JP2722704B2 - パルスレーザ装置 - Google Patents
パルスレーザ装置Info
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Description
(短波長レーザの現状)第5頁に示された従来のエキシ
マレーザの励起回路である。図において、(1)、
(2)は相対する一対の主放電電極、(3)は主放電電
極(1)、(2)に並列に取付けられたピーキングコン
デンサー、(4)はパルス発生用コンデンサーで一方の
端子は主放電電極(1)に接続されている。(5)はパ
ルス発生用コンデンサー(4)の他端と主放電電極
(2)の間に接続されたスイッチで、この従来例ではサ
イラトロンより成る。(6)は充電用リアクトル、
(7)は充電端子である。
電圧が印加され、充電用リアクトル(6)を通じてパル
ス発生用コンデンサー(4)が充電される。スイッチ
(5)がt=t0において閉じたあとのパルス発生用コン
デンサー(4)とピーキングコンデンサー(3)の両端
の電圧の時間変化を示したものが第6図である。t0≦t
≦t1においてパルス発生用コンデンサー(4)に蓄えら
れた電荷はピーキングコンデンサー(3)に移行し、t
=t1において主放電電極(1)、(2)間で放電が開始
する。エキシマレーザでは主放電に先立ち予備電離放電
が必要であるが、このための電極及び回路は第5図を始
めとしてこの明細書の説明では省略してある。t1≦t≦
t2においてピーキングコンデンサー(3)から主放電電
極(1)、(2)間で発生する主放電にエネルギーが注
入され、レーザが発振する。エキシマレーザのように放
電抵抗の小さい(例えば0.2Ω)レーザにおいては、ピ
ーキングコンデンサー(3)の両端の電圧は振動波形と
なり、逆極性の電圧が発生する(第6図t=t2)。振動
がほぼ終った時点において、パルス発生用コンデンサー
(4)の両端には、充電時とは逆極性の電圧(第6図
(a)のVrで示す)が発生する。
す。この例では、第1のパルス発生用コンデンサー(1
4)の電荷は可飽和リアクトル(8)を通じてピーキン
グコンデンサー(3)に移行される。いわゆるMPC回路
と呼ばれる回路で、サイラトロンより成るスイッチ
(5)でのロスを低減させるために、別の第2のパルス
発生用コンデンサー(9)、電流抑制用リアクトル(1
0)を備えている。この回路の動作波形を示したものが
第8図であり、先程の従来例と同じく、t=t1において
主放電電極(1)、(2)間で放電が開始した後、電流
は振動し、最終的に第1のパルス発生用コンデンサー
(14)の両端には初期と逆極性の電圧Vrが発生する。
ているので、パルス発生用コンデサーの両端に逆極性の
電圧が発生し、このエネルギー は主放電の発生したかなり後(例えば1μs程度後)に
主放電電極(1)(2)間でアークもしくはストリーマ
となって消費される。いわゆるアフターカレントと呼ば
れるもので、レーザ発振には寄与せず、主放電電極を傷
め、電極寿命を短くするという問題点があった。またア
フターカレントが流れると高繰返し発振ができないとい
う問題点があった。
れたもので、電極寿命を長くでき、高繰返し発振のでき
るパルスレーザ装置を得ることを目的とする。
充電用リアクトル及びピーキングコンデンサーを並列に
接続し、上記ピーキングコンデンサーにスイッチを介し
て並列接続されたパルス発生用コンデンサーの電荷を、
上記スイッチを通じて上記ピーキングコンデンサーに移
行し、上記両主放電電極間に主放電を発生させるパルス
レーザ装置において、 上記パルス発生用コンデンサーに並列に、このパルス
発生用コンデンサーが最初に充電される電圧の向きに対
して非導通の向きのダイオードと抵抗との直列体を接続
すると共に、上記ダイオードと抵抗との直列体と上記パ
ルス発生用コンデンサーとの並列回路に直列に可飽和リ
アクトルを接続し、上記パルス発生用コンデンサーに蓄
積されるアフターカレントエネルギーを上記可飽和リア
クトルの飽和時間内に上記抵抗に消費させるようにした
ものである。
トルとの並列回路に、可飽和リアクトルを介して第1の
パルス発生用コンデンサーを並列に接続し、この第1の
パルス発生用コンデンサにスイッチを介して接続された
第2のパルス発生用コンデンサーの電荷を、上記スイッ
チを通じて上記第1のパルス発生用コンデンサーに移行
し、上記両主放電電極間に主放電を発生させるパルスレ
ーザ装置において、 上記第1のパルス発生用コンデンサーに並列に、この
第1のパルス発生用コンデンサーが最初に充電される電
圧の向きに対して非導通の向きのダイオードと抵抗との
直列体を接続し、上記第1のパルス発生用コンデンサー
に蓄積されるアフターカレントエネルギーを上記可飽和
リアクトルの飽和時間内に上記抵抗に消費させるように
したものである。
で、この間に、アフターカレントによってパルス発生用
コンデンサ、又は第1のパルス発生用コンデンサに生じ
た逆電圧が上記ダイオードを通じて抵抗に消費される。
これによりダイオードの応答速度を遅くでき、ピーク電
流容量を小さくできる。
1図において、(11)はダイオード、(12)は抵抗で、
ダイオード(11)と抵抗(12)の直列体はパルス発生用
コンデンサー(4)と並列に接続されている。またダイ
オード(11)の向きは、充電端子(7)からの充電極性
に対しては非導通状態の向きになるように接続されてい
る。(13)はパルス発生用コンデンサー(4)とサイラ
トロンから成るスイッチ(5)の間に接続された可飽和
リアクトルである。この場合、主放電電極(1)、
(2)と並列に、パルス発生用コンデンサー(4)とス
イッチ(5)と可飽和リアクトル(13)の直列体が接続
されていて、可飽和リアクトル(13)がスイッチ(5)
の動作を遅延させるので、可飽和リアクトル(13)とス
イッチ(5)とが遅延スイッチとしての作用をすること
になる。
れると、可飽和リアクトル(13)の電圧×時間積で決ま
る時間経過後(第2図のt=t0′)、パルス発生用コン
デンサー(4)からピーキングコンデンサー(3)に電
荷が移行される。電圧波形を第2図に示す。t=t1にお
いて主放電電極(1).(2)間で主放電が開始し、t
=t2においてピーキングコンデンサー(3)の電圧は反
転する。t=t2以降パルス発生用コンデンサー(4)に
逆電圧が発生しようとするが、パルス発生用コンデンサ
ー(4)には並列にダイオード(11)と抵抗(12)が接
続されているので、パルス発生用コンデンサー(4)に
逆電圧は発生せずに、放電後の振動の結果発生する余分
なエネルギーは抵抗(12)で消費される。この結果、主
放電電極(1)、(2)間に流れるアフターカレントが
なくなるので、アークもしくはストリーマは発生しなく
なる。この実施例において可飽和リアクトル(13)を接
続することにより、ダイオード(11)に要求される応答
速度は遅くとも良いというメリットが生ずる。これは以
下の理由による。第1図の可飽和リアクトル(13)は図
中に示す実線の矢印の方向に飽和しているので、いった
んパルス発生用コンデンサー(4)に逆電荷がたまる
と、この可飽和リアクトル(13)がブロック状態となっ
てその後の電荷の振動を止める。可飽和リアクトル(1
3)がブロックしている比較的長い時間(例えば200ns)
内にダイオード(11)はゆっくりと逆電荷を抵抗(12)
を通じて流せば良いので、ダイオード(11)の応答速度
は遅くても良く、またピーク電流も小さくできる。従っ
て安価なダイオードでも使用することができる。
したものが第3図である。主放電電極(1)、(2)間
に並列に可飽和リアクトル(8)と第1のパルス発生用
コンデンサー(14)の直列体が接続され、この第1のパ
ルス発生用コンデンサー(14)と並列に、ダイオード
(11)と抵抗(12)の直列体が接続されている。別の第
2のパルス発生用コンデンサー(9)に充電された電荷
がスイッチ(5)によって第1のパルス発生用コンデン
サー(14)に容量移行されるが、この最初に第1のパル
ス発生用コンデンサー(14)の充電される電圧の極性に
対しては、タイオード(11)は非導通状態となる向きに
接続されている。この場合も、上記実施例と同様の効果
を奏する。
(3)を用いる場合を示したが、ピーキングコンデンサ
ー(3)を用いない場合(例えば第4図に示す実施例)
でも上記実施例と同様の効果を奏する。
トロンを示したが、半導体スイッチ(サイリスタ、SIT
トランジスタ、FET、IGBT等)の直並列体でも良く、ま
たは火花ギャップ、レールスイッチのようなスイッチで
も良い。また充電端子(7)からは正極性で充電すると
したが、負極性でも良い。いずれにしても上記実施例と
同様の効果を奏する。
ついて説明したが、放電抵抗が小さく、放電電流の振動
するようなレーザであればどのようなパルスレーザでも
実施可能であり、上記実施例と同様の効果を奏する。
回路であるパルス整形回路を用いても上記実施例と同様
の効果を奏する。
ば、一対の主放電電極、充電用リアクトル及びピーキン
グコンデンサーを並列に接続し、パルス発生用コンデン
サーの電荷をピーキングコンデンサーに移行して、両主
放電電極間に主放電を発生させるように構成し、パルス
発生用コンデンサーが最初に充電される電圧の向きに対
して非導通の向きのダイオードと抵抗の直列体をパルス
発生用コンデンサーと並列に接続すると共に、ダイオー
ドと抵抗の直列体とパルス発生用コンデンサーとの並列
回路に直列に可飽和リアクトルを接続したので、パルス
発生用コンデンサーに発生する逆電圧エネルギーを、こ
の可飽和リアクトルの飽和時間の間に上記ダイオードを
通じて抵抗に消費し、主放電電極間でアーク及びストリ
ーマが発生しなくなり、主放電電極の寿命が長くなり、
高繰返し発振ができると共に、パルス発生用コンデンサ
ーに直列に接続した可飽和リアクトルによって、ダイオ
ードの応答速度を遅くでき、ピーク電流容量を小さくで
きるという効果を奏する。
回路に、可飽和リアクトルを介して第1のパルス発生用
コンデンサーを並列に接続し、この第1のパルス発生用
コンデンサにスイッチを介して接続された第2のパルス
発生用コンデンサーの電荷を、上記スイッチを通じて上
記第1のパルス発生用コンデンサーに移行し、上記両主
放電電極間に主放電を発生させるよう構成し、第1のパ
ルス発生用コンデンサーが最初に充電される電圧の向き
に対して非導通の向きのダイオードと抵抗の直列体を第
1のパルス発生用コンデンサーと並列に接続したので、
第1のパルス発生用コンデンサーに発生する逆電圧エネ
ルギーを、上記可飽和リアクトルの飽和時間の間に上記
ダイオードを通じて抵抗に消費し、主放電電極間でアー
ク及びストリーマが発生しなくなり、主放電電極の寿命
が長くなり、高繰返し発振が出来ると共に、上記可飽和
リアクトルによって、ダイオードの応答速度を遅くで
き、ピーク電流容量を小さくできるという効果を奏す
る。
構成図、第2図は第1図の動作を示す電圧波形図、第3
図及び第4図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第
5図は従来のパルスレーザ装置の構成図、第6図は第5
図の動作を示す電圧波形図、第7図は従来の他のパルス
レーザ装置の構成図、第8図は第7図の動作を示す電圧
波形図である。 図において、(1)、(2)は主放電電極、(4)はパ
ルス発生用コンデンサー、(14)は第1のパルス発生用
コンデンサー、(6)は充電用リアクトル、(9)は第
2のパルス発生用コンデンサー、(11)はダイオードで
ある。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】一対の主放電電極、充電用リアクトル及び
ピーキングコンデンサーを並列に接続し、上記ピーキン
グコンデンサーにスイッチを介して並列接続されたパル
ス発生用コンデンサーの電荷を、上記スイッチを通じて
上記ピーキングコンデンサーに移行し、上記両主放電電
極間に主放電を発生させるパルスレーザ装置において、 上記パルス発生用コンデンサーに並列に、このパルス発
生用コンデンサーが最初に充電される電圧の向きに対し
て非導通の向きのダイオードと抵抗との直列体を接続す
ると共に、上記ダイオードと抵抗との直列体と上記パル
ス発生用コンデンサーとの並列回路に直列に可飽和リア
クトルを接続し、上記パルス発生用コンデンサーに蓄積
されるアフターカレントエネルギーを上記可飽和リアク
トルの飽和時間内に上記抵抗に消費させることを特徴と
するパルスレーザ装置。 - 【請求項2】一対の主放電電極と充電用リアクトルとの
並列回路に、可飽和リアクトルを介して第1のパルス発
生用コンデンサーを並列に接続し、この第1のパルス発
生用コンデンサにスイッチを介して接続された第2のパ
ルス発生用コンデンサーの電荷を、上記スイッチを通じ
て上記第1のパルス発生用コンデンサーに移行し、上記
両主放電電極間に主放電を発生させるパルスレーザ装置
において、 上記第1のパルス発生用コンデンサーに並列に、この第
1のパルス発生用コンデンサーが最初に充電される電圧
の向きに対して非導通の向きのダイオードと抵抗との直
列体を接続し、上記第1のパルス発生用コンデンサーに
蓄積されるアフターカレントエネルギーを上記可飽和リ
アクトルの飽和時間内に上記抵抗に消費させることを特
徴とするパルスレーザー装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1220016A JP2722704B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | パルスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1220016A JP2722704B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | パルスレーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0383385A JPH0383385A (ja) | 1991-04-09 |
JP2722704B2 true JP2722704B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=16744614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1220016A Expired - Fee Related JP2722704B2 (ja) | 1989-08-25 | 1989-08-25 | パルスレーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2722704B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63299288A (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-06 | Shibuya Kogyo Co Ltd | パルスガスレ−ザ装置 |
JP2622126B2 (ja) * | 1987-10-09 | 1997-06-18 | 三井石油化学工業株式会社 | 可飽和インダクタ及びその製造方法並びにその可飽和インダクタを用いたパルスレーザ励起電源装置 |
-
1989
- 1989-08-25 JP JP1220016A patent/JP2722704B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0383385A (ja) | 1991-04-09 |
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