JP2743075B2 - パルス放電型ガスレーザの充放電回路 - Google Patents
パルス放電型ガスレーザの充放電回路Info
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- JP2743075B2 JP2743075B2 JP63299890A JP29989088A JP2743075B2 JP 2743075 B2 JP2743075 B2 JP 2743075B2 JP 63299890 A JP63299890 A JP 63299890A JP 29989088 A JP29989088 A JP 29989088A JP 2743075 B2 JP2743075 B2 JP 2743075B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、大形レーザの電源回路に係わり、特には放
電電極に印加する電圧の立ち上がりを特に急峻ならしめ
るパルス放電型ガスレーザの励起用電源の充放電回路に
関する。
電電極に印加する電圧の立ち上がりを特に急峻ならしめ
るパルス放電型ガスレーザの励起用電源の充放電回路に
関する。
［従来の技術］ 従来、パルス放電型レーザの為の励起用電源には容量
移行型回路が採用されていて第３図のごとく構成されて
いる。電源22からコンデンサ21に所要の電圧が蓄積され
た状態でサイラトロン等のスイッチ23が投入されるとコ
ンデンサ21の電荷は２段目のコンデンサ24に移行を始め
る。コンデンサ24とコンデンサ26との間には、磁気飽和
を用いた磁気スイッチ25が挿入されて磁気圧縮回路をな
している。スイッチ23を投入した当初は磁気スイッチ25
の飽和前のインダクタンスと放電用コンデンサ26が持つ
静電容量によって決まる電流で補助コンデンサ26を充電
する。コンデンサ26の回路の電流が増大して磁気スイッ
チ25の磁気特性を飽和状態にすると磁気スイッチ25のイ
ンダクタンスは急激に低下して電流を増大しコンデンサ
に電荷を急激に蓄積し、主電極27の構造で決まる値まで
その電圧が高まると瞬間的に主電極27は放電を始める。
上述の過程に於ける各電極の電圧変化は第４図に示すよ
うに容量移行型充電回路を用いることによってスイッチ
の持つ電流特性以上の瞬時電流を放電時に流すことが出
来る。第４図においてカーブｃはコンデンサ21の端子電
圧、カーブｂはコンデンサ24の端子電圧、カーブａはコ
ンデンサ26の端子電圧即ち主放電電極の電圧である。
移行型回路が採用されていて第３図のごとく構成されて
いる。電源22からコンデンサ21に所要の電圧が蓄積され
た状態でサイラトロン等のスイッチ23が投入されるとコ
ンデンサ21の電荷は２段目のコンデンサ24に移行を始め
る。コンデンサ24とコンデンサ26との間には、磁気飽和
を用いた磁気スイッチ25が挿入されて磁気圧縮回路をな
している。スイッチ23を投入した当初は磁気スイッチ25
の飽和前のインダクタンスと放電用コンデンサ26が持つ
静電容量によって決まる電流で補助コンデンサ26を充電
する。コンデンサ26の回路の電流が増大して磁気スイッ
チ25の磁気特性を飽和状態にすると磁気スイッチ25のイ
ンダクタンスは急激に低下して電流を増大しコンデンサ
に電荷を急激に蓄積し、主電極27の構造で決まる値まで
その電圧が高まると瞬間的に主電極27は放電を始める。
上述の過程に於ける各電極の電圧変化は第４図に示すよ
うに容量移行型充電回路を用いることによってスイッチ
の持つ電流特性以上の瞬時電流を放電時に流すことが出
来る。第４図においてカーブｃはコンデンサ21の端子電
圧、カーブｂはコンデンサ24の端子電圧、カーブａはコ
ンデンサ26の端子電圧即ち主放電電極の電圧である。
［発明が解決しようとする課題］ 従来の充電回路においては上記に示すごとく容量移行
型回路によって充電の立ち上がり時間を早めている。し
かしレーザの発振出力が大きくなってくると放電のため
のエネルギを高める必要があるがエネルギを高めるため
の手段として電圧を高めるのは部品の耐圧の問題で制限
があり、コンデンサの容量を大きくすることは充電速度
を鈍らせることになって瞬間的な放電が出来ないために
一様な励起状態を得るのには向かないアーク放電が発生
するという問題があり、いずれの手段も実行できないた
めに適切な手段が無かった。本発明は上記従来の問題点
に着目し、コンデンサの容量が大きくなっても充電の立
ち上がり速度を急峻にするとともに大出力レーザ発振に
必要なガス分子励起の為めのエネルギの供給が出来る充
放電回路を提供することを目的とする。
型回路によって充電の立ち上がり時間を早めている。し
かしレーザの発振出力が大きくなってくると放電のため
のエネルギを高める必要があるがエネルギを高めるため
の手段として電圧を高めるのは部品の耐圧の問題で制限
があり、コンデンサの容量を大きくすることは充電速度
を鈍らせることになって瞬間的な放電が出来ないために
一様な励起状態を得るのには向かないアーク放電が発生
するという問題があり、いずれの手段も実行できないた
めに適切な手段が無かった。本発明は上記従来の問題点
に着目し、コンデンサの容量が大きくなっても充電の立
ち上がり速度を急峻にするとともに大出力レーザ発振に
必要なガス分子励起の為めのエネルギの供給が出来る充
放電回路を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明に係るパルス放電型
ガスレーザの充放電回路は、ガス雰囲気内で対向配置し
た放電用の主電極の一方を磁気スイッチを経て電源側の
一側に接続し、主電極の他方を電源側の他側に接続する
と共に、磁気スイッチと電源側の一側との間に一端を接
続され、かつ主電極の他方と電源側の他側との間に他端
を接続される第１コンデンサを有するパルス放電型ガス
レーザの充放電回路において、 （１）主電極の一方と磁気スイッチとの間に第２コンデ
ンサの一端を接続し、 （２）主電極の他方と第１コンデンサの他端との間に第
３コンデンサの一端を接続し、 （３）第２、第３コンデンサの他端同志を接続し、 （４）第３コンデンサに対し、その極性を反転させる反
転手段を設けると共に、 （５）第１コンデンサの容量を、第２、第３コンデンサ
の夫々の容量よりも大きくしたことを特徴としている。
ガスレーザの充放電回路は、ガス雰囲気内で対向配置し
た放電用の主電極の一方を磁気スイッチを経て電源側の
一側に接続し、主電極の他方を電源側の他側に接続する
と共に、磁気スイッチと電源側の一側との間に一端を接
続され、かつ主電極の他方と電源側の他側との間に他端
を接続される第１コンデンサを有するパルス放電型ガス
レーザの充放電回路において、 （１）主電極の一方と磁気スイッチとの間に第２コンデ
ンサの一端を接続し、 （２）主電極の他方と第１コンデンサの他端との間に第
３コンデンサの一端を接続し、 （３）第２、第３コンデンサの他端同志を接続し、 （４）第３コンデンサに対し、その極性を反転させる反
転手段を設けると共に、 （５）第１コンデンサの容量を、第２、第３コンデンサ
の夫々の容量よりも大きくしたことを特徴としている。
［作用］ 上記構成によれば、電圧反転回路によって主放電電極
にかかる電圧の立ち上がり時間を急峻にするとともに磁
気スイッチを経由した前段のコンデンサからガス分子励
起の為の放電に必要な大エネルギの供給が行えるので、
大出力レーザの実現を可能にすることが出来る。
にかかる電圧の立ち上がり時間を急峻にするとともに磁
気スイッチを経由した前段のコンデンサからガス分子励
起の為の放電に必要な大エネルギの供給が行えるので、
大出力レーザの実現を可能にすることが出来る。
［実施例］ 以下に、本発明に係わるパルス放電型ガスレーザの充
放電回路の実施例につき、図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は本発明の１実施例のパルス放電型ガスレー
ザの励起用電源回路図である。図において１は電源２か
ら充電されている第１のコンデンサであり、３はサイラ
トロン等のスイッチで、スイッチをONした時エネルギ転
送用初段目の大容量のコンデンサ４に電荷を移行する。
５は磁気飽和を用いた磁気スイッチであり、エネルギ転
送用の２段目の放電用コンデンサ６への容量移行の断続
を行う。７はガス電離用の主電極であって補助コンデン
サ８と補助放電電極９とが並列になって前記放電用コン
デンサ６に直列に接続されている。放電用コンデンサ６
と補助コンデンサ８の静電容量はほぼ同じ値であってコ
ンデンサ４の静電容量よりも小さい値のものを用いてい
る。又インダクタンス10が補助コンデンサ８とスイッチ
９からなる閉回路に挿入されていて電圧反転回路を形成
している。
放電回路の実施例につき、図面を参照して詳細に説明す
る。第１図は本発明の１実施例のパルス放電型ガスレー
ザの励起用電源回路図である。図において１は電源２か
ら充電されている第１のコンデンサであり、３はサイラ
トロン等のスイッチで、スイッチをONした時エネルギ転
送用初段目の大容量のコンデンサ４に電荷を移行する。
５は磁気飽和を用いた磁気スイッチであり、エネルギ転
送用の２段目の放電用コンデンサ６への容量移行の断続
を行う。７はガス電離用の主電極であって補助コンデン
サ８と補助放電電極９とが並列になって前記放電用コン
デンサ６に直列に接続されている。放電用コンデンサ６
と補助コンデンサ８の静電容量はほぼ同じ値であってコ
ンデンサ４の静電容量よりも小さい値のものを用いてい
る。又インダクタンス10が補助コンデンサ８とスイッチ
９からなる閉回路に挿入されていて電圧反転回路を形成
している。
上記構成において次に動作について説明する。
電源２から供給された電圧を蓄積したコンデンサ１が
持つ電荷がスイッチ３の投入によって第１のエネルギ転
送回路のコンデンサ４に流れ込む。コンデンサ４の端子
電圧が上昇すると磁気スイッチ５の飽和時の大きな値の
インダクタンスを通して放電用コンデンサ６と補助コン
デンサ８の直列回路に充電を始める。
持つ電荷がスイッチ３の投入によって第１のエネルギ転
送回路のコンデンサ４に流れ込む。コンデンサ４の端子
電圧が上昇すると磁気スイッチ５の飽和時の大きな値の
インダクタンスを通して放電用コンデンサ６と補助コン
デンサ８の直列回路に充電を始める。
放電用コンデンサ６と補助コンデンサ８はほぼ同一の
容量値なので移行されてきた電荷は両方のコンデンサに
ほぼ同じ値で分配されて補助コンデンサ８の端子電圧が
上昇する。補助コンデンサ８の端子電圧が並列に接続さ
れた補助放電電極９の構造で決まる放電電圧に到達する
と補助コンデンサ８に蓄積された電荷は補助放電電極９
によって放電を行うがインダクタンス10と補助コンデン
サ８で決まる共振周波数によって補助コンデンサ８の端
子電圧は一時的に逆の極性の電圧で充電された後このル
ープ回路の抵抗値が極力小さく形成されていて損失が少
ないため急速にほぼもとの電圧まで立ち上がる。放電用
コンデンサ６の接続された主放電電極の端子電圧は補助
コンデンサ８の端子電圧に振られて一度下がった後急峻
に立ち上がる。磁気スイッチ５の両端にかかる電圧は放
電用コンデンサ６の端子電圧の低下によって大きくなり
電流が増大する。磁気スイッチ５を流れる電流が増大し
て磁気スイッチ５の磁気飽和レベルになると磁気スイッ
チ５の電流が急増する。
容量値なので移行されてきた電荷は両方のコンデンサに
ほぼ同じ値で分配されて補助コンデンサ８の端子電圧が
上昇する。補助コンデンサ８の端子電圧が並列に接続さ
れた補助放電電極９の構造で決まる放電電圧に到達する
と補助コンデンサ８に蓄積された電荷は補助放電電極９
によって放電を行うがインダクタンス10と補助コンデン
サ８で決まる共振周波数によって補助コンデンサ８の端
子電圧は一時的に逆の極性の電圧で充電された後このル
ープ回路の抵抗値が極力小さく形成されていて損失が少
ないため急速にほぼもとの電圧まで立ち上がる。放電用
コンデンサ６の接続された主放電電極の端子電圧は補助
コンデンサ８の端子電圧に振られて一度下がった後急峻
に立ち上がる。磁気スイッチ５の両端にかかる電圧は放
電用コンデンサ６の端子電圧の低下によって大きくなり
電流が増大する。磁気スイッチ５を流れる電流が増大し
て磁気スイッチ５の磁気飽和レベルになると磁気スイッ
チ５の電流が急増する。
主放電電極７の放電電圧に対して放電用コンデンサ６
を端子電圧が一度下がった後急上昇したときの急峻な立
ち上がりで放電するように設定してあるため主放電電極
は安定なグロー放電を行うとともにガス分子の励起に必
要な主たるエネルギは大容量のコンデンサ４に蓄えられ
た電荷が磁気スイッチ５を通して供給される。この時の
主放電電極の電圧とコンデンサ８の端子電圧の時間的変
動の概況を第２図に示す。第２図においてカーブｄは主
放電電極の電圧、カーブｅは８の端子電圧を示す。また
電圧反転回路の付加により電圧反転が自動的に行われ
る。第１図においてインダクタンス10は回路素子として
特に挿入しなくても回路の配線が持つインダクタンスを
活用することが出来る。
を端子電圧が一度下がった後急上昇したときの急峻な立
ち上がりで放電するように設定してあるため主放電電極
は安定なグロー放電を行うとともにガス分子の励起に必
要な主たるエネルギは大容量のコンデンサ４に蓄えられ
た電荷が磁気スイッチ５を通して供給される。この時の
主放電電極の電圧とコンデンサ８の端子電圧の時間的変
動の概況を第２図に示す。第２図においてカーブｄは主
放電電極の電圧、カーブｅは８の端子電圧を示す。また
電圧反転回路の付加により電圧反転が自動的に行われ
る。第１図においてインダクタンス10は回路素子として
特に挿入しなくても回路の配線が持つインダクタンスを
活用することが出来る。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によればパルス放電型ガス
レーザの充放電回路に電圧反転回路を設けたため、主放
電電極にかかる電圧の立ち上がり時間を急峻にするとと
もに磁気スイッチを経由した前段のコンデンサからガス
分子励起の為の電離に必要な大エネルギの供給が行える
ので、良い効率の大出力レーザの実現を可能にすること
が出来るというすぐれた効果が得られる。
レーザの充放電回路に電圧反転回路を設けたため、主放
電電極にかかる電圧の立ち上がり時間を急峻にするとと
もに磁気スイッチを経由した前段のコンデンサからガス
分子励起の為の電離に必要な大エネルギの供給が行える
ので、良い効率の大出力レーザの実現を可能にすること
が出来るというすぐれた効果が得られる。
第１図は本発明のパルス放電型ガスレーザの充放電回路
図。 第２図は本発明の充放電回路の時間と電圧を示す図。 第３図は従来のパルス放電型ガスレーザの充放電回路
図。 第４図は従来の充放電回路の時間と電圧を示す図。 １……コンデンサ ２……電源 ３……スイッチ ４……コンデンサ（初段目） ５……磁気スイッチ ６……コンデンサ（二段目） ７……主放電電極 ８……補助コンデンサ ９……補助放電電極
図。 第２図は本発明の充放電回路の時間と電圧を示す図。 第３図は従来のパルス放電型ガスレーザの充放電回路
図。 第４図は従来の充放電回路の時間と電圧を示す図。 １……コンデンサ ２……電源 ３……スイッチ ４……コンデンサ（初段目） ５……磁気スイッチ ６……コンデンサ（二段目） ７……主放電電極 ８……補助コンデンサ ９……補助放電電極
Claims (1)
- 【請求項１】ガス雰囲気内で対向配置した放電用の主電
極の一方を磁気スイッチを経て電源側の一側に接続し、
主電極の他方を電源側の他側に接続すると共に、磁気ス
イッチと電源側の一側との間に一端を接続され、かつ主
電極の他方と電源側の他側との間に他端を接続される第
１コンデンサを有するパルス放電型ガスレーザの充放電
回路において、 （１）主電極の一方と磁気スイッチとの間に第２コンデ
ンサの一端を接続し、 （２）主電極の他方と第１コンデンサの他端との間に第
３コンデンサの一端を接続し、 （３）第２、第３コンデンサの他端同志を接続し、 （４）第３コンデンサに対し、その極性を反転させる反
転手段を設けると共に、 （５）第１コンデンサの容量を、第２、第３コンデンサ
の夫々の容量よりも大きくしたことを特徴とするパルス
放電型ガスレーザの充放電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299890A JP2743075B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | パルス放電型ガスレーザの充放電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299890A JP2743075B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | パルス放電型ガスレーザの充放電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02146785A JPH02146785A (ja) | 1990-06-05 |
| JP2743075B2 true JP2743075B2 (ja) | 1998-04-22 |
Family
ID=17878174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299890A Expired - Lifetime JP2743075B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | パルス放電型ガスレーザの充放電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2743075B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088385B2 (ja) * | 1991-07-22 | 1996-01-29 | 日新電機株式会社 | エキシマレーザ装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212080A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Nec Corp | パルスガスレ−ザ励起回路 |
| JPS62227923A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-06 | Toshiba Corp | エボキシ樹脂組成物 |
| JPH02117187A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Toshiba Corp | パルスレーザー装置 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63299890A patent/JP2743075B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61212080A (ja) * | 1985-03-18 | 1986-09-20 | Nec Corp | パルスガスレ−ザ励起回路 |
| JPS62227923A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-06 | Toshiba Corp | エボキシ樹脂組成物 |
| JPH02117187A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Toshiba Corp | パルスレーザー装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02146785A (ja) | 1990-06-05 |
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