JP2013507790A - パルスレーザのためのrf電源のデジタルパルス幅変調制御 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、概して、高周波(RF)電源によって動力が供給される二酸化炭素(CO2)ガス放電レーザに関する。本発明は、具体的には、RF電源の平均パワー出力を選択的に変動させ、制御するためのパルス幅変調(PWM)方法に関する。
式中、D=W/Pであって、Dは波形のデューティサイクルである。パルスの1つのフレーム内のFパルスの数Nのクロックサイクル周期tの数Wであるパルス幅が、1クロックサイクル周期「t」ずつ増加される場合、DMDPWMからの出力波形の値は、以下の式によって求められる。
N=1の場合、式(2)は、以下のように変形される。
式中、d=t/FPは、パルス列のデューティサイクルの増分であって、D=W/P、Dはデューティサイクルである。
カウンタ18が、周期Pまでクロックパルスをカウントするたびに、カウンタは、ゼロにリセットされ、DPWMから、すなわち、カウンタ18からRF電源への信号は高い値となる。カウンタ18が、W、すなわち、基本パルス幅までカウントするたびに、DPWMからRFPSへの信号は低い値となる。DPWM発生信号の一部は、N−モジュール256カウンタ20にダイレクトされ、N−モジュール256カウンタのためのクロックとしての役割を果たす。PWM発生信号が高くなるたびに、カウンタ20は、1カウントずつ前進する。カウンタ20は、DMDPWMの256のパルスのうちN回、高出力信号をもたらす。カウンタ20の出力信号が高い場合は常に、パルス幅は、Wの代わりに、W+1となる。カウンタ20は、図2に示されるように、この桁上げ情報をカウンタ18に提供する。
Claims (18)
- ガス放電レーザのためのRF電源の出力を制御するパルス幅変調方法であって、
所定数のパルスを中に有するデジタルパルスの列を該RF電源に送達することであって、該列の中の各パルスは、漸増的に可変の持続時間を有する、ことと、
受信された該デジタルパルスの列に数および持続時間において対応するRFパルスの列を送達するように該電源を配設することであって、該RFパルスの列は、該RFパルス列の持続時間および該列の中のパルスの総持続時間に従属した平均パワーを有する、ことと、
該列の中のデジタルパルスのうちの1つ以上であるが、全部に満たない持続時間を漸増的に変動させて、該対応するRFパルス列の平均パワーを選択的に変動させることと
を含む、方法。 - 前記列の中の複数のパルスの前記持続時間は、漸増的に変動され、該漸増的に変動されたパルスは、該列の中に略均一に分布させられる、請求項1に記載の方法。
- 前記列の中のデジタルパルスの前記持続時間は、クロックサイクル周期を有するデジタルクロックによって送達されるパルスによって制御され、該1つ以上のデジタルパルスの該持続時間の漸増的な変動は、1クロックサイクル周期である、請求項1に記載の方法。
- 前記デジタルパルスの列の中のパルスは、1つ以上のクロックサイクル周期の基本持続時間を有し、該デジタルパルスのうちの前記1つ以上の持続時間の漸増的な変動は、1クロックサイクル周期ずつ、前記1つ以上のパルスの持続時間を増加させることによってもたらされる、請求項3に記載の方法。
- 前記列の中の複数のパルスの前記持続時間は、漸増的に増加させられ、漸増的に増加された持続時間パルスは、該列の中に略均一に分布させられる、請求項4に記載の方法。
- 前記列の中にN個のパルスが存在し、該パルスのN/Mの持続時間(Mは、Nを割り切ることができて、整数の結果をもたらす)および該列の中の各M番目のパルスの持続時間は、1クロックサイクル周期ずつ増加させられる、請求項5に記載の方法。
- 前記列の中には、256個のパルスが存在する、請求項6に記載の方法。
- ガス放電レーザ装置であって、
該レーザ装置内においてガス放電を励起する高周波電源(RFPS)と、
デジタルパルスの反復列を該RFPSに送達するように配列されたパルス幅変調器であって、該列の各々は、該RFPSへの同一の持続時間および同一の所定数のパルスを中に有し、該列の各々の中の各パルスは、漸増的に可変の持続時間を有し、該RFPSは、数および持続時間において受信された該デジタルパルスの列に対応するRFパルスの列を送達するように配設され、RFパルスの各列は、該RFパルス列の持続時間および該列の中のパルスの総持続時間に応じた平均パワーを有する、パルス幅変調器と、
該RFPSによって送達される該パルス列のうちの任意の1つにおける平均パワーは、別の1つと関連して、該対応する列の中の該デジタルパルスのうちの1つ以上であるが、全部に満たないものの持続時間を漸増的に変動させることによって、選択的に変動させることができる、装置。 - 前記列の中の複数のパルスの持続時間が、漸増的に変動される場合、該漸増的に変動されたパルスは、該列の中に略均一に分布させられる、請求項8に記載の装置。
- 前記列の中のデジタルパルスの持続時間は、クロックサイクル周期を有するデジタルクロックによって送達されるパルスによって制御され、前記1つ以上のデジタルパルスの持続時間の漸増的な変動は、1クロックサイクル周期である、請求項8に記載の装置。
- 前記デジタルパルスの列の中のパルスは、1つ以上のクロックサイクル周期の基本持続時間を有し、該デジタルパルスのうちの1つ以上についての持続時間の漸増的な変動は、1クロックサイクル周期ずつ、該1つ以上のパルスについての持続時間を増加させる、請求項10に記載の装置。
- 前記列の中の複数のパルスの持続時間は、漸増的に増加され、該漸増的に増加された持続時間パルスは、該列の中に略均一に分布させられる、請求項11に記載の装置。
- 前記列の中にN個のパルスが存在し、該パルスのN/Mの持続時間(Mは、Nを割り切ることができて、整数の結果をもたらす)および該列の中の各M番目のパルスの持続時間は、1クロックサイクル周期ずつ増加される、請求項12に記載の装置。
- 前記列の中には、256個のパルスが存在する、請求項13に記載の装置。
- ガス放電レーザのためのRF電源の出力を制御するパルス幅変調方法であって、
デジタルパルスの反復列を該RF電源に送達することであって、該デジタルパルスの反復列の各々は、同一の所定数のパルスを中に有し、パルスの各列は、同一の持続時間を有し、該列の各々の中の各パルスは、漸増的に可変の持続時間を有する、ことと、
RFパルスの反復列を送達するように該電源を配設することであって、RFパルスの各列は、数および持続時間において受信されたデジタルパルスの列に対応し、RFパルスの各列は、該RFパルス列の持続時間および該列の中のパルスの総持続時間に応じた平均パワーを有する、ことと、
該対応する列の中のデジタルパルスのうちの1つ以上であるが、全部に満たないものの持続時間を漸増的に変動させることによって、該RFパルス列のうちの1つにおける該平均パワーを、該RFパルス列の別の1つと比較して選択的に変動させることと
を含む、方法。 - 前記列の中のデジタルパルスの持続時間は、クロックサイクル周期を有するデジタルクロックによって送達されるパルスによって制御され、前記1つ以上のデジタルパルスの持続時間の漸増的な変動は、1クロックサイクル周期である、請求項15に記載の方法。
- RFパルスをガスレーザに供給する回路であって、
電気パルスを発生させるパルス発生回路と、
該電気パルスを受信し、および該レーザに送達されるRFエネルギーのパルスを発生させるRF電源であって、該RFエネルギーのパルスの数および長さは、該電気パルスの数および長さに対応し、該パルス発生回路は、レーザに送達される平均RFパワーを調節するために、該電気パルスの長さを個別的および独立的に調節するように動作可能である、RF電源と
を備える、回路。 - 前記電気パルスの持続時間は、クロックサイクル周期を有するデジタルクロックによって送達されるパルスによって制御され、個々のパルスの前記長さの変動は、1クロックサイクル周期の倍数である、請求項17に記載の回路。
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