JP2003133099A - X線装置及びレーザ装置 - Google Patents

X線装置及びレーザ装置

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JP2003133099A
JP2003133099A JP2001325997A JP2001325997A JP2003133099A JP 2003133099 A JP2003133099 A JP 2003133099A JP 2001325997 A JP2001325997 A JP 2001325997A JP 2001325997 A JP2001325997 A JP 2001325997A JP 2003133099 A JP2003133099 A JP 2003133099A
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voltage
transformer
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flyback
pulsed
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Tatsumi Usuki
辰己 臼杵
Kimiyoshi Sato
公悦 佐藤
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TORECK CO Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧電源のトランスをサイズを抑えて装置の
小型化が可能となるX線装置を提供する。 【解決手段】 X線発生用の高電圧が印加される電極1
0a、10bを有するX線発生管10と、X線発生管1
0の電極10a、10bに印加する高電圧を発生するた
めの高圧電源20とを備えたX線装置において、高圧電
源20を、1次巻線及びX線発生管10の電極10a、
10bに接続された2次巻線を有するフライバックトラ
ンス21と、フライバックトランス21の2次巻線側に
パルス状のフライバック電圧を発生させるためのパルス
状の励磁用電圧をフライバックトランス21の1次巻線
側に印加する励磁用電圧印加手段22とを用い、フライ
バックトランス21の2次巻線側に発生したパルス状の
フライバック電圧VoをX線発生管10に印加するよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パルス状の高電圧
を発生するための高圧電源を備えたX線装置及びレーザ
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、X線発生管に高電圧を印加するX
線装置として、例えば1:1000程度の巻線比で作製
されたトランスを用い、このトランスの一次側に印加し
た交流電圧を数kV〜数百kVまで昇圧してX線発生管
に印加するものが知られている。この高電圧の印加によ
り、X線発生管内で加速された電子をターゲット電極に
衝突させ、所定強度のX線を発生させる。また、レーザ
発振用の放電管に高電圧を印加するレーザ装置として、
上記X線装置の場合と同様に交流電圧をトランスで昇圧
した高電圧を放電管に印加するものが知られている。こ
の高電圧の印加により、所定のガスが封入された放電管
内で放電を発生させ、この放電で生じた放電管内の光の
強度を共振器等で所定のしきい値レベル以上になるよう
に強めることにより、レーザ発振させて外部にレーザ光
として取り出す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
X線装置では、X線発生管に印加する高電圧を得るため
に巻線比の大きいトランスを用いる必要があったので、
高圧電源のサイズが大きくなり、X線装置の小型化を図
ることが難しかった。また、上記従来のレーザ装置で
は、電源のトランスの2次側から出力される出力電圧の
大きさにかかわらず、放電管の内部ガスの種類やガス圧
などによって放電管の放電維持電圧が決まるため、トラ
ンスの出力電圧が変動するとそれに応じて放電管に供給
される電流が変動し、放電及びレーザ発振が不安定にな
るおそれがあった。そのため、従来のレーザ装置におい
て安定した放電及びレーザ発振を得るためには、放電管
に供給する電流を定電流化する回路を設ける必要があっ
た。
【0004】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その第1の目的は、高圧電源のトランスをサイ
ズを抑えて装置の小型化が可能となるX線装置を提供す
ることである。また、本発明の第2の目的は、トランス
の2次巻線側から供給される電流を定電流化するための
回路を付加することなく、安定したレーザ発振が可能と
なるレーザ装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、請求項1の発明は、X線発生用の高電圧が印
加される電極を有するX線発生管と、該X線発生管の電
極に印加する高電圧を発生するための高圧電源とを備え
たX線装置であって、該高圧電源を、1次巻線及び該X
線発生管の電極に接続された2次巻線を有するトランス
と、該トランスの2次巻線側にパルス状のフライバック
電圧を発生させるためのパルス状の励磁用電圧を該トラ
ンスの1次巻線側に印加する励磁用電圧印加手段とを用
い、該トランスの2次巻線側に発生したパルス状のフラ
イバック電圧を該X線発生管に印加するように構成した
ことを特徴とするものである。
【0006】請求項1のX線装置では、トランスの1次
巻線側にパルス状の励磁用電圧を印加し、励磁用電圧が
オンになっている間、励磁エネルギーをトランスに蓄積
させる。そして、パルス状の励磁用電圧がオフになった
ときに、トランスに蓄積された励磁エネルギーが電気エ
ネルギーとして放出され、2次巻線側からパルス状の高
電圧であるフライバック電圧が出力される。このフライ
バック電圧がX線発生管の電極にそのまま印加される。
【0007】上記第2の目的を達成するために、請求項
2の発明は、レーザ発振用の高電圧が印加される電極を
有する放電管と、該放電管の電極に印加するパルス状の
高電圧を発生するための高圧電源とを備えたレーザ装置
であって、該高圧電源を、1次巻線及び該放電管の電極
に接続された2次巻線を有するトランスと、該トランス
の2次巻線側にパルス状のフライバック電圧を発生させ
るためのパルス状の励磁用電圧を該トランスの1次巻線
側に印加する励磁用電圧印加手段とを用い、該トランス
の2次巻線側に発生したパルス状のフライバック電圧を
該放電管に印加するように構成したことを特徴とするも
のである。
【0008】請求項2のレーザ装置では、トランスの1
次巻線側にパルス状の励磁用電圧を印加し、励磁用電圧
がオンになっている間、励磁エネルギーをトランスに蓄
積させる。そして、パルス状の励磁用電圧がオフになっ
たときに、トランスに蓄積された励磁エネルギーが電気
エネルギーとして放出され、2次巻線側からパルス状の
高電圧であるフライバック電圧が出力される。このフラ
イバック電圧が放電管の電極にそのまま印加される。こ
こで、上記トランスの2次巻線側から取り出すことがで
きる最大の電力は、1次巻線に加える入力電力によって
決まるが、2次巻線から出力されるフライバック電圧及
び2次巻線から放電管に供給される電流は、放電管の放
電維持電圧に合うように出力されるので、極めて安定し
た放電が得られる。
【0009】
【発明の実施の形態】〔実施形態1〕まず、本発明をX
線装置に適用した実施形態について説明する。図1は、
本実施形態のX線装置の概略構成図である。このX線装
置は、X線発生用の高電圧が印加されるターゲット電極
10a及びフィラメント電極10bを有するX線発生管
10と、X線発生管10の電極10a,10b間に印加
するパルス状の高電圧を発生するための高圧電源20と
を備えている。X線発生管10のフィラメント電極10
bには、フィラメント電源11から熱電子を放出するた
めのフィラメント電圧が印加されている。フィラメント
電極10bから放出された電子は、ターゲット電極10
aとフィラメント電極10bとの間に印加されたパルス
状の高電圧により加速され、ターゲット電極10aに衝
突し、これにより、ターゲット電極10aからパルス状
のX線が発生する。
【0010】上記高圧電源20は、1次巻線及びX線発
生管10の電極に接続された2次巻線を有するフライバ
ックトランス21と、フライバックトランス21の2次
巻線側にフライバック電圧Voを発生させるためのパル
ス状の励磁用電圧Viを入力電圧としてフライバックト
ランス21の1次巻線側に印加する励磁用電圧印加手段
22とを用いて構成されている。上記フライバックトラ
ンス21は、1次巻線と2次巻線との巻数比が1:10
0程度のものを用いることができる。また、上記励磁用
電圧印加手段22は、数十V〜数百Vで数A程度の直流
電圧を出力することができる直流電源221と、直流電
源221から供給される直流電圧をスイッチングしてパ
ルス状の励磁用電圧Viを発生させるFETなどからな
るスイッチング素子222とを用いて構成されている。
このスイッチング素子222のスイッチング動作は、外
部から入力された駆動制御パルス信号Vcで制御され
る。上記構成のX線装置において、フライバックトラン
ス21の1次巻線側にパルス状の励磁用電圧Viを印加
し、励磁用電圧Vcがオンになっている間、励磁エネル
ギーをトランスに蓄積させる。そして、パルス状の励磁
用電圧Vcがオフになったときに、フライバックトラン
ス21に蓄積された励磁エネルギーが電気エネルギーと
して放出され、2次巻線側からパルス状の高電圧である
フライバック電圧Vo(例えば、ピーク電圧で300k
V)が出力され、X線発生管10のターゲット電極10
aにそのまま印加される。
【0011】以上、本実施形態によれば、高圧電源に
1:1000のように高い巻数比のトランスを用いなく
ても、トランスの2次巻線側からパルス状の高電圧であ
るフライバック電圧を出力させてX線発生管の電極にそ
のまま印加することができるので、高圧電源のトランス
をサイズを抑えて装置の小型化が可能となる
【0012】〔実施形態2〕次に、本発明をレーザ装置
に適用した実施形態について説明する。図2は、本実施
形態のレーザ装置の概略構成図である。このレーザ装置
は、レーザ発振用の高電圧が印加される電極30a,3
0bを有する放電管30と、放電管30の電極30a,
30b間に印加するパルス状の高電圧を発生するための
高圧電源20とを備えている。上記放電管30には、レ
ーザ光の波長に応じて所定の種類のガスが所定の圧力で
封入されている。この放電管30の電極30a,30b
間で発生した放電で光を発生させるとともに、この光を
共振器31で共振させることによって光の強度を高める
ことにより、レーザ発振を発生させる。このレーザ発振
状態にある光の一部がレーザ光として外部に取り出され
る。また、上記高圧電源20の構成は、前述のX線装置
の場合と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略
する。
【0013】上記構成のレーザ装置において、フライバ
ックトランス21の1次巻線側にパルス状の励磁用電圧
Viを印加し、励磁用電圧Vcがオンになっている間、
励磁エネルギーをトランスに蓄積させる。そして、パル
ス状の励磁用電圧Vcがオフになったときに、フライバ
ックトランス21に蓄積された励磁エネルギーが電気エ
ネルギーとして放出され、2次巻線側からパルス状の高
電圧であるフライバック電圧Voが出力され、放電管3
0の電極30aにそのまま印加される。ここで、上記フ
ライバックトランス21の2次巻線から出力されるフラ
イバック電圧及び2次巻線から放電管に供給される電流
は、放電管の放電維持電圧Vo’に合うように出力され
るので、極めて安定した放電が得られる。
【0014】以上、本実施形態によれば、極めて安定し
た放電が得られるので、トランスの2次巻線側から供給
される電流を定電流化するための回路を付加することな
く、安定したレーザ発振が可能となる。
【0015】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、高圧電源に
1:1000のように高い巻数比のトランスを用いなく
ても、トランスの2次巻線側からパルス状の高電圧であ
るフライバック電圧を出力させてX線発生管の電極にそ
のまま印加することができるので、高圧電源のトランス
をサイズを抑えて装置の小型化が可能となるという効果
がある。
【0016】請求項2の発明によれば、高圧電源のトラ
ンスの2次巻線側に発生するフライバック電圧及び2次
巻線から放電管に供給される電流が放電管の放電維持電
圧に合うように出力され、極めて安定した放電が得られ
るので、トランスの2次巻線側から供給される電流を定
電流化するための回路を付加することなく、安定したレ
ーザ発振が可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るX線装置の概略
構成図。
【図2】本発明の第2の実施形態に係るレーザ装置の概
略構成図。
【符号の説明】
10 X線発生管 10a ターゲット電極 10b フィラメント電極 11 フィラメント電源 20 高圧電源 21 フライバックトランス 22 励磁用電圧印加手段 221 直流電源 222 スイッチング素子 30 放電管 30a,30b 電極 31 共振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C092 AA01 AB27 BB05 BB12 BB31 BB32 BB35 5F071 GG05 JJ01 JJ05 5H007 BB04 CA02 CB07 CC32

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】X線発生用の高電圧が印加される電極を有
    するX線発生管と、該X線発生管の電極に印加する高電
    圧を発生するための高圧電源とを備えたX線装置であっ
    て、 該高圧電源を、1次巻線及び該X線発生管の電極に接続
    された2次巻線を有するトランスと、該トランスの2次
    巻線側にパルス状のフライバック電圧を発生させるため
    のパルス状の励磁用電圧を該トランスの1次巻線側に印
    加する励磁用電圧印加手段とを用い、該トランスの2次
    巻線側に発生したパルス状のフライバック電圧を該X線
    発生管に印加するように構成したことを特徴とするX線
    装置。
  2. 【請求項2】レーザ発振用の高電圧が印加される電極を
    有する放電管と、該放電管の電極に印加する高電圧を発
    生するための高圧電源とを備えたレーザ装置であって、 該高圧電源を、1次巻線及び該放電管の電極に接続され
    た2次巻線を有するトランスと、該トランスの2次巻線
    側にパルス状のフライバック電圧を発生させるためのパ
    ルス状の励磁用電圧を該トランスの1次巻線側に印加す
    る励磁用電圧印加手段とを用い、該トランスの2次巻線
    側に発生したパルス状のフライバック電圧を該放電管に
    印加するように構成したことを特徴とするレーザ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005041389A1 (ja) * 2003-10-28 2007-04-26 日本碍子株式会社 パルス発生回路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2005041389A1 (ja) * 2003-10-28 2007-04-26 日本碍子株式会社 パルス発生回路

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Effective date: 20050104