JP3253566B2 - マイクロ波励起ガスレーザ発振装置 - Google Patents
マイクロ波励起ガスレーザ発振装置Info
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B9/00—Generation of oscillations using transit-time effects
- H03B9/01—Generation of oscillations using transit-time effects using discharge tubes
- H03B9/10—Generation of oscillations using transit-time effects using discharge tubes using a magnetron
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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
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波放電励
起をおこなうマイクロ波ガスレーザ発振装置に関する。
起をおこなうマイクロ波ガスレーザ発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガスレーザ発振装置は小型化の流
れがあり、その手段として励起周波数の高周波化が進め
られている。ガスレーザ発振器用電源としては従来ＤＣ
及び数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波電源が用い
られているが、価格、制御性の問題があった。
れがあり、その手段として励起周波数の高周波化が進め
られている。ガスレーザ発振器用電源としては従来ＤＣ
及び数１００ｋＨｚ〜数１０ＭＨｚの高周波電源が用い
られているが、価格、制御性の問題があった。
【０００３】現在マイクロ波励起ガスレーザ発振器の検
討がいろいろ行われているが、その１例を図１２を参照
して説明する。図１２は従来のマイクロ波励起レーザ発
振装置のマイクロ波電源装置の構成を示すものである。
討がいろいろ行われているが、その１例を図１２を参照
して説明する。図１２は従来のマイクロ波励起レーザ発
振装置のマイクロ波電源装置の構成を示すものである。
【０００４】図１２において、３はマイクロ波を発生す
るマグネトロン２のヒータ部にヒータ電圧を供給するヒ
ータ回路１のヒータトランス、４はマグネトロン２のカ
ソードとアノードに高電圧を印加する高圧発生回路で、
この高圧発生回路４は、スイッチング回路５から昇圧ト
ランス６および高圧整流回路７を介して高電圧が印加さ
れる。
るマグネトロン２のヒータ部にヒータ電圧を供給するヒ
ータ回路１のヒータトランス、４はマグネトロン２のカ
ソードとアノードに高電圧を印加する高圧発生回路で、
この高圧発生回路４は、スイッチング回路５から昇圧ト
ランス６および高圧整流回路７を介して高電圧が印加さ
れる。
【０００５】上記構成のマイクロ波電源装置において、
まず、スイッチング回路５では、入力されたＤＣ電圧に
２０ｋＨｚ程度のスイッチング動作が行われ、これが昇
圧トランス６に供給される。昇圧トランス６では、マグ
ネトロン２の発振に必要な高電圧まで昇圧され、高圧整
流回路７により整流された後、マグネトロン２のカソー
ドとアノードに印加される。また、ヒータトランス３で
は、商用ＡＣ２００ＶあるいはＡＣｌ００Ｖを降圧して
そのままマグネトロン２のヒータ部に印加される。
まず、スイッチング回路５では、入力されたＤＣ電圧に
２０ｋＨｚ程度のスイッチング動作が行われ、これが昇
圧トランス６に供給される。昇圧トランス６では、マグ
ネトロン２の発振に必要な高電圧まで昇圧され、高圧整
流回路７により整流された後、マグネトロン２のカソー
ドとアノードに印加される。また、ヒータトランス３で
は、商用ＡＣ２００ＶあるいはＡＣｌ００Ｖを降圧して
そのままマグネトロン２のヒータ部に印加される。
【０００６】この構成であると、ヒータ電圧は商用電圧
の電圧変動がそのままヒータ電圧の変動となるが、ヒー
タ電圧は規定された変動幅以内であればマグネトロン２
の出力に変動はみられない。またヒータ電圧変動の規定
値は、ヒータ電圧の商用電圧の変動幅以内になってお
り、マグネトロン２の出力には影響は現れない。
の電圧変動がそのままヒータ電圧の変動となるが、ヒー
タ電圧は規定された変動幅以内であればマグネトロン２
の出力に変動はみられない。またヒータ電圧変動の規定
値は、ヒータ電圧の商用電圧の変動幅以内になってお
り、マグネトロン２の出力には影響は現れない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来構
成のマイクロ波電源装置では、マグネトロン２の劣化に
よる異常発振を検出する手段が無く、マグネトロン２の
異常発振時のレーザ光出力低下が問題となる。またマグ
ネトロン２の劣化が早く、メンテナンスサイクルが早く
なるという問題があった。
成のマイクロ波電源装置では、マグネトロン２の劣化に
よる異常発振を検出する手段が無く、マグネトロン２の
異常発振時のレーザ光出力低下が問題となる。またマグ
ネトロン２の劣化が早く、メンテナンスサイクルが早く
なるという問題があった。
【０００８】本発明は、マグネトロンの劣化による異常
発振を検出することを目的とする。
発振を検出することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、異常発振検出
手段により、マグネトロンの異常発振を検出した場合、
ヒータ電圧を徐々に上げていき異常発振が停止するヒー
タ電圧を記憶し、前記ヒータ回路にそのヒータ電圧にて
運転する指令信号を出力するヒータ電圧指令回路を設け
たものである。これにより、マグネトロンが劣化しても
安定した発振を行うことができる。
手段により、マグネトロンの異常発振を検出した場合、
ヒータ電圧を徐々に上げていき異常発振が停止するヒー
タ電圧を記憶し、前記ヒータ回路にそのヒータ電圧にて
運転する指令信号を出力するヒータ電圧指令回路を設け
たものである。これにより、マグネトロンが劣化しても
安定した発振を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、放電によりガスを励起
してレーザ光を発生する放電管と、前記放電管にマイク
ロ波を供給するマグネトロンと、前記マグネトロンに電
源を供給するマイクロ波電源装置を備え、前記マイクロ
波電源装置には、前記マグネトロンのヒータにヒータ電
圧を供給するヒータ回路と、前記マグネトロンのアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路と、マ
グネトロンの異常発振を検出する異常発振検出手段とを
設け、前記異常発振検出手段により、マグネトロンの異
常発振を検出した場合、ヒータ電圧を徐々に上げていき
異常発振が停止するヒータ電圧を記憶し、前記ヒータ回
路に、そのヒータ電圧にて運転する指令信号を出力する
ヒータ電圧指令回路を設けたものである。上記構成によ
れば、ヒータ電圧指令回路により、異常発振が停止する
ヒータ電圧を印加できるので、マグネトロンが劣化して
も安定した発振を行うことができる。
してレーザ光を発生する放電管と、前記放電管にマイク
ロ波を供給するマグネトロンと、前記マグネトロンに電
源を供給するマイクロ波電源装置を備え、前記マイクロ
波電源装置には、前記マグネトロンのヒータにヒータ電
圧を供給するヒータ回路と、前記マグネトロンのアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路と、マ
グネトロンの異常発振を検出する異常発振検出手段とを
設け、前記異常発振検出手段により、マグネトロンの異
常発振を検出した場合、ヒータ電圧を徐々に上げていき
異常発振が停止するヒータ電圧を記憶し、前記ヒータ回
路に、そのヒータ電圧にて運転する指令信号を出力する
ヒータ電圧指令回路を設けたものである。上記構成によ
れば、ヒータ電圧指令回路により、異常発振が停止する
ヒータ電圧を印加できるので、マグネトロンが劣化して
も安定した発振を行うことができる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１の構成に
おいて、異常発振検出手段を、高圧発生回路を構成する
昇圧トランスに設けられた異常電圧検出用巻き線に発生
する異常電圧を介して、マグネトロンの異常発振を検出
する異常電圧検出回路により構成したものである。上記
構成によれば、昇圧トランスの異常電圧検出用巻き線を
介して異常電圧検出回路によりマグネトロンの異常発振
を検出し、ヒータ電圧指令回路により、異常発振が停止
するヒータ電圧を印加できるので、マグネトロンが劣化
しても安定した発振を行うことができる。
おいて、異常発振検出手段を、高圧発生回路を構成する
昇圧トランスに設けられた異常電圧検出用巻き線に発生
する異常電圧を介して、マグネトロンの異常発振を検出
する異常電圧検出回路により構成したものである。上記
構成によれば、昇圧トランスの異常電圧検出用巻き線を
介して異常電圧検出回路によりマグネトロンの異常発振
を検出し、ヒータ電圧指令回路により、異常発振が停止
するヒータ電圧を印加できるので、マグネトロンが劣化
しても安定した発振を行うことができる。
【００１２】（実施の形態１） 以下本発明の実施の形態１を図１〜図３を参照して説明
する。図１はガスレーザ発振装置のマイクロ波電源装置
の構成を示すブロック図、図２は同マイクロ波電源装置
において、ヒータ電圧を一定にした場合のヒータ温度の
特性を示す波形図、図３は同マイクロ波電源装置におい
て、ヒータ温度が一定になるようヒータ電圧を制御した
場合の波形図である。
する。図１はガスレーザ発振装置のマイクロ波電源装置
の構成を示すブロック図、図２は同マイクロ波電源装置
において、ヒータ電圧を一定にした場合のヒータ温度の
特性を示す波形図、図３は同マイクロ波電源装置におい
て、ヒータ温度が一定になるようヒータ電圧を制御した
場合の波形図である。
【００１３】このマイクロ波電源装置１０には、マグネ
トロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路
２０１と、マグネトロン２のアノード、カソード間に高
電圧を供給する高圧発生回路１０１とが設けられてい
る。高圧発生回路１０１には、電源制御装置３０１から
マグネトロン２の発振ＯＮ／ＯＦＦを決定する発振ＯＮ
／ＯＦＦ信号と、マグネトロン２の出力状態（連続出力
及び断続出力）を決定する出力状態指令信号が入力され
ており、高圧発生回路１０１では、発振ＯＮ／ＯＦＦ信
号がハイレベルで、かつ出力状態指令信号がハイレベル
時のみ高電圧が発生され、マグネトロン２に印加されて
発振させる。またヒータ回路２０１にも、電源制御装置
３０１から発振ＯＮ／ＯＦＦ信号と出力状態指令信号が
入力され、発振ＯＮ／ＯＦＦ信号及び出力状態指令信号
によりヒータ電圧を可変することができる。
トロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路
２０１と、マグネトロン２のアノード、カソード間に高
電圧を供給する高圧発生回路１０１とが設けられてい
る。高圧発生回路１０１には、電源制御装置３０１から
マグネトロン２の発振ＯＮ／ＯＦＦを決定する発振ＯＮ
／ＯＦＦ信号と、マグネトロン２の出力状態（連続出力
及び断続出力）を決定する出力状態指令信号が入力され
ており、高圧発生回路１０１では、発振ＯＮ／ＯＦＦ信
号がハイレベルで、かつ出力状態指令信号がハイレベル
時のみ高電圧が発生され、マグネトロン２に印加されて
発振させる。またヒータ回路２０１にも、電源制御装置
３０１から発振ＯＮ／ＯＦＦ信号と出力状態指令信号が
入力され、発振ＯＮ／ＯＦＦ信号及び出力状態指令信号
によりヒータ電圧を可変することができる。
【００１４】マグネトロン２が安定して発振するか否か
は、負荷状態を一定とするならば、ヒータ電圧を充分印
加しヒータ温度が発振可能な温度に達しているか否かで
決まる。そしてこのマグネトロン２の劣化を低減する手
法としては、ヒータ温度をできる限り低い状態で運転
し、かつ発振のＯＮ／ＯＦＦ等によるヒータの温度変化
をできる限り小さい状態で運転することが必要である。
は、負荷状態を一定とするならば、ヒータ電圧を充分印
加しヒータ温度が発振可能な温度に達しているか否かで
決まる。そしてこのマグネトロン２の劣化を低減する手
法としては、ヒータ温度をできる限り低い状態で運転
し、かつ発振のＯＮ／ＯＦＦ等によるヒータの温度変化
をできる限り小さい状態で運転することが必要である。
【００１５】ここで、ヒータ電圧を一定とした場合のヒ
ータ温度を図２に示す。マグネトロン２の発振ＯＦＦ時
は設定したヒータ電圧に応じたヒータ温度となってい
る。次にマグネトロン２を連続状態で発振させると、発
振によりヒータ自身も加熱されヒータ温度は上昇する。
またヒータ自身の熱特定数は一般的に３秒程度であり、
ヒータ温度が安定する時間はヒータ自身の熱特定数によ
り決まる。次にマグネトロン２を断続状態で発振させる
と、連続状態で発振させた場合と同様にヒータ温度は上
昇する。ただしマグネトロン２は発振のＯＮ／ＯＦＦの
繰り返しであるため、発振ＯＮ／ＯＦＦの時間比率に応
じたヒータ温度となる。
ータ温度を図２に示す。マグネトロン２の発振ＯＦＦ時
は設定したヒータ電圧に応じたヒータ温度となってい
る。次にマグネトロン２を連続状態で発振させると、発
振によりヒータ自身も加熱されヒータ温度は上昇する。
またヒータ自身の熱特定数は一般的に３秒程度であり、
ヒータ温度が安定する時間はヒータ自身の熱特定数によ
り決まる。次にマグネトロン２を断続状態で発振させる
と、連続状態で発振させた場合と同様にヒータ温度は上
昇する。ただしマグネトロン２は発振のＯＮ／ＯＦＦの
繰り返しであるため、発振ＯＮ／ＯＦＦの時間比率に応
じたヒータ温度となる。
【００１６】次にヒータ電圧をマグネトロン２の出力状
態によりヒータ温度が一定になるように制御した場合を
図３に示す。ヒータ電圧が一定であればマグネトロン２
の発振ＯＮによりヒータ温度は上昇するが、ヒータ電圧
を下げることにより発振ＯＮによるヒータ温度上昇分は
打ち消され、ヒータ温度は発振ＯＦＦ時のヒータ温度と
同一となる。また、マグネトロン２の断続出力時はヒー
タ電圧をマグネトロン２の発振ＯＦＦ時よりも小さくし
かつマグネトロン２の連続出力時よりも大きくすること
により、ヒータ温度はマグネトロン２の運転状態に関わ
らず一定となる。
態によりヒータ温度が一定になるように制御した場合を
図３に示す。ヒータ電圧が一定であればマグネトロン２
の発振ＯＮによりヒータ温度は上昇するが、ヒータ電圧
を下げることにより発振ＯＮによるヒータ温度上昇分は
打ち消され、ヒータ温度は発振ＯＦＦ時のヒータ温度と
同一となる。また、マグネトロン２の断続出力時はヒー
タ電圧をマグネトロン２の発振ＯＦＦ時よりも小さくし
かつマグネトロン２の連続出力時よりも大きくすること
により、ヒータ温度はマグネトロン２の運転状態に関わ
らず一定となる。
【００１７】このように、ヒータ回路２０１では、発振
ＯＮ／ＯＦＦ信号及び出力状態指令信号により、マグネ
トロン２の運転状態に対応してヒータ電圧を制御してヒ
ータ温度の変化を小さくすることにより、マグネトロン
２の寿命を長くすることができる。また、ヒータ温度を
マグネトロン２が安定して発振する下限の温度になるよ
うにヒータ電圧を設定しているので、安定してマグネト
ロン２を発振させることができ、かつ長寿命化すること
ができる。
ＯＮ／ＯＦＦ信号及び出力状態指令信号により、マグネ
トロン２の運転状態に対応してヒータ電圧を制御してヒ
ータ温度の変化を小さくすることにより、マグネトロン
２の寿命を長くすることができる。また、ヒータ温度を
マグネトロン２が安定して発振する下限の温度になるよ
うにヒータ電圧を設定しているので、安定してマグネト
ロン２を発振させることができ、かつ長寿命化すること
ができる。
【００１８】（実施の形態２） 以下、本発明の実施の形態２を図４〜図７を参照して説
明する。図４はマイクロ波電源装置のブロック図、図５
はマグネトロンのアノード、カソード間の電流と電圧の
波形と昇圧トランスの３次巻き線の出力電圧波形を示す
波形図、図６はマグネトロンの寿命を示すパラメータで
あるＥｆｍとマグネトロンの起動時の異常発振継続時間
を示す特性図、図７はアノード、カソード間にスイッチ
ング周期ごとに発生する異常発振継続時間を説明する波
形図である。
明する。図４はマイクロ波電源装置のブロック図、図５
はマグネトロンのアノード、カソード間の電流と電圧の
波形と昇圧トランスの３次巻き線の出力電圧波形を示す
波形図、図６はマグネトロンの寿命を示すパラメータで
あるＥｆｍとマグネトロンの起動時の異常発振継続時間
を示す特性図、図７はアノード、カソード間にスイッチ
ング周期ごとに発生する異常発振継続時間を説明する波
形図である。
【００１９】このマイクロ波電源装置２０には、マグネ
トロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路
２０１が設けられるとともに、マグネトロン２のアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路１０５
とが設けられている。この高圧発生回路１０５は、スイ
ッチング回路１０２によりスイッチングされた電圧をマ
グネトロン２の発振可能な高電圧に昇圧する昇圧トラン
ス１０３が設けられており、昇圧トランス１０３により
昇圧された電圧を高圧整流回路１０４により整流されマ
グネトロン２のアノード、カソード間に印加するように
構成される。
トロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路
２０１が設けられるとともに、マグネトロン２のアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路１０５
とが設けられている。この高圧発生回路１０５は、スイ
ッチング回路１０２によりスイッチングされた電圧をマ
グネトロン２の発振可能な高電圧に昇圧する昇圧トラン
ス１０３が設けられており、昇圧トランス１０３により
昇圧された電圧を高圧整流回路１０４により整流されマ
グネトロン２のアノード、カソード間に印加するように
構成される。
【００２０】前記昇圧トランス１０３には、マグネトロ
ン２の異常発振により発生する異常電圧を検出するため
の、異常電圧検出用巻き線である３次巻き線１０３ａ
と、この３次巻き線１０３ａの異常電圧からマグネトロ
ン２の劣化状態を判断して、内蔵されたアラーム等の表
示装置を作動させる異常電圧検出回路４０１が設けられ
ている。３０２は表示装置の信号に基づいてマイクロ波
電源装置２０を停止可能な制御回路である。
ン２の異常発振により発生する異常電圧を検出するため
の、異常電圧検出用巻き線である３次巻き線１０３ａ
と、この３次巻き線１０３ａの異常電圧からマグネトロ
ン２の劣化状態を判断して、内蔵されたアラーム等の表
示装置を作動させる異常電圧検出回路４０１が設けられ
ている。３０２は表示装置の信号に基づいてマイクロ波
電源装置２０を停止可能な制御回路である。
【００２１】このマイクロ波電源装置２０において、マ
グネトロン２のアノード、カソード間に流れるマグネト
ロン電流と、マグネトロン２のアノード、カソード間の
電圧波形と、前記３次巻き線１０３ａの出力電圧波形が
図５に示されている。マグネトロン電流は、スイッチン
グ回路１０２のスイッチング周期した脈流動作となって
おり、電流が完全に流れないＯＦＦ期間を有している。
マグネトロン２は異常発振を起こすと正常動作時の１．
５〜２倍程度の異常電圧が発生する。そのとき３次巻き
線１０３ａにも異常電圧が発生する。この異常電圧を異
常電圧検出回路４０１で検出することにより、マグネト
ロン２の異常発振を検知することができる。また、マグ
ネトロン２の寿命を示すパラメータであるＥｆｍとマグ
ネトロン２の起動時の異常発振継続時間が図６に示され
ている。異常発振継続時間とは、図７に示すようにマグ
ネトロン２のアノード、カソード間にスイッチング周期
ごとに発生する異常電圧が継続する時間のことである。
Ｅｆｍが大きいほどマグネトロン２の劣化が進んでいる
ことを示している。またマグネトロン２は起動時に最も
異常発振が発生しやすく、異常発振が継続するとその内
部損失によりヒータ温度も上昇し、正常発振に復帰する
性質を持つ。異常電圧検出回路４０１は、その性質を利
用して異常発振の継続時間からマグネトロン２の劣化度
合いを推定し、設定時間以上異常発振が継続しているよ
うならば、たとえばアラームを表示し、マグネトロン２
の劣化が進んでいることを告知するように構成される。
このアラームが告知されると、制御回路３０２によりマ
イクロ波電源装置２０が停止される。
グネトロン２のアノード、カソード間に流れるマグネト
ロン電流と、マグネトロン２のアノード、カソード間の
電圧波形と、前記３次巻き線１０３ａの出力電圧波形が
図５に示されている。マグネトロン電流は、スイッチン
グ回路１０２のスイッチング周期した脈流動作となって
おり、電流が完全に流れないＯＦＦ期間を有している。
マグネトロン２は異常発振を起こすと正常動作時の１．
５〜２倍程度の異常電圧が発生する。そのとき３次巻き
線１０３ａにも異常電圧が発生する。この異常電圧を異
常電圧検出回路４０１で検出することにより、マグネト
ロン２の異常発振を検知することができる。また、マグ
ネトロン２の寿命を示すパラメータであるＥｆｍとマグ
ネトロン２の起動時の異常発振継続時間が図６に示され
ている。異常発振継続時間とは、図７に示すようにマグ
ネトロン２のアノード、カソード間にスイッチング周期
ごとに発生する異常電圧が継続する時間のことである。
Ｅｆｍが大きいほどマグネトロン２の劣化が進んでいる
ことを示している。またマグネトロン２は起動時に最も
異常発振が発生しやすく、異常発振が継続するとその内
部損失によりヒータ温度も上昇し、正常発振に復帰する
性質を持つ。異常電圧検出回路４０１は、その性質を利
用して異常発振の継続時間からマグネトロン２の劣化度
合いを推定し、設定時間以上異常発振が継続しているよ
うならば、たとえばアラームを表示し、マグネトロン２
の劣化が進んでいることを告知するように構成される。
このアラームが告知されると、制御回路３０２によりマ
イクロ波電源装置２０が停止される。
【００２２】（実施の形態３） 以下、本発明の実施の形態３を図８を参照して説明す
る。図８はマイクロ波電源装置のブロック図である。
る。図８はマイクロ波電源装置のブロック図である。
【００２３】このマイクロ波電源装置３０には、マグネ
トロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路
２０４が設けられるとともに、マグネトロン２のアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路１０１
が設けられている。
トロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路
２０４が設けられるとともに、マグネトロン２のアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路１０１
が設けられている。
【００２４】ヒータ回路２０４のヒータ制御回路２０２
には、単相ＡＣ２００Ｖが入力されてＡＣ１７０Ｖで一
定出力されている。ヒータ制御回路２０２からの出力さ
れる出力電圧は、ヒータトランスである降圧トランス２
０３によりＡＣ３Ｖ程度に降圧されてマグネトロン２の
ヒータ部に供給されている。
には、単相ＡＣ２００Ｖが入力されてＡＣ１７０Ｖで一
定出力されている。ヒータ制御回路２０２からの出力さ
れる出力電圧は、ヒータトランスである降圧トランス２
０３によりＡＣ３Ｖ程度に降圧されてマグネトロン２の
ヒータ部に供給されている。
【００２５】マグネトロン２のヒータ部は短絡故障、オ
ープン故障が共に考えられ、ヒータ部が短絡故障または
オープン故障を起こした場合、マグネトロン２は発振し
ない。そこでこの実施の形態３では、降圧トランス２０
３にヒータ電圧モニタ検出用巻き線であるモニタ巻き線
２０３ａを設け、ヒータ部短絡時の検出電圧低下および
ヒータ部オープン時の検出電圧上昇を異常電圧検出回路
４０２で検出することにより、マグネトロン２のヒータ
部の故障を迅速に検出することができる。
ープン故障が共に考えられ、ヒータ部が短絡故障または
オープン故障を起こした場合、マグネトロン２は発振し
ない。そこでこの実施の形態３では、降圧トランス２０
３にヒータ電圧モニタ検出用巻き線であるモニタ巻き線
２０３ａを設け、ヒータ部短絡時の検出電圧低下および
ヒータ部オープン時の検出電圧上昇を異常電圧検出回路
４０２で検出することにより、マグネトロン２のヒータ
部の故障を迅速に検出することができる。
【００２６】（実施の形態４） 以下、本発明の実施の形態４を図９を参照して説明す
る。図９はマイクロ波電源装置のヒータ回路ブロック図
である。
る。図９はマイクロ波電源装置のヒータ回路ブロック図
である。
【００２７】このマイクロ波電源装置４０とマグネトロ
ン２とがそれぞれ複数組設けられており、各マイクロ波
電源装置４０は、マグネトロン２のヒータ部ヘヒータ電
圧を供給するヒータ回路２０１が設けられるとともに、
マグネトロン２のアノード、カソード間に高電圧を供給
する高圧発生回路１０５が設けられている。この高圧発
生回路１０５には、スイッチング回路１０２によりスイ
ッチングされた電圧をマグネトロン２の発振可能な高電
圧に昇圧する昇圧トランス１０３が設けられており、昇
圧トランス１０３により昇圧された電圧は高圧整流回路
１０４により整流されマグネトロン２のアノード、カソ
ード間に印加される。
ン２とがそれぞれ複数組設けられており、各マイクロ波
電源装置４０は、マグネトロン２のヒータ部ヘヒータ電
圧を供給するヒータ回路２０１が設けられるとともに、
マグネトロン２のアノード、カソード間に高電圧を供給
する高圧発生回路１０５が設けられている。この高圧発
生回路１０５には、スイッチング回路１０２によりスイ
ッチングされた電圧をマグネトロン２の発振可能な高電
圧に昇圧する昇圧トランス１０３が設けられており、昇
圧トランス１０３により昇圧された電圧は高圧整流回路
１０４により整流されマグネトロン２のアノード、カソ
ード間に印加される。
【００２８】４０３はマグネトロン２のアノード、カソ
ード間に流れるマグネトロン電流を検出する電流検出素
子である。マグネトロン２は冷却不足、負荷との不整合
等により内部温度が異常に高くなり、アノード、カソー
ド間が溶融して短絡故障となる場合がある。そのとき過
大なマグネトロン２電流が流れる。そこでマグネトロン
２の電流検出素子４０３をそれぞれのマグネトロン２に
ついて設け、異常電流を異常電流検出回路４０４で検出
すると、制御回路３０２によりそのマイクロ波電源装置
４０のみ運転を停止するように構成されている。
ード間に流れるマグネトロン電流を検出する電流検出素
子である。マグネトロン２は冷却不足、負荷との不整合
等により内部温度が異常に高くなり、アノード、カソー
ド間が溶融して短絡故障となる場合がある。そのとき過
大なマグネトロン２電流が流れる。そこでマグネトロン
２の電流検出素子４０３をそれぞれのマグネトロン２に
ついて設け、異常電流を異常電流検出回路４０４で検出
すると、制御回路３０２によりそのマイクロ波電源装置
４０のみ運転を停止するように構成されている。
【００２９】これにより、複数組あるマイクロ波電源装
置４０とマグネトロン２のうち１つのマグネトロン２の
アノード、カソード間の短絡故障を、他のマイクロ波電
源装置４０に破損拡大するのを未然に防止することがで
き、また複数組あるうちの故障マグネトロン２のマイク
ロ波電源装置４０のみ運転停止することにより、他のマ
イクロ波電源装置４０が不足分を補いレーザ光は変化す
ることなく出力される。
置４０とマグネトロン２のうち１つのマグネトロン２の
アノード、カソード間の短絡故障を、他のマイクロ波電
源装置４０に破損拡大するのを未然に防止することがで
き、また複数組あるうちの故障マグネトロン２のマイク
ロ波電源装置４０のみ運転停止することにより、他のマ
イクロ波電源装置４０が不足分を補いレーザ光は変化す
ることなく出力される。
【００３０】（実施の形態５） 以下、本発明の実施の形態５を図１０および図１１を参
照して説明する。この実施の形態５は請求項１および請
求項２に係るもので、図１０はマイクロ波電源装置のブ
ロック図、図１１はヒータ電圧Ｅｆと異常発振継続時間
を示す特性図である。
照して説明する。この実施の形態５は請求項１および請
求項２に係るもので、図１０はマイクロ波電源装置のブ
ロック図、図１１はヒータ電圧Ｅｆと異常発振継続時間
を示す特性図である。
【００３１】このマイクロ波電源装置５０は、マグネト
ロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路２
０４が設けられるとともに、マグネトロン２のアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路１０６
が設けられている。
ロン２のヒータ部ヘヒータ電圧を供給するヒータ回路２
０４が設けられるとともに、マグネトロン２のアノー
ド、カソード間に高電圧を供給する高圧発生回路１０６
が設けられている。
【００３２】ヒータ回路２０４のヒータ制御回路２０５
には、交流電源から入力されて一定の交流電圧が出力さ
れ、この出力は降圧トランス２０６により降圧されてマ
グネトロン２のヒータ部に供給されている。
には、交流電源から入力されて一定の交流電圧が出力さ
れ、この出力は降圧トランス２０６により降圧されてマ
グネトロン２のヒータ部に供給されている。
【００３３】また高圧発生回路１０６には、スイッチン
グ回路１０２によりスイッチングされた電圧をマグネト
ロン２の発振可能な高電圧に昇圧する昇圧トランス１０
３が設けられており、昇圧トランス１０３により昇圧さ
れた電圧を高圧整流回路１０４により整流させてマグネ
トロン２のアノード、カソード間に印加するように構成
される。
グ回路１０２によりスイッチングされた電圧をマグネト
ロン２の発振可能な高電圧に昇圧する昇圧トランス１０
３が設けられており、昇圧トランス１０３により昇圧さ
れた電圧を高圧整流回路１０４により整流させてマグネ
トロン２のアノード、カソード間に印加するように構成
される。
【００３４】この構成において、マグネトロン２が劣化
すると同一のヒータ電圧を印加した場合、異常発振継続
時間が長くなる。しかしヒータ電圧を大きくしてやれば
異常発振継続時間は短くなり、さらに大きくしてやると
異常発振は発生しなくなる。
すると同一のヒータ電圧を印加した場合、異常発振継続
時間が長くなる。しかしヒータ電圧を大きくしてやれば
異常発振継続時間は短くなり、さらに大きくしてやると
異常発振は発生しなくなる。
【００３５】そこで、この実施の形態５では、実施の形
態２と同様に異常発振が発生した場合、昇圧トランス１
０３に設けた異常電圧検出用巻き線である３次巻き線１
０３ａの異常電圧を、異常電圧検出回路４０２により検
出し、マグネトロン２の異常発振の発生を検知してい
る。さらに、その異常発振信号をヒータ回路２０４のヒ
ータ電圧指令回路５０１に送ると、ヒータ電圧指令回路
５０１では、ヒータ制御回路２０５にヒータ電圧指令信
号を出力してヒータ電圧を少しずつ上げていく。そして
このヒータ回路２０４では、異常発振が停止した時、つ
まり異常発振信号が消えたときのヒータ電圧指令信号
を、ヒータ電圧指令回路５０１に設けた記憶回路により
保持する。そしてこれ以後、そのヒータ電圧でマグネト
ロン２を運転し、異常発振を防止する。運転時間が経過
してマグネトロン２が劣化し、再び異常発振が発生した
場合には、さらにヒータ電圧指令回路５０１によりヒー
タ電圧を上げて、異常発振しないヒータ電圧で運転する
ように構成されている。
態２と同様に異常発振が発生した場合、昇圧トランス１
０３に設けた異常電圧検出用巻き線である３次巻き線１
０３ａの異常電圧を、異常電圧検出回路４０２により検
出し、マグネトロン２の異常発振の発生を検知してい
る。さらに、その異常発振信号をヒータ回路２０４のヒ
ータ電圧指令回路５０１に送ると、ヒータ電圧指令回路
５０１では、ヒータ制御回路２０５にヒータ電圧指令信
号を出力してヒータ電圧を少しずつ上げていく。そして
このヒータ回路２０４では、異常発振が停止した時、つ
まり異常発振信号が消えたときのヒータ電圧指令信号
を、ヒータ電圧指令回路５０１に設けた記憶回路により
保持する。そしてこれ以後、そのヒータ電圧でマグネト
ロン２を運転し、異常発振を防止する。運転時間が経過
してマグネトロン２が劣化し、再び異常発振が発生した
場合には、さらにヒータ電圧指令回路５０１によりヒー
タ電圧を上げて、異常発振しないヒータ電圧で運転する
ように構成されている。
【００３６】以上のようにマグネトロン２の異常発振を
検出した場合、ヒータ電圧指令回路５０１によりヒータ
電圧を徐々に上げていき異常発振が停止するヒータ電圧
を記憶し、そのヒータ電圧にて運転するので、マグネト
ロン２に異常発振を防止しつつマグネトロン２を長期間
使用することができる。
検出した場合、ヒータ電圧指令回路５０１によりヒータ
電圧を徐々に上げていき異常発振が停止するヒータ電圧
を記憶し、そのヒータ電圧にて運転するので、マグネト
ロン２に異常発振を防止しつつマグネトロン２を長期間
使用することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、マグネトロンが劣化しても安定した発振を行うこと
ができる。またマグネトロンの異常発振を検出し安定し
た発振に速やかに復帰させ、マグネトロンを長期間にわ
たって使用することができる。
ば、マグネトロンが劣化しても安定した発振を行うこと
ができる。またマグネトロンの異常発振を検出し安定し
た発振に速やかに復帰させ、マグネトロンを長期間にわ
たって使用することができる。
【図１】本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装
置のマイクロ波電源装置を示すブロック図である。
置のマイクロ波電源装置を示すブロック図である。
【図２】同マイクロ波電源装置のヒータ電圧を一定とし
た場合のヒータ温度の変化を示す波形図である。
た場合のヒータ温度の変化を示す波形図である。
【図３】同マイクロ波電源装置のヒータ電圧を制御して
ヒータ温度を一定にした場合を示す波形図である。
ヒータ温度を一定にした場合を示す波形図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るガスレーザ発振装
置のマイクロ波電源装置を示すブロック図である。
置のマイクロ波電源装置を示すブロック図である。
【図５】同マイクロ波電源装置のカソード、アノード間
電圧、電流と昇圧トランスの３次巻き線の出力波形を示
す波形図である。
電圧、電流と昇圧トランスの３次巻き線の出力波形を示
す波形図である。
【図６】同マイクロ波電源装置のＥｆｍと異常発振継続
時間を示す特性図である。
時間を示す特性図である。
【図７】同マイクロ波電源装置のスイッチング周期毎に
発生する異常発振継続時間の定義を示す波形図である。
発生する異常発振継続時間の定義を示す波形図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るマイクロ波電源装
置を示すヒータ回路ブロック図である。
置を示すヒータ回路ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係るマイクロ波電源装
置を示すヒータ回路ブロック図である。
置を示すヒータ回路ブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係るマイクロ波電源
装置を示すヒータ回路ブロック図である。
装置を示すヒータ回路ブロック図である。
【図１１】同マイクロ波電源装置のヒータ電圧に対する
異常発振継続時間を示す特性図である。
異常発振継続時間を示す特性図である。
【図１２】従来のマイクロ波ガスレーザ発振装置のマイ
クロ波電源装置を示すブロック図である。
クロ波電源装置を示すブロック図である。
２ マグネトロン １０、２０、３０、４０、５０ マイクロ波電源装置 １０１、１０５、１０６ 高圧発生回路 １０２ スイッチング回路 １０３ 昇圧トランス １０３ａ ３次巻き線 １０４ 高圧整流回路 ２０１、２０４ ヒータ回路 ２０２、２０５ ヒータ制御回路 ２０３、２０６ 降圧トランス ２０３ａ モニタ巻き線 ３０１ 電源制御装置 ３０２ 制御回路 ４０１、４０２、４０４ 異常電圧検出回路 ４０３ 電流検出素子 ５０１ ヒータ電圧指令回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−148663（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−71590（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−137481（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−43243（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−105491（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/30 H01J 23/34 H05B 6/68
Claims (2)
- 【請求項1】放電によりガスを励起してレーザ光を発生
する放電管と、前記放電管にマイクロ波を供給するマグ
ネトロンと、前記マグネトロンに電源を供給するマイク
ロ波電源装置を備え、 前記マイクロ波電源装置には、前記マグネトロンのヒー
タにヒータ電圧を供給するヒータ回路と、前記マグネト
ロンのアノード、カソード間に高電圧を供給する高圧発
生回路と、マグネトロンの異常発振を検出する異常発振
検出手段とを設け、 前記異常発振検出手段により、マグネトロンの異常発振
を検出した場合、ヒータ電圧を徐々に上げていき異常発
振が停止するヒータ電圧を記憶し、前記ヒータ回路に、
そのヒータ電圧にて運転する指令信号を出力するヒータ
電圧指令回路を設けた マイクロ波励起ガスレーザ発振装
置。 - 【請求項２】異常発振検出手段を、高圧発生回路を構成
する昇圧トランスに設けられた異常電圧検出用巻き線に
発生する異常電圧を介して、マグネトロンの異常発振を
検出する異常電圧検出回路により構成した請求項１記載
のマイクロ波励起ガスレーザ発振装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20510897A JP3253566B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | マイクロ波励起ガスレーザ発振装置 |
| US09/121,597 US6373873B1 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-24 | Microwave excitation gas laser oscillating apparatus |
| EP98114221A EP0895324B8 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-29 | Microwave excited gas laser apparatus |
| DE69809653T DE69809653T2 (de) | 1997-07-31 | 1998-07-29 | Mikrowellenangeregte Gaslaservorrichtung |
| EP01100994A EP1102369A1 (en) | 1997-07-31 | 1998-07-29 | Microwave excitation gas laser oscillating apparatus |
| US10/084,513 US20020080839A1 (en) | 1997-07-31 | 2002-02-28 | Microwave excitation gas laser oscillating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20510897A JP3253566B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | マイクロ波励起ガスレーザ発振装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154817A JPH1154817A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3253566B2 true JP3253566B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=16501561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20510897A Expired - Fee Related JP3253566B2 (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | マイクロ波励起ガスレーザ発振装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6373873B1 (ja) |
| EP (2) | EP1102369A1 (ja) |
| JP (1) | JP3253566B2 (ja) |
| DE (1) | DE69809653T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8259771B1 (en) * | 2009-07-22 | 2012-09-04 | Kla-Tencor Corporation | Initiating laser-sustained plasma |
| JP6342173B2 (ja) * | 2014-02-01 | 2018-06-13 | 新日本無線株式会社 | レーダー装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5624738A (en) | 1979-08-08 | 1981-03-09 | Hitachi Ltd | Power circuit for magnetron |
| KR910006174B1 (ko) | 1987-07-27 | 1991-08-16 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 고주파가열장치 |
| US4835353A (en) * | 1987-12-28 | 1989-05-30 | General Electric Company | Filament power conpensation for magnetron |
| US4825028A (en) * | 1987-12-28 | 1989-04-25 | General Electric Company | Magnetron with microprocessor power control |
| JPH0371589A (ja) | 1989-08-10 | 1991-03-27 | Toshiba Corp | 電子レンジ |
| US5606571A (en) | 1994-03-23 | 1997-02-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Microwave powered gas laser apparatus |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP20510897A patent/JP3253566B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-24 US US09/121,597 patent/US6373873B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-29 DE DE69809653T patent/DE69809653T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-29 EP EP01100994A patent/EP1102369A1/en not_active Withdrawn
- 1998-07-29 EP EP98114221A patent/EP0895324B8/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-02-28 US US10/084,513 patent/US20020080839A1/en not_active Abandoned
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1102369A1 (en) | 2001-05-23 |
| EP0895324A1 (en) | 1999-02-03 |
| EP0895324B8 (en) | 2003-03-19 |
| JPH1154817A (ja) | 1999-02-26 |
| DE69809653T2 (de) | 2003-04-10 |
| EP0895324B1 (en) | 2002-11-27 |
| US6373873B1 (en) | 2002-04-16 |
| DE69809653D1 (de) | 2003-01-09 |
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