JP3185102B2 - 非線形磁気圧縮モジュールにおけるステージ不整合による反射エネルギーの除去方法及び装置 - Google Patents
非線形磁気圧縮モジュールにおけるステージ不整合による反射エネルギーの除去方法及び装置Info
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- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概してパルス電源
に関し、さらに詳細には、ガス放電レーザ用非線形磁気
圧縮パルス電源におけるステージ不整合による二次パル
スを除去する装置及び方法に関するものである。
に関し、さらに詳細には、ガス放電レーザ用非線形磁気
圧縮パルス電源におけるステージ不整合による二次パル
スを除去する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パルス化レーザが長時間動作する場合に
は、エネルギー効率、長期にわたる信頼性及び長寿命の
構成部品が必要とされる。その際、信頼性及び実用寿命
延長のため、固体スイッチとともに磁気圧縮器回路がパ
ルス電力の供給に使用されるようになってきた。
は、エネルギー効率、長期にわたる信頼性及び長寿命の
構成部品が必要とされる。その際、信頼性及び実用寿命
延長のため、固体スイッチとともに磁気圧縮器回路がパ
ルス電力の供給に使用されるようになってきた。
【０００３】一般に、このような磁気圧縮器回路では、
電力圧縮を提供する多段ＬＣネットワークが利用され
る。一般に、これらのネットワークは米国特許第５，３
１３，４８１号に従っている。
電力圧縮を提供する多段ＬＣネットワークが利用され
る。一般に、これらのネットワークは米国特許第５，３
１３，４８１号に従っている。
【０００４】多段（マルチ・ステージ）磁気圧縮の使用
に伴う１つの特に困難な問題は、１つのステージを次の
ステージに完全に整合できないため、１つのステージか
ら次のステージへの完全なエネルギー移送が行われない
ということである。この問題は、一段又は多段のステー
ジが異なる温度環境に置かれる場合一層増大される。こ
れら高電圧システムで代表的に使用されるコンデンサの
温度感度が高いので、各ステージの温度の値が異なるに
つれて、ステージ間に不整合が生ずる。
に伴う１つの特に困難な問題は、１つのステージを次の
ステージに完全に整合できないため、１つのステージか
ら次のステージへの完全なエネルギー移送が行われない
ということである。この問題は、一段又は多段のステー
ジが異なる温度環境に置かれる場合一層増大される。こ
れら高電圧システムで代表的に使用されるコンデンサの
温度感度が高いので、各ステージの温度の値が異なるに
つれて、ステージ間に不整合が生ずる。
【０００５】連続している圧縮ステージ間の不整合によ
って、順方向進行パルスのエネルギーの幾分かは各圧縮
ステージに残留する。このエネルギーは、各ステージの
コンデンサに一時的に蓄えられる。ある条件下で、残留
エネルギーは第２電気パルスを形成し、第２電気パルス
は主パルス（通過）後のある時間、負荷に向って放出さ
れる。例えば、このような二次パルスは、ガス放電レー
ザの電極の損傷を引起こす。
って、順方向進行パルスのエネルギーの幾分かは各圧縮
ステージに残留する。このエネルギーは、各ステージの
コンデンサに一時的に蓄えられる。ある条件下で、残留
エネルギーは第２電気パルスを形成し、第２電気パルス
は主パルス（通過）後のある時間、負荷に向って放出さ
れる。例えば、このような二次パルスは、ガス放電レー
ザの電極の損傷を引起こす。
【０００６】図１に、いくつかの小さな不整合を示すス
テージを有する磁気パルス圧縮器回路を実装する代表的
なパルス電力システムを示す。図１のシステムでは、Ｃ
0 、Ｌ0及びＣ1は１つのＣ−Ｌ−Ｃ回路を形成し、一
方、Ｃ1、Ｌ1及びＣ2 は別のＣ−Ｌ−Ｃ回路を形成して
いる。第１Ｃ−Ｌ−Ｃ回路において、Ｃ0 はソース・コ
ンデンサであり、第２Ｃ−Ｌ−Ｃ回路において、Ｃ1 は
ソース・コンデンサである。正規動作中、コマンド電荷
電源はＤＣ蓄積コンデンサＣ0 を所望の電圧に充電する
のに使用される。コマンドの際、非線形磁気パルス圧縮
ネットワークへの入力時に、絶縁ゲート・バイポーラ・
トランジスタ（ＩＧＢＴ）、又はシリコン制御整流器
（ＳＣＲ）スイッチなどの半導体スイッチが（ピーク電
流を制限するＬ0 を通して）Ｃ0をＣ1に放出する。非線
形磁気圧縮ネットワークは、誘導鉄心内に含まれる非線
形磁心材料の飽和に関連する大きなインダクタンス変化
による蓄積エネルギーの一時的な圧縮をもたらす。
テージを有する磁気パルス圧縮器回路を実装する代表的
なパルス電力システムを示す。図１のシステムでは、Ｃ
0 、Ｌ0及びＣ1は１つのＣ−Ｌ−Ｃ回路を形成し、一
方、Ｃ1、Ｌ1及びＣ2 は別のＣ−Ｌ−Ｃ回路を形成して
いる。第１Ｃ−Ｌ−Ｃ回路において、Ｃ0 はソース・コ
ンデンサであり、第２Ｃ−Ｌ−Ｃ回路において、Ｃ1 は
ソース・コンデンサである。正規動作中、コマンド電荷
電源はＤＣ蓄積コンデンサＣ0 を所望の電圧に充電する
のに使用される。コマンドの際、非線形磁気パルス圧縮
ネットワークへの入力時に、絶縁ゲート・バイポーラ・
トランジスタ（ＩＧＢＴ）、又はシリコン制御整流器
（ＳＣＲ）スイッチなどの半導体スイッチが（ピーク電
流を制限するＬ0 を通して）Ｃ0をＣ1に放出する。非線
形磁気圧縮ネットワークは、誘導鉄心内に含まれる非線
形磁心材料の飽和に関連する大きなインダクタンス変化
による蓄積エネルギーの一時的な圧縮をもたらす。
【０００７】一旦、圧縮されたパルスがガス放電レーザ
などの負荷に到達すると、負荷と出力ステージ間の不整
合により圧縮ステージを通していくらかの反射エネルギ
ーの逆方向への進行が引き起こされる。この反射エネル
ギーは、一方向にのみ電流を流す半導体スイッチを使用
することによりＣ0に捕捉される。これにより、Ｃ0のエ
ネルギーが圧縮ステージを通して再び順方向へ進行しな
いようにする。理想的なシステムでは、各ステージの容
量値は正確に整合され、その結果、隣接するステージに
よってもたらされるＣ−Ｌ−Ｃ回路のソース・コンデン
サの電圧にはオーバーシュートもアンダーシュートも存
在しない。
などの負荷に到達すると、負荷と出力ステージ間の不整
合により圧縮ステージを通していくらかの反射エネルギ
ーの逆方向への進行が引き起こされる。この反射エネル
ギーは、一方向にのみ電流を流す半導体スイッチを使用
することによりＣ0に捕捉される。これにより、Ｃ0のエ
ネルギーが圧縮ステージを通して再び順方向へ進行しな
いようにする。理想的なシステムでは、各ステージの容
量値は正確に整合され、その結果、隣接するステージに
よってもたらされるＣ−Ｌ−Ｃ回路のソース・コンデン
サの電圧にはオーバーシュートもアンダーシュートも存
在しない。
【０００８】前述のように、Ｃ0、Ｃ1及びＣ2 の容量値
は、各ステージの温度の変化にともなって、同一の容量
値にはとどまらない。容量の不整合が存在すると、隣接
するステージへのエネルギーの移送の際に、ソース・コ
ンデンサの電圧はゼロ電圧に低下しない。ソース・コン
デンサが所望より幾分大きい場合には、ソース・コンデ
ンサの電圧はゼロでない正の値になる。ソース・コンデ
ンサが所望より幾分小さい場合には、ソース・コンデン
サの電圧はゼロ電圧からオーバーシュートし、最後には
負の値になる。
は、各ステージの温度の変化にともなって、同一の容量
値にはとどまらない。容量の不整合が存在すると、隣接
するステージへのエネルギーの移送の際に、ソース・コ
ンデンサの電圧はゼロ電圧に低下しない。ソース・コン
デンサが所望より幾分大きい場合には、ソース・コンデ
ンサの電圧はゼロでない正の値になる。ソース・コンデ
ンサが所望より幾分小さい場合には、ソース・コンデン
サの電圧はゼロ電圧からオーバーシュートし、最後には
負の値になる。
【０００９】このオーバーシュート電圧又はアンダーシ
ュート電圧は、負荷の方向へ進行する主パルス及び逆方
向に進行する反射エネルギー・パルスの両者に対して発
生する。特定ステージでは、コンデンサの電圧によりコ
ンデンサの近傍のインダクタの両端間に電位差が発生す
る。例えば、Ｌ0 以外の各インダクタは飽和可能なイン
ダクタなので、圧縮器回路の飽和可能なインダクタは必
要な方向に最終的には飽和して負荷の方向への二次パル
スのエネルギー移送が可能になる。
ュート電圧は、負荷の方向へ進行する主パルス及び逆方
向に進行する反射エネルギー・パルスの両者に対して発
生する。特定ステージでは、コンデンサの電圧によりコ
ンデンサの近傍のインダクタの両端間に電位差が発生す
る。例えば、Ｌ0 以外の各インダクタは飽和可能なイン
ダクタなので、圧縮器回路の飽和可能なインダクタは必
要な方向に最終的には飽和して負荷の方向への二次パル
スのエネルギー移送が可能になる。
【００１０】図２は、Ｃ0をＣ1に対して幾分小さめにし
た場合の、時間を関数とするコンデンサＣ0及びＣ1の電
圧のグラフである。この場合、Ｃ0 の電圧は、Ｃ0から
Ｃ1への初期のエネルギー移送中、負の方向にオーバー
シュートする。反射エネルギー・パルスは負荷から逆方
向に各種ステージを通してＣ1へ移動し、最終的にはＣ0
へ進む。Ｃ1からＣ0への電荷の逆方向の移送中、Ｃ1の
容量値はＣ0の容量値より幾分大きいので、Ｃ1 の電圧
はゼロ電圧点をアンダーシュートする。その結果、反射
エネルギー・パルスが負電圧パルスなので、Ｃ1 に負電
圧を残留させる。
た場合の、時間を関数とするコンデンサＣ0及びＣ1の電
圧のグラフである。この場合、Ｃ0 の電圧は、Ｃ0から
Ｃ1への初期のエネルギー移送中、負の方向にオーバー
シュートする。反射エネルギー・パルスは負荷から逆方
向に各種ステージを通してＣ1へ移動し、最終的にはＣ0
へ進む。Ｃ1からＣ0への電荷の逆方向の移送中、Ｃ1の
容量値はＣ0の容量値より幾分大きいので、Ｃ1 の電圧
はゼロ電圧点をアンダーシュートする。その結果、反射
エネルギー・パルスが負電圧パルスなので、Ｃ1 に負電
圧を残留させる。
【００１１】この負の残留エネルギーは、Ｃ1及びＣ2間
の電位差又は各飽和可能インダクタを次のパルスのため
の準備にＢ−Ｈ曲線の適切な点へリセットするのに使用
するバイアス電流のいずれかのため、Ｌ1が逆導電方向
に飽和するまでＣ1に残留する。一旦、Ｌ1 が逆方向に
飽和すると、残りのステージによって圧縮される負電圧
パルスは負荷の方向に放射される。極端な場合、このパ
ルスは１５から２０ｋＶの主パルス・ピークに比較して
１から２ｋＶの大きさを有することがある。このような
大きさのパルスは、ガス放電レーザの電極に対して重大
な腐食を生ずることがあり、より短い電極寿命の原因と
なる。
の電位差又は各飽和可能インダクタを次のパルスのため
の準備にＢ−Ｈ曲線の適切な点へリセットするのに使用
するバイアス電流のいずれかのため、Ｌ1が逆導電方向
に飽和するまでＣ1に残留する。一旦、Ｌ1 が逆方向に
飽和すると、残りのステージによって圧縮される負電圧
パルスは負荷の方向に放射される。極端な場合、このパ
ルスは１５から２０ｋＶの主パルス・ピークに比較して
１から２ｋＶの大きさを有することがある。このような
大きさのパルスは、ガス放電レーザの電極に対して重大
な腐食を生ずることがあり、より短い電極寿命の原因と
なる。
【００１２】１５から２０ｋＶの主パルス用のレーザを
作るには、厳重な注意を払う。ガス媒体は冷却し均質化
するか、又は主放電を行ったのが以前の事であれば、場
合によっては交換する。主放電の直前、媒体を均一に事
前イオン化するのには注意を払う。目的とする成果は放
電チャンバを初めに均一に満たす放電である。プラズマ
が大電極面積から電流を引き出す。キャリア・アタッチ
メント（担体付加）などのプロセスによって、放電が開
始し１０ナノ秒の単位で測定される時間間隔の間にスト
リーマに局所化する。これらのプロセスは、放電を数１
００ナノ秒で単一の局所化アークに減少させることがで
きる。このような局所化面積に伝達される数ミリジュー
ルは、放電容積を満たす均一なプラズマへ伝達される数
ジュールより破壊的であり得る。そのため、所望の主放
電時間における以外にその放出に伝達されるいずれのエ
ネルギー・パルスも極小化することが非常に重要であ
る。
作るには、厳重な注意を払う。ガス媒体は冷却し均質化
するか、又は主放電を行ったのが以前の事であれば、場
合によっては交換する。主放電の直前、媒体を均一に事
前イオン化するのには注意を払う。目的とする成果は放
電チャンバを初めに均一に満たす放電である。プラズマ
が大電極面積から電流を引き出す。キャリア・アタッチ
メント（担体付加）などのプロセスによって、放電が開
始し１０ナノ秒の単位で測定される時間間隔の間にスト
リーマに局所化する。これらのプロセスは、放電を数１
００ナノ秒で単一の局所化アークに減少させることがで
きる。このような局所化面積に伝達される数ミリジュー
ルは、放電容積を満たす均一なプラズマへ伝達される数
ジュールより破壊的であり得る。そのため、所望の主放
電時間における以外にその放出に伝達されるいずれのエ
ネルギー・パルスも極小化することが非常に重要であ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って、その技術にお
いて、パルス電力レーザにおけるステージ不整合による
反射エネルギーを除去する装置及び方法を提供して、そ
れによって電極腐食を極小にする必要性がある。したが
って、本発明は、磁気パルス圧縮器回路のステージのス
テージ不整合による二次パルスを除去できる高電圧パル
ス電力発生回路を提供することを課題とする。
いて、パルス電力レーザにおけるステージ不整合による
反射エネルギーを除去する装置及び方法を提供して、そ
れによって電極腐食を極小にする必要性がある。したが
って、本発明は、磁気パルス圧縮器回路のステージのス
テージ不整合による二次パルスを除去できる高電圧パル
ス電力発生回路を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明パルス発生回路源
は、高電圧電荷蓄積部品を含み、高電圧電荷が非線形磁
気圧縮器回路の中に周期的に放出される。圧縮器回路の
各ステージに結合された不整合修正回路は、ステージ不
整合による反射エネルギーを放出し、それによって、反
射エネルギーが負荷の中に逆に放出されるのを排除す
る。好ましい実施態様では、本発明のパルス電力発生回
路は磁気パルス圧縮器回路の各ステージに結合されたダ
イオード及び抵抗器を使用している。各種実施形態が開
示される。
は、高電圧電荷蓄積部品を含み、高電圧電荷が非線形磁
気圧縮器回路の中に周期的に放出される。圧縮器回路の
各ステージに結合された不整合修正回路は、ステージ不
整合による反射エネルギーを放出し、それによって、反
射エネルギーが負荷の中に逆に放出されるのを排除す
る。好ましい実施態様では、本発明のパルス電力発生回
路は磁気パルス圧縮器回路の各ステージに結合されたダ
イオード及び抵抗器を使用している。各種実施形態が開
示される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明は、パルス電力レーザにお
けるステージ不整合による反射エネルギーを除去できる
磁気パルス圧縮器回路に関するものである。
けるステージ不整合による反射エネルギーを除去できる
磁気パルス圧縮器回路に関するものである。
【００１６】図３は、本発明の磁気パルス圧縮器回路を
実装するパルス電力発生回路１０の１つの実施形態の概
略図である。パルス電力発生回路１０は、高電圧ＤＣ電
源１２、インダクタＬ、コンデンサＣ0、固体スイッチ
Ｓ、第２インダクタＬ0、及び継続時間を短縮しかつ印
加パルスのピーク電力を増大させるパルス圧縮器回路１
６とを含んでいる。スイッチＳは、シリコン制御整流器
（ＳＣＲ）、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ
（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ
（ＭＯＳＦＥＴ）、ＭＯＳＦＥＴ制御サイリスタ（ＭＣ
Ｔ）又は工業技術上公知のいずれかの他の適切なスイッ
チイング素子であってよい。
実装するパルス電力発生回路１０の１つの実施形態の概
略図である。パルス電力発生回路１０は、高電圧ＤＣ電
源１２、インダクタＬ、コンデンサＣ0、固体スイッチ
Ｓ、第２インダクタＬ0、及び継続時間を短縮しかつ印
加パルスのピーク電力を増大させるパルス圧縮器回路１
６とを含んでいる。スイッチＳは、シリコン制御整流器
（ＳＣＲ）、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ
（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ
（ＭＯＳＦＥＴ）、ＭＯＳＦＥＴ制御サイリスタ（ＭＣ
Ｔ）又は工業技術上公知のいずれかの他の適切なスイッ
チイング素子であってよい。
【００１７】パルス発生回路１０は、スイッチＳに直列
に接続されたダイオードＤS を含むことが好ましい。回
路１０にダイオードＤS が含まれることで、パルス圧縮
器回路１６が逆電流に対して確実に非導通になる。１つ
の好ましい実施形態によれば、回路１０はコンデンサＣ
1と共に選択されたインダクタＬ0をさらに含み、ＬＣの
組合せ時定数でスイッチＳを通して流れる電流の形成を
遅くし、その結果、スイッチＳを通して大電流が流れる
前に、そのスイッチを完全に閉鎖状態にすることができ
るようにする。パルス圧縮器回路１６は、負荷１８、代
表的にはエキシマ・レーザなどのパルス放電負荷に結合
される。このエキシマレーザは、周知のように、レーザ
・チャンバとそのレーザ・チャンバに配置された陽極及
び陰極と備えている。
に接続されたダイオードＤS を含むことが好ましい。回
路１０にダイオードＤS が含まれることで、パルス圧縮
器回路１６が逆電流に対して確実に非導通になる。１つ
の好ましい実施形態によれば、回路１０はコンデンサＣ
1と共に選択されたインダクタＬ0をさらに含み、ＬＣの
組合せ時定数でスイッチＳを通して流れる電流の形成を
遅くし、その結果、スイッチＳを通して大電流が流れる
前に、そのスイッチを完全に閉鎖状態にすることができ
るようにする。パルス圧縮器回路１６は、負荷１８、代
表的にはエキシマ・レーザなどのパルス放電負荷に結合
される。このエキシマレーザは、周知のように、レーザ
・チャンバとそのレーザ・チャンバに配置された陽極及
び陰極と備えている。
【００１８】圧縮器回路１６は、コンデンサＣ1、Ｃ2、
・・・Ｃn-1及びＣnのコンデンサ列及びはしご型ネット
ワークに接続された一個以上の飽和可能な鉄心インダク
タＬ1、Ｌ2、・・・Ｌn を含んでいる。図３に示される
ように、第１の飽和可能な鉄心インダクタＬ1 はコンデ
ンサＣ1とコンデンサＣ2の間に接続され、第２の飽和可
能な鉄心インダクタＬ2 はコンデンサＣ2とコンデンサ
Ｃ3の間に直列に・・・接続されてもよく、かつ飽和可
能な鉄心インダクタＬn-1がコンデンサＣn-1とＣnの間
に直列に接続されている。図３の回路１６では、コンデ
ンサＣ0、インダクタＬ0、及びコンデンサＣ1は１つの
Ｃ−Ｌ−Ｃ回路を形成し、一方コンデンサＣ1、インダ
クタＬ1及びコンデンサＣ2 は別のＣ−Ｌ−Ｃ回路を形
成している。第１のＣ−Ｌ−Ｃ回路では、コンデンサＣ
0 はソース・コンデンサ、第２のＣ−Ｌ−Ｃ回路では、
コンデンサＣ1 がソース・コンデンサである。この構成
は、パルス圧縮器回路１６全体にわたって適用されてお
り、本質的には、コンデンサＣn-1、インダクタＬn-1及
びコンデンサＣn はソース・コンデンサであるコンデン
サＣn-1と共に（ｎ−１）番目のＣ−Ｌ−Ｃ回路を形成
している。
・・・Ｃn-1及びＣnのコンデンサ列及びはしご型ネット
ワークに接続された一個以上の飽和可能な鉄心インダク
タＬ1、Ｌ2、・・・Ｌn を含んでいる。図３に示される
ように、第１の飽和可能な鉄心インダクタＬ1 はコンデ
ンサＣ1とコンデンサＣ2の間に接続され、第２の飽和可
能な鉄心インダクタＬ2 はコンデンサＣ2とコンデンサ
Ｃ3の間に直列に・・・接続されてもよく、かつ飽和可
能な鉄心インダクタＬn-1がコンデンサＣn-1とＣnの間
に直列に接続されている。図３の回路１６では、コンデ
ンサＣ0、インダクタＬ0、及びコンデンサＣ1は１つの
Ｃ−Ｌ−Ｃ回路を形成し、一方コンデンサＣ1、インダ
クタＬ1及びコンデンサＣ2 は別のＣ−Ｌ−Ｃ回路を形
成している。第１のＣ−Ｌ−Ｃ回路では、コンデンサＣ
0 はソース・コンデンサ、第２のＣ−Ｌ−Ｃ回路では、
コンデンサＣ1 がソース・コンデンサである。この構成
は、パルス圧縮器回路１６全体にわたって適用されてお
り、本質的には、コンデンサＣn-1、インダクタＬn-1及
びコンデンサＣn はソース・コンデンサであるコンデン
サＣn-1と共に（ｎ−１）番目のＣ−Ｌ−Ｃ回路を形成
している。
【００１９】パルス圧縮器回路１６は、それぞれ、コン
デンサＣ1、Ｃ2、・・・Ｃn に並列に配置された高電圧
ダイオード及び抵抗器をそれぞれが含んでいる複数の不
整合修正回路ＣＲ1、ＣＲ2、・・・、ＣＲn をさらに含
んでいる。特に、各不整合修正回路ＣＲnはコンデンサ
Ｃnに並列に配置されたダイオードＤn及び抵抗器Ｒnと
を含んでいる。ダイオードＤ1、Ｄ2、・・・、Ｄn のそ
れぞれの極性は、各ダイオードは正電圧の主パルスに対
して開放回路として動作し、主パルスに影響を与えない
ように選択される。
デンサＣ1、Ｃ2、・・・Ｃn に並列に配置された高電圧
ダイオード及び抵抗器をそれぞれが含んでいる複数の不
整合修正回路ＣＲ1、ＣＲ2、・・・、ＣＲn をさらに含
んでいる。特に、各不整合修正回路ＣＲnはコンデンサ
Ｃnに並列に配置されたダイオードＤn及び抵抗器Ｒnと
を含んでいる。ダイオードＤ1、Ｄ2、・・・、Ｄn のそ
れぞれの極性は、各ダイオードは正電圧の主パルスに対
して開放回路として動作し、主パルスに影響を与えない
ように選択される。
【００２０】ただし、各ダイオードＤ1、Ｄ2、・・・、
Ｄn は反射エネルギーパルスにより生じた電圧が負へ振
れている間、導通状態となる。例えば、ダイオードＤ1
が導通している時、抵抗器Ｒ1及びコンデンサＣ1の時定
数ＲＣで決定される速度で抵抗器Ｒ1はコンデンサＣ1の
負電圧を放出する。抵抗器Ｒ1、Ｒ2、・・・、Ｒn のそ
れぞれの抵抗値を、主パルスの（通過）後で、かつ関連
インダクタＬ1、Ｌ2、・・・、Ｌnがそれぞれ逆に飽和
する前に、コンデンサＣ1、Ｃ2、・・・、Ｃnのそれぞ
れに対応する電圧がほぼ放出されるように十分小さく選
択する。ただし、各抵抗器の抵抗値は負荷（レーザ）に
よって反射された負電圧のエネルギー・パルスの通過
中、対応するコンデンサＣ1、Ｃ2、・・・、Ｃn から放
出される電荷の総量を極小にするのに十分な大きさでも
ある。
Ｄn は反射エネルギーパルスにより生じた電圧が負へ振
れている間、導通状態となる。例えば、ダイオードＤ1
が導通している時、抵抗器Ｒ1及びコンデンサＣ1の時定
数ＲＣで決定される速度で抵抗器Ｒ1はコンデンサＣ1の
負電圧を放出する。抵抗器Ｒ1、Ｒ2、・・・、Ｒn のそ
れぞれの抵抗値を、主パルスの（通過）後で、かつ関連
インダクタＬ1、Ｌ2、・・・、Ｌnがそれぞれ逆に飽和
する前に、コンデンサＣ1、Ｃ2、・・・、Ｃnのそれぞ
れに対応する電圧がほぼ放出されるように十分小さく選
択する。ただし、各抵抗器の抵抗値は負荷（レーザ）に
よって反射された負電圧のエネルギー・パルスの通過
中、対応するコンデンサＣ1、Ｃ2、・・・、Ｃn から放
出される電荷の総量を極小にするのに十分な大きさでも
ある。
【００２１】図４は、本発明の磁気パルス圧縮器回路の
第２の実施形態の概略図である。図に示すように、昇圧
トランス２０を圧縮器回路１６の出力に結合してもよ
い。あるいは、トランス２０を設計要件によって複数の
ノード（例えば、ノード１、２、・・・、ｎ）の一個所
で図４のパルス圧縮器回路１６に結合してもよい。電源
１２により近接するノードで回路１０に結合されるトラ
ンス２０の場合、パルス圧縮器回路１６の出力に結合さ
れている実施形態の場合よりも、パルス圧縮器回路１６
の下流の構成部品は高電圧で小電流となる。当然のこと
ながら、それらの部品は、インピーダンス及び動作条件
が異なるため、その影響を受ける。逆に負荷１８により
近接するノードで回路１０に結合されるトランス２０で
は、トランスの必要性を満たす低電圧だが大電流の構成
部品を使用できる。さらに、最終パルス圧縮器がトラン
ス２０の必要なピーク電流容量を低下させる前に、電圧
を所望の高レベルまで昇圧させるように、トランス２０
自体をその配置位置によって変更する。
第２の実施形態の概略図である。図に示すように、昇圧
トランス２０を圧縮器回路１６の出力に結合してもよ
い。あるいは、トランス２０を設計要件によって複数の
ノード（例えば、ノード１、２、・・・、ｎ）の一個所
で図４のパルス圧縮器回路１６に結合してもよい。電源
１２により近接するノードで回路１０に結合されるトラ
ンス２０の場合、パルス圧縮器回路１６の出力に結合さ
れている実施形態の場合よりも、パルス圧縮器回路１６
の下流の構成部品は高電圧で小電流となる。当然のこと
ながら、それらの部品は、インピーダンス及び動作条件
が異なるため、その影響を受ける。逆に負荷１８により
近接するノードで回路１０に結合されるトランス２０で
は、トランスの必要性を満たす低電圧だが大電流の構成
部品を使用できる。さらに、最終パルス圧縮器がトラン
ス２０の必要なピーク電流容量を低下させる前に、電圧
を所望の高レベルまで昇圧させるように、トランス２０
自体をその配置位置によって変更する。
【００２２】前述したように、すべての条件下で不整合
修正回路ＣＲが適切に動作するためには、ステージ・コ
ンデンサの容量値を、主パルスの通過後に各コンデンサ
に残留する電圧が、負荷によって反射された負電圧エネ
ルギー・パルスの伝達中、アンダーシュートするように
選択しなければならない。この選択は、公称的にコンデ
ンサＣ1をコンデンサＣ0より幾分大きく意図的に決め、
コンデンサＣ2 をコンデンサＣ1 より幾分大きく決める
などし、その結果、製造公差及び温度変動を、いずれか
のコンデンサＣnをその前段のコンデンサＣn-1より実質
的に小容量にはならないように抑制することによって達
成することができる。この方法では、製造公差及び温度
変動双方を吸収可能である。
修正回路ＣＲが適切に動作するためには、ステージ・コ
ンデンサの容量値を、主パルスの通過後に各コンデンサ
に残留する電圧が、負荷によって反射された負電圧エネ
ルギー・パルスの伝達中、アンダーシュートするように
選択しなければならない。この選択は、公称的にコンデ
ンサＣ1をコンデンサＣ0より幾分大きく意図的に決め、
コンデンサＣ2 をコンデンサＣ1 より幾分大きく決める
などし、その結果、製造公差及び温度変動を、いずれか
のコンデンサＣnをその前段のコンデンサＣn-1より実質
的に小容量にはならないように抑制することによって達
成することができる。この方法では、製造公差及び温度
変動双方を吸収可能である。
【００２３】図４の回路は、昇圧トランス２０が、コン
デンサＣ1、又はコンデンサＣ1とコンデンサＣn 間のコ
ンデンサのいずれかで回路に挿入されているが、パルス
電力源の出力と負荷１８、好ましい実施形態ではエキシ
マ・レーザとの間にその昇圧トランス２０を付加した以
外は図３の回路と同一である。通常、同一の構成部品が
図３の実施形態とほぼ同一の時定数を有するように選択
されるとしても、電源１２を含み、かつ電源１２からト
ランス２０の一次側への構成部品の部品定数、電流容量
及び可能電圧は図３の対応する構成部品とは実質的に異
なるが、トランス２０の存在や位置はパルス電源（これ
は（電圧及び電流を変換する）インピーダンス変換装置
であるが）の他の構成部品の機能には影響を与えない。
デンサＣ1、又はコンデンサＣ1とコンデンサＣn 間のコ
ンデンサのいずれかで回路に挿入されているが、パルス
電力源の出力と負荷１８、好ましい実施形態ではエキシ
マ・レーザとの間にその昇圧トランス２０を付加した以
外は図３の回路と同一である。通常、同一の構成部品が
図３の実施形態とほぼ同一の時定数を有するように選択
されるとしても、電源１２を含み、かつ電源１２からト
ランス２０の一次側への構成部品の部品定数、電流容量
及び可能電圧は図３の対応する構成部品とは実質的に異
なるが、トランス２０の存在や位置はパルス電源（これ
は（電圧及び電流を変換する）インピーダンス変換装置
であるが）の他の構成部品の機能には影響を与えない。
【００２４】本発明のパルス電力発生回路１０の動作を
図３及び図４の実施形態、及び図５に示されたグラフを
参照して説明する。検討のため、１個だけの不整合修正
回路ＣＲ1 を考える。ただし、パルス圧縮器回路１６の
他のステージの他の不整合修正回路を使用してもよいこ
とは理解できる。時刻ｔ0 （スイッチＳは開放である場
合）よりも前にＤＣ電源１２により、コンデンサＣ0 は
ＤＣ電源１２によって供給された電流で充電されてい
る。フル充電されると、コンデンサＣ0 の両端間電圧
は、ＶC0となる（図５を参照）。時刻ｔ0 で、スイッチ
Ｓが閉鎖し、コンデンサＣ0 に蓄積されていたエネルギ
ーがインダクタンスＬ0、コンデンサＣ0及びコンデンサ
Ｃ1を含むＬＣ回路の作用によりコンデンサＣ1へ、ほぼ
図３及び図４の実施形態、及び図５に示されたグラフを
参照して説明する。検討のため、１個だけの不整合修正
回路ＣＲ1 を考える。ただし、パルス圧縮器回路１６の
他のステージの他の不整合修正回路を使用してもよいこ
とは理解できる。時刻ｔ0 （スイッチＳは開放である場
合）よりも前にＤＣ電源１２により、コンデンサＣ0 は
ＤＣ電源１２によって供給された電流で充電されてい
る。フル充電されると、コンデンサＣ0 の両端間電圧
は、ＶC0となる（図５を参照）。時刻ｔ0 で、スイッチ
Ｓが閉鎖し、コンデンサＣ0 に蓄積されていたエネルギ
ーがインダクタンスＬ0、コンデンサＣ0及びコンデンサ
Ｃ1を含むＬＣ回路の作用によりコンデンサＣ1へ、ほぼ
【数１】 の時定数で移送され、コンデンサＣ1はフル充電に近く
なり、インダクタＬ0の電流は実質的に低下するが、時
刻ｔ1では正の値にとどまっている。インダクタＬ0は、
大電流が生ずる前にスイッチＳが完全に閉鎖されること
を確実にするため、かつ、移送時間を伸ばすことにより
固体スイッチによって制御可能な値にまでスイッチを通
る最大電流を制限するために、このエネルギー移送中に
十分大きな時定数が与えられるようにこの回路に挿入さ
れている。コンデンサＣ0 がスイッチＳを通して放電を
開始し、かつこの移送中にコンデンサＣ1 が充電を始め
ると、飽和可能なインダクタＬ1 のコイル中の電流は、
負のバイアス電流から低い正の電流に急速に変化し、そ
の時点でインダクタンスが比較的高い値へ急昇圧してイ
ンダクタＬ1 を通してのさらなる電流増加の速度を一時
的に制限する。
なり、インダクタＬ0の電流は実質的に低下するが、時
刻ｔ1では正の値にとどまっている。インダクタＬ0は、
大電流が生ずる前にスイッチＳが完全に閉鎖されること
を確実にするため、かつ、移送時間を伸ばすことにより
固体スイッチによって制御可能な値にまでスイッチを通
る最大電流を制限するために、このエネルギー移送中に
十分大きな時定数が与えられるようにこの回路に挿入さ
れている。コンデンサＣ0 がスイッチＳを通して放電を
開始し、かつこの移送中にコンデンサＣ1 が充電を始め
ると、飽和可能なインダクタＬ1 のコイル中の電流は、
負のバイアス電流から低い正の電流に急速に変化し、そ
の時点でインダクタンスが比較的高い値へ急昇圧してイ
ンダクタＬ1 を通してのさらなる電流増加の速度を一時
的に制限する。
【００２５】さらに、ダイオードＤ1の負端子はコンデ
ンサＣ0の正端子に結合され、ダイオードＤ1 は正電圧
の主パルスに対して開放回路として作用するので主パル
スに何ら影響を与えない。コンデンサＣ0及びコンデン
サＣ1間の不整合のため、コンデンサＣ0の電圧はコンデ
ンサＣ0からコンデンサＣ1へのエネルギー移送中負にオ
ーバーシュートする。
ンサＣ0の正端子に結合され、ダイオードＤ1 は正電圧
の主パルスに対して開放回路として作用するので主パル
スに何ら影響を与えない。コンデンサＣ0及びコンデン
サＣ1間の不整合のため、コンデンサＣ0の電圧はコンデ
ンサＣ0からコンデンサＣ1へのエネルギー移送中負にオ
ーバーシュートする。
【００２６】時刻ｔ1 で、インダクタＬ0の電流は低い
が正にとどまる一方、インダクタＬ1の飽和可能な鉄心
は飽和して、その時点で、インダクタＬ1 のインダクタ
ンスが低い値に急下降してインダクタＬ1 を通しての電
流を非常に高い値に昇圧させてコンデンサＣ1からコン
デンサＣ2へ
が正にとどまる一方、インダクタＬ1の飽和可能な鉄心
は飽和して、その時点で、インダクタＬ1 のインダクタ
ンスが低い値に急下降してインダクタＬ1 を通しての電
流を非常に高い値に昇圧させてコンデンサＣ1からコン
デンサＣ2へ
【数２】 にほぼ等しい時定数でエネルギーを移送する（ここで、
Ｌ1 は飽和した鉄心を有するインダクタＬ1のインダク
タンスである）。この時定数が、インダクタＬ0よりは
るかに小さく作られているため、時定数
Ｌ1 は飽和した鉄心を有するインダクタＬ1のインダク
タンスである）。この時定数が、インダクタＬ0よりは
るかに小さく作られているため、時定数
【数３】 より実質的に短かいことは注目すべきことである。
【００２７】上記の方法では、エネルギーは圧縮器回路
１６の各ステージを通して移送される。コンデンサＣ
n-1がほぼフル充電され、かつインダクタＬn-1の鉄心が
飽和すると、エネルギーは飽和可能インダクタを通して
コンデンサＣn-1 からコンデンサＣnへ短時間周期のパ
ルスで移動し、そのコンデンサＣnの両端間の電圧がレ
ーザ１８へ供給される。
１６の各ステージを通して移送される。コンデンサＣ
n-1がほぼフル充電され、かつインダクタＬn-1の鉄心が
飽和すると、エネルギーは飽和可能インダクタを通して
コンデンサＣn-1 からコンデンサＣnへ短時間周期のパ
ルスで移動し、そのコンデンサＣnの両端間の電圧がレ
ーザ１８へ供給される。
【００２８】コンデンサＣn 両端間電圧が必要なレベル
に増加してレーザの中へ放電が開始されると、レーザ１
８は点火する。コンデンサＣn に蓄積されインダクタを
通してコンデンサＣn へ移行されているエネルギーはパ
ルス電源１２の圧縮時間周期中にレーザ放電に加えられ
る。一旦、圧縮パルスが負荷１８に到達すると、負荷１
８及びパルス圧縮器回路１６の出力ステージ間の不整合
によりパルス圧縮器回路１６の圧縮ステージを通して逆
方向へ進行するいくらかの反射エネルギーが生成され
る。その反射エネルギーは時刻ｔ2でコンデンサＣ1に回
収される。
に増加してレーザの中へ放電が開始されると、レーザ１
８は点火する。コンデンサＣn に蓄積されインダクタを
通してコンデンサＣn へ移行されているエネルギーはパ
ルス電源１２の圧縮時間周期中にレーザ放電に加えられ
る。一旦、圧縮パルスが負荷１８に到達すると、負荷１
８及びパルス圧縮器回路１６の出力ステージ間の不整合
によりパルス圧縮器回路１６の圧縮ステージを通して逆
方向へ進行するいくらかの反射エネルギーが生成され
る。その反射エネルギーは時刻ｔ2でコンデンサＣ1に回
収される。
【００２９】反射エネルギーがＣ1から逆にＣ0（時刻ｔ
2と時刻ｔ3との間）へ移送されるにつれて、コンデンサ
Ｃ1の電圧は接地と比較して負となり、かつダイオード
Ｄ1は導通し、抵抗器Ｒ1及びコンデンサＣ1のＲＣ時定
数により決められた速度で抵抗器Ｒ1はコンデンサＣ1を
放電させ、コンデンサＣ1 の電圧を事実上ゼロ近くまで
到達させる。抵抗器Ｒ1 の値は、対応するコンデンサＣ
1が関連インダクタＬ1が逆に飽和する前にほぼ放電する
ように十分小さな値に選択される。ただし、抵抗器Ｒ1
の値は、負電圧反射エネルギー・パルスの通過中対応す
るコンデンサＣ1から放電された電荷の総量を極小にす
るため十分大きくなければならない。
2と時刻ｔ3との間）へ移送されるにつれて、コンデンサ
Ｃ1の電圧は接地と比較して負となり、かつダイオード
Ｄ1は導通し、抵抗器Ｒ1及びコンデンサＣ1のＲＣ時定
数により決められた速度で抵抗器Ｒ1はコンデンサＣ1を
放電させ、コンデンサＣ1 の電圧を事実上ゼロ近くまで
到達させる。抵抗器Ｒ1 の値は、対応するコンデンサＣ
1が関連インダクタＬ1が逆に飽和する前にほぼ放電する
ように十分小さな値に選択される。ただし、抵抗器Ｒ1
の値は、負電圧反射エネルギー・パルスの通過中対応す
るコンデンサＣ1から放電された電荷の総量を極小にす
るため十分大きくなければならない。
【００３０】図５に示されるように、コンデンサＣ1 の
電圧は（実線で示されるように）、不整合修正回路ＣＲ
１がパルス圧縮器回路１６に実装されない場合（点線で
示されるように）よりも、不整合修正回路ＣＲ１がパル
ス圧縮器回路１６に加えられる場合（図３及び図４）の
方が小さい。本発明の不整合修正回路を実装することに
より、コンデンサＣ0 からコンデンサＣ1間の不整合に
よるコンデンサＣ1の意図的に課されたアンダーシュー
ト電圧は、インダクタＬ1 が逆に飽和する前に、ほぼ放
電する。その結果、インダクタＬ1 が逆に飽和したと
き、レーザ・チャンバの方向に放射されるはずの負電圧
パルスが効果的に除去される。
電圧は（実線で示されるように）、不整合修正回路ＣＲ
１がパルス圧縮器回路１６に実装されない場合（点線で
示されるように）よりも、不整合修正回路ＣＲ１がパル
ス圧縮器回路１６に加えられる場合（図３及び図４）の
方が小さい。本発明の不整合修正回路を実装することに
より、コンデンサＣ0 からコンデンサＣ1間の不整合に
よるコンデンサＣ1の意図的に課されたアンダーシュー
ト電圧は、インダクタＬ1 が逆に飽和する前に、ほぼ放
電する。その結果、インダクタＬ1 が逆に飽和したと
き、レーザ・チャンバの方向に放射されるはずの負電圧
パルスが効果的に除去される。
【００３１】以上、検討したように、各ステージ・コン
デンサの容量及び各ステージ・インダクタの逆飽和時間
に従って適切に選択された抵抗値を有しているものであ
れば、不整合修正回路ＣＲはパルス圧縮器回路１６の各
ステージに適用してよい。
デンサの容量及び各ステージ・インダクタの逆飽和時間
に従って適切に選択された抵抗値を有しているものであ
れば、不整合修正回路ＣＲはパルス圧縮器回路１６の各
ステージに適用してよい。
【００３２】図３及び図４の実施形態では、通常入手可
能な１ｋＶの高電圧ダイオード及び抵抗器を使用して１
ｋＶの範囲で動作するパルス圧縮器回路に効果的に使用
されることが観測されている。
能な１ｋＶの高電圧ダイオード及び抵抗器を使用して１
ｋＶの範囲で動作するパルス圧縮器回路に効果的に使用
されることが観測されている。
【００３３】図６は本発明の磁気パルス圧縮器回路の第
３の実施形態の概略図である。本実施形態は、１０から
３０ｋＶ又はより高電圧範囲で動作するパルス圧縮器回
路に使用される。理論的には、図３及び図４の実施形態
は１０から３０ｋＶ又はより高電圧の範囲で動作するパ
ルス圧縮器回路に適用されるが、市販の高電圧ダイオー
ドの信頼性は未知であり、かつ低電圧装置の直列スタッ
クは、直流状態及び過度状態の両状態下で適切な分圧を
確実に行う付加的な構成要素が必要とされる。図６の実
施形態は簡単な別の、かつこの問題に対する解決策を提
供する。パルス圧縮器回路のこの実施形態１６ａでは、
ダイオードＤ1T及び抵抗器Ｒ1Tが昇圧トランス２０の一
次巻線に並列に配置されている。本方法では、例えば、
高電圧コンデンサ、例えばコンデンサＣ3 の電荷は、未
知の信頼性を有する高電圧ダイオード・スタックを実装
せずに、より耐久力の大きい１ｋＶの高電圧ダイオード
を使用して放電できる。
３の実施形態の概略図である。本実施形態は、１０から
３０ｋＶ又はより高電圧範囲で動作するパルス圧縮器回
路に使用される。理論的には、図３及び図４の実施形態
は１０から３０ｋＶ又はより高電圧の範囲で動作するパ
ルス圧縮器回路に適用されるが、市販の高電圧ダイオー
ドの信頼性は未知であり、かつ低電圧装置の直列スタッ
クは、直流状態及び過度状態の両状態下で適切な分圧を
確実に行う付加的な構成要素が必要とされる。図６の実
施形態は簡単な別の、かつこの問題に対する解決策を提
供する。パルス圧縮器回路のこの実施形態１６ａでは、
ダイオードＤ1T及び抵抗器Ｒ1Tが昇圧トランス２０の一
次巻線に並列に配置されている。本方法では、例えば、
高電圧コンデンサ、例えばコンデンサＣ3 の電荷は、未
知の信頼性を有する高電圧ダイオード・スタックを実装
せずに、より耐久力の大きい１ｋＶの高電圧ダイオード
を使用して放電できる。
【００３４】昇圧トランス２０の後段に付加圧縮ステー
ジが存在する場合には、昇圧トランス２２を、トランス
２２の一次巻線の両端間に１ｋＶの高電圧ダイオードＤ
2T及び抵抗器Ｒ2Tを備えた各ステージの高電圧コンデン
サ（Ｃ4又はＣnなどの）の両端間に配置してよい。本実
施形態は図７に示してある。
ジが存在する場合には、昇圧トランス２２を、トランス
２２の一次巻線の両端間に１ｋＶの高電圧ダイオードＤ
2T及び抵抗器Ｒ2Tを備えた各ステージの高電圧コンデン
サ（Ｃ4又はＣnなどの）の両端間に配置してよい。本実
施形態は図７に示してある。
【００３５】本発明の磁気圧縮器回路を実装することに
より、パルス電力レーザのステージ不整合による反射エ
ネルギーは除去され、その結果、電極腐食は極小にな
る。
より、パルス電力レーザのステージ不整合による反射エ
ネルギーは除去され、その結果、電極腐食は極小にな
る。
【００３６】本発明の上述の実施形態は、エキシマ・レ
ーザの陽極及び陰極間に電気放電を生ずる高電圧パルス
を提供するのに特に適している。本発明はレーザを含む
多数の他の装置の高電圧パルスを提供するのにも適用可
能である。
ーザの陽極及び陰極間に電気放電を生ずる高電圧パルス
を提供するのに特に適している。本発明はレーザを含む
多数の他の装置の高電圧パルスを提供するのにも適用可
能である。
【００３７】本発明を特定の好ましい実施形態の観点か
ら説明してきたが、当業者にとって自明である他の実施
形態も本発明の範囲に含まれる。従って、本発明の範囲
は後に続く特許請求の範囲によってのみ規定されるもの
である。
ら説明してきたが、当業者にとって自明である他の実施
形態も本発明の範囲に含まれる。従って、本発明の範囲
は後に続く特許請求の範囲によってのみ規定されるもの
である。
【図１】小さな不整合が見られるステージを有する磁気
パルス圧縮器回路を実施した代表的なパルス電力システ
ムを示す図である。
パルス圧縮器回路を実施した代表的なパルス電力システ
ムを示す図である。
【図２】コンデンサＣ0をコンデンサＣ1に対して幾分小
さめにした場合の、図１のコンデンサＣ0及びコンデン
サＣ1の電圧を時間を関数として示すグラフである。
さめにした場合の、図１のコンデンサＣ0及びコンデン
サＣ1の電圧を時間を関数として示すグラフである。
【図３】本発明の不整合修正回路を実施した磁気パルス
圧縮器回路の１つの実施形態の概略図である。
圧縮器回路の１つの実施形態の概略図である。
【図４】本発明の磁気パルス圧縮器回路の第２の別の実
施形態の概略図である。
施形態の概略図である。
【図５】コンデンサＣ0をコンデンサＣ1に対して幾分小
さめにした場合の、図３又は図５のコンデンサＣ0及び
コンデンサＣ1の電圧を示すグラフである。
さめにした場合の、図３又は図５のコンデンサＣ0及び
コンデンサＣ1の電圧を示すグラフである。
【図６】本発明の磁気パルス圧縮器回路の第３の別の実
施形態の概略図である。
施形態の概略図である。
【図７】本発明の磁気パルス圧縮器回路の第４の別の実
施形態の概略図である。
施形態の概略図である。
１０ パルス電力発生回路 １２ 高電圧電源 １６ パルス圧縮回路 １８ 負荷（レーザ） ２０ トランス ２２ トランス ＣＲ 不整合修正回路 Ｓ スイッチ（固体スイッチ） Ｄ ダイオード Ｃ コンデンサ Ｌ 飽和可能インダクタ Ｒ 抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・エル・サンドストローム アメリカ合衆国・92024・カリフォルニ ア州・エンシニタス・トレイルビュー ロード・305 (72)発明者 ダニエル・エル・ブリックス アメリカ合衆国・94561・カリフォルニ ア州・オークリー・クリスモア レー ン・3300・ルート ２・175ディ (72)発明者 リチャード・モンス・ネス アメリカ合衆国・92126・カリフォルニ ア州・サンディエゴ・グリーンフォード ドライブ・10374 (56)参考文献 特開 平４−193073（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 電荷を蓄積する蓄積コンデンサと、 第１コンデンサ及び第１飽和可能インダクタを含む第１
ステージ及び第１コンデンサの容量値より大きな容量値
を有する第２コンデンサ及び第２飽和可能インダクタを
含む第２ステージを有する磁気パルス圧縮器回路と、 前記蓄積コンデンサに一端で結合され、かつ、他端が、
入力に応答して出力パルスを供給するとともに共振して
逆電荷を供給もする前記圧縮器回路への入力として前記
蓄積コンデンサに蓄積された電荷を周期的に供給する前
記磁気パルス圧縮器回路の前記第１ステージに結合され
るスイッチと、第１及び第２不整合修正回路であって、それぞれが前記
磁気パルス圧縮回路の第１及び第２ステージのコンデン
サに並列に接続され、それぞれが対応するコンデンサに
並列に接続された直列接続のダイオードと抵抗を備え、
それぞれのダイオードは正電圧の主パルスに対して開回
路となるような極性で接続され、それぞれの抵抗の値
が、 圧縮器回路により逆電荷が供給される前に、ステー
ジ不整合のため磁気パルス圧縮器回路のコンデンサにそ
れぞれ蓄積されたエネルギーを放電するとともに、逆電
圧エネルギーパルスが通過する間のそのコンデンサから
の放電を最小にして、逆電圧エネルギーを回復させるよ
うに選択された第１及び第２不整合修正回路とを含むパ
ルス電力発生回路。 - 【請求項２】 コンデンサに電荷を蓄積するステップ
と、 それぞれがコンデンサ及び飽和可能インダクタを備えた
複数のステージを有する磁気パルス圧縮器回路に入力と
して蓄積された電荷を周期的に供給するステップと、 入力に応答して出力パルスを供給し、前記圧縮器回路が
共振して逆電荷を供給するステップと、 逆電荷が供給される前に、ステージ不整合のため前記磁
気パルス圧縮器回路のそれぞれのステージの前記コンデ
ンサに蓄積されたエネルギーを放出し、逆電圧エネルギ
ーパルスが通過する間のそのコンデンサからの放電を最
小にして、逆電圧エネルギーを回復させるステップとを
含むパルス電力発生方法。 - 【請求項３】 電荷を供給する電源と、 前記電荷を蓄積するコンデンサと、 磁気パルス圧縮器回路と、 入力に応答して出力パルスを供給するとともに共振して
逆電荷を供給する、それぞれがコンデンサ及び飽和可能
インダクタを含む複数のステージを有する前記圧縮器回
路に入力として前記コンデンサに蓄積された電荷を周期
的に供給する固体スイッチと、 前記磁気パルス圧縮器回路に結合され、前記出力パルス
を受取るレーザと、複数の不整合修正回路であって、それぞれが前記磁気パ
ルス圧縮回路の 対応する１つのステージのコンデンサに
並列に接続され、それぞれが対応するコンデンサに並列
に接続された直列接続のダイオードと抵抗を備え、それ
ぞれのダイオードは正電圧の主パルスに対して開回路と
なるような極性で接続され、それぞれの抵抗の値が、圧
縮器回路により逆電荷が供給される前に、ステージ不整
合のため前記圧縮器回路の前記コンデンサにそれぞれ蓄
積されたエネルギーを放出するとともに、負電圧エネル
ギーパルスが通過する間のそのコンデンサからの放電を
負電圧エネルギーを回復させることができるように最小
にし、かつ負電圧パルスがレーザへ戻るのを防止できる
ように選択された複数の不整合修正回路とを含む高電圧
パルス電力レーザ・システム。 - 【請求項４】 それぞれがコンデンサ及び飽和可能イン
ダクタを有する複数のステージを有する磁気パルス圧縮
器回路への入力として蓄積された電荷を周期的に供給す
るステップと、 入力に応答して出力パルスを供給し、前記圧縮器回路が
共振して逆電荷を供給するステップと、 逆電荷が供給される前に、ステージ不整合のため前記磁
気パルス圧縮器回路の各ステージで前記コンデンサに蓄
積されたエネルギーを放出し、逆電圧エネルギーパルス
が通過する間のそのコンデンサからの放電を最小にし
て、逆電圧エネルギーを回復させ、かつ逆電圧エネルギ
ーパルスをレーザに戻らないようにするステップとを含
む、レーザ・システムの磁気パルス圧縮器回路において
エネルギーを放出する方法。 - 【請求項５】 レーザ・チャンバと、 前記レーザ・チャンバに配置された陽極及び陰極と、 前記陽極及び前記陰極間に電気放電を発生させる高電圧
パルスを供給するパルス電力発生回路とを含み、前記パ
ルス電力発生回路が、 電荷を蓄積する蓄積コンデンサと、それぞれがコンデンサと飽和可能インダクタとを含む複
数のステージを有する 磁気パルス圧縮器回路と前記蓄積
コンデンサに一端で結合され、かつ、他端が、入力に応
答して出力パルスを供給するとともに共振して逆電荷を
も供給する前記圧縮器回路に入力として前記蓄積コンデ
ンサに蓄積された電荷を周期的に供給する前記磁気パル
ス圧縮器回路の最初のステージに結合されるスイッチ
と、複数の不整合修正回路であって、それぞれが前記磁気パ
ルス圧縮回路の対応する１つのステージのコンデンサに
並列に接続され、それぞれが対応するコンデンサに並列
に接続された直列接続のダイオードと抵抗を備え、それ
ぞれのダイオードは正電圧の主パルスに対して開回路と
なるような極性で接続され、それぞれの抵抗の値が、 圧
縮器回路により逆電荷が供給される前に、ステージ不整
合のため前記磁気パルス圧縮器回路のコンデンサにそれ
ぞれ蓄積されたエネルギーを放出するとともに、負電圧
エネルギーパルスが通過する間のそのコンデンサからの
放電を負電圧エネルギーを回復させることができるよう
に最小にし、かつ負電圧パルスがレーザへ戻るのを防止
できるように選択された複数の不整合修正回路とを含む
エキシマ・レーザ。
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