特許 6571711 レーザ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6571711

(24)【登録日】2019年8月16日

(45)【発行日】2019年9月4日

(54)【発明の名称】レーザ装置

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/042 20060101AFI20190826BHJP

【ＦＩ】

   H01S3/042

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-73645(P2017-73645)

(22)【出願日】2017年4月3日

(65)【公開番号】特開2018-181878(P2018-181878A)

(43)【公開日】2018年11月15日

【審査請求日】2018年6月18日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼實 哲久

(72)【発明者】

【氏名】西川 祐司

【審査官】 吉野 三寛

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−００５１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／０６３８１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／００９６２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１５２５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９６５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００２５８３１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１又は複数のレーザキャビティと、前記１又は複数のレーザキャビティを収容する筐体と、を有するレーザ発振装置と、
前記レーザ発振装置外に配置され、前記レーザ発振装置を冷却するための循環冷却水を冷却可能な冷却装置と、
前記レーザ発振装置と前記冷却装置とを前記循環冷却水が循環可能に連結する冷却水循環路と、
前記レーザ発振装置外に配置され、前記循環冷却水に微細気泡を発生させ微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置と、
前記微細気泡発生装置と前記冷却水循環路とに連結され、前記冷却水循環路から循環冷却水を前記微細気泡発生装置に供給可能であると共に、前記微細気泡発生装置により発生された微細気泡含有水を前記冷却水循環路に供給可能な第２バイパス路と、
前記微細気泡発生装置により生成された微細気泡含有水を貯蔵可能な貯蔵容器と、
前記微細気泡発生装置と前記貯蔵容器とに連結されると共に前記貯蔵容器と前記冷却水循環路とに連結され、前記微細気泡発生装置により生成された微細気泡含有水を前記貯蔵容器に供給可能であると共に、前記貯蔵容器に貯蔵された微細気泡含有水を前記冷却水循環路に供給可能な第３バイパス路と、
前記微細気泡発生装置に気体を供給可能であると共に、供給する気体の種類を選択可能であって、少なくとも活性ガス、不活性ガスおよび空気から選ばれる１種類以上を選択可能な気体選択機構と、を備え、
前記微細気泡発生装置は、前記気体選択機構により選択され供給された気体の微細気泡を発生させ、
前記気体選択機構は、運転モードを自動的に変更可能なモード設定部を有し、
前記モード設定部が変更できる運転モードは、少なくとも不活性ガスを供給させるモードと活性ガスを供給させるモードを含み、
前記微細気泡含有水の微細気泡のピーク径が１００μｍ以下であるレーザ装置。

【請求項2】

前記微細気泡含有水の微細気泡のピーク径が１μｍ以下である請求項１に記載のレーザ装置。

【請求項3】

前記微細気泡発生装置に供給される気体は、窒素であり、
前記微細気泡発生装置は、窒素の微細気泡を発生する請求項１又は２に記載のレーザ装置。

【請求項4】

前記微細気泡発生装置に供給される気体は、酸素であり、
前記微細気泡発生装置は、酸素の微細気泡を発生する請求項１又は２に記載のレーザ装置。

【請求項5】

前記微細気泡発生装置に供給される気体は、圧縮空気又は空気であり、
前記微細気泡発生装置は、空気の微細気泡を発生する請求項１又は２に記載のレーザ装置。

【請求項6】

前記冷却水循環路に連結され、前記循環冷却水により直接又は間接的に冷却される冷却板部と、を更に備え、
前記レーザキャビティは、前記冷却板部に接触して配置される請求項１から５のいずれかに記載のレーザ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ装置に関する。より詳しくは、冷却水に微細気泡含有水を使用したレーザ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レーザ装置は、複数のレーザキャビティ等の発熱部を有する。この発熱部は、外部の冷却装置から供給される冷却水を利用した冷却部材により冷却される。冷却水は、冷却装置と冷却部材とをつなぐ循環路により、冷却装置から冷却部材に供給されると共に、冷却部材から冷却装置へと排出され、冷却装置と冷却部材との間で循環する。

【0003】

ここで、冷却水としては、例えば、循環路を構成する金属管の腐食を防ぐために電気伝導率が規定値以下であることが求められることから、純水やイオン交換水が使用されている。また、防腐や水質劣化防止のため、冷却水に防食剤や防菌剤が混合されるが、これが原因となり電気伝導度が上昇し、金属管等の腐食が発生する場合があった。また、金属管等の腐食防止とメンテナンス効率とのバランスをとりながらの冷却水における水質管理は非常に負担がかかるものであった。

【0004】

近年、ナノバブル水等の微細気泡を含む水の利用技術が各分野で検討されている。レーザ装置に関連する技術として、例えば、液体中の被加工物にレーザ光を照射してレーザ加工を行なうにあたり、液体に微細気泡を含有させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、例えば、ジェットノズルから噴射された液体噴流に導かれたレーザ光によって、中空状の立体構造物をレーザ加工するにあたり、液体としてマイクロバブル水を使用する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２４００９９号公報

【特許文献2】特開２０１２−１９２４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された技術は、微細気泡を含有する水をレーザ装置に使用する技術ではあるが、冷却水に関連する課題を解決する技術ではなかった。冷却水に関連する課題として、例えば、冷却水の循環路を構成する金属管等の腐食や、冷却水における藻等の繁殖があり、そのため冷却水おける水質の管理が難しいという課題があった。これにより、必要な管理作業に労力と時間を要し、レーザ装置の稼働率が低下する場合あった。また、冷却水の管理が完全ではない場合、レーザ装置に故障が生じる場合があった。

【0007】

また、冷却水に関連する他の課題として、例えば、腐食への対策として冷却水の循環路を構成する金属管の肉厚を厚くした場合、レーザ装置における冷却効率に悪影響が生じる場合があった。例えば、冷却効率が低くなることで、電気からレーザへの変換効率が低下し、レーザキャビティ等におけるレーザ出力や寿命に悪影響が生じる場合があった。

【0008】

本発明は、冷却水に微細気泡を含有する微細気泡含有水を使用することで、管理作業を低減可能なレーザ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、レーザキャビティの冷却性に優れたレーザ装置を提供することを他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）上記目的を達成するため本発明は、１又は複数のレーザキャビティ（例えば、後述のレーザキャビティ１２）と、前記１又は複数のレーザキャビティを収容する筐体（例えば、後述の筐体５）と、を有するレーザ発振装置（例えば、後述のレーザ発振装置２）と、前記レーザ発振装置外に配置され、前記レーザ発振装置を冷却するための循環冷却水を冷却可能な冷却装置（例えば、後述の冷却装置３）と、前記レーザ発振装置と前記冷却装置とを前記循環冷却水が循環可能に連結する冷却水循環路（例えば、後述の冷却水循環路５０）と、を備え、前記循環冷却水は、微細気泡を含み該微細気泡のピーク径が１００μｍ以下である微細気泡含有水であるレーザ装置（例えば、後述の半導体レーザ装置１）を提供する。

【0010】

（２） （１）に記載のレーザ装置において、前記循環冷却水は、微細気泡を含み該微細気泡のピーク径が１μｍ以下である微細気泡含有水であってもよい。

【0011】

（３） （１）又は（２）に記載のレーザ装置において、前記レーザ発振装置に配置され、微細気泡を発生させ前記微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（例えば、後述の微細気泡発生装置１００）と、前記微細気泡発生装置と前記冷却水循環路とに連結され、前記冷却水循環路から循環冷却水を前記微細気泡発生装置に供給可能であると共に、前記微細気泡発生装置により発生された微細気泡を含む微細気泡含有水を前記冷却水循環路に供給可能な第１バイパス路（例えば、後述の第１バイパス路１１０）と、を更に備えていてもよい。

【0012】

（４） （１）又は（２）に記載のレーザ装置において、前記レーザ発振装置外に配置され、微細気泡を発生させ前記微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置（例えば、後述の微細気泡発生装置２００）と、前記微細気泡発生装置と前記冷却水循環路とに連結され、前記冷却水循環路から循環冷却水を前記微細気泡発生装置に供給可能であると共に、前記微細気泡発生装置により発生された微細気泡を含む微細気泡含有水を前記冷却水循環路に供給可能な第２バイパス路（例えば、後述の第２バイパス路２１０）と、を更に備えていてもよい。

【0013】

（５） （４）に記載のレーザ装置において、前記微細気泡発生装置により生成された微細気泡含有水を貯蔵可能な貯蔵容器（例えば、後述の貯蔵容器３００）と、前記微細気泡発生装置と前記貯蔵容器とに連結されると共に前記貯蔵容器と前記冷却水循環路とに連結され、前記微細気泡発生装置により生成された微細気泡含有水を前記貯蔵容器に供給可能であると共に、前記貯蔵容器に貯蔵された微細気泡含有水を前記冷却水循環路に供給可能な第３バイパス路（例えば、後述の第３バイパス路３１０）と、を更に備えていてもよい。

【0014】

（６） （３）から（５）いずれかに記載のレーザ装置において、前記微細気泡発生装置は、外部から供給される気体又は循環冷却水に含まれる気体を利用して微細気泡を発生させてもよい。

【0015】

（７） （６）に記載のレーザ装置において、前記微細気泡発生装置に気体を供給可能であると共に、供給する気体の種類を選択可能であって、少なくとも活性ガス、不活性ガスおよび空気から選ばれる１種類以上を選択可能な気体選択機構（例えば、後述の気体選択機構１２０）と、を備え、前記微細気泡発生装置は、前記気体選択機構により選択され供給された気体の微細気泡を発生させてもよい。

【0016】

（８） （７）に記載のレーザ装置において、前記気体選択機構は、運転モードを変更可能なモード設定部（例えば、後述のモード設定部１２７）を備えていてもよい。

【0017】

（９） （６）から（８）いずれかに記載のレーザ装置において、前記微細気泡発生装置に供給される気体は、窒素であり、前記微細気泡発生装置は、窒素の微細気泡を発生してもよい。

【0018】

（１０） （６）から（８）いずれかに記載のレーザ装置において、前記微細気泡発生装置に供給される気体は、酸素であり、前記微細気泡発生装置は、酸素の微細気泡を発生しえもよい。

【0019】

（１１） （６）から（８）いずれかに記載のレーザ装置において、前記微細気泡発生装置に供給される気体は、圧縮空気又は空気であり、前記微細気泡発生装置は、空気の微細気泡を発生してもよい。

【0020】

（１２） （１）から（１１）いずれかに記載のレーザ装置において、前記冷却水循環路に連結され、前記循環冷却水により直接又は間接的に冷却される冷却板部（例えば、後述の冷却板部２２）と、を更に備え、前記レーザキャビティは、前記冷却板部に接触して配置されてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、冷却水に微細気泡を含有する微細気泡含有水を使用することで、管理作業を低減可能なレーザ装置を提供することができる。また、本発明によれば、レーザキャビティの冷却性に優れたレーザ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。

【図2】第２実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。

【図3】第３実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。

【図4】第４実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。

【図5】第５実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。

【図6】第６実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第２実施形態以下の説明においては、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0024】

［第１実施形態］
まず、図１により、半導体レーザ装置１（レーザ装置）について説明する。図１は、第１実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、半導体レーザ装置１は、レーザ発振装置２と、冷却装置３と、冷却水循環路５０と、を備える、また、半導体レーザ装置１は、外部から微細気泡含有水ＢＷを供給可能な供給口３９を備える。本実施形態における半導体レーザ装置１は、循環冷却水として外部から供給された微細気泡含有水ＢＷを使用するレーザ装置である。

【0025】

レーザ発振装置２は、出力すべきレーザ光を共振させるためのレーザ発振装置である。レーザ発振装置２は、１又は複数のレーザキャビティ１２と、１又は複数のレーザキャビティ１２を収容する筐体５と、を有する。また、レーザ発振装置２は、筐体５内に収容配置される不図示の各種部材等を有する。
レーザ発振装置２は、冷却水循環路５０により、外部に配置される冷却装置３と循環冷却水である微細気泡含有水ＢＷを循環可能に接続される。

【0026】

レーザ発振装置２は、（本実施形態においては一つの）レーザキャビティ１２を備える。レーザキャビティ１２は、発熱部である。レーザキャビティ１２は、光出力エネルギーに応じて、例えば、数十Ｗの熱エネルギーを発生させる。そのため、レーザキャビティ１２には、温度上昇による機能等の低下を抑制するために冷却が必要である。本実施形態において、レーザキャビティ１２は、後述する冷却板部２２に接触して配置（載置）される。

【0027】

レーザ発振装置２は、レーザキャビティ１２を冷却するための冷却板部２２を有する。
冷却板部２２は、レーザキャビティ１２に載置されると共に、レーザキャビティ１２を冷却する部材である。

【0028】

冷却板部２２は、冷却水循環路５０に連結され、循環冷却水である微細気泡含有水ＢＷにより直接又は間接的に冷却される冷却板部である。冷却板部２２は、例えば、複数の電熱性板状部材を積層配置すると共に、各層の間に循環冷却水である微細気泡含有水ＢＷを通液可能に構成される。冷却板部２２は、循環冷却水である微細気泡含有水ＢＷを通液可能な通液路５４を有する。冷却板部２２は、冷却水循環路５０（供給路５２）から供給された循環冷却水である微細気泡含有水ＢＷが通液路５４を通液することで冷却される。ここで、冷却板部２２は、該冷却板部２２を構成する電熱性板状部材が薄いほどレーザキャビティ１２に対する冷却性は高くなる。

【0029】

冷却装置３は、レーザ発振装置２外に配置され、レーザ発振装置２を冷却するための循環冷却水を冷却可能な装置である。冷却装置３は、レーザ発振装置２外に配置され、レーザキャビティ１２を冷却するための循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）を冷却可能な装置である。

【0030】

本実施形態において、冷却装置３は、冷却部３１と、ポンプ３５と、供給口３９と、を有する。
冷却部３１は、例えば、低温の冷媒が通液された熱交換器である。冷却部３１は、循環冷却水（微細気泡含有水）を通液させることで該循環冷却水を冷却する。
ポンプ３５は、冷却水循環路５０（後述の排出路５６）からの循環冷却水を冷却部３１に送液する。
供給口３９は、外部から微細気泡含有水ＢＷを循環冷却水として循環系に供給可能な部分である。本実施形態においては、半導体レーザ装置１の外部において生成された微細気泡含有水ＢＷを使用している。そのため、微細気泡含有水ＢＷは、供給口３９から循環冷却水の循環系に供給される。

【0031】

冷却水循環路５０は、レーザ発振装置２と冷却装置３とを循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）が循環可能に連結する。冷却水循環路５０は、循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）が冷却装置３とレーザ発振装置２の内部との間で循環可能となるように構成される。冷却水循環路５０は、例えば、金属管やバルブ等を有して構成される。

【0032】

冷却水循環路５０は、供給路５２と、排出路５６とを有する。
供給路５２は、冷却装置３（冷却部３１）からの循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）をレーザ発振装置２に供給する経路である。詳細には、供給路５２は、冷却装置３（冷却部３１）からの循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）を冷却板部２２に供給する経路である。

【0033】

排出路５６は、レーザ発振装置２からの循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）を冷却装置３（冷却部３１）に戻す経路である。詳細には、排出路５６は、冷却板部２２からの循環冷却水（微細気泡含有水ＢＷ）を冷却装置３（冷却部３１）に戻す経路である。本実施形態においては、供給口３９は、排出路５６上に配置される。

【0034】

本実施形態において、循環冷却水として使用される微細気泡含有水ＢＷは、微細気泡を含み該微細気泡のピーク径が１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下の微細気泡含有水である。微細気泡含有水ＢＷに含有される微細気泡は、径が小さいほど長期間存在する。

【0035】

本実施形態において、微細気泡を形成するために使用される気体の種類は特に限定されない。微細気泡を形成するために使用される気体の種類は、必要とする機能等に応じて適宜選択される。微細気泡を形成するために使用される気体は、例えば、活性ガス、不活性ガス、空気等から選ばれる。本実施形態においては、主に腐食防止や防菌の視点から選択される。

【0036】

微細気泡含有水ＢＷは、例えば、旋回液流式、加圧溶解式や微細孔式の微細気泡発生装置により生成される。また、上記方式で精製された微細気泡を所定条件下で収縮させ、細かくならなかった微細気泡を浮上分離させることで、更に径が小さい微細気泡を含有する微細気泡含有水ＢＷを得ることができる。

【0037】

微細気泡含有水ＢＷに含まれる微細気泡の径は、例えば、動的光散乱法、レーザ回析・散乱法等の公知の方法により測定される。
微細気泡含有水ＢＷに含まれる微細気泡の含量は、特に制限されないが、例えば１，０００万個／ｍＬ以上であることが好ましく、より好ましくは１億個／ｍＬ以上である。

【0038】

本実施形態において、微細気泡含有水ＢＷは、供給口３９から供給され、循環冷却水として使用される。微細気泡含有水ＢＷは、一定期間内は微細気泡を有した状態で冷却水循環路５０内に存在するが、徐々に微細気泡が無くなり、最終的には通常の冷却水となる。微細気泡が無くなった後も通常の冷却水として冷却機能を有するためそのまま使用され、一定期間経過後、新たな微細気泡含有水ＢＴと交換される。

【0039】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、半導体レーザ装置１は、１又は複数のレーザキャビティ１２と、レーザキャビティ１２を収容する筐体５と、を有するレーザ発振装置２と、レーザ発振装置２外に配置され、レーザ発振装置２を冷却するための循環冷却水を冷却可能な冷却装置３と、レーザ発振装置２と冷却装置３とを循環冷却水が循環可能に連結する冷却水循環路５０と、を備え、循環冷却水は、微細気泡を含み該微細気泡のピーク径が１００μｍ以下である微細気泡含有水である。
本実施形態によれば、冷却水に微細気泡を含有する微細気泡含有水を使用することで、管理作業を低減可能なレーザ装置を提供することができる。また、本実施形態によれば、循環冷却水に関連する管理作業の時間が短くなるため、レーザ装置における稼働率を向上させることができる。

【0040】

また、本実施形態によれば、循環冷却水に腐食防止機能等を有する微細気泡含有水を使用しているので、冷却水循環路に使用される金属管や冷却板部の厚さを薄くすることができる。これにより、レーザ発振装置（レーザキャビティ）の冷却性に優れたレーザ装置を提供することができる。また、冷却性が向上することで、電気からレーザへの変換効率が向上し、レーザにおける出力・品質が向上し、その寿命が長くなる。

【0041】

また、本実施形態において、前記循環冷却水は、微細気泡を含み該微細気泡のピーク径が１μｍ以下である微細気泡含有水である。

【0042】

本実施形態によれば、微細気泡のピーク径が１μｍ以下である微細気泡含有水を使用しているので、微細気泡がより長期間存在する。そのため、長期間、腐食防止機能等を有する。これにより、レーザ装置は、循環冷却水の交換頻度をより下げることができる。つまり、本実施形態によれば、管理作業をより低減可能なレーザ装置を提供することができる。また、本実施形態によれば、循環冷却水に関連する管理作業の時間がより短くなるため、レーザ装置における稼働率をより向上させることができる。

【0043】

［第２実施形態］
続けて、図２により、第２実施形態のレーザ装置について説明する。図２は、第２実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。なお、以下、第１実施形態と相違する構成について説明し、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略する。

【0044】

図２に示すように、半導体レーザ装置１Ａは、レーザ発振装置２Ａ側に微細気泡発生装置１００を有する態様である。微細気泡発生装置１００がレーザ発振装置２Ａに内蔵されている態様である。
半導体レーザ装置１Ａは、微細気泡発生装置１００と、第１バイパス路１１０と、を更に有する。

【0045】

微細気泡発生装置１００は、レーザ発振装置２Ａに配置される。微細気泡発生装置１００は、微細気泡を発生させ、微細気泡含有水を生成する。微細気泡発生装置１００は、上述した方式により、微細気泡を生成する。

【0046】

微細気泡発生装置１００は、外部から供給される気体又は循環冷却水に含まれる気体を利用して微細気泡を発生させる。微細気泡発生装置１００には、特定の気体が供給可能に構成される。また、循環冷却水に含まれる気体を利用して微細気泡を発生させる場合、外部からの気体の供給は不要である。例えば、微細気泡発生装置１００は、循環冷却水に含まれる空気を利用して微細気泡を発生させる。この場合、主に窒素と酸素とが溶存しているので、窒素の微細気泡を含む微細気泡含有水の機能と、酸素の微細気泡を含む微細気泡含有水との機能を奏する微細気泡含有水が生成される。

【0047】

微細気泡発生装置１００は、第１バイパス路１１０（後述の第１供給路１１１）により供給された循環冷却水内に微細気泡を発生させ、第１バイパス路１１０（後述の第１排出路１１２）を介して冷却水循環路５０に微細気泡含有水を戻す。
微細気泡発生装置１００は、連続的又は間欠的に稼働する。現実的には、微細気泡発生装置１００は、腐食防止や防菌の視点で管理され、所定期間ごとに定期的に稼働する。

【0048】

第１バイパス路１１０は、微細気泡発生装置１００と冷却水循環路５０とに連結され、冷却水循環路５０から循環冷却水を微細気泡発生装置１００に供給可能であると共に、微細気泡発生装置１００により発生された微細気泡を含む微細気泡含有水ＢＷを冷却水循環路５０に供給可能に構成される。

【0049】

第１バイパス路１１０は、第１供給路１１１と、第１排出路１１２とを有する。第１供給路１１１は、冷却水循環路５０における排出路５６と微細気泡発生装置１００とに連結され、循環冷却水を微細気泡発生装置１００に供給する。第１排出路１１２は、微細気泡発生装置１００と冷却水循環路５０における排出路５６とに連結され、微細気泡発生装置１００により生成された微細気泡含有水ＢＷを冷却水循環路５０における排出路５６に供給する。

【0050】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、半導体レーザ装置１Ａは、レーザ発振装置２Ａに配置され、微細気泡を発生させ微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置１００と、微細気泡発生装置１００と冷却水循環路５０とに連結され、冷却水循環路５０から循環冷却水を微細気泡発生装置１００に供給可能であると共に、微細気泡発生装置１００により発生された微細気泡を含む微細気泡含有水を冷却水循環路５０に供給可能な第１バイパス路１１０と、を更に備える。
本実施形態によれば、微細気泡発生装置１００がレーザ発振装置２Ａに内蔵されているので、循環冷却水を常時、微細気泡含有水にすることができる。これにより、腐食防止効や防菌効果が持続するため、循環冷却水の交換頻度を更に下げることができる。

【0051】

また、本実施形態によれば、微細気泡発生装置１００がレーザ発振装置２Ａに内蔵されているので、省スペース化が可能である。
また、本実施形態によれば、微細気泡発生装置１００は、外部から供給される気体又は循環冷却水に含まれる気体を利用して微細気泡を発生させる。

【0052】

本実施形態によれば、外部から供給される気体を利用して微細気泡を発生させる場合、必要な機能に応じた種類の気体を選択可能である。これにより、気体の種類を選択するだけで、必要な機能を奏する微細気泡含有水を生成することができる。また、循環冷却水に含まれる気体を利用して微細気泡を発生させる場合、微細気泡発生装置１００を簡易化できる。また、作業負担や管理負担等も低減される。

【0053】

［第３実施形態］
続けて、図３により、第３実施形態のレーザ装置について説明する。図３は、第３実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。なお、以下、上述の実施形態と相違する構成について説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。

【0054】

図３に示すように、半導体レーザ装置１Ｂは、微細気泡発生装置１００に気体を供給可能であると共に、供給する気体の種類を選択可能な気体選択機構１２０を有する態様である。半導体レーザ装置１Ｂは、第２実施形態における半導体レーザ装置１Ａに更に気体選択機構１２０が設置された半導体レーザ装置である。
半導体レーザ装置１Ｂは、気体選択機構１２０と、を更に有する。

【0055】

気体選択機構１２０は、気体選択部１２１と、気体供給路１２５と、を有する。
気体選択部１２１は、微細気泡発生装置１００に供給する気体の種類を選択可能に構成される。気体選択部１２１には、少なくとも不活性ガスＧ１、活性ガスＧ２および空気Ｇ３それぞれを供給可能なガスボンベ等が接続される。気体選択部１２１は、不図示の切替部により、特定の気体を微細気泡発生装置１００に供給可能に構成される。気体の種類は、循環冷却水において求められる機能に応じて選択される。また、気体選択部１２１は、複数種類の気体を選択して微細気泡発生装置１００に供給することも可能に構成される。

【0056】

気体供給路１２５は、気体選択部１２１により選択された種類の気体を微細気泡発生装置１００に供給する。

【0057】

ここで、不活性ガスＧ１として微細気泡発生装置１００に供給される気体は、例えば、窒素である。この場合、微細気泡発生装置１００は、窒素の微細気泡を発生する。窒素の微細気泡を含有する微細気泡含有水ＢＷは、冷却水循環路５０を構成する金属管や冷却板部２２における酸化反応等を抑制する機能を有する。

【0058】

また、活性ガスＧ２として微細気泡発生装置１００に供給される気体は、例えば、酸素である。この場合、微細気泡発生装置１００は、酸素の微細気泡を発生する。酸素の微細気泡を含有する微細気泡含有水ＢＷは、循環冷却水中の有機物の分解や生物の繁殖防止機能を有する。

【0059】

また、空気Ｇ３として微細気泡発生装置１００に供給される気体は、例えば、圧縮空気又は外気（空気）である。外気の場合、不図示のフィルター等を介して取り込まれた空気が使用される。これらの場合、微細気泡発生装置は、空気の微細気泡を発生する。空気の微細気泡を含有する微細気泡含有水ＢＷは、窒素と酸素の微細気泡含有水の機能を有する。

【0060】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、半導体レーザ装置１Ｂは、微細気泡発生装置１００に気体を供給可能であると共に、供給する気体の種類を選択可能であって、少なくとも活性ガス、不活性ガスおよび空気から選ばれる１種類以上を選択可能な気体選択機構１２０と、を備え、微細気泡発生装置１００は、気体選択機構１２０により選択され供給された気体の微細気泡を発生させる。
本実施形態によれば、気体選択機構１２０は、必要な機能に応じた気体を選択して微細気泡発生装置１００に供給することができる。これにより、半導体レーザ装置１Ｂは、必要な機能を有する微細気泡含有水を得ることができる。また、本実施形態によれば、気体選択機構は、複数種類の気体を微細気泡発生装置１００に供給できるので、半導体レーザ装置１Ｂは、複数の機能を有する微細気泡含有水を得ることができる。

【0061】

また、本実施形態において、微細気泡発生装置１００に供給される気体は、窒素であり、微細気泡発生装置１００は、窒素の微細気泡を発生する。
本実施形態によれば、微細気泡発生装置１００は、窒素の微細気泡を発生する。窒素の微細気泡を含有する微細気泡含有水は、金属の酸化抑制機能等を有するので、冷却水循環路５０を構成する金属管や冷却板部における酸化反応等の抑制を目的とする場合に好適である。

【0062】

また、本実施形態において、微細気泡発生装置１００に供給される気体は、酸素であり、微細気泡発生装置１００は、酸素の微細気泡を発生する。
本実施形態によれば、微細気泡発生装置１００は、酸素の微細気泡を発生する。酸素の微細気泡を含有する細気泡含有水は、防菌機能等を有するので、循環冷却水中の有機物の分解や生物の繁殖防止を目的とする場合、好適である。

【0063】

また、本実施形態において、微細気泡発生装置１００に供給される気体は、圧縮空気又は空気（外気）であり、微細気泡発生装置１００は、空気の微細気泡を発生する。
本実施形態によれば、微細気泡発生装置１００は、空気の微細気泡を発生する。空気の微細気泡を含有する微細気泡含有水ＢＷは、窒素と酸素の微細気泡含有水の機能を有するので、冷却水循環路５０を構成する金属管や冷却板部における酸化反応等の抑制、および循環冷却水中の有機物の分解や生物の繁殖防止を目的とする場合、好適である。また、外気を利用する場合、コスト面や管理面でもメリットがある。

【0064】

［第４実施形態］
続けて、図４により、第４実施形態のレーザ装置について説明する。図４は、第４実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。なお、以下、上述の実施形態と相違する構成について説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。

【0065】

図４に示すように、半導体レーザ装置１Ｃは、気体選択機構１２０における運転モードを変更可能なモード設定部１２７を有する態様である。半導体レーザ装置１Ｂは、第３実施形態における半導体レーザ装置１Ｂに更にモード設定部１２７が設置された半導体レーザ装置である。
半導体レーザ装置１Ｃは、モード設定部１２７を更に有する。

【0066】

モード設定部１２７は、モード入力部１２７ａと、制御部１２７ｂと、を有する。モード設定部１２７は、運転モードを変更可能に構成される。

【0067】

モード入力部１２７ａは、気体選択機構１２０における運転モードを選択可能であると共に、選択結果を制御部１２７ｂに出力可能に構成される。モード入力部１２７ａは、例えば、タッチパネルやボタン等により構成される。

【0068】

制御部１２７ｂは、モード入力部１２７ａから出力された選択結果の情報に基づいて、気体選択部１２１にモードに応じた指示を出力する。制御部１２７ｂは、選択された運転モードに応じて、気体選択部１２１に対して適宜指示を出力する。また、制御部１２７ｂは、同様に、微細気泡発生装置１００に対しても適宜指示を出力する、

【0069】

運転モードとしては、例えば、気体選択部１２１に対して腐食防止効果の高い窒素を供給させるモード、気体選択部１２１に対して殺菌効果の高い酸素を供給させるモード等が例示できる。また。例えば、稼働時間に応じて、気体選択部１２１に対して気体種類の選択や供給を自動的に指示する自動運転モードが例示できる。

【0070】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、半導体レーザ装置１Ｃは、運転モードを変更可能なモード設定部１２７を備える。
本実施形態によれば、装置や環境に適した管理を容易に実施することが可能である。

【0071】

［第５実施形態］
続けて、図５により、第５実施形態のレーザ装置について説明する。図５は、第５実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。なお、以下、上述の実施形態と相違する構成について説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。

【0072】

図５に示すように、半導体レーザ装置１Ｄは、冷却装置３Ｄ側に微細気泡発生装置２００を有する態様である。微細気泡発生装置２００がレーザ発振装置２Ａに内蔵されている態様である。
半導体レーザ装置１Ｄは、冷却装置３Ｄに配置される微細気泡発生装置２００と、第２バイパス路２１０と、を更に有する。

【0073】

本実施形態において、微細気泡発生装置２００は、冷却装置３Ｄに配置される。微細気泡発生装置２００は、微細気泡を発生させ、微細気泡含有水を生成する。微細気泡発生装置１００は、上述した方式により、微細気泡を生成する。

【0074】

微細気泡発生装置２００は、第２バイパス路２１０（後述の第２供給路２１１）により供給された循環冷却水内に微細気泡を発生させ、第２バイパス路２１０（後述の第２排出路２１２）を介して冷却水循環路５０に微細気泡含有水を戻す。
微細気泡発生装置２００は、連続的又は間欠的に稼働する。現実的には、微細気泡発生装置２００は、腐食防止や防菌の視点で管理され、所定期間ごとに定期的に稼働する。

【0075】

第２バイパス路２１０は、微細気泡発生装置２００と冷却水循環路５０とに連結され、冷却水循環路５０から循環冷却水を微細気泡発生装置２００に供給可能であると共に、微細気泡発生装置２００により発生された微細気泡を含む微細気泡含有水ＢＷを冷却水循環路５０に供給可能に構成される。

【0076】

第２バイパス路２１０は、第２供給路２１１と、第２排出路２１２とを有する。第２供給路２１１は、冷却水循環路５０における排出路５６と微細気泡発生装置２００とに連結され、循環冷却水を微細気泡発生装置２００に供給する。第２排出路２１２は、微細気泡発生装置２００と冷却水循環路５０における排出路５６とに連結され、微細気泡発生装置２００により生成された微細気泡含有水ＢＷを冷却水循環路５０における排出路５６に供給する。

【0077】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、半導体レーザ装置１Ｄは、レーザ発振装置２Ｄ外に配置され、微細気泡を発生させ微細気泡含有水を生成する微細気泡発生装置２００と、微細気泡発生装置２００と冷却水循環路５０とに連結され、冷却水循環路５０から冷却水を微細気泡発生装置２００に供給可能であると共に、微細気泡発生装置２００により発生された微細気泡を含む微細気泡含有水を冷却水循環路５０に供給可能な第２バイパス路２１０と、を更に備える。
本実施形態によれば、微細気泡発生装置２００が冷却装置３に内蔵されているので、循環冷却水を常時、微細気泡含有水にすることができる。これにより、腐食防止効や防菌効果が持続するため、循環冷却水の交換頻度を更に下げることができる。

【0078】

また、本実施形態によれば、微細気泡発生装置２００が冷却装置３に内蔵されているので、省スペース化が可能である。また、本実施形態によれば、微細気泡発生装置２００が冷却装置３に内蔵されているので、微細気泡発生装置２００を有しないレーザ発振装置を使用することができる。特に、複数のレーザ発振装置を１の冷却装置に接続する場合には、本実施形態の態様が好適である。

【0079】

［第６実施形態］
続けて、図６により、第６実施形態のレーザ装置について説明する。図６は、第６実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。なお、以下、上述の実施形態と相違する構成について説明し、同様の構成についてはその説明を省略する。

【0080】

図６に示すように、半導体レーザ装置１Ｅは、レーザ発振装置を複数（本実施形態においては２つ）有する態様である。また、半導体レーザ装置１Ｅは、冷却装置３Ｅに気体選択機構２２０が配置され、冷却装置３Ｅ外に微細気泡含有水を貯蔵可能な貯蔵容器３００が配置されている態様である。

【0081】

半導体レーザ装置１Ｅは、複数（本実施形態において２つ）のレーザ発振装置２ａ、２ｂと、冷却装置３Ｅに配置された気体選択機構２２０と、冷却装置３外に配置される貯蔵容器３００と、第３バイパス路３１０と、を有する。

【0082】

レーザ発振装置２ａ、２ｂには、冷却水循環路５０を介して冷却装置３Ｅ又は貯蔵容器３００から微細気泡含有水ＢＷが供給される。
冷却水循環路５０は、供給路５２Ｅと、排出路５６Ｅとを有する。供給路５２Ｅは、分岐点Ｐ５２により分岐された供給路５２ａと供給路５２ｂとを有する。排出路５６Ｅは、分岐点Ｐ５６により分岐された排出路５６ａと排出路５６ｂとを有する。

【0083】

気体選択機構２２０は、上述の気体選択機構１２０と同様の構成である。モード設定部２２７の構成およびモード内容等についても上述のモード設定部１２７と同様である。

【0084】

貯蔵容器３００は、微細気泡発生装置２００により生成された微細気泡含有水ＢＷを貯蔵可能に構成される。貯蔵容器３００には、冷却水循環路５０Ｅに微細気泡含有水ＢＷを供給しない状態において微細気泡発生装置２００により生成された微細気泡含有水ＢＷが供給され、貯蓄される。貯蔵容器３００に貯蔵された微細気泡含有水ＢＷは、例えば、運転モードに応じて、適宜、冷却水循環路５０Ｅに供給される。貯蔵容器３００があることで、微細気泡発生装置２００が効率的に稼働される。

【0085】

第３バイパス路３１０は、供給路３１１と、排出路３１２とを有する。第３バイパス路３１０は、微細気泡発生装置２００と貯蔵容器３００とに連結されると共に、貯蔵容器３００と冷却水循環路５０Ｅとに連結される。第３バイパス路３１０は、微細気泡発生装置２００により生成された微細気泡含有水ＢＷを貯蔵容器３００に供給可能であると共に、貯蔵容器３００に貯蔵された微細気泡含有水ＢＷを冷却水循環路５０Ｅに供給可能に構成される。

【0086】

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態において、半導体レーザ装置１Ｅは、微細気泡発生装置２００により生成された微細気泡含有水を貯蔵可能な貯蔵容器３００と、微細気泡発生装置２００と貯蔵容器３００とに連結されると共に貯蔵容器３００と冷却水循環路５０Ｅとに連結され、微細気泡発生装置２００により生成された微細気泡含有水を貯蔵容器３００に供給可能であると共に、貯蔵容器３００に貯蔵された微細気泡含有水を冷却水循環路５０Ｅに供給可能な第３バイパス路（例えば、第３バイパス路３１０）と、を更に備える。
本実施形態によれば、微細気泡含有水を貯蔵する貯蔵容器３００を有するので、循環冷却水に微細気泡含有水を混入する必要ない場合に生成された微細気泡含有水を貯蔵容器３００に貯蔵することができる。これにより、微細気泡発生装置２００を効率的に稼働させることができる。また、これにより、必要な時に貯蔵しておいた微細気泡含有水を短時間に大量に供給することができる。また、これにより、一つの冷却装置に複数のレーザ発振装置を接続しても循環冷却水の品質を保持できる。また、必要な時に貯蔵しておいた微細気泡含有水を短時間に大量に供給することができるので、微細気泡発生装置２００の製造能力を低くすることができる。そのため、装置の小型化に寄与する。

【0087】

上述において、第１実施形態から第６実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良も当然に本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0088】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 半導体レーザ装置（レーザ装置）
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ レーザ発振装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ 冷却装置
５ 筐体
１２ レーザキャビティ
２２ 冷却板部
５０ 冷却水循環路
１００，２００ 微細気泡発生装置
１１０ 第１バイパス路
１２０，２２０ 気体選択機構
１２７ モード設定部
２１０ 第２バイパス路
３００ 貯蔵容器
３１０ 第３バイパス路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】