KR102528965B1 - wavelength converter - Google Patents

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KR102528965B1
KR102528965B1 KR1020227030305A KR20227030305A KR102528965B1 KR 102528965 B1 KR102528965 B1 KR 102528965B1 KR 1020227030305 A KR1020227030305 A KR 1020227030305A KR 20227030305 A KR20227030305 A KR 20227030305A KR 102528965 B1 KR102528965 B1 KR 102528965B1
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는, 레이저광을 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻는 파장 변환 장치에 관한 것이다. 본 개시에 관한 파장 변환 장치는, 레이저광의 파장을 변환하는 비선형 광학 결정과, 비선형 광학 결정의 온도를 측정하는 온도 검출부와, 온도 검출부가 측정한 온도에 기초하여 비선형 광학 결정의 온도를 조정하는 온도 조정부와, 비선형 광학 결정과 온도 검출부가 대향하는 면에 끼워져 있는 제1 금속층을 구비하는 파장 변환 장치이다.The present disclosure relates to a wavelength conversion device that obtains a laser light with a stable output immediately after switching the laser light from continuous oscillation to pulse oscillation. A wavelength conversion device according to the present disclosure includes a nonlinear optical crystal for converting a wavelength of laser light, a temperature detector for measuring the temperature of the nonlinear optical crystal, and a temperature detector for adjusting the temperature of the nonlinear optical crystal based on the temperature measured by the temperature detector. A wavelength conversion device comprising a first metal layer sandwiched between an adjusting unit, a nonlinear optical crystal and a temperature detecting unit on opposite surfaces.

Description

파장 변환 장치wavelength converter

본 개시는, 파장 변환 장치, 레이저 발진기 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a wavelength conversion device, a laser oscillator, and a laser processing device.

근래, 레이저 가공 분야에서 자외선 영역의 파장을 갖는 UV(Ultra Violet) 레이저광(L)이 주목을 끈다. UV 레이저광(L)(파장: 355nm부근)은, 적외 레이저광(L)(파장: 1064nm부근)과 비교하여, 가공 시의 열 영향을 억제할 수 있다. 그 때문에, 가공 시의 구멍의 형상이나 절단면의 품질이 우수하다. 그러나, 가공에 충분한 출력의 UV 레이저광(L)을 직접적으로 발진시키는 것은 어렵다고 알려져 있다. 그래서, 일반적으로는 적외 레이저광(L)을 비선형 광학 결정(「비선형 결정」이라고도 불려짐)에 입사시킴으로써, 고출력의 UV 레이저광(L)을 얻는다. 레이저광(L)을 비선형 광학 결정에 입사시키면, 입사 레이저광(L)의 정수분의 일의 파장의 레이저광(L)을 출사할 수 있다. 이것을 파장 변환이라고 한다.Recently, in the field of laser processing, UV (Ultra Violet) laser light (L) having a wavelength in the ultraviolet region attracts attention. Compared with infrared laser light L (wavelength: around 1064 nm), the UV laser light L (wavelength: around 355 nm) can suppress the heat effect during processing. Therefore, the shape of the hole during processing and the quality of the cut surface are excellent. However, it is known that it is difficult to directly oscillate UV laser light L having an output sufficient for processing. Then, in general, high-output UV laser light L is obtained by making the infrared laser light L enter a nonlinear optical crystal (also called "nonlinear crystal"). When the laser light L is made incident on the nonlinear optical crystal, the laser light L with a wavelength of one integral part of the incident laser light L can be emitted. This is called wavelength conversion.

예를 들면, 특허문헌 1에서는, 비선형 광학 결정, 온도 센서, 온도 조정 소자를, 양호한 열전도성을 갖는 재료로 이루어지는 홀더 블록에 장착한 것이 개시되어 있다. 이것에 의해, 비선형 광학 결정의 온도를 유지하고(「위상 정합 온도」라고도 불림), 안정된 출력의 레이저광(L)을 얻을 수 있다고 하고 있다.For example, Patent Literature 1 discloses that a nonlinear optical crystal, a temperature sensor, and a temperature adjusting element are attached to a holder block made of a material having good thermal conductivity. By this, it is said that the temperature of the nonlinear optical crystal can be maintained (also called "phase matching temperature") and the laser light L of stable output can be obtained.

일본 특허 공개 2014-202902호 공보Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-202902

UV 레이저광(L)을 이용한 가공에서, UV 레이저광(L)이 불필요한 경우는, 적외 레이저광(L)을 UV 레이저광(L)으로 파장 변환하는 것을 행하지 않고, 적외 레이저광(L)에 의해 가공을 행하는 경우가 있다. 이 경우, 펄스 발진을 행하면 비선형 광학 결정이 발열하기 때문에, 적외 레이저광(L)을 연속 발진하는 것에 의해 가공을 행한다.In the processing using the UV laser light L, when the UV laser light L is unnecessary, wavelength conversion of the infrared laser light L to the UV laser light L is not performed, and the infrared laser light L There are cases where processing is performed by In this case, since the nonlinear optical crystal generates heat when the pulse oscillation is performed, processing is performed by continuously oscillating the infrared laser light L.

한편으로, UV가 필요한 경우는, 펄스 발진에 의해 고출력 피크를 갖는 적외 레이저광(L)을 비선형 광학 결정에 입사하여 파장 변환을 행하고, 고출력의 UV 레이저광(L)을 출력하여 가공을 행한다.On the other hand, when UV is required, an infrared laser light L having a high output peak is incident on a nonlinear optical crystal by pulse oscillation, wavelength conversion is performed, and a high output UV laser light L is output to perform processing.

이와 같이, UV 레이저광(L)을 이용하여 가공을 행하는 경우, 레이저광(L)의 발진 형태를 연속 발진과 펄스 발진을 전환하여 가공이 행해진다. 일반적으로, 레이저광(L)이 연속 발진의 경우에 비하여 펄스 발진의 경우의 쪽이 비선형 광학 결정에서의 발열이 커지게 되므로, 레이저광(L)을 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후에는, 펄스 발진에 의해 비선형 광학 결정에 발열이 일어나, 비선형 광학 결정의 온도가 변화한다. 그 결과, 파장 변환의 효율이 내려가, 레이저광(L)의 출력이 저하되어 버린다. 따라서, 레이저광(L)의 출력을 저하시키지 않기 위해, 레이저광(L)을 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후의 비선형 광학 결정에서의 온도 변화를 억제할 필요가 있다.In this way, when processing is performed using the UV laser light L, processing is performed by switching the oscillation form of the laser light L between continuous oscillation and pulse oscillation. In general, heat generation in the nonlinear optical crystal is greater in the case of pulsed oscillation than in the case of continuous oscillation of the laser light L, so immediately after switching the laser light L from continuous oscillation to pulse oscillation, Pulse oscillation generates heat in the nonlinear optical crystal, and the temperature of the nonlinear optical crystal changes. As a result, the efficiency of wavelength conversion decreases and the output of the laser light L decreases. Therefore, in order not to lower the output of the laser light L, it is necessary to suppress the temperature change in the nonlinear optical crystal immediately after switching the laser light L from continuous oscillation to pulse oscillation.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 레이저 발진 장치에서는, 온도 센서와 비선형 광학 결정과의 사이의 홀더 블록의 열저항, 홀더 블록과 비선형 광학 결정과의 사이의 접촉 열저항, 홀더 블록과 온도 센서와의 사이의 접촉 열저항이 존재하기 때문에, 온도 센서와 비선형 광학 결정과의 사이에는 온도 구배가 생겨 버려, 펄스 발진에 의해 비선형 광학 결정이 발열하였을 때에 비선형 광학 결정의 온도 변화를 억제하는 것은 곤란하게 되어 있었다.However, in the laser oscillation device described in Patent Literature 1, the thermal resistance of the holder block between the temperature sensor and the nonlinear optical crystal, the contact thermal resistance between the holder block and the nonlinear optical crystal, and the thermal resistance between the holder block and the temperature sensor Because of the presence of contact thermal resistance, a temperature gradient is generated between the temperature sensor and the nonlinear optical crystal, making it difficult to suppress the temperature change of the nonlinear optical crystal when the nonlinear optical crystal generates heat due to pulse oscillation .

본 개시는, 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 레이저광(L)을 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광(L)을 얻는 파장 변환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.This indication was made in view of the above, and aims at providing the wavelength conversion device which obtains the laser light L of stable output immediately after switching the laser light L from continuous oscillation to pulse oscillation.

본 개시에 관한 파장 변환 장치는, 레이저광(L)의 파장을 변환하는 비선형 광학 결정과, 비선형 광학 결정의 온도를 측정하는 온도 검출부와, 온도 검출부가 측정한 온도에 기초하여 비선형 광학 결정의 온도를 조정하는 온도 조정부와, 비선형 광학 결정과 온도 검출부가 대향하는 면에 끼워져 있는 제1 금속층을 구비하는 파장 변환 장치이다.A wavelength conversion device according to the present disclosure includes a nonlinear optical crystal that converts the wavelength of a laser light L, a temperature detector that measures the temperature of the nonlinear optical crystal, and a temperature of the nonlinear optical crystal based on the temperature measured by the temperature detector. It is a wavelength conversion device including a temperature adjusting unit for adjusting the temperature, and a first metal layer sandwiched between surfaces facing the nonlinear optical crystal and the temperature detecting unit.

본 개시에 관한 파장 변환 장치는, 레이저광(L)을 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광(L)을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.The wavelength conversion device according to the present disclosure exhibits the effect of being able to obtain the laser light L of stable output immediately after switching the laser light L from continuous oscillation to pulse oscillation.

도 1은 실시 형태 1에 관한 레이저 가공 장치의 구성도이다.
도 2는 실시 형태 1에 관한 레이저 발진기의 구성도이다.
도 3은 실시 형태 1에 관한 파장 변환 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 관한 각종 원소의 물성값을 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 관한 파장 변환 장치의 변형예의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에 관한 파장 변환 장치의 변형예의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 실시 형태 2에 관한 파장 변환 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 2에 관한 C자형 금속층의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 실시 형태 2에 관한 파장 변환 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실시 형태 3에 관한 파장 변환 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 3에 관한 파장 변환 장치의 변형예의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시 형태 3에 관한 파장 변환 장치의 변형예의 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 실시 형태 4에 관한 파장 변환 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 4에 관한 L자형 금속층의 구조를 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram of a laser processing apparatus according to Embodiment 1;
2 is a configuration diagram of a laser oscillator according to the first embodiment.
3 is a diagram showing the structure of the wavelength conversion device according to the first embodiment.
4 is a diagram showing physical property values of various elements according to the first embodiment.
5 is a diagram showing the structure of a modified example of the wavelength conversion device according to Embodiment 1. FIG.
6 is a diagram showing the structure of a modified example of the wavelength conversion device according to Embodiment 1;
7 is a diagram showing the structure of a wavelength conversion device according to Embodiment 2;
8 is a diagram showing the structure of a C-shaped metal layer according to Embodiment 2;
9 is a diagram for explaining the structure of the wavelength conversion device according to the second embodiment.
Fig. 10 is a diagram showing the structure of a wavelength conversion device according to Embodiment 3;
11 is a diagram showing the structure of a modified example of the wavelength conversion device according to the third embodiment.
12 is a diagram showing the structure of a modified example of the wavelength conversion device according to the third embodiment.
Fig. 13 is a diagram showing the structure of a wavelength conversion device according to Embodiment 4;
14 is a diagram showing the structure of the L-shaped metal layer according to the fourth embodiment.

이하에, 본 개시의 실시 형태에 대하여 첨부의 도면을 이용하여 설명한다. 각 도면에서는, 동일 또는 상당하는 부분에 동일한 부호를 붙이고 있다. 중복하는 설명은, 적절히 간략화 또는 생략한이다. 또한, 이하에 설명되는 실시 형태에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에 나타내는 도면에서는, 각 구성 요소의 축척이 현실과는 다른 경우가 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, embodiment of this indication is described using attached drawing. In each drawing, the same code|symbol is attached|subjected to the same or an equivalent part. Redundant descriptions are simplified or omitted as appropriate. In addition, this disclosure is not limited by the embodiment described below. In the drawings shown below, the scale of each component may differ from the actual scale.

실시 형태 1.Embodiment 1.

실시 형태 1에 관한 파장 변환 장치(10)에 대하여 해당 파장 변환 장치(10)를 포함하는 레이저 발진기(2)를 구비하는 레이저 가공 장치(1)에 기초하여 이하 설명한다.The wavelength converter 10 according to Embodiment 1 will be described below based on the laser processing device 1 provided with the laser oscillator 2 including the wavelength converter 10.

도 1은, 실시 형태 1의 레이저 가공 장치(1)의 구성도이며, 도 2는, 레이저 가공 장치(1)가 구비하는 레이저 발진기(2)의 구성도이다. 또한, 도 3은, 레이저 발진기(2)에 포함되는 파장 변환 장치(10)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다.1 is a configuration diagram of a laser processing device 1 according to Embodiment 1, and FIG. 2 is a configuration diagram of a laser oscillator 2 included in the laser processing device 1. 3 is a diagram schematically showing the structure of the wavelength conversion device 10 included in the laser oscillator 2. As shown in FIG.

우선 레이저 가공 장치(1) 및 레이저 발진기(2)에 대하여 설명한다. 레이저 가공 장치(1)는, 예를 들면 레이저 발진기(2)와, 광 전송부(3)와, 광학 유닛(4)과, 제어 장치(5)와, 구동 장치(6)와, 가공 테이블(7)을 구비한다. 레이저 발진기(2)로부터 출사된 레이저광은, 광 전송부(3)를 전송하고, 광학 유닛(4)에서 집광되고, 가공 테이블(7)에 재치(載置)되는 피가공물(W)에 조사된다. 이와 같이 레이저 가공 장치(1)는, 피가공물(W)을 레이저광(L)에 의해 가공한다.First, the laser processing device 1 and the laser oscillator 2 will be described. The laser processing device 1 includes, for example, a laser oscillator 2, a light transmission unit 3, an optical unit 4, a control device 5, a drive device 6, and a processing table ( 7) is provided. The laser beam emitted from the laser oscillator 2 is transmitted through the light transmission unit 3, condensed by the optical unit 4, and irradiated to the workpiece W placed on the processing table 7. do. In this way, the laser processing apparatus 1 processes the to-be-processed object W with the laser beam L.

레이저 발진기(2)는, 예를 들면 레이저광이 되는 레이저 매질과, 레이저 매질에 에너지를 주는 여기(勵起)원과, 미러로 구성되는 광원 장치(8)와, 광원 장치(8)로부터 출사되는 레이저광(L)의 파장을 변환하는 파장 변환 장치(10)를 구비한다. 레이저 발진기(2)로부터 출사한 레이저광(L)은, 광 전송부(3)로 보내진다. 또한, 레이저 발진기(2)는, 복수의 파장 변환 장치(10)를 구비해도 된다.The laser oscillator 2 is composed of, for example, a laser medium that becomes laser light, an excitation source that gives energy to the laser medium, and a light source device 8 composed of a mirror, and the light source device 8 emits light. A wavelength conversion device 10 for converting the wavelength of the laser light L to be used is provided. The laser light L emitted from the laser oscillator 2 is sent to the light transmission section 3. In addition, the laser oscillator 2 may include a plurality of wavelength conversion devices 10 .

광 전송부(3)는, 예를 들면 광 파이버로 구성되고, 레이저광(L)을 전송한다. 광 전송부(3)는, 광학 유닛(4)에 접속된다. 광 전송부(3)를 전송하는 레이저광(L)은, 광학 유닛(4)에 입사한다.The light transmission unit 3 is constituted of, for example, an optical fiber, and transmits the laser light L. The light transmission unit 3 is connected to the optical unit 4 . The laser beam L transmitted through the light transmission unit 3 is incident on the optical unit 4 .

광학 유닛(4)은, 광 전송부(3)를 전송하여 입사한 레이저광을 집광하여, 가공 테이블(7)에 재치되는 피가공물(W)에 대하여 조사한다. 피가공물(W)은, 레이저광이 조사되는 것에 의해 절단이나 드릴 등의 가공이 행해진다.The optical unit 4 transmits the light transmission unit 3 and condenses the incident laser beam, and irradiates it to the workpiece W placed on the processing table 7 . The workpiece W is subjected to processing such as cutting or drilling by being irradiated with laser light.

제어 장치(5)는, 레이저 발진기(2)와 접속되어 있고, 레이저 발진기(2)의 동작을 제어한다. 또한, 제어 장치(5)는, 구동 장치(6)와 접속되어 있고, 구동 장치(6)의 동작을 제어한다.The control device 5 is connected to the laser oscillator 2 and controls the operation of the laser oscillator 2 . In addition, the control device 5 is connected to the drive device 6 and controls the operation of the drive device 6 .

구동 장치(6)는, 예를 들면 광학 유닛(4)과, 가공 테이블(7)과 접속된다. 구동 장치(6)는, 제어 장치(5)로부터 지령을 받아 광학 유닛(4)과, 가공 테이블(7)의 구동을 행한다. 예를 들면, 구동 장치(6)는, 가공 테이블(7)을 구동하여, 피가공물(W)의 위치 결정, 반송 등을 행한다. 또한, 구동 장치(6)는, 광학 유닛(4)을 구동하여, 피가공물(W)에 대한 레이저광의 초점 위치의 조정 등을 행한다.The driving device 6 is connected to the optical unit 4 and the processing table 7, for example. The driving device 6 receives a command from the control device 5 and drives the optical unit 4 and the processing table 7 . For example, the driving device 6 drives the processing table 7 to position the workpiece W, convey it, and the like. In addition, the driving device 6 drives the optical unit 4 to adjust the focal position of the laser beam with respect to the workpiece W, and the like.

계속하여, 도 3을 이용하여 파장 변환 장치(10)에 대해 설명한다. 도 3은, 파장 변환 장치(10)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과, 온도 검출부(12)와, 온도 조정부(13)와, 제1 금속층(21)과, 히트 싱크(14)와, 제1 누름 부재(15)와, 제2 누름 부재(16)와, 체결 부재(17)를 구비한다. 도 3에서, 레이저광의 광축은, 지면에 수직인 방향이다. 또한, 레이저광의 광축은, 특별히 예고가 없는 한 다른 실시 형태의 설명에서도 마찬가지이다.Subsequently, the wavelength conversion device 10 will be described using FIG. 3 . FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the wavelength conversion device 10. As shown in FIG. The wavelength conversion device 10 includes a nonlinear optical crystal 11, a temperature detection unit 12, a temperature adjusting unit 13, a first metal layer 21, a heat sink 14, a first pressing member ( 15), a second pressing member 16, and a fastening member 17. In Fig. 3, the optical axis of the laser beam is in a direction perpendicular to the paper. In addition, the optical axis of the laser beam is the same in the description of other embodiments unless otherwise specified.

비선형 광학 결정(11)은, 예를 들면 BBO 결정, LiB3O5 결정(이른바 LBO 결정), CsLiB6O10 결정(이른바 CLBO 결정) 등이 이용된다. 비선형 광학 결정(11)의 형상은, 다면체이며, 예를 들면 입방체, 직방체 등이다. 비선형 광학 결정(11)은, 레이저광의 파장을 변환한다. 구체적으로는, 레이저광을 비선형 광학 결정(11)에 입사시킴으로써 해당 레이저광의 파장을 변환한다. 이것에 의해 레이저 발진기(2)는, 예를 들면 레이저광의 파장을 정수분의 일의 파장으로 변환하여, 출사할 수 있다.As the nonlinear optical crystal 11, for example, a BBO crystal, a LiB 3 O 5 crystal (so-called LBO crystal), a CsLiB 6 O 10 crystal (so-called CLBO crystal), or the like is used. The shape of the nonlinear optical crystal 11 is a polyhedron, such as a cube or a cuboid. The nonlinear optical crystal 11 converts the wavelength of the laser light. Specifically, by making the laser light incident on the nonlinear optical crystal 11, the wavelength of the laser light is converted. Thereby, the laser oscillator 2 can convert the wavelength of a laser beam into the wavelength of one integral part, and emit it, for example.

비선형 광학 결정(11)은, 예를 들면 적외 레이저광을 UV 레이저광으로 변환한다. 구체적으로는 파장이 1064nm의 레이저광을 파장이 532nm의 레이저광으로 변환한다. 또한, 비선형 광학 결정(11)은, 예를 들면 파장이 532nm의 레이저광을 파장이 355nm의 레이저광으로 변환한다.The nonlinear optical crystal 11 converts, for example, infrared laser light into UV laser light. Specifically, a laser light having a wavelength of 1064 nm is converted into a laser light having a wavelength of 532 nm. In addition, the nonlinear optical crystal 11 converts, for example, a laser light having a wavelength of 532 nm into a laser light having a wavelength of 355 nm.

온도 검출부(12)는, 비선형 광학 결정(11)의 온도를 측정하기 위해 이용된다. 온도 검출부(12)는, 예를 들면 서미스터, 측온 저항체, 열전대 등의 온도 센서이며, 비선형 광학 결정(11)의 온도를 측정한다. 온도 검출부(12)의 출력 신호는, 예를 들면 온도 컨트롤러에 보내진다.The temperature detector 12 is used to measure the temperature of the nonlinear optical crystal 11 . The temperature detection unit 12 is, for example, a temperature sensor such as a thermistor, resistance thermometer, or thermocouple, and measures the temperature of the nonlinear optical crystal 11 . The output signal of the temperature detection part 12 is sent to a temperature controller, for example.

온도 검출부(12)는, 추후 설명하는 제1 금속층(21)을 통해서 비선형 광학 결정(11)의 온도를 측정하도록 마련된다.The temperature detector 12 is provided to measure the temperature of the nonlinear optical crystal 11 through the first metal layer 21 to be described later.

온도 조정부(13)는, 비선형 광학 결정(11)에 대하여 입열 또는 흡열을 행하기 위해서 이용된다. 온도 조정부(13)는, 예를 들면 펠티에 소자, 히터 등의 온도 조정 소자이며, 비선형 광학 결정(11)의 온도를 위상 정합 온도로 유지하기 위해, 비선형 광학 결정(11)에 대하여 입열 또는 흡열을 행한다. 온도 조정부(13)는, 온도 검출부(12)가 측정한 온도에 기초하여 비선형 광학 결정(11)의 온도를 조정한다. 온도 조정부(13)는, 예를 들면 온도 컨트롤러에 보내진 온도 검출부(12)의 출력 신호에 기초하여 온도 컨트롤러에 의해 제어되고, 비선형 광학 결정(11)의 온도를 조정한다.The temperature controller 13 is used to input or absorb heat to the nonlinear optical crystal 11 . The temperature controller 13 is, for example, a temperature controller such as a Peltier element or a heater. In order to maintain the temperature of the nonlinear optical crystal 11 at the phase matching temperature, heat input or absorption is applied to the nonlinear optical crystal 11. do The temperature adjusting unit 13 adjusts the temperature of the nonlinear optical crystal 11 based on the temperature measured by the temperature detecting unit 12 . The temperature adjusting unit 13 is controlled by the temperature controller based on, for example, an output signal of the temperature detecting unit 12 sent to the temperature controller, and adjusts the temperature of the nonlinear optical crystal 11 .

온도 조정부(13)는, 비선형 광학 결정(11)에 접촉하고 있다. 이것에 의해 온도 조정부(13)는, 직접 비선형 광학 결정(11)에 대하여 입열 또는 흡열을 행할 수 있다. 또한, 여기서 온도 조정부(13)와 비선형 광학 결정(11)이 접촉한다는 것은, 온도 조정부(13)와 비선형 광학 결정(11)이 직접 접촉하는 것 외에, 온도 조정부(13)와 비선형 광학 결정(11)과의 사이에 금속박, 금속막 등의 금속층을 매개로 하여 접촉하는 것도 포함한다. 온도 조정부(13)를 비선형 광학 결정(11)에 접촉시키고 있는 것에 의해, 온도 제어를 행하는 대상이 비선형 광학 결정(11)만이 되기 때문에 온도 제어가 용이하게 된다. 또한, 온도 조정부(13)는, 온도 검출부(12)에 늘어놓도록 하여, 온도 검출부(12)가 비선형 광학 결정(11)과 접촉하는 면에서 비선형 광학 결정(11)과 접촉기키도록 해도 된다.The temperature controller 13 is in contact with the nonlinear optical crystal 11 . As a result, the temperature controller 13 can directly input or absorb heat to the nonlinear optical crystal 11 . In addition, here, contact between the temperature controller 13 and the nonlinear optical crystal 11 means that the temperature controller 13 and the nonlinear optical crystal 11 are in direct contact, as well as that the temperature controller 13 and the nonlinear optical crystal 11 are in direct contact. ), including contact through a metal layer such as a metal foil or a metal film. By bringing the temperature adjusting section 13 into contact with the nonlinear optical crystal 11, temperature control is facilitated because only the nonlinear optical crystal 11 is subject to temperature control. Alternatively, the temperature adjusting unit 13 may be arranged next to the temperature detecting unit 12 so that the temperature detecting unit 12 contacts the nonlinear optical crystal 11 on the surface where it contacts the nonlinear optical crystal 11.

제1 금속층(21)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 구비된 금속층이다. 즉, 제1 금속층(21)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있다. 또한, 제1 금속층(21)은, 비선형 광학 결정(11)이나 온도 검출부(12)가 갖는 두께보다도 상대적으로 두께가 얇은 금속층이며, 예를 들면 금속박, 금속막, 또는 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층 등이다. 금속을 용융하여 물체를 고착하는 금속층은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)를 고착할 때에 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있는 금속층이다. 이 제1 금속층(21)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게하기 위해서 이용된다. 접촉 열저항이란, 2개의 물체의 접촉면에서 생기는 열저항이다. 또한, 금속층의 상태, 두께 등에 관해서는, 이하 설명하는 다른 실시 형태에서도 마찬가지이므로 설명을 생략하는 경우가 있다.The first metal layer 21 is a metal layer provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 . That is, the first metal layer 21 is sandwiched between the surfaces on which the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 face each other. In addition, the first metal layer 21 is a metal layer relatively thinner than the thickness of the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, for example, a metal foil, a metal film, or a metal melted to fix the object. a metal layer, etc. The metal layer for fixing the object by melting the metal is a metal layer sandwiched between the surfaces on which the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 face each other when the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 are fixed. This first metal layer 21 is used to reduce the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 . Contact thermal resistance is thermal resistance generated at the contact surface of two objects. Note that the state, thickness, and the like of the metal layer are the same in other embodiments to be described below, so description may be omitted in some cases.

파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 제1 금속층(21)을 구비하는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게할 수 있고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 온도 구배가 생기는 것을 억제할 수 있다. 즉, 비선형 광학 결정(11)의 온도와 온도 검출부(12)가 측정하는 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남이 억제된다. 온도 조정부(13)는, 온도 검출부(12)가 검출한 온도에 기초하여 온도를 조정하기 때문에, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후에 비선형 광학 결정(11)의 온도가 변화한 경우에도 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다. 이것에 의해, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환하였을 때에 레이저광의 출력이 저하하여, 가공 불량을 일으키는 것을 억제할 수 있다.The wavelength conversion device 10 provides a first metal layer 21 between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, thereby providing a barrier between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12. Contact thermal resistance can be reduced, and generation of a temperature gradient between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be suppressed. That is, the deviation between the temperature of the nonlinear optical crystal 11 and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 measured by the temperature detection unit 12 is suppressed. Since the temperature controller 13 adjusts the temperature based on the temperature detected by the temperature detection unit 12, continuous oscillation even if the temperature of the nonlinear optical crystal 11 changes immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. The deviation between the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. Thereby, when switching from continuous oscillation to pulse oscillation, it is possible to suppress the occurrence of processing defects due to a decrease in the output of the laser beam.

제1 금속층(21)의 재료에는, 예를 들면 부드러운 금속 등, 구체적으로는 모스 경도나 영률이 작은 금속 또는 합금을 이용할 수 있다. 상세하게는, 모스 경도가 3.0 이하인 금속 또는 합금을 이용할 수 있다. 또한, 영률이 120Gpa 이하인 금속 또는 합금을 이용할 수 있다. 접촉 열저항을 보다 작게하기 위해서는, 모스 경도는, 1.5 이하인 것이 바람직하다. 영률은, 16Gpa 이하인 것이 바람직하다. 또한, 구체적인 재료로서 In, Sn, 또는 그들의 합금 등을 이용할 수 있다.For the material of the first metal layer 21, for example, a metal or alloy having a small Mohs hardness or Young's modulus, such as a soft metal, can be used. Specifically, a metal or alloy having a Mohs hardness of 3.0 or less can be used. In addition, a metal or alloy having a Young's modulus of 120 Gpa or less can be used. In order to further reduce the contact thermal resistance, the Mohs hardness is preferably 1.5 or less. The Young's modulus is preferably 16 Gpa or less. In addition, as a specific material, In, Sn, or an alloy thereof or the like can be used.

상기와 같이, 제1 금속층(21)의 재료는, 모스 경도가 1.5 이하인 것이 바람직하지만, 이것을 넘는 경우라도, 예를 들면 열전도율이 높은 금속 또는 합금을 이용할 수 있다. 상세하게는, 100℃에서의 열전도율이 63W/(m·K) 이상인 금속 또는 합금을 이용할 수 있다. 접촉 열저항을 작게하기 위해서는, 100℃에서의 열전도율은, 240W/(m·K) 이상인 것이 바람직하다. 또한, 구체적인 재료로서 Au, Ag, Cu, Al, 또는 그들의 합금 등을 이용할 수 있다. 제1 금속층(21)의 재료의 예로서 각종 원소와 그들의 물성값을 도 4에 나타낸다. 또한, 금속박, 금속막, 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층 어느 경우에도 상기에 나타내는 재료와 마찬가지의 재료를 이용할 수 있다.As described above, the material of the first metal layer 21 preferably has a Mohs hardness of 1.5 or less, but even when it exceeds this, a metal or alloy having high thermal conductivity can be used, for example. Specifically, a metal or alloy having a thermal conductivity of 63 W/(m·K) or more at 100°C can be used. In order to reduce the contact thermal resistance, the thermal conductivity at 100°C is preferably 240 W/(m·K) or more. Further, as a specific material, Au, Ag, Cu, Al, or an alloy thereof or the like can be used. Various elements and their physical property values are shown in FIG. 4 as examples of materials for the first metal layer 21 . In addition, in any case of a metal foil, a metal film, and a metal layer in which a metal is melted and an object is fixed, materials similar to those shown above can be used.

제1 금속층(21)은, 두께가 얇은 층이면 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게할 수 있다. 또한, 금속층의 두께가 두꺼워지면 금속층에 의해 열이 전해지기 어려워지기 때문에, 금속층의 두께는 1mm 이하인 것이 바람직하다. 금속층의 두께는 0.5mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 제1 금속층(21)으로서, 예를 들면 두께가 1mm 이하의 금속박을 이용하면, 해당 금속박이 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 형상에 맞추어 변형하기 쉽기 때문에, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 효율적으로 작게 할 수 있다. 이것은, 이하에서 설명하는 제1 금속층이 금속막인 경우도 마찬가지이다.If the first metal layer 21 is a thin layer, the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be reduced. In addition, when the thickness of the metal layer becomes thick, it is difficult for heat to be transmitted by the metal layer, so the thickness of the metal layer is preferably 1 mm or less. As for the thickness of a metal layer, it is more preferable that it is 0.5 mm or less. As the first metal layer 21, when a metal foil having a thickness of, for example, 1 mm or less is used, the metal foil is easily deformed according to the shape between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, so the nonlinear optical crystal The contact thermal resistance between (11) and the temperature detector 12 can be effectively reduced. This is also the case when the first metal layer described below is a metal film.

제1 금속층(21)은, 금속막에 의해 구성해도 되고, 예를 들면 비선형 광학 결정(11)이 갖는 면에 금속막을 성막함으로써 제1 금속층(21)으로 할 수 있다. 성막의 방법으로서는, 예를 들면 도금, 진공 증착, 스패터 등을 이용할 수 있다. 이 금속막에 의해 구성되는 제1 금속층(21)에 온도 검출부(12)를 직접 접촉시키는 것으로 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있다. 또한, 금속막은, 온도 검출부(12)측에 마련해도 되고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12) 모두에 마련해도 되며, 이것은 이하 설명하는 다른 실시 형태에서도 마찬가지이다.The first metal layer 21 may be formed of a metal film, and for example, the first metal layer 21 can be formed by forming a metal film on the surface of the nonlinear optical crystal 11 . As a film formation method, plating, vacuum deposition, sputtering, etc. can be used, for example. Contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be reduced by directly bringing the temperature detection unit 12 into contact with the first metal layer 21 constituted by this metal film. In addition, the metal film may be provided on the temperature detection unit 12 side, or may be provided on both the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, and this is the same in other embodiments described below.

제1 금속층(21)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)를 고착한 금속층에 의해 구성해도 되고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 예를 들면 금속박이 끼워진 상태에서 가열하여 금속박을 용융하고, 그 후 냉각함으로써 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)를 금속에 의해 고착할 수 있다. 이 고착한 금속층에 의해 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이를 채울 수 있기 때문에, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다. 고착한 금속층을 구성하는 금속박의 재료에는, 융점이 낮은 금속을 이용할 수 있고, 예를 들면 In, Sn, 또는 그들의 합금 등을 이용할 수 있다.The first metal layer 21 may be composed of a metal layer to which the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 are bonded, or, for example, a metal foil is provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12. The nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be fixed by metal by melting the metal foil by heating in a sandwiched state and then cooling. Since the space between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be filled by this adhered metal layer, the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be further reduced. . As the material of the metal foil constituting the adhered metal layer, a metal with a low melting point can be used, for example, In, Sn, or an alloy thereof.

히트 싱크(14)는, 온도 조정부(13)에 접촉하고 있다. 히트 싱크(14)는, 예를 들면 형상이 침봉 모양, 지그재그 모양 등 표면적이 크게 될 것 같은 구조를 하고 있다. 이와 같은 구조를 갖는 것으로 히트 싱크(14)는, 파장 변환 장치(10) 전체의 방열 효율 및 흡열 효율을 높이는 기능을 갖는다. 히트 싱크(14)는, 열전도율이 높은 재료로 구성되고, 예를 들면 Au, Ag, Cu, Al, Si, 다이아몬드, 또는 그들을 조합한 것을 이용할 수 있다. 이것에 의해, 온도 조정부(13)가 비선형 광학 결정(11)에 대하여 입열 또는 흡열할 시에 발생하는 열을, 효율 좋게 히트 싱크(14)로 이행할 수 있어, 파장 변환 장치(10) 전체의 온도를 안정적으로 유지하는 것이 용이하게 된다. 또한, 히트 싱크(14)는 반드시 필요하지 않고, 비선형 광학 결정(11)에서의 발열이 작은 경우에는, 온도 조정부(13)에 의한 입열량 또는 흡열량도 작아지기 때문에, 히트 싱크(14)를 이용하지 않아도 파장 변환 장치(10) 전체의 온도를 안정적으로 유지할 수 있다.The heat sink 14 is in contact with the temperature controller 13 . The heat sink 14 has a structure in which the surface area is likely to be large, such as a needle bar shape or a zigzag shape, for example. By having such a structure, the heat sink 14 has a function of increasing the heat dissipation efficiency and heat absorption efficiency of the entire wavelength converter 10 . The heat sink 14 is made of a material with high thermal conductivity, and for example, Au, Ag, Cu, Al, Si, diamond, or a combination thereof can be used. As a result, the heat generated when the temperature controller 13 receives heat from or absorbs heat from the nonlinear optical crystal 11 can be efficiently transferred to the heat sink 14, thereby reducing the overall temperature of the wavelength converter 10. It becomes easy to keep the temperature stable. In addition, the heat sink 14 is not absolutely necessary, and when the heat generation in the nonlinear optical crystal 11 is small, the amount of heat input or absorbed by the temperature controller 13 is also small, so the heat sink 14 is not required. It is possible to stably maintain the temperature of the entire wavelength conversion device 10 even without using it.

제1 누름 부재(15) 및 제2 누름 부재(16)는, 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13), 제1 금속층(21), 히트 싱크(14)를 고정하기 위한 부재이다. 제1 누름 부재(15)에는, 체결하기 위한 관통 구멍이 마련되어 있어, 체결 부재(17)를 통과할 수 있도록 되어 있다. 또한, 제2 누름 부재(16)는, 나사 구멍이 마련되어 있어, 예를 들면, 나사, 볼트 등의 체결 부재(17)를 체결할 수 있도록 되어 있다.The first pressing member 15 and the second pressing member 16 fix the nonlinear optical crystal 11, the temperature detection unit 12, the temperature adjusting unit 13, the first metal layer 21, and the heat sink 14. absence to do A through hole for fastening is provided in the first pressing member 15 so that the fastening member 17 can pass therethrough. Moreover, the 2nd pressing member 16 is provided with a screw hole, and fastening members 17, such as a screw and a bolt, can be fastened, for example.

제1 누름 부재(15)와 제2 누름 부재(16)와의 사이에 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13), 제1 금속층(21), 히트 싱크(14)를 배치하고, 체결 부재(17)에 의해 체결함으로써 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13), 제1 금속층(21), 히트 싱크(14)를 고정할 수 있다.Between the first pressing member 15 and the second pressing member 16, a nonlinear optical crystal 11, a temperature detection unit 12, a temperature adjusting unit 13, a first metal layer 21, and a heat sink 14 are provided. By arranging and fastening with the fastening member 17, the nonlinear optical crystal 11, the temperature detection unit 12, the temperature adjusting unit 13, the first metal layer 21, and the heat sink 14 can be fixed.

제1 누름 부재(15), 제2 누름 부재(16), 체결 부재(17)에 의해 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13), 제1 금속층(21), 히트 싱크(14)를 고정할 때, 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13)의 각각이 파괴되지 않을 정도의 세기로, 체결 부재(17)를 조여 고정한다. 이것에 의해, 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13)보다도 상대적으로 부드러운 제1 금속층(21)이 압축되게 된다. 제1 금속층(21)이 압축됨으로써 비선형 광학 결정과 제1 금속층(21)과 온도 검출부(12)가 밀접되어, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다.The nonlinear optical crystal 11, the temperature detector 12, the temperature controller 13, the first metal layer 21, the heat When fixing the sink 14, the nonlinear optical crystal 11, the temperature detector 12, and the temperature controller 13 are tightened and fixed with such strength that each of the temperature controller 13 is not destroyed. As a result, the first metal layer 21, which is relatively softer than the nonlinear optical crystal 11, the temperature detection unit 12, and the temperature control unit 13, is compressed. By compressing the first metal layer 21, the nonlinear optical crystal, the first metal layer 21, and the temperature detector 12 come into close contact, and the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detector 12 is reduced. can do.

예를 들면, 제1 금속층(21)으로서 금속박을 이용하는 경우는, 체결 부재(17)를 조이는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이의 금속박이 압축되어, 금속박이 눌려 찌그러지게 된다. 예를 들면, 비선형 광학 결정(11)이나 온도 검출부(12)가 금속박과 접하는 면이 거칠어져 있는 경우, 즉 비선형 광학 결정(11)이나 온도 검출부(12)의 표면 거칠기가 큰 경우라도 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 금속박이 눌러지는 것으로 금속박과 비선형 광학 결정(11)과의 접촉 면적 및 금속박과 온도 검출부(12)와의 접촉 면적을 크게 하고, 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다.For example, when metal foil is used as the first metal layer 21, by tightening the fastening member 17, the metal foil between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is compressed, and the metal foil is pressed. it gets crushed For example, when the surface of the nonlinear optical crystal 11 or the temperature detector 12 in contact with the metal foil is rough, that is, even when the surface roughness of the nonlinear optical crystal 11 or the temperature detector 12 is large, the nonlinear optical crystal By pressing the metal foil between (11) and the temperature detection unit 12, the contact area between the metal foil and the nonlinear optical crystal 11 and the contact area between the metal foil and the temperature detection unit 12 are increased, and the contact thermal resistance is reduced. can do.

또한, 온도 검출부(12)가 일반적인 시판의 서미스터 등을 이용하는 경우, 서미스터의 표면이 곡면 모양이어도, 금속박이 눌려 찌그러짐으로써, 금속박을 매개로 하여 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 접촉 면적을 크게 하고, 접촉 열저항을 작게 할 수 있다. 또한, 금속박에 대신하여 앞서 설명한 금속막을 이용해도 된다.In addition, when the temperature detection unit 12 uses a general commercially available thermistor or the like, even if the surface of the thermistor is curved, the metal foil is crushed and crushed, resulting in contact between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 via the metal foil It is possible to increase the area and reduce the contact thermal resistance. Alternatively, the metal film described above may be used instead of the metal foil.

또한, 히트 싱크(14)에 체결 부재(17)를 체결하기 위한 나사 구멍을 마련해도 된다. 그렇게 함으로써 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13)를 제1 누름 부재(15), 히트 싱크(14), 체결 부재(17)에 의해 고정할 수 있다. 이 경우에는, 제2 누름 부재(16)는 불필요해진다. 또한, 체결 부재(17)는, 나사나 볼트에 한정되지 않고, 클램프 등, 제1 누름 부재(15) 및 제2 누름 부재(16)를 끼워 고정해도 된다.Further, a screw hole for fastening the fastening member 17 to the heat sink 14 may be provided. By doing so, the nonlinear optical crystal 11, the temperature detector 12, and the temperature controller 13 can be fixed by the first pressing member 15, the heat sink 14, and the fastening member 17. In this case, the second pressing member 16 becomes unnecessary. In addition, the fastening member 17 is not limited to a screw or a bolt, You may clamp and fix the 1st pressing member 15 and the 2nd pressing member 16, such as a clamp.

실시 형태 1에 의한 파장 변환 장치(10)는, 레이저광의 파장을 변환하는 비선형 광학 결정(11)과, 비선형 광학 결정(11)의 온도를 측정하는 온도 검출부(12)와, 온도 검출부(12)가 측정한 온도에 기초하여 비선형 광학 결정(11)의 온도를 조정하는 온도 조정부(13)와, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있는 제1 금속층을 구비하고 있으므로, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 온도 구배가 생기는 것을 억제하고, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.A wavelength converter 10 according to Embodiment 1 includes a nonlinear optical crystal 11 that converts the wavelength of laser light, a temperature detector 12 that measures the temperature of the nonlinear optical crystal 11, and a temperature detector 12. A temperature adjusting unit 13 for adjusting the temperature of the nonlinear optical crystal 11 based on the temperature measured by , and a first metal layer sandwiched between surfaces on which the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 face each other. Therefore, contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be reduced. Therefore, the occurrence of a temperature gradient between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is suppressed, and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during continuous oscillation and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation discrepancies can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation.

또한, 실시 형태 1의 파장 변환 장치(10)의 변형예로서, 도 5에 나타내는 구성으로 해도 된다. 도 5의 파장 변환 장치(10)는, 도 3에 나타내는 파장 변환 장치(10)에 더하여 제2 금속층(22)을 구비하고 있다. 도 5에 나타내는 파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)가 대향하는 면에 끼워져 있는 제2 금속층(22)을 구비하고 있다. 또한, 제2 금속층(22)에는, 제1 금속층(21)과 마찬가지의 것을 이용할 수 있다.In addition, as a modified example of the wavelength conversion device 10 of Embodiment 1, it is good also as a structure shown in FIG. The wavelength conversion device 10 of FIG. 5 includes a second metal layer 22 in addition to the wavelength conversion device 10 shown in FIG. 3 . The wavelength conversion device 10 shown in FIG. 5 includes a second metal layer 22 sandwiched between the surfaces on which the nonlinear optical crystal 11 and the temperature control unit 13 oppose each other. In addition, the thing similar to the 1st metal layer 21 can be used for the 2nd metal layer 22.

이것에 의해, 제2 금속층(22)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있어, 비선형 광학 결정(11)에 대하여 효율적으로 입열 또는 흡열을 행할 수 있다. 제1 금속층, 제2 금속층에는 금속박, 금속막, 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층 중 어느 것을 이용해도 되고, 이들을 조합해도 된다.As a result, the second metal layer 22 can reduce the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13, and efficiently absorb heat or absorb heat from the nonlinear optical crystal 11. can do As the first metal layer and the second metal layer, any of a metal foil, a metal film, and a metal layer obtained by melting and fixing a metal may be used, or a combination thereof may be used.

또한, 다른 변형예로서, 도 6에 나타낸 것과 같은 구성으로 해도 된다. 즉, 파장 변환 장치(10)는, 온도 검출부(12)와 제1 누름 부재(15)와의 사이에 금속층(25)을 구비하도록 해도 된다. 또한, 금속층(25)에는, 제1 금속층, 제2 금속층과 마찬가지의 것을 이용할 수 있다.In addition, as another modified example, it is good also as the structure shown in FIG. That is, the wavelength conversion device 10 may be provided with the metal layer 25 between the temperature detection unit 12 and the first pressing member 15 . In addition, for the metal layer 25, the same thing as the 1st metal layer and the 2nd metal layer can be used.

이것에 의해, 제1 누름 부재(15)와 제2 누름 부재(16)에 의해 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13), 히트 싱크(14)를 고정할 때에, 온도 검출부(12)와 제1 누름 부재(15)와의 사이의 힘의 작용을 완충할 수 있다.Thus, when the nonlinear optical crystal 11, the temperature detection unit 12, the temperature adjusting unit 13, and the heat sink 14 are fixed by the first pressing member 15 and the second pressing member 16, The action of the force between the temperature detection part 12 and the 1st pressing member 15 can be buffered.

실시 형태 2.Embodiment 2.

계속하여, 도 7로부터 도 9를 이용하여 실시 형태 2에 관한 파장 변환 장치(10)에 대해 설명한다.Subsequently, the wavelength conversion device 10 according to Embodiment 2 will be described using FIGS. 7 to 9 .

도 7은, 실시 형태 2에 관한 파장 변환 장치(10)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 파장 변환 장치(10)는, 실시 형태 1의 파장 변환 장치(10)에서 제1 금속층에 대신하여 C자형 금속층(201)을 구비하고 있다. 또한, 파장 변환 장치(10)에서 C자형 금속층(201) 이외의 구성, 레이저 발진기(2)의 구성 및 레이저 가공 장치(1)의 구성은 실시 형태 1과 마찬가지이다. 이것은 다른 실시 형태에서도 마찬가지이다. 이하의 설명으로는, 실시 형태 1과는 다른 구성에 대하여 주로 설명한다.7 is a diagram schematically showing the structure of the wavelength conversion device 10 according to the second embodiment. The wavelength conversion device 10 shown in FIG. 7 includes a C-shaped metal layer 201 instead of the first metal layer in the wavelength conversion device 10 of the first embodiment. In addition, in the wavelength converter 10, the structure other than the C-shaped metal layer 201, the structure of the laser oscillator 2, and the structure of the laser processing apparatus 1 are the same as those of Embodiment 1. This is also true in other embodiments. In the following description, a configuration different from that of Embodiment 1 will be mainly described.

도 7에 나타내는 파장 변환 장치(10)는, C자형으로 형성된 금속층인 C자형 금속층(201)을 구비하고 있다. C자형 금속층(201)은, 금속박을 비선형 광학 결정(11)의 면을 따라 절곡하여 구성되어 있다. C자형 금속층(201)은, 예를 들면 금속막, 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층 등에 의해서 구성해도 된다. 또한, C자형 금속층(201)의 재료 및 두께에 대해서는, 제1 금속층(21)과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.The wavelength conversion device 10 shown in FIG. 7 includes a C-shaped metal layer 201 which is a metal layer formed in a C-shape. The C-shaped metal layer 201 is formed by bending a metal foil along the surface of the nonlinear optical crystal 11 . The C-shaped metal layer 201 may be formed of, for example, a metal film or a metal layer in which an object is fixed by melting metal. In addition, about the material and thickness of the C-shaped metal layer 201, since it is the same as that of the 1st metal layer 21, description is abbreviate|omitted.

도 8은, C자형 금속층(201)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. C자형 금속층(201)은, 제1 면(201a), 제2 면(201b), 제3 면(201c)을 구비한다. 제1 면(201a)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 배치되는 면이다. 즉, 제1 면(201a)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 구비되는 금속층이며, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있다.8 is a diagram schematically showing the structure of the C-shaped metal layer 201 . The C-shaped metal layer 201 has a first surface 201a, a second surface 201b, and a third surface 201c. The first surface 201a is a surface disposed between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 . That is, the first surface 201a is a metal layer provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, and the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 are sandwiched between the opposing surfaces.

파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 제1 면(201a)을 구비하는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 온도 구배가 생기는 것을 억제하고, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다는 효과를 발휘한다.The wavelength conversion device 10 provides a first surface 201a between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, thereby providing a barrier between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12. Contact thermal resistance can be reduced. Therefore, the occurrence of a temperature gradient between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is suppressed, and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during continuous oscillation and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation discrepancies can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation.

제3 면(201c)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)의 사이에 배치되는 면이다. 즉, 제3 면(201c)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)의 사이에 구비되는 금속층이며, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)가 대향하는 면에 끼워져 있다.The third surface 201c is a surface disposed between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13 . That is, the third surface 201c is a metal layer provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13, and the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13 are sandwiched between opposing surfaces.

제2 면(201b)은, 제1 면(201a)과 제3 면(201c)에 접속되는 면이며, 비선형 광학 결정(11)의 측면에 대향하는 면이다. 제2 면(201b)은, 비선형 광학 결정(11)의 측면에 접촉하고 있지 않다. C자형 금속층(201)은, 실시 형태 1에서의 제1 금속층(21)과 제2 금속층(22)이 일체로서 구성되어 있는 금속층이라고도 말할 수 있다. 또한, 제2 면(201b)은, 비선형 광학 결정(11)의 측면에 접하고 있어도 된다.The second surface 201b is a surface connected to the first surface 201a and the third surface 201c, and is a surface facing the side surface of the nonlinear optical crystal 11 . The second surface 201b is not in contact with the side surface of the nonlinear optical crystal 11 . The C-shaped metal layer 201 can also be said to be a metal layer in which the first metal layer 21 and the second metal layer 22 in the first embodiment are integrally formed. Further, the second surface 201b may be in contact with the side surface of the nonlinear optical crystal 11 .

체결 부재(17)를 조이는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이의 제1 면(201a)과, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)의 사이의 제3 면(201c)이 눌려 찌그러지게 된다. 따라서, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항 및 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이의 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다. 또한, C자형 금속층(201)이 금속막에 의해 구성되는 경우도 마찬가지이다. 또한, C자형 금속층(201)을, 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층으로 하는 경우에는, 제1 면(201a)과 제3 면(201c)을 눌러 찌그려뜨리지 않고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항 및 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이의 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다.By tightening the fastening member 17, the first surface 201a between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 and the third between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature adjusting unit 13 The surface 201c is pressed and distorted. Therefore, the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 and the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature adjusting unit 13 can be made smaller. The same applies to the case where the C-shaped metal layer 201 is made of a metal film. In addition, when the C-shaped metal layer 201 is made into a metal layer in which metal is melted and an object is fixed, the nonlinear optical crystal 11 The contact thermal resistance between the temperature detector 12 and the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13 can be further reduced.

또한, 제3 면(201c)을, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이에 배치하는 것에 의한 이점에 대하여 이하 상세하게 설명한다.Further, the advantages of arranging the third surface 201c between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13 will be described in detail below.

비선형 광학 결정(11)에 장시간 레이저광이 조사되면, 비선형 광학 결정(11)에서의 레이저광의 통과점에 손상이 생긴다. 그 결과, 파장 변환의 효율이 저하하고, 레이저광의 출력이 저하한다. 그 때문에, 비선형 광학 결정(11)에서의 레이저광의 통과점에 손상이 생길 때마다, 비선형 광학 결정(11)을 이동시켜, 비선형 광학 결정(11)에서의 레이저광의 통과점을 변경함으로써, 파장 변환의 효율의 저하를 억제하는 것이 행해진다. 즉, 비선형 광학 결정(11)이 보유하는 면 중, 레이저광이 입사하는 면에서, 레이저광이 통과하는 제1 통과점, 제2 통과점, 제3 통과점 등과 같이 복수의 통과점을 마련하는 경우가 있다.If the nonlinear optical crystal 11 is irradiated with a laser beam for a long time, the passage point of the laser beam in the nonlinear optical crystal 11 is damaged. As a result, the efficiency of wavelength conversion decreases and the output of the laser light decreases. Therefore, whenever the laser beam passing point in the nonlinear optical crystal 11 is damaged, the nonlinear optical crystal 11 is moved and the laser beam passing point in the nonlinear optical crystal 11 is changed, thereby converting the wavelength. Suppressing a decrease in the efficiency of the is performed. That is, among the surfaces of the nonlinear optical crystal 11, a plurality of passing points such as the first passing point, the second passing point, and the third passing point through which the laser light passes are provided on the side where the laser light is incident. There are cases.

도 9는, 비선형 광학 결정(11)에 제1 통과점(41), 제2 통과점(42)을 나타낸 파장 변환 장치(10)를 나타내는 모식도이다. 도 9에서는 편의상, 제1 누름 부재(15), 제2 누름 부재(16), 체결 부재(17)에 대해서는 생략하고 있다.FIG. 9 is a schematic diagram showing the wavelength conversion device 10 in which the first pass-through point 41 and the second pass-through point 42 are shown on the nonlinear optical crystal 11. As shown in FIG. In FIG. 9, for convenience, the 1st pressing member 15, the 2nd pressing member 16, and the fastening member 17 are abbreviate|omitted.

안정된 출력의 레이저광을 얻기 위해서는, 레이저광의 통과점이 제1 통과점(41)인 경우에는, 제1 통과점(41)이 위상 정합 온도로 유지되어 있을 필요가 있다. 또한, 레이저광의 통과점이 제2 통과점(42)인 경우에는, 제2 통과점(42)이 위상 정합 온도로 유지되어 있을 필요가 있다.In order to obtain a laser light with a stable output, when the passing point of the laser light is the first passing point 41, it is necessary that the first passing point 41 is maintained at the phase matching temperature. In the case where the laser light passes through the second pass point 42, it is necessary that the second pass point 42 is maintained at the phase matching temperature.

우선, 레이저광의 통과점이 제1 통과점(41)인 경우를 생각한다. 제1 면(201a)이, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 구비되고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있으므로, 온도 검출부(12)와 비선형 광학 결정(11)과의 접촉 열저항이 작다. 그 때문에, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다.First, the case where the passing point of a laser beam is the 1st passing point 41 is considered. Since the first surface 201a is provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, and the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 are sandwiched between opposing surfaces, the temperature detection unit 12 ) and the contact thermal resistance of the nonlinear optical crystal 11 is small. Therefore, a laser light with a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation.

계속하여, 레이저광의 통과점이 제2 통과점(42)인 경우를 생각한다. 이 경우에서도 레이저광의 통과점이 제1 통과점(41)인 경우와 마찬가지로, 온도 검출부(12)와 비선형 광학 결정(11)과의 접촉 열저항이 작고, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다.Subsequently, the case where the passing point of a laser beam is the 2nd passing point 42 is considered. Also in this case, the contact thermal resistance between the temperature detection unit 12 and the nonlinear optical crystal 11 is small, as in the case where the laser beam passes through the first pass point 41, and it is stable immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. Output laser light can be obtained.

제2 통과점(42)과 온도 검출부(12)와의 사이의 거리는, 제1 통과점(41)과 온도 검출부(12)와의 거리보다도 길기 때문에, 제2 통과점(42)과 온도 검출부(12)와의 사이에서 열이 전해지기 어려워진다. 따라서, 레이저광의 통과점이 제2 통과점(42)인 경우에는, 가공 불량을 일으킬 정도는 아니지만, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후는, 조금 불안정한 출력의 레이저광을 얻게 된다.Since the distance between the 2nd passing point 42 and the temperature detection part 12 is longer than the distance between the 1st passing point 41 and the temperature detection part 12, the 2nd passing point 42 and the temperature detection part 12 It becomes difficult for heat to pass between the Therefore, when the passing point of the laser light is the second passing point 42, it does not cause processing defects, but immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation, slightly unstable output laser light is obtained.

도 9에 나타내는 바와 같이, 파장 변환 장치(10)는, 제2 통과점(42)과 가까운 제3 면(201c)이 제1 면(201a), 제2 면(201b)과 일체로 되어 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이에 배치되어 있다. 이것에 의해, C자형 금속층(201)을 매개로 하여 효율 좋게 열을 전달할 수 있다. 즉, 제3 면(201c)이 제1 면(201a), 제2 면(201b)과 일체로 되어 있음으로써 제2 통과점(42)과 온도 검출부(12)와의 사이에서 열이 전해지기 쉬워진다. 따라서, 레이저광의 통과점이 제1 통과점(41)인 경우와 마찬가지로, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다. 또한, 제3 면(201c)이 제1 면(201a), 제2 면(201b)과 일체로 되어 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이에 배치되어 있으면 금속층은 C자형의 형상에 한정되지 않고, 금속층은 C자형에 더하여 추가로 다른 면을 구비한 형상이나, O자형의 형상 등, 여러 가지의 형상을 취할 수 있다.As shown in FIG. 9 , in the wavelength converter 10, the third surface 201c close to the second passage point 42 is integrated with the first surface 201a and the second surface 201b, and the nonlinear optical optics It is disposed between the crystal 11 and the temperature controller 13. In this way, heat can be efficiently transferred via the C-shaped metal layer 201 . That is, since the third surface 201c is integrated with the first surface 201a and the second surface 201b, heat is easily transmitted between the second passage point 42 and the temperature detection unit 12. . Therefore, similar to the case where the passing point of the laser light is the first passing point 41, the laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. In addition, when the third surface 201c is integrated with the first surface 201a and the second surface 201b and is disposed between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13, the metal layer has a C-shaped shape. It is not limited to, the metal layer can take various shapes, such as a shape provided with another surface in addition to a C-shape, and an O-shape.

실시 형태 2에 의한 파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 제1 면(201a)을 구비하고 있으므로, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 온도 구배가 생기는 것을 억제하고, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다. 또한, 제3 면(201c)이 제1 면(201a), 제2 면(201b)과 일체로 되어 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)와의 사이에 배치되어 있으므로, 레이저광의 통과점을 변경한 경우라도 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.Since the wavelength conversion device 10 according to Embodiment 2 includes the first surface 201a between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 ) can reduce the contact thermal resistance between Therefore, the occurrence of a temperature gradient between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is suppressed, and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during continuous oscillation and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation discrepancies can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. In addition, since the third surface 201c is integrated with the first surface 201a and the second surface 201b and is disposed between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13, the passage point of the laser beam Even when it is changed, the effect of being able to obtain a laser light with a stable output immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation is exhibited.

실시 형태 3.Embodiment 3.

계속하여, 도 10으로부터 도 12를 이용하여 실시 형태 3에 관한 파장 변환 장치(10)에 대해 설명한다.Subsequently, the wavelength conversion device 10 according to Embodiment 3 will be described using FIGS. 10 to 12 .

도 10은, 실시 형태 3에 관한 파장 변환 장치(10)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 파장 변환 장치(10)는, 실시 형태 1의 파장 변환 장치(10)에서의 비선형 광학 결정(11), 온도 검출부(12), 온도 조정부(13)의 위치 관계가 다르다. 이하의 설명에서는, 실시 형태 1 및 실시 형태 2와는 다른 구성에 대하여 주로 설명한다.10 is a diagram schematically showing the structure of the wavelength conversion device 10 according to the third embodiment. In the wavelength converter 10 shown in FIG. 10 , the positional relationship of the nonlinear optical crystal 11, the temperature detector 12, and the temperature controller 13 in the wavelength converter 10 of the first embodiment is different. In the following description, the structure different from Embodiment 1 and Embodiment 2 is mainly demonstrated.

파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 하는 제1 금속층(21)을 구비하고 있고, 제1 금속층(21)이 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있는 점은 실시 형태 1과 마찬가지이지만, 온도 조정부(13)가 온도 검출부(12)에 접촉하고 있는 점에서 다르고 있다. 바꾸어 말하면, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 위치 관계가 실시 형태 1의 파장 변환 장치(10)와는 반대로 되어 있다. 또한, 제1 금속층(21)의 구성은, 실시 형태 1과 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.The wavelength conversion device 10 includes a first metal layer 21 that reduces contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, and the first metal layer 21 is the nonlinear optical crystal. The point where (11) and the temperature detection part 12 are sandwiched between the opposing surfaces is the same as that of Embodiment 1, but it differs in that the temperature control part 13 is in contact with the temperature detection part 12. In other words, the positional relationship between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is opposite to that of the wavelength converter 10 of the first embodiment. In addition, since the structure of the 1st metal layer 21 is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate|omitted.

파장 변환 장치(10)는, 온도 조정부(13)가 온도 검출부(12)에 접촉하는 배치라도, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 제1 금속층(21)을 구비하는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있다. 따라서, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 온도 구배가 생기는 것을 억제하고, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다. 이것에 의해, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환하였을 때에 레이저광의 출력이 저하하고, 가공 불량을 일으키는 것을 억제할 수 있다.In the wavelength conversion device 10, even when the temperature controller 13 contacts the temperature detector 12, the first metal layer 21 is provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detector 12. Thus, the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 can be reduced. Therefore, the occurrence of a temperature gradient between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is suppressed, and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during continuous oscillation and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation discrepancies can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. Thereby, when switching from continuous oscillation to pulse oscillation, it is possible to suppress the decrease in the output of the laser beam and the occurrence of processing defects.

제1 금속층(21)으로서 금속박을 이용하는 경우는, 체결 부재(17)를 조이는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이의 금속박이 압축되고, 금속박이 눌려 찌그러지게 된다. 예를 들면, 비선형 광학 결정(11)이나 온도 검출부(12)의 금속박과 접하는 면이 거칠어져 있는 경우, 즉 비선형 광학 결정(11)이나 온도 검출부(12)의 표면 거칠기가 큰 경우라도 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 금속박이 눌려 찌그러짐으로써 금속박과 비선형 광학 결정(11)의 접촉 면적 및 금속박과 온도 검출부(12)의 접촉 면적을 크게 하고, 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다. 또한, 제1 금속층(21)으로서 금속막을 이용하는 경우도 마찬가지이다. 또한, 제1 금속층(21)을, 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층으로 하는 경우는, 제1 금속층(21)을 눌러 찌그러뜨리지 않고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 더 작게 할 수 있다.When metal foil is used as the first metal layer 21, by tightening the fastening member 17, the metal foil between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is compressed, and the metal foil is pressed and crushed. For example, when the surface of the nonlinear optical crystal 11 or the temperature detector 12 in contact with the metal foil is rough, that is, even when the surface roughness of the nonlinear optical crystal 11 or the temperature detector 12 is large, the nonlinear optical crystal The contact area between the metal foil and the nonlinear optical crystal 11 and the contact area between the metal foil and the temperature detection unit 12 are increased by crushing the metal foil between the temperature detection unit 12 and the temperature detection unit 12, and the contact thermal resistance can be reduced. can In addition, the case where a metal film is used as the 1st metal layer 21 is also the same. In the case where the first metal layer 21 is made into a metal layer to which a metal is melted and an object is adhered, the first metal layer 21 is not pressed and crushed, but between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12. The contact thermal resistance of can be made smaller.

실시 형태 3에 의한 파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 제1 금속층(21)을 구비하고 있으므로, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.Since the wavelength conversion device 10 according to Embodiment 3 includes the first metal layer 21 between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detector 12, the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during continuous oscillation And, the deviation from the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation.

또한, 실시 형태 3의 파장 변환 장치(10)의 변형예로서, 도 11에 나타내는 구성으로 해도 된다. 도 11의 파장 변환 장치(10)는, 도 10에 나타내는 파장 변환 장치(10)에 더하여 제3 금속층(23)을 구비하고 있다. 또한, 제3 금속층(23)의 구성은, 제1 금속층(21)과 마찬가지의 구성으로 할 수 있다.In addition, as a modified example of the wavelength conversion device 10 of Embodiment 3, it is good also as a structure shown in FIG. The wavelength conversion device 10 of FIG. 11 includes the third metal layer 23 in addition to the wavelength conversion device 10 shown in FIG. 10 . In addition, the structure of the 3rd metal layer 23 can be set as the same structure as the 1st metal layer 21.

예를 들면, 온도 검출부(12)와 온도 조정부(13)와의 사이의 접촉 면적이 작고 접촉 열저항이 큰 경우는, 도 11과 같이 온도 검출부(12)와 온도 조정부(13)의 사이에 제3 금속층(23)으로서 금속박을 끼우도록 한다. 이것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 조정부(13)의 사이의 접촉 열저항이 작아지게 되어, 비선형 광학 결정(11)의 온도 제어가 용이해진다. 또한, 제1 금속층(21)과, 제3 금속층(23)은 일체로 구성되어 있는 금속층이어도 된다.For example, when the contact area between the temperature detection unit 12 and the temperature regulation unit 13 is small and the contact thermal resistance is large, a third gap between the temperature detection unit 12 and the temperature regulation unit 13 is provided as shown in FIG. 11 . As the metal layer 23, a metal foil is inserted. As a result, the contact thermal resistance between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature controller 13 becomes small, and the temperature control of the nonlinear optical crystal 11 becomes easy. In addition, the 1st metal layer 21 and the 3rd metal layer 23 may be a metal layer integrally comprised.

또한, 다른 변형예로서 도 12에 나타내는 것과 같은 구성으로 해도 된다. 즉, 파장 변환 장치(10)는, 도 11에 나타내는 구성에서의 제1 금속층(21)에 대신하여, C자형 금속층(201)을 구비하고 있다. C자형 금속층(201)은, 실시 형태 2에서 설명한 C자형 금속층과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.In addition, it is good also as a structure shown in FIG. 12 as another modified example. That is, the wavelength conversion device 10 replaces with the 1st metal layer 21 in the structure shown in FIG. 11, and is equipped with the C-shaped metal layer 201. Since the C-shaped metal layer 201 is the same as the C-shaped metal layer described in Embodiment 2, description thereof is omitted.

실시 형태 4.Embodiment 4.

계속하여, 도 13으로부터 도 14를 이용하여 실시 형태 4에 관한 파장 변환 장치(10)에 대하여 설명한다.Subsequently, the wavelength conversion device 10 according to Embodiment 4 will be described using FIGS. 13 to 14 .

도 13은, 실시 형태 4에 관한 파장 변환 장치(10)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 파장 변환 장치(10)는, L자형 금속층(211)과, 제3 누름 부재(18)를 구비하고 있는 점이 실시 형태 1의 파장 변환 장치(10)와는 다르다. 이하의 설명에서는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 3과는 다른 구성에 대하여 주로 설명한다.13 is a diagram schematically showing the structure of the wavelength conversion device 10 according to the fourth embodiment. The wavelength conversion device 10 shown in FIG. 13 differs from the wavelength conversion device 10 of Embodiment 1 in that it includes the L-shaped metal layer 211 and the third pressing member 18 . In the following description, the structure different from Embodiment 1 - Embodiment 3 is mainly demonstrated.

도 13에 나타내는 파장 변환 장치(10)는, L자형으로 형성된 금속층을 구비하고 있다. L자형 금속층(211)은, 금속박을 비선형 광학 결정(11)의 면을 따라서 L자형에 절곡하여 구성되어 있다. L자형 금속층(211)은, 제1 금속층(21)에 더하여, 제1 금속층(21)과 수직 방향으로 접속하는 면을 구비하고 있다고도 할 수 있다. 제1 금속층(21)과 수직 방향으로 접속하는 면은, 비선형 광학 결정(11)이 온도 검출부(12)와 대향하는 면 이외의 면과 대향하고 있다. L자형 금속층(211)은, 예를 들면 금속막, 금속을 용융하여 물체를 고착한 금속층에 의해서 구성해도 된다. 또한, L자형 금속층(211)의 재료 및 두께에 대해서는, 제1 금속층(21)과 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.The wavelength conversion device 10 shown in FIG. 13 includes a metal layer formed in an L shape. The L-shaped metal layer 211 is formed by bending a metal foil into an L-shape along the surface of the nonlinear optical crystal 11 . It can also be said that the L-shaped metal layer 211 includes, in addition to the first metal layer 21 , a surface connected to the first metal layer 21 in the vertical direction. The surface connected to the first metal layer 21 in the vertical direction faces a surface other than the surface on which the nonlinear optical crystal 11 faces the temperature detection unit 12 . The L-shaped metal layer 211 may be formed of, for example, a metal film or a metal layer in which a metal is melted and an object is fixed. In addition, about the material and thickness of the L-shaped metal layer 211, since it is the same as that of the 1st metal layer 21, description is abbreviate|omitted.

도 14는, L자형 금속층(211)의 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. L자형 금속층(211)은, 제1 면(211a), 제2 면(211b)을 구비한다. 제1 면(211a)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 배치되는 면이다. 즉, 제1 면(211a)은, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)의 사이에 구비되는 금속층이며, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)가 대향하는 면에 끼워져 있다.14 is a diagram schematically showing the structure of the L-shaped metal layer 211. As shown in FIG. The L-shaped metal layer 211 has a first surface 211a and a second surface 211b. The first surface 211a is a surface disposed between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 . That is, the first surface 211a is a metal layer provided between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, and the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 are sandwiched between the opposing surfaces.

파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 L자형 금속층(211)의 제1 면(211a)을 구비하는 것에 의해, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이의 접촉 열저항을 작게 할 수 있고, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 온도 구배가 생기는 것을 억제하고, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.The wavelength conversion device 10 provides the first surface 211a of the L-shaped metal layer 211 between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detector 12, so that the nonlinear optical crystal 11 and the temperature The contact thermal resistance between the detection unit 12 can be reduced, the occurrence of a temperature gradient between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12 is suppressed, and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during continuous oscillation is suppressed. And, the deviation from the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation.

제2 면(211b)은, 비선형 광학 결정(11)이 보유하는 면 중, 제1 면(211a)과 접하는 면에 대하여 수직인 면에 접하도록 배치된다.The second surface 211b is disposed so as to be in contact with a surface perpendicular to the surface in contact with the first surface 211a among the surfaces possessed by the nonlinear optical crystal 11 .

또한, 파장 변환 장치(10)는, 제3 누름 부재(18)를 구비하고 있다. 제3 누름 부재(18)는, 제1 누름 부재와 접속되고, 연직 방향으로 연장되어 마련되어 있다. 또한, 제3 누름 부재(18)는, L자형 금속층(211)의 제2 면(211b)과 접촉하도록 마련되어 있다. 제2 면(211b)은, 제3 누름 부재(18)에 의해 비선형 광학 결정(11)의 측면에 대하여 눌려진다. 이것에 의해, 레이저광의 통과점이, L자형 금속층(211)의 제1 면(211a)보다도 L자형 금속층(211)의 제2 면(211b)에 가까운 경우, 해당 레이저광의 통과점과 온도 검출부(12)와의 사이의 열이 전해지기 쉬운 정도를, L자형 금속층(211)의 제2 면(211b)을 마련하지 않는 경우와 비교하여 크게 할 수 있다. 따라서, 레이저광의 통과점이 L자형 금속층(211)의 제1 면(211a)에 가까운 경우와 마찬가지로, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다. 또한, 여기에서는, 비선형 광학 결정(11)의 열이 L자형 금속층(211)을 매개로 하여 제3 누름 부재(18)에 전해지기 어려운 구성, 즉, 제3 누름 부재(18)의 열전도율이 L자형 금속층(211)의 열전도율을 무시할 정도로 작아지는 구성이면 된다.In addition, the wavelength conversion device 10 includes a third pressing member 18 . The 3rd pressing member 18 is connected with the 1st pressing member, and is provided extending in the vertical direction. Moreover, the 3rd pressing member 18 is provided so that it may contact the 2nd surface 211b of the L-shaped metal layer 211. The second surface 211b is pressed against the side surface of the nonlinear optical crystal 11 by the third pressing member 18 . Accordingly, when the point of passage of the laser light is closer to the second surface 211b of the L-shaped metal layer 211 than to the first surface 211a of the L-shaped metal layer 211, the point of passage of the laser light and the temperature detection unit 12 ) can be increased compared to the case where the second surface 211b of the L-shaped metal layer 211 is not provided. Therefore, similar to the case where the passing point of the laser light is close to the first surface 211a of the L-shaped metal layer 211, the effect of obtaining a laser light having a stable output immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation is exhibited. In addition, here, the heat of the nonlinear optical crystal 11 is hardly transmitted to the third pressing member 18 via the L-shaped metal layer 211, that is, the thermal conductivity of the third pressing member 18 is L Any configuration in which the thermal conductivity of the female-shaped metal layer 211 is negligibly small is sufficient.

실시 형태 4에 의한 파장 변환 장치(10)는, 비선형 광학 결정(11)과 온도 검출부(12)와의 사이에 L자형 금속층(211)의 제1 면(211a)을 구비하고 있으므로, 연속 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와, 펄스 발진 중의 비선형 광학 결정(11)의 온도와의 어긋남을 억제할 수 있다. 따라서, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다. 또한, 파장 변환 장치(10)는, L자형 금속층(211)의 제2 면(211b)과 제3 누름 부재(18)를 구비하고 있고, 제2 면(211b)이 제3 누름 부재(18)에 의해 비선형 광학 결정(11)에 눌려져 있다. 이것에 의해, 레이저광의 통과점이, L자형 금속층(211)의 제1 면(211a)보다도 L자형 금속층(211)의 제2 면(211b)에 가까운 경우, 해당 레이저광의 통과점과 온도 검출부(12)와의 사이의 열이 전해지기 쉬운 정도를, L자형 금속층(211)의 제2 면(211b)을 마련하지 않는 경우와 비교하여 크게 할 수 있다. 따라서, 레이저광의 통과점이 L자형 금속층(211)의 제1 면(211a)에 가까운 경우와 마찬가지로, 연속 발진으로부터 펄스 발진으로 전환한 직후부터 안정된 출력의 레이저광을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.Since the wavelength converter 10 according to Embodiment 4 includes the first surface 211a of the L-shaped metal layer 211 between the nonlinear optical crystal 11 and the temperature detection unit 12, the nonlinearity during continuous oscillation A deviation between the temperature of the optical crystal 11 and the temperature of the nonlinear optical crystal 11 during pulse oscillation can be suppressed. Therefore, there is an effect that a laser light having a stable output can be obtained immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation. In addition, the wavelength conversion device 10 is provided with the second surface 211b of the L-shaped metal layer 211 and the third pressing member 18, the second surface 211b is the third pressing member 18 is pressed against the nonlinear optical crystal 11 by Accordingly, when the point of passage of the laser light is closer to the second surface 211b of the L-shaped metal layer 211 than to the first surface 211a of the L-shaped metal layer 211, the point of passage of the laser light and the temperature detection unit 12 ) can be increased compared to the case where the second surface 211b of the L-shaped metal layer 211 is not provided. Therefore, similar to the case where the passing point of the laser light is close to the first surface 211a of the L-shaped metal layer 211, the effect of obtaining a laser light having a stable output immediately after switching from continuous oscillation to pulse oscillation is exhibited.

이상, 본 개시의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 개시의 파장 변환 장치(10), 레이저 발진기(2) 및 레이저 가공 장치(1)는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 4에서 설명한 형태에는 한정되지 않고, 본 개시의 내용의 일부를 나타내는 것이다. 본 개시의 파장 변환 장치(10), 레이저 발진기(2) 및 레이저 가공 장치(1)는, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 적절히, 조합하는 등, 구성의 일부를 생략, 변경하는 것도 가능하다.As mentioned above, although the embodiments of the present disclosure have been described, the wavelength conversion device 10, the laser oscillator 2, and the laser processing device 1 of the present disclosure are not limited to the embodiments described in Embodiments 1 to 4. , which represents a part of the contents of the present disclosure. The wavelength conversion device 10, the laser oscillator 2, and the laser processing device 1 of the present disclosure can also be combined with other known technologies, and appropriately combined within a range not departing from the gist of the present disclosure. It is also possible to omit or change a part of the configuration.

1: 레이저 가공 장치
2: 레이저 발진기
3: 광 전송부
4: 광학 유닛
5: 제어 장치
6: 구동 장치
7: 가공 테이블
8: 광원 장치
10: 파장 변환 장치
11: 비선형 광학 결정
12: 온도 검출부
13: 온도 조정부
14: 히트 싱크
15: 제1 누름 부재
16: 제2 누름 부재
17: 체결 부재
18: 제3 누름 부재
21: 제1 금속층
22: 제2 금속층
23: 제3 금속층
25: 금속층
201: C자형 금속층
211: L자형 금속층1: laser processing device
2: laser oscillator
3: optical transmission unit
4: optical unit
5: control unit
6: driving device
7: processing table
8: light source device
10: wavelength converter
11: nonlinear optical crystal
12: temperature detector
13: temperature control unit
14: heat sink
15: first pressing member
16: second pressing member
17: fastening member
18: third pressing member
21: first metal layer
22: second metal layer
23: third metal layer
25: metal layer
201: C-shaped metal layer
211: L-shaped metal layer

Claims (15)

레이저광(L)의 파장을 변환하는 비선형 광학 결정과,
상기 비선형 광학 결정의 온도를 측정하는 온도 검출부와,
상기 온도 검출부가 측정한 온도에 기초하여 상기 비선형 광학 결정의 온도를 조정하는 온도 조정부와,
상기 비선형 광학 결정과 상기 온도 검출부가 대향하는 면에 끼워져 있는 제1 금속층과,
제1 누름 부재와,
상기 제1 누름 부재와 대향하는 제2 누름 부재와,
상기 제1 누름 부재와 상기 제2 누름 부재를 체결하는 체결 부재를 더 구비하고,
상기 비선형 광학 결정, 상기 온도 검출부 및 상기 온도 조정부를 상기 제1 누름 부재와 상기 제2 누름 부재와의 사이에 배치하고, 상기 체결 부재에 의해 상기 비선형 광학 결정, 상기 온도 검출부, 상기 온도 조정부 각각이 파괴되지 않을 정도의 세기로 상기 제1 누름 부재와 상기 제2 누름 부재를 체결함으로써, 상기 제1 금속층이 압축되는 것을 특징으로 하는 파장 변환 장치.A nonlinear optical crystal that converts the wavelength of the laser light (L);
a temperature detector for measuring the temperature of the nonlinear optical crystal;
a temperature controller configured to adjust the temperature of the nonlinear optical crystal based on the temperature measured by the temperature detector;
a first metal layer sandwiched between surfaces facing the nonlinear optical crystal and the temperature detector;
A first pressing member;
a second pressing member facing the first pressing member;
Further comprising a fastening member for fastening the first pressing member and the second pressing member,
The nonlinear optical crystal, the temperature detection unit, and the temperature adjustment unit are disposed between the first pressing member and the second pressing member, and the nonlinear optical crystal, the temperature detection unit, and the temperature adjustment unit are each connected by the fastening member. The wavelength conversion device according to claim 1 , wherein the first metal layer is compressed by fastening the first pressing member and the second pressing member with a strength that is not destroyed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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