JP2771028B2 - Pulse laser equipment - Google Patents

Pulse laser equipment

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JP2771028B2
JP2771028B2 JP2256232A JP25623290A JP2771028B2 JP 2771028 B2 JP2771028 B2 JP 2771028B2 JP 2256232 A JP2256232 A JP 2256232A JP 25623290 A JP25623290 A JP 25623290A JP 2771028 B2 JP2771028 B2 JP 2771028B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、パルスレーザ装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulse laser device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第8図は、例えば電気学会技術報告(II部)第217号
(短波長レーザの現状)第5頁(昭和61年4月発行)に
示された従来のエキシマレーザの励起回路図である。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に並列に取り付けられたピーキングコンデン
サ、4はパルス発生用コンデンサで、一方の端子は主放
電電極1に接続されている。また、5はパルス発生用コ
ンデンサ4の他端と主放電電極2と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が採用されてい
る。6はピーキングコンデンサ3に並列に接続された充
電用リアクトル、7は充電端子である。
FIG. 8 is an excitation circuit diagram of a conventional excimer laser shown in, for example, IEEJ Technical Report (Part II) No. 217 (Present state of short wavelength laser), page 5 (issued in April 1986). In the figure, reference numerals 1 and 2 denote a pair of opposing main discharge electrodes, 3 denotes a peaking capacitor mounted in parallel with the main discharge electrodes 1 and 2, 4 denotes a pulse generating capacitor, and one terminal is connected to the main discharge electrode 1. Have been. Reference numeral 5 denotes a switch connected between the other end of the pulse generating capacitor 4 and the main discharge electrode 2. In this conventional example, a thyratron is used. Reference numeral 6 denotes a charging reactor connected in parallel to the peaking capacitor 3, and reference numeral 7 denotes a charging terminal.

次に動作について説明する。まず、充電端子7に正の
高電圧は印加されると、充電用リアクトル6を通じて充
電電流i1が流れパルス発生用コンデンサ4とピーキング
コンデンサ3の両端の電圧が第9図(a),(b)に示
すように変化する。そしてパルス発生用コンデンサ4の
充電電圧V1は放電を開始し、ピーキングコンデンサ3に
電流i2が流れて電荷の移行が行われる。
Next, the operation will be described. First, when a positive high voltage is applied to the charging terminal 7, the voltage across the charging current i 1 is the pulse generating capacitor 4 flow and the peaking capacitor 3 through the charging reactor 6. Figure 9 (a), (b ). The charge voltage V 1 of the pulse generating capacitor 4 starts to discharge, migration of the charge is performed current i 2 flows through the peaking capacitor 3.

前記t0≦t≦t1において、パルス発生用コンデンサ4
に蓄えられた電荷がピーキングコンデンサ3に移行する
と、t=t1において引き続き主放電電極1,2間で放電が
開始され放電電極i3が矢印の方向に流れる。エキシマレ
ーザではこの主放電に先立って実際には予備電離放電が
行われるが、このための電極及び回路は第8図の場合省
略してある。t1≦t≦t2においてピーキングコンデンサ
3からエネルギーが注入されると、主放電電極1,2間で
発生する主放電によりレーザが発振する。エキシマレー
ザの如く放電抵抗の小さい(例えば0.2Ω)レーザにお
いては、ピーキングコンデンサ3の両端の電圧V2は第9
図(b)の如く振動電圧波形となり、逆極性の電圧が発
生する(第9図(b),t=t2)。振動がほぼ終了した時
点において、パルス発生用コンデンサ4の両端には、充
電時とは逆極性の電圧(第9図(a)のVr)が発生す
る。その逆極性の電圧Vrが反転電流i4となって流れる。
When t 0 ≦ t ≦ t 1 , the pulse generating capacitor 4
When the charge stored in the transitions to the peaking capacitor 3, t = continued discharge between the main discharge electrodes 1 and 2 at t 1 is started discharge electrode i 3 flows in the direction of the arrow. In the excimer laser, a preionization discharge is actually performed prior to the main discharge, but electrodes and circuits for this are omitted in FIG. When energy is injected from the peaking capacitor 3 at t 1 ≦ t ≦ t 2 , the laser oscillates due to the main discharge generated between the main discharge electrodes 1 and 2. In a laser having a small discharge resistance (for example, 0.2Ω) such as an excimer laser, the voltage V 2 across the peaking capacitor 3 is ninth.
An oscillating voltage waveform is generated as shown in FIG. 9B, and a voltage of the opposite polarity is generated (FIG. 9B, t = t 2 ). At the time the vibration is almost completed, at both ends of the pulse generation capacitor 4, voltages of opposite polarity (V r of Figure 9 (a)) is generated at the time of charging. Flowing the voltage V r of the opposite polarity becomes the switching current i 4.

第10図は他のパルスレーザ励起回路図である。この場
合には、パルス発生用コンデンサ4の電荷はスイッチン
グ的に作用する過飽和リアクトル8を通じて充電電流i
20として流れ、ピーキングコンデンサ3に電荷が移行す
る。この回路は一般にMPC(Magnetic Pulse Compressio
n)回路と呼ばれるもので、スイッチ5でのスイッチン
グロスを低減させるために、別のパルス発生用コンデン
サ9と電流抑制用リアクトル10とを付加している。この
MPC回路の動作波形を示したのが第11図(a),
(b),(c)であり、第8図で述べた従来例と同様に
t=t1において主放電電極1,2間で放電が開始され、そ
の後、反転電流i4は振動し、最終的にパルス発生用コン
デンサ4の両端には初期状態とは逆極性の電圧Vrが発生
する。
FIG. 10 is another pulse laser excitation circuit diagram. In this case, the charge of the pulse generating capacitor 4 is transferred to the charging current i through the saturable reactor 8 acting in a switching manner.
It flows as 20 and the charge moves to the peaking capacitor 3. This circuit is generally MPC (Magnetic Pulse Compressio
n) A circuit called a circuit, in which another pulse generating capacitor 9 and a current suppressing reactor 10 are added in order to reduce the switching loss in the switch 5. this
Fig. 11 (a) shows the operation waveform of the MPC circuit.
(B), a (c), discharge between the main discharge electrodes 1 and 2 in the conventional example as well as t = t 1 described in FIG. 8 is started, then, the switching current i 4 vibrates, final A voltage Vr having a polarity opposite to that of the initial state is generated at both ends of the pulse generating capacitor 4.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

従来のパルスレーザ装置は以上のように構成されてい
るので、主放電電極が流れた後でパルス発生用コンデン
サの両端に逆極性の逆電圧Vrが発生する。この逆電圧の
エネルギー(=(1/2)CVr 2)は主放電の発生したかな
り後(例えば、1μs程度後)に主放電電極間でアー
ク、もしくはストリーマとなって消費される。これはい
わゆるアフターカレントと呼ばれるもので、レーザ発振
に寄与せず、主放電電極を損傷し、電極寿命を短くする
という課題があった。また、アフターカレントが流れる
と高繰り返し発振ができないという課題があった。
Since the conventional pulse laser apparatus is constructed as described above, the reverse voltage V r of opposite polarity is generated across the pulse generation capacitor after the main discharge electrodes flows. The energy of the reverse voltage (= (1/2) CV r 2 ) is consumed as an arc or a streamer between the main discharge electrodes considerably after the main discharge occurs (for example, after about 1 μs). This is a so-called after current, which does not contribute to laser oscillation, and has a problem that the main discharge electrode is damaged and the electrode life is shortened. In addition, there is a problem that high repetition oscillation cannot be performed when an after current flows.

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、電極の損傷を防止して寿命を長くできると共
に、高繰り返し発振が可能なパルスレーザ装置を得るこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a pulse laser device capable of preventing damage to electrodes, extending the life thereof, and performing high repetition oscillation.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この請求項1の発明に係るパルスレーザ装置は、主放
電によってレーザを発生する主放電電極の片方の電極に
一方の端子を接続し、他方の端子を充電端子に接続した
パルス発生用コンデンサと、主放電電極に並列に接続さ
れパルス発生用コンデンサの電荷の移行を受けてレーザ
出力の主放電を行うピーキングコンデンサと、充電端子
と主放電電極の他方の電極との間に接続したスイッチ
と、パルス発生用コンデンサと並列に接続され、電流制
御素子と抵抗の直列接続により構成された、主放電後に
主放電電極にかかる逆電圧による反転電流を回避する反
転電流回避回路と、パルス発生用コンデンサと反転電流
回避回路を並列接続して成る回路と直列に接続された過
飽和リアトルと、主放電電極と並列に接続された充電用
抵抗とを備えるように構成したものである。
The pulse laser device according to the first aspect of the present invention includes a pulse generating capacitor in which one terminal is connected to one electrode of a main discharge electrode that generates a laser by main discharge, and the other terminal is connected to a charging terminal. A peaking capacitor connected in parallel to the main discharge electrode and performing a main discharge of the laser output in response to the transfer of the charge of the pulse generating capacitor; a switch connected between the charging terminal and the other electrode of the main discharge electrode; An inversion current avoidance circuit connected in parallel with the generation capacitor and configured by a series connection of a current control element and a resistor to avoid an inversion current due to an inverse voltage applied to the main discharge electrode after the main discharge, and a pulse generation capacitor and an inversion To include a supersaturated reactor connected in series with a circuit formed by connecting a current avoidance circuit in parallel, and a charging resistor connected in parallel with the main discharge electrode. Are those that form.

また、請求項2の発明に係るパルスレーザ装置は、主
放電によってレーザを発生する主放電電極の片方の電極
に一方の端子を接続し、他方の端子を充電端子に接続し
たパルス発生用コンデンサと、主放電電極に並列に接続
されパルス発生用コンデンサの電荷の移行を受けてレー
ザ出力の主放電を行うピーキングコンデンサと、充電端
子と主放電電極の他方の電極との間に接続したスイッチ
と、パルス発生用コンデンサと直列に接続され、電流制
御素子と過飽和リアクトルとの直列体と抵抗の並列接続
により構成された、主放電後に主放電電極にかかる逆電
圧による反転電流を回避する反転電流回避回路と、主放
電電極と並列に接続された充電用抵抗とを備えたパルス
レーザ装置。
A pulse laser device according to a second aspect of the present invention includes a pulse generating capacitor in which one terminal is connected to one electrode of a main discharge electrode that generates a laser by main discharge, and the other terminal is connected to a charging terminal. A peaking capacitor connected in parallel to the main discharge electrode and performing a main discharge of the laser output upon receiving the transfer of the charge of the pulse generation capacitor, and a switch connected between the charging terminal and the other electrode of the main discharge electrode; A reversal current avoidance circuit that is connected in series with a pulse generating capacitor and is configured by a parallel connection of a resistor and a series body of a current control element and a saturable reactor to avoid a reversal current due to a reverse voltage applied to a main discharge electrode after a main discharge. And a charging resistor connected in parallel with the main discharge electrode.

〔作用〕[Action]

この発明における反転電流回避回路は、主放電後に主
放電電極にかかる逆電圧が原因で生じる反転電流を回避
するために逆電圧の低減が可能な回路要所に接続したも
ので、パルス発生用コンデンサを含む回路に流れる逆電
流を抑止し、あるいは分流させて主放電電極間に逆電圧
が発生するのを防止する。
The inversion current avoiding circuit according to the present invention is connected to a key point of a circuit capable of reducing a reverse voltage in order to avoid an inversion current caused by a reverse voltage applied to a main discharge electrode after a main discharge. To prevent or generate a reverse voltage between the main discharge electrodes.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。図
中、第8図ないし第10図と同一の部分は同一の符号をも
って図示した第1図において、11はダイオード(電流制
御素子)、12は抵抗で、そのダイオード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4とサイラトロン
から成るスイッチである。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4、サイラトロンから
成るスイッチ5、及び過飽和リアクトルによるスイッチ
13の直列体が接続されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, the same parts as those in FIGS. 8 to 10 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1, 11 is a diode (current control element), 12 is a resistor, and the series body of the diode 11 and the resistor 12 is It is connected in parallel with the pulse generating capacitor 4. The diode 11 is connected so that it is in a non-conductive state with respect to the charging polarity from the charging terminal 7. Reference numeral 13 denotes a switch including a pulse generating capacitor 4 and a thyratron. In this case, in parallel with the main discharge electrodes 1 and 2, a pulse generating capacitor 4, a switch 5 composed of a thyratron, and a switch composed of a saturable reactor
Thirteen series bodies are connected.

ここで、ダイオード11は抵抗12とから形成される回路
を反転電流回避回路と称呼する。
Here, a circuit formed by the diode 11 and the resistor 12 is referred to as a reversal current avoidance circuit.

次に動作について説明する。まず、パルス発生用コン
デンサ4に充電電流i1が流れて充電が行われると、t=
t0において、サイラトロンからなるスイッチ5にトリガ
ーが印加され、先にパルス発生用コンデンサ4に充電さ
れた電荷が電流i2の如く放電する。この時過飽和リアク
トルによるスイッチ13の電圧×時間積で決まる時間経過
後(第2図のt=t01)、パルス発生用コンデンサ4か
らピーキングコンデンサ3に電荷が移行する。電圧波形
を第2図に示す。次にt=t1において、主放電電極1,2
間で主放電が開始して電流i3が流れ、t=t2においてピ
ーキングコンデンサ3の電圧は反転する。t=t2以後、
パルス発生用コンデンサ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4には並列にダイオード11
と抵抗12の反転電流回避回路が接続されているので、バ
イパス電流i4が流れ、パルス発生用コンデンサ4に逆電
圧は発生しない。よって、主放電後に振動の結果発生す
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(反転電
流)がなくなり、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、過飽和リアクトルからな
るスイッチ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多少遅くても良いというメリットが
生じる。これは以下の理由による。
Next, the operation will be described. First, when the charging current i 1 flows through the pulse generating capacitor 4 to perform charging, t =
At t 0 , a trigger is applied to the switch 5 composed of a thyratron, and the electric charge previously charged in the pulse generating capacitor 4 is discharged as a current i 2 . The time after the time determined by the voltage × time product of the switch 13 by the saturable reactor (second view of t = t 01), the charge is transferred from the pulse generating capacitor 4 to the peaking capacitor 3. The voltage waveform is shown in FIG. Next, at t = t 1, the main discharge electrodes 1 and 2
Main discharge starts between them, and a current i 3 flows, and at t = t 2 , the voltage of the peaking capacitor 3 is inverted. t = t 2 after,
A reverse voltage is going to be generated in the pulse generating capacitor 4, but a diode 11 is connected in parallel to the pulse generating capacitor 4.
And the reverse current avoidance circuit of the resistor 12 is connected, the bypass current i 4 flows, and no reverse voltage is generated in the pulse generating capacitor 4. Therefore, extra energy generated as a result of the vibration after the main discharge is consumed by the resistor 12. As a result,
There is no after current (reversal current) flowing between the main discharge electrodes 1 and 2, and no arc or streamer is generated. In this embodiment, by connecting the switch 13 made of a supersaturated reactor, there is an advantage that the response speed required for the diode 11 may be slightly lower. This is for the following reason.

第1図の過飽和リアクリトルからなるスイッチ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4に逆電荷がたまると、こ
の過飽和リアクトルからなるスイッチ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。過飽和リアクト
ルからなるスイッチ13が電圧を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11を通じて流せば良い。従って、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。よって、ダイオードは応答速度を問わな
い安価なものでも使用可となる。
The switch 13 composed of a supersaturated rear criter in FIG.
Since saturation occurs in the direction of the solid arrow shown in the drawing, once reverse charges accumulate in the pulse generating capacitor 4, the switch 13 formed of the supersaturated reactor enters a blocking state to stop the oscillation of the charges thereafter. The diode 11 only has to allow the reverse charge to flow slowly through the resistor 11 within a relatively long time (for example, 200 ns) while the switch 13 composed of the saturable reactor blocks the voltage. Therefore, the response speed of the diode 11 may be slow, and the peak current can be reduced. Therefore, an inexpensive diode regardless of the response speed can be used.

また、第1図とは異なり、高速、大電流ダイオード
(電流制御素子)11Aを用いる場合の実施例を第3図に
示した。この場合、過飽和リアクトルからなるスイッチ
は使用しなくともダイオードの応答特性が速いので上記
実施例と同様の効果を奏する。
Further, unlike FIG. 1, an embodiment in which a high-speed, large-current diode (current control element) 11A is used is shown in FIG. In this case, even if a switch composed of a supersaturated reactor is not used, the response characteristic of the diode is fast, so that the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

また、第4図は第10図に示した従来例における反転電
流を回避するためになされたもので、主放電電極1,2間
に並列に過飽和リアクトルから成るスイッチ8とパルス
発生用コンデンサ4の直列体が接続され、このパルス発
生用コンデンサ4と並列に、ダイオードと抵抗12との直
列体(反転電流回避回路)が接続されている。最初にパ
ルス発生用コンデンサ9に充電電流i1が流れて充電され
た電荷はサイラトロンからなるスイッチ5によってパル
ス発生用コンデンサ4に容量移行(電流i2)されるが、
最初にパルス発生用コンデンサ4が充電される電流方向
の極性に対してはダイオード11は非導通状態の向きに接
続されているので、ピーキングコンデンサ3に充電され
た反転電流の電荷は過飽和リアクトルによるスイッチ8
のブロックが解かれると一挙に放電電流i4となってダイ
オード11をバイパスする。よってこの場合も上記実施例
と同様の効果を奏する。
FIG. 4 is a diagram for avoiding the reversal current in the conventional example shown in FIG. 10. In FIG. 4, a switch 8 composed of a saturable reactor and a capacitor 4 for pulse generation are connected in parallel between the main discharge electrodes 1 and 2. A series body is connected, and a series body (inversion current avoidance circuit) of a diode and a resistor 12 is connected in parallel with the pulse generating capacitor 4. First, the charge that has been charged by the charging current i 1 flowing through the pulse generating capacitor 9 is transferred to the pulse generating capacitor 4 by the switch 5 composed of a thyratron (current i 2 ).
Since the diode 11 is connected in the non-conductive state with respect to the polarity of the current in which the pulse generating capacitor 4 is charged first, the charge of the inverted current charged in the peaking capacitor 3 is switched by the supersaturated reactor. 8
Is released, the discharge current i 4 is generated at a stroke and the diode 11 is bypassed. Therefore, also in this case, the same effect as that of the above embodiment is obtained.

なお、上記実施例ではピーキングコンデンサ3を用い
る場合、(例えば、第5図に示す実施例)でも上記実施
例と同様の効果を奏する。この場合、ダイオード11Aは
高速、大容量ダイオードであれば効果がなお大となる。
In the above embodiment, when the peaking capacitor 3 is used (for example, the embodiment shown in FIG. 5), the same effects as those of the above embodiment can be obtained. In this case, if the diode 11A is a high-speed, large-capacity diode, the effect is still greater.

また、第6図はこの発明の他の実施例である。ここで
ピーキングコンデンサ3及びパルス発生用コンデンサ4
及びスイッチ5からなる回路に直列にダイオード11が配
置され、さらにこのダイオード11に並列に抵抗12が接続
されている。
FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. Here, a peaking capacitor 3 and a pulse generating capacitor 4
A diode 11 is disposed in series with a circuit including the switch 5 and a resistor 12 is connected in parallel with the diode 11.

この場合、充電端子7からパルス発生用コンデンサ4
への充電電流i1は抵抗12とインダクタンス6を通してな
される。そして、スイッチ5が導通状態になると、パル
ス発生用コンデンサ4に蓄えられた電荷はダイオード1
1、スイッチ5を通して放電部に並列に配置されたピー
キングコンデンサ3に移行(電流i2)される。移行に伴
い主放電電極1,2間の電圧が上昇し、やがて主放電(電
流i3が流れる)が開始してレーザが発生する。
In this case, the pulse generating capacitor 4 is connected to the charging terminal 7.
The charging current i 1 is supplied through the resistor 12 and the inductance 6. When the switch 5 is turned on, the electric charge stored in the pulse generating capacitor 4 is transferred to the diode 1
1. The current is transferred (current i 2 ) to the peaking capacitor 3 arranged in parallel with the discharge unit through the switch 5. Moves to involve voltage between main discharge electrodes 1 and 2 is increased, eventually the main discharge (the current flows i 3) the laser starts to generate.

ところで、前記コンデンサ3,4に蓄えられた電荷の一
部は放電部で消費されずコンデンサ3,4間を振動しよう
とする。このときの電流の向きはレーザが発生するとき
とは逆電圧なので、ダイオード11で阻止するとともに、
抵抗12の値を十分大きくしておけばここで消費され、そ
の結果、振動(反転)電流値が抑制される。
By the way, a part of the electric charge stored in the capacitors 3 and 4 is not consumed by the discharging unit and tends to oscillate between the capacitors 3 and 4. Since the direction of the current at this time is a reverse voltage to that when the laser is generated, while blocking with the diode 11,
If the value of the resistor 12 is made sufficiently large, it is consumed here, and as a result, the oscillation (reversal) current value is suppressed.

この場合、ダイオード11は高速性が要求されるため、
多数の高速ダイオードを直並列に用いているが、過飽和
リアクトル(MPC)(電流制御阻止)(図中11(a))
を用いても良い。その場合には飽和すると振動抑止効果
がなくなるが、飽和する時間を調整し、その時間内に放
電が消えるようにすればよい。また、過飽和リアクトル
と低速ダイオード(電流制御阻止)を組み合わせれば
(図中11(b))、過飽和リアクトルの電圧ブロックの
効果とそのブロック開放時の大電流ダイオードの抵抗分
減少に伴う相乗効果によってさらによりよい効果が得ら
れる。
In this case, since the diode 11 is required to have high speed,
Many high-speed diodes are used in series and parallel, but supersaturated reactor (MPC) (current control inhibition) (11 (a) in the figure)
May be used. In this case, the saturation effect is lost when saturation occurs. However, the saturation time may be adjusted so that the discharge disappears within that time. If the saturable reactor is combined with a low-speed diode (current control blocking) (11 (b) in the figure), the effect of the voltage block of the saturable reactor and the synergistic effect due to the decrease in the resistance of the large current diode when the block is opened are obtained. Even better effects can be obtained.

また、実施例においては充電回路にインダクタンス6
を用いてきたが、インダクタンスに蓄えられたエネルギ
ーが放電する際にアークになることもあり、インダクタ
ンスよりは抵抗6Aを用いる方がよい。
In the embodiment, the charging circuit has an inductance of 6%.
However, since the energy stored in the inductance may become an arc when discharged, it is better to use the resistor 6A rather than the inductance.

第7図はこの発明の他の実施例である。この場合は反
転電流回避回路(振動抑止用)のダイオード11がピーキ
ングコンデンサ3と主放電電極1,2よりなる回路中に挿
入されている。ダイオード11によって振動を抑止する
と、ピーキングコンデンサ3に残ったエネルギーは抵抗
6Aによって消費される。
FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. In this case, the diode 11 of the reversal current avoidance circuit (for vibration suppression) is inserted in the circuit composed of the peaking capacitor 3 and the main discharge electrodes 1 and 2. When the vibration is suppressed by the diode 11, the energy remaining in the peaking capacitor 3 is
Consumed by 6A.

なお、上記実施例においてはダイオードや過飽和リア
クトルを用いた例について説明したが、電流を制御する
働きのある電流制御素子、例えば2極管やサイリスタ、
バリスタ等でもよい。また、抵抗12はダイオード等の内
部抵抗でも代用できるが、確実に逆電圧のエネルギーを
消費して反転電流の発生を防ぐためには、抵抗12を設け
た方がよい。
In the above embodiment, an example using a diode or a saturable reactor has been described. However, a current control element having a function of controlling current, for example, a diode or a thyristor,
A varistor or the like may be used. The resistor 12 may be replaced by an internal resistor such as a diode. However, in order to surely consume the energy of the reverse voltage and prevent the generation of the reversal current, the resistor 12 is preferably provided.

また上記実施例では、スイッチ5としてサイラトロン
を用いた例について示したが、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。
In the above embodiment, an example in which a thyratron is used as the switch 5 has been described. However, a series switch of a semiconductor switch (thyristor, SIT transistor, FET, IGBT, or the like) may be used, or a switch such as a spark gap or a rail switch may be used. good. In addition, although the charging is performed from the charging terminal 7 with a positive polarity, the charging may be performed with a negative polarity. In any case, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

なお、上記実施例ではレーザとしてエキシマレーザに
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レスレーザでも
実施可能であり、上記実施例と同様の効果を奏する。
In the above embodiment, an excimer laser was described as a laser. However, any laser can be used as long as it has a small discharge resistance and vibrates the discharge current. Play.

なお、上記実施例のコンデンサの代わりに分布定数回
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。
It should be noted that the same effect as in the above embodiment can be obtained by using a pulse shaping circuit which is a distributed constant circuit instead of the capacitor of the above embodiment.

また、上記実施例を相互に組み合わせればさらにより
大きな効果が期待できる。
Further, even greater effects can be expected by combining the above embodiments.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のようにこの発明によれば、主放電によってレー
ザを発生する主放電電極の片方の電極に一方の端子を接
続し、他方の端子を充電端子に接続したパルス発生用コ
ンデンサと、主放電電極に並列に接続されパルス発生用
コンデンサの電荷の移行を受けてレーザ出力の主放電を
行うピーキングコンデンサと、充電端子と主放電電極の
他方の電極との間に接続したスイッチと、回路要所所要
に接続され、電流制御素子と抵抗の直接接続、あるいは
電流制御素子と過飽和リアクトルとの直列体と抵抗の並
列接続により構成された、主放電後に主放電電極にかか
る逆電圧に起因する反転電流を回避する反転電流回避回
路とを設けたので、移行電流、主放電電流を防げること
なく、抵抗で逆電圧のエネルギーを消費して反転電流の
発生を防ぎ、主放電電極間でのアークやストリーマの発
生が軽減されて主放電電極の損傷をなくすことができる
効果がある。また、高繰り返し発振が可能なことから、
レーザの高効率運転が実現できる効果がある。
As described above, according to the present invention, a pulse generating capacitor in which one terminal is connected to one electrode of a main discharge electrode that generates a laser by main discharge, and the other terminal is connected to a charging terminal, A peaking capacitor that is connected in parallel to the pulse generation capacitor to perform main discharge of the laser output in response to the transfer of the charge of the pulse generation capacitor, a switch connected between the charging terminal and the other of the main discharge electrodes, Connected by a direct connection between the current control element and the resistor, or a parallel connection of the resistor and the series body of the current control element and the saturable reactor. A reverse current avoidance circuit is provided to avoid the transition current and the main discharge current. Arcing and streamers in the machining gap is alleviated the effect can be eliminated damage of the main discharge electrodes. Also, since high repetition oscillation is possible,
There is an effect that highly efficient operation of the laser can be realized.

また、過飽和リアクトルを設けたので、電流制御素子
に応答速度の遅いものを用いることができ、電流制御素
子に安価なものを使用することができる効果がある。
Further, since the supersaturated reactor is provided, a current control element having a slow response speed can be used, and an inexpensive current control element can be used.

さらに、充電回路に充電用リアクトルではなく充電用
抵抗を用いて構成したことにより、充電用リアクトルに
よる振動電流の発生を抑制することもできる効果もあ
る。
Further, since the charging circuit is configured using the charging resistor instead of the charging reactor, there is also an effect that generation of an oscillating current due to the charging reactor can be suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例によるパルスレーザ装置の
回路構成図、第2図は第1図の動作を示す電圧波形図、
第3図ないし第7図はこの発明の他の実施例を示すパル
スレーザ装置の回路構成図、第8図は従来のパルスレー
ザ装置の回路構成図、第9図は第8図の動作を示す電圧
波形図、第10図は従来の他のパルスレーザ装置の回路構
成図、第11図は第10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、3はピーキングコンデ
ンサ、4,9はパルス発生用コンデンサ、5はスイッチ、
7は充電端子、11はダイオード(電流制御素子、反転電
流回避回路)、11Aは大電流ダイオード(電流制御素
子、反転電流回避回路),11aは過飽和リアクトル(電流
制御素子、反転電流回避回路)、11bは低速ダイオード
(電流制御素子、過飽和リアクトル)、12は抵抗(反転
電流回避回路)。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a pulse laser device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a voltage waveform diagram showing the operation of FIG. 1,
3 to 7 are circuit diagrams of a pulse laser device showing another embodiment of the present invention, FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional pulse laser device, and FIG. 9 is an operation of FIG. FIG. 10 is a voltage waveform diagram, FIG. 10 is a circuit configuration diagram of another conventional pulse laser device, and FIG. 11 is a voltage waveform diagram showing the operation of FIG. In the figure, 1, 2 is the main discharge electrode, 3 is the peaking capacitor, 4, 9 is the pulse generation capacitor, 5 is the switch,
7 is a charging terminal, 11 is a diode (current control element, reverse current avoidance circuit), 11A is a large current diode (current control element, reverse current avoidance circuit), 11a is a saturable reactor (current control element, reverse current avoidance circuit), 11b is a low-speed diode (current control element, supersaturation reactor), and 12 is a resistor (inversion current avoidance circuit). In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 治彦 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−152189(JP,A) 特開 昭62−244183(JP,A) 特開 昭63−318096(JP,A) 特開 昭63−299288(JP,A) 特開 昭64−66985(JP,A) 特開 平4−39977(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/097 - 3/0977 H01S 3/03 - 3/038──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Haruhiko Nagai 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Corporation Central Research Laboratory (56) References JP-A-62-152189 (JP, A) JP-A-62-244183 (JP, A) JP-A-63-318096 (JP, A) JP-A-63-299288 (JP, A) JP-A-64-66985 (JP, A) JP-A-4-39977 (JP JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01S 3/097-3/0977 H01S 3/03-3/038

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】主放電によってレーザを発生する主放電電
極の片方の電極に一方の端子を接続し、他方の端子を充
電端子に接続したパルス発生用コンデンサと、前記主放
電電極に並列に接続され前記パルス発生用コンデンサの
電荷の移行を受けて前記レーザ出力の主放電を行うピー
キングコンデンサと、前記充電端子と前記主放電電極の
他方の電極との間に接続したスイッチと、前記パルス発
生用コンデンサと並列に接続され、電流制御素子と抵抗
の直列接続により構成された、主放電後に前記主放電電
極にかかる逆電圧による反転電流を回避する反転電流回
避回路と、前記パルス発生用コンデンサと前記反転電流
回避回路を並列接続して成る回路と直列に接続された過
飽和リアクトルと、前記主放電電極と並列に接続された
充電用抵抗とを備えたパルスレーザ装置。
1. A pulse generating capacitor having one terminal connected to one electrode of a main discharge electrode for generating a laser by main discharge and the other terminal connected to a charging terminal, and connected in parallel to the main discharge electrode. A peaking capacitor for performing a main discharge of the laser output in response to the transfer of the charge of the pulse generating capacitor, a switch connected between the charging terminal and the other of the main discharge electrodes, An inversion current avoidance circuit connected in parallel with a capacitor and configured by a series connection of a current control element and a resistor, for avoiding an inversion current due to an inverse voltage applied to the main discharge electrode after main discharge; and A supersaturated reactor connected in series with a circuit formed by connecting inversion current avoidance circuits in parallel, and a charging resistor connected in parallel with the main discharge electrode are provided. Pulse laser apparatus.
【請求項2】主放電によってレーザを発生する主放電電
極の片方の電極に一方の端子を接続し、他方の端子を充
電端子に接続したパルス発生用コンデンサと、前記主放
電電極に並列に接続され前記パルス発生用コンデンサの
電荷の移行を受けて前記レーザ出力の主放電を行うピー
キングコンデンサと、前記充電端子と前記主放電電極の
他方の電極との間に接続したスイッチと、前記パルス発
生用コンデンサと直列に接続され、電流制御素子と過飽
和リアクトルとの直列体と抵抗の並列接続により構成さ
れた、主放電後に前記主放電電極にかかる逆電圧による
反転電流を回避する反転電流回避回路と、前記主放電電
極と並列に接続された充電用抵抗とを備えたパルスレー
ザ装置。
2. A pulse generating capacitor having one terminal connected to one electrode of a main discharge electrode for generating a laser by a main discharge and the other terminal connected to a charging terminal, and connected in parallel to the main discharge electrode. A peaking capacitor for performing a main discharge of the laser output in response to the transfer of the charge of the pulse generating capacitor, a switch connected between the charging terminal and the other of the main discharge electrodes, An inversion current avoidance circuit connected in series with a capacitor, configured by a parallel connection of a resistor and a series body of a current control element and a saturable reactor, and avoiding an inversion current due to an inverse voltage applied to the main discharge electrode after main discharge, A pulse laser device comprising: the main discharge electrode; and a charging resistor connected in parallel.
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