气体激光系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在电力供给由于停电等而被切断时能够保存激光气体状态的气体激光系统(gas laser system)。
【背景技术】
[0002]一般来说，气体激光振荡器在进行了激光振荡器内的激光气体的更换之后启动。对此，已知一种在固定的条件下省略启动时的激光气体的更换工序的一部分以缩短激光振荡器的启动所需的时间的装置。例如在日本专利第2737177号公报(JP2737177B)中记载有这种装置。在JP2737177B所记载的装置中，在进行了激光振荡器的停止动作之后，在激光振荡器的动作停止时间为固定时间以内或激光振荡器内的气体温度为固定温度以上时，省略激光气体的更换工序的一部分。
[0003]然而，在JP2737177B所记载的装置中，存在以下担忧:在电力例如由于停电等而被切断的情况下，激光振荡器的停止动作没有正常地进行，在激光振荡器重新启动时，无法省略激光气体的更换工序的一部分。
【发明内容】
[0004]作为本发明的一个方式的激光气体系统具备:激光振荡器，其具有:气体流路，激光气体在该气体流路中循环；以及向气体流路供给激光气体和从气体流路排出激光气体的气体供排部；电源部，其对激光振荡器供给电力；蓄电部，其蓄积从电源部供给的电力；电力降低检测部，其检测从电源部供给的电力值低于使激光振荡器能够正常动作的电力值的电力降低状态；以及控制部，其当通过电力降低检测部检测出电力降低状态时，使用蓄电部中蓄积的电力来控制气体供排部使得将气体流路设为密闭状态。
【附图说明】
[0005]本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，
[0006]图1是概要性地表示构成本发明的实施方式所涉及的气体激光系统的激光振荡器的结构的图，
[0007]图2是表示本发明的实施方式所涉及的气体激光系统的概要结构的框图，
[0008]图3是表示本发明的实施方式所涉及的气体激光系统的主要动作的时序图。
【具体实施方式】
[0009]下面，参照图1?图3来说明本发明的实施方式。图1是概要性地表示构成本发明的实施方式所涉及的气体激光系统的激光振荡器I的结构的图。本实施方式所涉及的激光系统能够在加工、医疗、测量等广泛的领域中使用。
[0010]如图1所示，激光振荡器I具备:气体流路2，激光气体在该气体流路2中循环；与气体流路2连通的放电管3 ;隔着放电管3配置的输出镜4和后镜5 ;对放电管3施加电压(放电管电压)的激光电源6 ;使激光气体沿气体流路2循环的送风机7 ;向气体流路2供给激光气体的供气装置8 ;以及从气体流路2排出激光气体的排气装置9。
[0011]气体流路2由激光气体容器2a形成。激光气体容器2a是密闭的真空容器，规定的激光气体以从大气隔断的状态被封入在激光气体容器2a中。作为激光气体，使用二氧化碳气体、氮气、氩气等用于包含激光介质的激光振荡的介质气体。
[0012]激光电源6与气体激光系统的电源部20(图2)连接，从电源部20对激光电源6供给电力。控制部10控制从激光电源6对放电管3供给的电力。当从激光电源6对放电管3供给电力时，即当施加了放电管电压时，激光气体在经过放电管3时被激励而成为激光激活状态。通过放电管3产生的光在输出镜4与后镜5之间被放大，其一部分作为激光11从输出镜4输出。该激光11经过能够开闭的遮板(shutter) 12后被照射到对象物。
[0013]送风机7由通过电动机驱动的风扇或鼓风机构成。从电源部20(图2)经由未图示的送风机逆变器对送风机7供给电力，送风机7利用该电力进行旋转，使激光气体沿气体流路2循环。在送风机7的上游侧和下游侧的气体流路2中分别配设有第一热交换器13和第二热交换器14。在各热交换器13、14中流动有规定的制冷剂(例如冷却水)。激光气体通过与该制冷剂的热交换而在经过热交换器13、14时被冷却，从而保持为规定温度。
[0014]在气体流路2上分别连接有供气流路15和排气流路16。在供气流路15中设置有供气装置8，在排气流路16中设置有排气装置9。供气装置8包括供气阀8a，排气装置9包括排气阀9a和真空泵9b。
[0015]供气阀8a和排气阀9a是根据来自控制部10的控制信号而打开和闭合的开闭阀(电磁阀)。即，供气阀8a和排气阀9a分别内置有螺线管(solenoid)和弹簧，在螺线管为非励磁的中立状态下，该供气阀8a和排气阀9a通过弹簧力而闭合。另一方面，当从控制部10对螺线管供给电力而螺线管励磁时，供气阀8a和排气阀9a抵抗弹簧力而打开。即，供气阀8a和排气阀9a当控制部10对它们输出开信号时打开，当输出关信号(密闭指令)时闭合。此外，也能够将供气阀8a和排气阀9a构成为能够调整其阀开度的电磁比例阀。
[0016]在供气流路15上连接有贮存激光气体的高压的罐(未图示)。因而，当打开供气阀8a时，从罐经由供气阀8a向气体流路2供给激光气体。另一方面，当打开排气阀9a并驱动真空泵9b时，从气体流路2经由排气阀9a排出激光气体。当闭合供气阀8a和排气阀9a时，气体流路2被设为密闭状态。
[0017]在激光振荡时，经由供气流路15和排气流路16对气体流路2进行激光气体的供给和排出，进行激光气体容器2a内的激光气体的微量替换。在第一热交换器13的下游侧且送风机7的上游侧设置有气压检测器17，通过气压检测器17来检测激光气体容器2a内的气压。控制部10基于气压检测器17的检测值对送风机7、供气装置8以及排气装置9输出控制信号(气压控制指令)，将激光气体容器2a内的气压控制为规定的气压。
[0018]当指示如上那样构成的激光振荡器I启动时，激光振荡器I在根据来自控制部10的指令而预先进行规定的准备动作之后，开始放电动作。准备动作例如包括通过排气装置9来排出激光气体容器2a内的气体的工序以及在排气工序之后通过供气装置8向激光气体容器2a内供给规定压力的激光气体的工序，通过准备动作来置换激光气体容器2a内的气体。此外，也可以在排气工序完成之前开始供气工序。
[0019]另一方面，在放电结束后正常地停止激光振荡器I的运转的情况下，激光振荡器I根据来自控制部10的指令而进行规定的正常停止动作。正常停止动作包括闭合供气装置8的供气阀8a和排气装置9的排气阀9a的工序以及停止真空泵9b和送风机7的驱动的工序，在激光气体容器2a内填充了比大气压高的压力的激光气体的状态下结束。由此防止在激光振荡器I的运转停止后气体流路2中混入大气。
[0020]控制部10具有对激光振荡器I的动作的异常进行检测的异常检测部10a，当通过异常检测部1a检测出动作异常时，强制性地停止(警告停止)激光振荡器I的动作。艮P，进行异常停止动作来停止激光振荡器I的动作。异常检测部1a例如探测激光气体容器2a内的气压和温度、放电状态、或真空泵9b和送风机7的驱动状态，来判定激光振荡器I是否存在动作异常。然后，当判定为动作异常时，停止真空泵％和送风机7的驱动，并且将供气阀8a和排气阀9a同时打开。由此激光振荡器I恢复为启动前的初始状态。
[0021]在正常停止动作之后重新启动激光振荡器I的情况下，控制部10判定动作停止时间是否为规定时间以内。该判定是激光气体容器2a的激光气体是否被维持为规定状态的判定。即，在动作停止时间为规定时间以内的情况下，视为不存在大气混入到气体流路2或激光气体从气体流路2泄漏的情况，判定为气体流路2的激光气体被维持为规定状态。
[0022]在该情况下，省略准备动作的一部分或全部(例如激光气体的置换)，开始放电。由此缩短激光振荡器I的启动所需的时间，能够在短时间内重新开始放电。此外，只要能够判定出激光气体容器2a内的激光气压被维持为规定状态，则也可以不将动作停止时间用作判定基准，而是将其它参数(例如激光气体容器2a内的激光气体的温度、压力)用作判定基准。
[0023]另外，存在以下担忧:当例如在电力状况不好的地区运转激光振荡器I的过程中电力由于停电而被切断时，异常检测部1a检测出异常，从而不进行激光振荡器I的正常停止动作。在该情况下，在重新启动激光振荡器I时，无法省略准备动作，从而无法在短时间内重新开始放电。为了避免这种情况，在本实施方式中，如下那样构成气体激光系统。
[0024]图2是表示本发明的实施方式所涉及的气体激光系统的概要结构的框图。图中，激光振荡器I的气体循环系统Ia包括气体流路2中的涉及激光气体的循环的结构即送风机7、供气装置8、排气装置9以及气压检测器17，图2主要表示涉及气体循环系统Ia的控制的结构。
[0025]如图2所示，在气体激光系统的电源部20上连接有激光振荡器1、控制部10、蓄电装置21以及电力降低检测部22。蓄电装置21是规定容量的电池，在蓄电装置21中蓄积来自电源部20的供给电力。蓄电装置21与控制部10连接，控制部10能够利用从