JP5804658B2 - パルス状ガス放電レーザの高精度同期 - Google Patents
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Description
Ψ=N∫2BsdA=∫Udt=一定 (1)
式中、Nは、個別のコンプレッサ段可飽和インダクタの巻数を表し、Bsは、使用されるコア材料の飽和磁気誘導であり、Aは、磁気的に有効なコア断面である。
本発明はさらに、例えば、以下を提供する。
(項目1)
第1および第2のガス放電レーザを励起するための電気装置であって、
第1および第2の蓄積キャパシタと、
それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタを充電するように配列されている第1および第2の高電圧電源と、
前記第1および第2の蓄積キャパシタを放電させ、第1および第2の電気パルスを生成し、前記第1および第2の電気パルスを、それぞれ、前記第1および第2のガス放電レーザに送達するように配列されている第1および第2のパルス形成回路と、
スイッチング配列と
を備え、
前記スイッチング配列は、前記キャパシタの放電前に前記キャパシタの充電電圧を等化するために、前記パルス形成回路による前記キャパシタの放電に先立って、所定の時間期間の間、前記第1および第2の蓄積キャパシタを一緒に接続するように配列されている、
装置。
(項目2)
前記時間期間は、前記キャパシタが、前記蓄積キャパシタの放電前に切断されるように選択されている、項目1に記載の装置。
(項目3)
前記パルス形成回路は、第1および第2の放電トリガ信号に応答して、前記第1および第2の蓄積キャパシタを放電するように配列されている、項目1に記載の装置。
(項目4)
前記蓄積キャパシタは、前記キャパシタの充電中、一緒に接続されておらず、前記電源は、前記キャパシタを一緒に接続する前に、前記キャパシタを、それぞれの第1および第2の電圧に充電するように配列され、前記一緒に接続する期間は、前記キャパシタが前記第1および第2の電圧に充電された後に開始し、前記キャパシタの放電前に終了する、項目1に記載の装置。
(項目5)
前記第1の電圧は、前記第2の電圧より高い、項目4に記載の装置。
(項目6)
前記電源は、ある電圧調整精度を有する調整電源であり、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の差異は、前記キャパシタの前記一緒に接続する期間中、電流が前記第1のキャパシタから前記第2のキャパシタにのみ流動可能であるように、前記スイッチングシステムおよび前記電源の電圧調整精度と協働するように選択されている、項目5に記載の装置。
(項目7)
前記第1および第2の電圧は、約1500ボルトから2300ボルトであり、前記電源の電圧調整精度は、約±2.3ボルトであり、前記第1の充電電圧と前記第2の充電電圧との間の差異は、約15ボルトである、項目6に記載の装置。
(項目8)
前記スイッチング配列は、互に逆直列様式に接続されている第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールを含み、前記第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールは、それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタと接続されている、項目1に記載の装置。
(項目9)
前記第1および第2の蓄積キャパシタは、前記IGBT−ダイオードモジュールを閉鎖および開放されることによって、それぞれ、接続および切断される、項目8に記載の装置。
(項目10)
前記第1および第2のパルス形成回路は、第1および第2のパルス変成器であって、第1および第2の蓄積キャパシタは、前記第1および第2のパルス変成器を介して放電されることにより、それぞれの第1および第2の電気パルスを生成する、第1および第2のパルス変成器と、前記第1および第2の電気パルスがそれぞれの第1および第2のガス放電レーザに送達される前に、前記第1および第2の電気パルスを一時的に圧縮するための第1および第2のパルスコンプレッサとを含む、項目1に記載の装置。
(項目11)
第1および第2のガス放電レーザを励起するための電気装置であって、
第1および第2の蓄積キャパシタと、
それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタを、それぞれの第1および第2の電圧に充電するように配列されている第1および第2の高電圧電源と、
前記第1および第2の蓄積キャパシタを放電させ、第1および第2の電気パルスを生成し、前記第1および第2の電気パルスを、それぞれ、前記第1および第2のガス放電レーザに送達するように配列されている第1および第2のパルス形成回路と、
スイッチング配列と
を備え、
前記スイッチング配列は、前記第1および第2の蓄積キャパシタと協働するように配列されており、その結果、前記パルス形成回路によって、前記第1および第2の蓄積キャパシタは、各々が充電されている間、切断され、前記キャパシタの充電電圧を等化するために、充電された後、所定の時間期間の間、一緒に接続され、次いで、前記キャパシタの放電に先立って、互から切断される、装置。
(項目12)
前記スイッチング配列は、互に逆直列様式に接続されている第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールを含み、前記第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールは、それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタと接続され、前記第1および第2の蓄積キャパシタは、前記IGBT−ダイオードモジュールを閉鎖および開放されることによって、それぞれ、接続および切断される、項目11に記載の装置。
(項目13)
前記第1の電圧は、前記第2の電圧より高い、項目12に記載の装置。
(項目14)
前記電源は、ある電圧調整精度を有する調整電源であり、前記IGBT−ダイオードモジュールは、磁束電圧を有し、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の差異は、前記キャパシタの前記一緒に接続する期間中、電流が、前記第1のキャパシタから前記第2のキャパシタにのみ流動可能であるように、前記磁束電圧および前記電源の電圧調整精度の合計を超えるように選択されている、項目13に記載の装置。
(項目15)
前記第1および第2の電圧は、約1500ボルトから2300ボルトであり、前記電源の電圧調整精度は、約±2.3ボルトであり、前記第1の充電電圧と前記第2の充電電圧との間の差異は、約15ボルトである、項目14に記載の装置。
(項目16)
第1および第2のパルス状ガス放電レーザを動作させる方法であって、
前記第1および第2のレーザは、それぞれ、
第1および第2の蓄積キャパシタと、
それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタを充電するための第1および第2の高電圧電源と、
第1および第2のパルス形成回路と
を含み、
前記第1および第2のパルス形成回路は、それぞれ、第1および第2のパルス変成器を含み、前記第1および第2のキャパシタは、それぞれ、前記第1および第2のパルス変成器を介して放電されることが可能であることにより、それぞれの第1および第2の電気パルスを生成し、前記第1および第2の電気パルスを、それぞれ、前記第1および第2のガス放電レーザに送達し、
前記方法は、
前記第1および第2のキャパシタを互に切断されている状態において、前記第1および第2のキャパシタを、それぞれの第1および第2の電圧に充電するステップと、
前記充電するステップの後、所定の時間期間の間、前記第1および第2のキャパシタを一緒に接続するステップと、
前記所定の時間期間の終了時に、前記第1および第2のキャパシタを互から切断するステップと、次いで、
前記第1および第2のキャパシタを前記第1および第2のパルス変成器を介して放電させ、前記第1および第2の電気パルスを提供するステップと
を含む、方法。
(項目17)
前記第1の電圧は、前記第2の電圧より高い、項目16に記載の方法。
(項目18)
前記第1および第2の電源は、ある電圧調整精度を有する調整電源であり、前記第1および第2のキャパシタは、半導体スイッチ配列によって一緒に接続されており、前記スイッチ配列は、電流が前記スイッチ配列を通過する場合に、磁束電圧を有し、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の差異は、前記電圧精度と前記磁束電圧との合計を上回るように選択され、それによって、前記接続するステップ中、電流は、前記第1の蓄積キャパシタから前記第2の蓄積キャパシタにのみ流動する、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記第1および第2の電圧は、約1500ボルトから2300ボルトであり、前記電源の電圧調整精度は、約±2.3ボルトであり、前記第1の充電電圧と前記第2の充電電圧との間の差異は、約15ボルトである、項目18に記載の方法。
R≧2*(L/C)0.5 (2)
式中、Lは、主に、ケーブルインダクタンスである。
C=C0A*C0B/(C0A+C0B) (3)
結果として生じる数十アンペアの等化電流は、キャパシタCOAおよびCOBの電圧が、非周期的に、約50マイクロ秒(μs)以内に、順方向電流方向に操作されるIGBTおよび他方の個別のIGBTの内部還流ダイオードの磁束電圧まで調節することを確実にする。
Claims (27)
- 第1および第2のガス放電レーザを励起するための電気装置であって、
第1および第2の蓄積キャパシタと、
それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタを充電するように配置されている第1および第2の高電圧電源と、
前記第1および第2の蓄積キャパシタを放電させ、第1および第2の電気パルスを生成し、前記第1および第2の電気パルスを、それぞれ、前記第1および第2のガス放電レーザに送達するように配置されている第1および第2のパルス形成回路と、
スイッチング回路と
を備え、
前記スイッチング回路は、前記キャパシタの放電前に前記キャパシタの充電電圧を等化するために、前記パルス形成回路による前記キャパシタの放電に先立って、所定の時間期間の間、前記第1および第2の蓄積キャパシタを一緒に連結するように配置されている、装置。 - 前記時間期間は、前記キャパシタが前記蓄積キャパシタの放電前に分離されるように選択されている、請求項1に記載の装置。
- 前記パルス形成回路は、第1および第2の放電トリガ信号に応答して、前記第1および第2の蓄積キャパシタを放電するように配置されている、請求項1に記載の装置。
- 前記蓄積キャパシタは、前記キャパシタの充電中、一緒に連結されておらず、前記電源は、前記キャパシタを一緒に連結する前に、前記キャパシタを、それぞれの第1および第2の電圧に充電するように配置され、前記一緒に連結する期間は、前記キャパシタが前記第1および第2の電圧に充電された後に開始し、前記キャパシタの放電前に終了する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の電圧は、前記第2の電圧より高い、請求項4に記載の装置。
- 前記電源は、ある電圧調整精度を有する調整電源であり、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の差異は、前記キャパシタを一緒に連結する期間中、電流が前記第1のキャパシタから前記第2のキャパシタにのみ流動可能であるように、前記スイッチングシステムおよび前記電源の電圧調整精度に基づいて決定される、請求項5に記載の装置。
- 前記第1および第2の電圧は、1500ボルトから2300ボルトであり、前記電源の電圧調整精度は、±2.3ボルトであり、前記第1の充電電圧と前記第2の充電電圧との間の差異は、15ボルトである、請求項6に記載の装置。
- 前記スイッチング回路は、互に逆直列様式に接続されている第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールを含み、前記第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールは、それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタと接続されている、請求項1に記載の装置。
- 前記第1および第2の蓄積キャパシタは、前記IGBT−ダイオードモジュールを閉鎖および開放することによって、それぞれ、連結および分離される、請求項8に記載の装置。
- 前記第1および第2のパルス形成回路は、第1および第2のパルス変成器であって、前記第1および第2の蓄積キャパシタは、前記第1および第2のパルス変成器を介して放電されることにより、それぞれの第1および第2の電気パルスを生成する、第1および第2のパルス変成器と、前記第1および第2の電気パルスがそれぞれの第1および第2のガス放電レーザに送達される前に、前記第1および第2の電気パルスを一時的に圧縮するための第1および第2のパルスコンプレッサとを含む、請求項1に記載の装置。
- 第1および第2のパルス状ガス放電レーザを動作させる方法であって、
前記第1および第2のレーザは、それぞれ、
第1および第2の蓄積キャパシタと、
それぞれ、前記第1および第2の蓄積キャパシタを充電するための第1および第2の高電圧電源と、
第1および第2のパルス形成回路と
を含み、
前記第1および第2のパルス形成回路は、それぞれ、第1および第2のパルス変成器を含み、前記第1および第2のキャパシタは、それぞれ、前記第1および第2のパルス変成器を介して放電されることが可能であることにより、それぞれの第1および第2の電気パルスを生成し、前記第1および第2の電気パルスを、それぞれ、前記第1および第2のガス放電レーザに送達し、
前記方法は、
前記第1および第2のキャパシタが互に分離されている状態において、前記第1および第2のキャパシタを、それぞれの第1および第2の電圧に充電するステップと、
前記充電するステップの後、所定の時間期間の間、前記第1および第2のキャパシタを一緒に連結するステップと、
前記所定の時間期間の終了時に、前記第1および第2のキャパシタを互から分離するステップと、次いで、
前記第1および第2のキャパシタを前記第1および第2のパルス変成器を介して放電させ、前記第1および第2の電気パルスを提供するステップと
を含む、方法。 - 前記第1の電圧は、前記第2の電圧より高い、請求項11に記載の方法。
- 前記第1および第2の電源は、ある電圧調整精度を有する調整電源であり、前記第1および第2のキャパシタは、スイッチング回路によって一緒に連結されており、前記スイッチング回路は、電流が前記スイッチング回路を通過する場合に、磁束電圧を有し、前記第1の電圧と前記第2の電圧との間の差異は、前記差異が前記電圧精度と前記磁束電圧との合計を上回るように決定され、それによって、前記第1および第2のキャパシタを連結するステップ中、電流は、前記第1の蓄積キャパシタから前記第2の蓄積キャパシタにのみ流動する、請求項12に記載の方法。
- 前記第1および第2の電圧は、1500ボルトから2300ボルトであり、前記電源の電圧調整精度は、±2.3ボルトであり、前記第1の充電電圧と前記第2の充電電圧との間の差異は、15ボルトである、請求項13に記載の方法。
- レーザシステムであって、
ガスおよび放電電極を保持する第1のレーザ管と、
ガスおよび放電電極を保持する第2のレーザ管と、
第1の蓄積キャパシタと前記第1のキャパシタを充電するための第1の電源とを含む第1の回路であって、前記第1の回路は、前記第1のキャパシタの放電に応答して、励起パルスを前記第1のレーザ管内の前記放電電極に送達する、第1の回路と、
第2の蓄積キャパシタと前記第2のキャパシタを充電するための第2の電源とを含む第2の回路であって、前記第2の回路は、前記第2のキャパシタの放電に応答して、励起パルスを前記第2のレーザ管内の前記放電電極に送達する、第2の回路と、
少なくとも1つのスイッチと、
を備え、
前記少なくとも1つのスイッチは、前記第1および第2の蓄積キャパシタの放電に先立って、前記第1および第2の蓄積キャパシタを一緒に電気的に連結することにより、前記第1および第2の蓄積キャパシタがそれぞれ前記第1および第2の電源により充電されるときに生じる前記第1のキャパシタの充電電圧と前記第2のキャパシタの充電電圧との差異を低減させるように配置されている、レーザシステム。 - 前記第1および第2のキャパシタは、前記キャパシタが放電される前に、分離される、請求項15に記載のレーザシステム。
- 前記第1および第2のキャパシタは、前記キャパシタの充電中、一緒に連結されず、前記電源は、前記キャパシタを一緒に連結する前に、前記キャパシタを、それぞれの第1および第2の電圧に充電するように配置されている、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記第1の電圧は、前記第2の電圧より高い、請求項17に記載のレーザシステム。
- 前記電源は、前記キャパシタが連結される度、電流が、前記第1のキャパシタから前記第2のキャパシタにのみ流動するように配置されている、請求項18に記載のレーザシステム。
- 前記少なくとも1つのスイッチは、互に逆直列様式に接続されている第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールを含み、前記第1および第2のIGBT−ダイオードモジュールは、それぞれ、前記第1および第2のキャパシタと接続されている、請求項15に記載のレーザシステム。
- 前記第1および第2の蓄積キャパシタは、前記IGBT−ダイオードモジュールを閉鎖および開放することによって、それぞれ、連結および分離される、請求項20に記載のレーザシステム。
- レーザアニールの方法であって、2つのエキシマレーザのレーザ出力パルスが、空間的かつ時間的に重複され、各エキシマレーザは、パルス形成回路を有し、各パルス形成回路は、キャパシタを含み、
前記方法は、
前記キャパシタを充電するステップと、
前記キャパシタを充電することの後に、前記キャパシタを一緒に電気的に連結することにより、前記キャパシタが最初に充電されたときに生じるキャパシタ間の電荷の差異を低減させるステップと、
その後、前記キャパシタを放電し、パルスをそれぞれのエキシマレーザに供給することにより、レーザ出力パルスを生成するステップと、
前記それぞれのエキシマレーザからのパルスを空間的かつ時間的に重複させることにより、アニールを促進するステップと
を含む、方法。 - 前記キャパシタは、前記キャパシタが放電される前に、分離される、請求項22に記載の方法。
- 前記2つのレーザのためのキャパシタは、2つの別個の電源から充電される、請求項23に記載の方法。
- 前記キャパシタは、異なる電圧レベルに充電され、前記キャパシタが連結される度、電流は、前記キャパシタの一方から他方のキャパシタにのみ流動する、請求項22に記載の方法。
- 2つのガスレーザからレーザ出力を生成する方法であって、各ガスレーザは、パルス形成回路を有し、各パルス形成回路は、キャパシタを含み、
前記方法は、
独立して、2つの別個の電源から、前記キャパシタを充電するステップと、
前記キャパシタが充電された後、前記キャパシタを一緒に電気的に連結することにより、前記キャパシタが前記2つの別個の電源によりそれぞれ充電されたときに生じるキャパシタ間の電荷の差異を低減させるステップと、
その後、前記キャパシタを分離するステップと、
その後、前記キャパシタを放電し、パルスをそれぞれのガスレーザに供給することにより、レーザ出力パルスを生成するステップと
を含む、方法。 - 前記キャパシタは、異なる電圧レベルに充電され、前記キャパシタが連結される度、電流は、前記キャパシタの一方から他方のキャパシタにのみ流動する、請求項26に記載の方法。
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