) detektieren, wobei die Steuereinheit (7) individuell die Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) steuert, welche die Kühlkapazitäten zum Kühlen der entsprechenden Wärmeaufnahme/Kühleinheiten (11) steuern, gemäß den Ergebnissen der Detektion durch die individuellen Temperaturdetektionsmittel (15).
Lasereinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend: eine Vielzahl der Laser-Oszillatoren (3); eine Vielzahl der Wärmeaufnahme/Kühleinheiten (11), die individuell und thermisch mit einer Vielzahl der wärmeerzeugenden Einheiten (9) verbunden sind, die Wärme für Laser-Oszillation in den Laser-Oszillatoren erzeugen; das Kühlkapazitäts-Steuermittel (6) zum gemeinsamen Steuern der Kühlkapazitäten, welche die Wärmeaufnahme/Kühleinheiten (11) kühlen; eine Vielzahl der Umgebungsbauteile (14), die nahe an den, die wärmeerzeugenden Einheiten (9) enthaltenden Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten (13) sind, um so die Taukondensations-Verhinderungs-Zieleinheiten (13) zu umgeben; und eine Vielzahl der Temperaturdetektionsmittel (15), die Temperaturen der vorbestimmten Bereiche der Umgebungsbauteile (14) detektieren, wobei die Steuereinheit (7) die aus den entsprechenden LaserStromversorgungseinheiten (4) zugeführten Ströme an die Laser-Oszillatoren (3) so steuert, dass die Detektionsergebnisse durch die individuellen Temperaturdetektionsmittel (15) eine gleiche Temperatur sind.