JP2585441B2 - 放電タイミング自動調整装置 - Google Patents

放電タイミング自動調整装置

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JP2585441B2 JP1276038A JP27603889A JP2585441B2 JP 2585441 B2 JP2585441 B2 JP 2585441B2 JP 1276038 A JP1276038 A JP 1276038A JP 27603889 A JP27603889 A JP 27603889A JP 2585441 B2 JP2585441 B2 JP 2585441B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] 〔産業上の利用分野〕 本発明は、銅蒸気レーザ(CVL)増幅システム等に使
用される放電タイミング自動調整装置に関する。
〔従来の技術〕
従来より、レーザ光によるウラン濃縮では、CVL増幅
システムが色素レーザ励起用光源として用いられてい
る。一般に、CVL増幅システムは安定でかつ大出力のレ
ーザ光を得るために放電タイミング自動調整装置が用い
られている。放電タイミング自動調整装置は、一つの発
振器と複数の増幅器とから構成されていて、発振器およ
び複数の増幅器に放電のためのトリガ信号を与えて所定
のタイミングで放電させ、発振器から出力されるレーザ
光を複数の増幅器で次々と増幅して出力するものであ
る。
ところで、発振器および複数の増幅器にトリガ信号が
入力してから放電するまでの時間はドリフトすることが
知られている。このため、従来のCVL増幅システムは、
発振器および複数の増幅器の各放電回路内に電流プロー
ブが設けられていて、各電流プローブの出力信号から発
振器および各増幅器間の放電時間差を測定し、予め定め
られている最適時間差となるように放電のためのトリガ
信号を出力するタイミングを調整している。
ところが、従来の放電タイミング自動調整装置は、発
振器および複数の増幅器間の放電タイミングを予め定め
たタイミングに自動調整するという点では優れている
が、長時間の運転等により装置自体の最適放電タイミン
グが当初の設定値から変動してしまった場合には、放電
タイミングを自動的に最適放電タイミングに自動調整す
ることができない。そのため、装置自体の最適放電タイ
ミングが変動した場合には安定で大出力のレーザ光を得
ることができず、また最適放電タイミングの調整も運転
員が自ら調整しなければならなかった。
〔発明が解決しようとする課題〕
したがって、従来の放電タイミング自動調整装置は、
最適放電タイミングを運転員が調整しなければならず煩
雑な作業が必要であり、また装置の最適放電タイミング
が変動すると、放電タイミングを自動的に最適放電タイ
ミングに復帰させることができず、安定で大出力のレー
ザ光を得ることができなくなるという問題があった。
本発明は以上のような実情に鑑みて成されたもので、
装置自体の最適放電タイミングが変動しても、自動的に
最適放電タイミングとすることでき、常に安定で大出力
のレーザ光を得ることできる放電タイミング自動調整装
置を提供することを目的とする。
[発明の構成] 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記課題を解決するために、複数の増幅器を
所定のタイミングで放電させて発振器から出力されるレ
ーザ光を順次増幅して出力する増幅光学系と、前記発振
器および複数の増幅器の各々に対して放電タイミング信
号を出力するタイミング信号発生手段と、前記発振器お
よび複数の増幅器間での放電時間差を測定する放電タイ
ミング測定手段と、この放電タイミング測定手段で測定
された放電時間差に基づいて前記発振器および複数の増
幅器間の放電時間差が予め設定されている放電時間差と
なるように前記放電タイミング信号を出力するタイミン
グを修正する手段とを備えた放電タイミング自動調整装
置において、前記増幅光学系で増幅されたレーザ光の一
部を抽出する分光手段と、この分光手段によって抽出さ
れたレーザ光のビームプロファイルに基づいて装置自体
の現在の最適放電タイミングを求め、前記タイミング修
正手段に予め定められている放電時間差を、現在の最適
放電タイミングによる放電時間差に更新する手段とを備
える構成とした。
〔作用〕
本発明は以上のような手段を講じたことにより、増幅
光学系の発振器および複数の増幅器はタイミング信号発
生手段から出力された放電タイミング信号によって所定
のタイミングで放電し、発振器から出力されるレーザ光
が順次増幅され、増幅されたレーザ光が増幅光学系から
出力される。増幅光学系における発振器および複数の増
幅器間の放電時間差は放電タイミング測定手段によって
測定される。この測定結果は、タイミング修正手段で予
め設定されている放電時間差の設定値と比較され、実際
の放電時間差が設定値からずれている場合には、放電タ
イミング信号を出力するタイミングが修正され、増幅光
学系での放電タイミングが自動調整される。一方、増幅
光学系のレーザ光の一部は、分光手段によって抽出され
る。装置自体の変化により最適放電タイミングが変化す
ると、この抽出されるレーザ光のビームプロファイルも
変化する。そこで、放電時間差更新手段により、増幅光
学系から抽出されたレーザ光のビームプロファイルから
装置自体の現在の最適放電タイミングが求められ、放電
タイミング修正手段に設定されている放電時間差が現在
の最適放電タイミングに応じた放電時間差に更新され
る。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の実施例に係る放電タイミング自動調
整装置の構成を示す図である。この放電タイミング自動
調整装置は、増幅されたCVLレーザ光を出力する増幅光
学系がCVL発振器1および複数のCVL増幅器2−1〜2−
Nから構成されている。CVL発振器1およびCVL増幅器2
−1〜2−Nの各々の電源3−1〜3−Nにはトリガ信
号発生器4から出力される放電タイミング信号としての
トリガ信号が入力され放電が行われる。CVL発振器1お
よびCVL増幅器2−1〜2−Nの各々の放電回路内には
電流プローブ(負図示)が設けられていて、この電流プ
ローブから出力される信号がタイミング測定器5に入力
される。タイミング測定器5は入力信号からCVL発振器
1およびCVL増幅器2−1〜2−Nの放電時間差を測定
し、その測定結果を示す測定信号を制御装置6に出力す
る。また、増幅光学系の各CVL増幅器2−1〜2−Nの
それぞれの出力側には、ビームスプリッタ7−1〜7−
Nが設けられている。このビームスプリッタ7−1〜7
−Nで抽出されるCVLレーザ光の一部はビームモニタ8
−1〜8−Nに導かれる。ビームモニタ8−1〜8−N
はCCDやフォトダイオードセンサアレイ等のビームパタ
ーン検出器からなり、取込まれたCVLレーザ光のビーム
プロファイルを光電変換し、その光電変換信号をモニタ
信号処理器9に出力するものである。モニタ信号処理器
9はビームモニタ8−1〜8−Nからのアナログ信号を
A/D変換し、そのデジタル信号を画像処理してCVLレーザ
光のビームプロファイルを検出する機能を有している。
モニタ信号処理器10で検出されたビームプロファイルデ
ータは制御装置6に送信される。制御装置6は、最適放
電タイミングとして予め定められている放電時間差とタ
イミング測定器5で測定した放電時間差とを比較し、測
定された放電時間差が設定値からずれている場合には、
増幅光学系での放電タイミングが設定されている最適タ
イミングとなるようにトリガ信号の出力タイミングを修
正する機能と、モニタ信号処理器9からのビームプロフ
ァイルデータに基づいて装置自体の現在の最適放電タイ
ミングを求め、前回求めた最適放電タイミングとして設
定されている放電時間差を今回求めた最適放電タイミン
グに基づく放電時間差に更新する機能とを有している。
なお、増幅光学系の放電タイミングを設定されている放
電タイミングTに近付けるループは最適放電タイミング
を更新するループよりも十分早くなるように設定されて
いる。
次に、このように構成された放電タイミング自動調整
装置の動作について第2図(a)(b)を参照して説明
する。なお、第2図(a)はトリガ信号発生器4からCV
L発振器1,CVL増幅器2−1〜2−Nに対して出力される
各トリガ信号を示しており、同図(b)は発振器1,増幅
器2−1〜2−Nに設けた各電流プローブからの出力信
号を示している。
トリガ信号発生器4からは、CVL発振器1,CVL増幅器2
−1〜2−Nに対して第2図(a)に示すタイミングで
トリガ信号が入力したCVL発振器1,CVL増幅器2−1〜2
−Nは順次放電して増幅されたCVLレーザ光が増幅光学
系より出力される。CVL発振器1,CVL増幅器2−1〜2−
Nが放電すると、各電流プローブからは第2図(b)に
示す信号が出力される。タイミング測定器5は電流プロ
ーブの出力信号からCVL発振器1および複数のCVL増幅器
2−1〜2−N間の放電時間差(TM-1〜TM-N)を測定
し、測定結果が制御装置6に出力される。制御装置6で
は、タイミング測定器5より入力される実際の放電時間
差TMと予め設定されている最適放電タイミングとしての
放電時間差Tとから下式による演算が行われ、ディレイ
時間TSが更新される。
TS←TS−(T−TM) このようにして、CVL発振器1,複数のCVL増幅器2−1
〜2−Nの放電タイミングが最適放電タイミングとなる
放電時間差T近傍に自動調整される。
一方、各CVL増幅器2−1〜2−Nで増幅されたCVLレ
ーザ光は、それぞれの出力側に設けられたビームスプリ
ッタ7−1〜7−Nで分光されて、ビームモニタ8−1
〜8−Nに導かれる。各ビームモニタ8−1〜8−Nに
は、導かれたCVLレーザ光のビームプロファイルが形成
されその光強度分布に応じた光電変換信号が出力され
る。
ここで、CVLレーザ光は、放電タイミングが異なると
第3図〜第5図に示すように、ビームプロファイルが変
化することが知られている。すなわち、放電タイミング
が早すぎると、第3図(a)(b)に示すようにビーム
周辺部の光強度が強くなり、中心部の光強度が弱くな
る。また、放電タイミングが最適の場合には、第4図
(a)(b)に示すように、ビームの光強度分布は一様
となる。また、放電タイミングが遅すぎると、第5図
(a)(b)に示す様に、中心部の光強度が強く周辺部
の光強度は弱くなる。
モニタ信号処理部9は放電タイミングに対して以上の
ような特性を有するCVLレーザ光のビームプロファイル
を検出し、デジタル信号として制御装置6に出力する。
制御装置6は、最適放電タイミング時のビームプロファ
イルデータが記憶されており、モニタ信号処理器9から
送られてくるビームプロファイルデータと比較し、現在
の装置自体の最適放電タイミングTが求められ、この求
めた最適放電タイミングとなるように放電時間差TSが更
新される。
したがって、運転員が最適放電タイミングとなるよう
に放電時間差TSを設定しなくても、またはCVL電源電圧
の変動等により最適放電タイミングが変化しても、放電
時間差TSが現在の最適放電タイミングとなるように自動
的に更新される。
このような本実施例によれば、増幅光学系を構成する
CVL発振器1,複数の増幅器2−1〜2−Nの放電時間差
を各放電回路内に設けた電流プローブの出力信号からタ
イミング測定器5で求め、この測定された放電時間差TM
を最適放電タイミングとして定められている放電時間差
TSとなるようにトリガ信号発生器4から出力されるトリ
ガ信号の出力タイミングを修正するようにしたので、CV
L発振器1および複数の増幅器2−1〜2−N間の放電
タイミングを予め定めた最適放電タイミングに自動的に
調整することができる。
また、各CVL増幅器2−1〜2−Nの出力側に設けた
ビームスプリッタ7−1〜7−NでCVLレーザ光の一部
を抽出し、この抽出されたCVLレーザ光のビームプロフ
ァイルから装置自体の現在の最適放電タイミングを求め
前回設定された放電時間差TSを更新するようにしたの
で、自動的に最適放電タイミングとなる放電時間差TS
設定することができ、運転員に係る負担を軽減すること
ができる。また、最適放電タイミングが変動しても自動
的に現在の最適放電タイミングに設定でき、よって安定
な大出力のレーザを得ることができる。
なお、上記実施例では放電タイミングのずれをCVLレ
ーザ光のビームプロファイルから求める例を示したが、
CVLレーザ光のパルス幅によっても放電タイミングが最
適であるか否か判定することができる。
[発明の効果] 以上詳記したように本発明によれば、装置自体の最適
放電タイミングが変動しても、自動的に最適放電タイミ
ングに調整することができ、常に安定で大出力のレーザ
光を得ることができ、しかも運転員の負担を軽減するこ
とのできる放電タイミング自動調整装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の放電タイミング自動調整装置の構成
図、第2図(a)はトリガ信号のタイミングを示す図、
第2図(b)は電流プローブの出力信号を示す図、第3
図〜第5図は放電タイミングの異なるCVLレーザ光のビ
ームプロファイルおよび光強度を示す図である。 1……CVL発振器、2−1〜2−N……CVL増幅器、4…
…トリガ信号発生器、5……タイミング測定器、6……
制御装置、7−1〜7−N……ビームスプリッタ、8−
1〜8−N……ビームモニタ、9……モニタ信号処理
機。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の増幅器を所定のタイミングで放電さ
    せて発振器から出力されるレーザ光を順次増幅して出力
    する増幅光学系と、前記発振器および複数の増幅器の各
    々に対して放電タイミング信号を出力するタイミング信
    号発生手段と、前記発振器および複数の増幅器間での放
    電時間差を測定する放電タイミング測定手段と、この放
    電タイミング測定手段で測定された放電時間差に基づて
    前記発振器および複数の増幅器間の放電時間差が予め設
    定されている放電時間差となるように前記放電タイミン
    グ信号を出力するタイミングを修正する手段とを備えた
    放電タイミング自動調整装置において、 前記増幅光学系で増幅されたレーザ光の一部を抽出する
    分光手段と、この分光手段によって抽出されたレーザ光
    のビームプロファイルに基づいて装置自体の現在の最適
    放電タイミングを求め、前記タイミング修正手段に予め
    定められている放電時間差を、現在の最適放電タイミン
    グによる放電時間差に更新する手段とを具備したことを
    特徴とする放電タイミング自動調整装置。
JP1276038A 1989-10-25 1989-10-25 放電タイミング自動調整装置 Expired - Lifetime JP2585441B2 (ja)

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