JPH02116183A - Pulse laser oscillator - Google Patents

Pulse laser oscillator

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JPH02116183A
JPH02116183A JP26806288A JP26806288A JPH02116183A JP H02116183 A JPH02116183 A JP H02116183A JP 26806288 A JP26806288 A JP 26806288A JP 26806288 A JP26806288 A JP 26806288A JP H02116183 A JPH02116183 A JP H02116183A
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JP
Japan
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capacitor
saturable reactor
circuit
compression circuit
loop
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Application number
JP26806288A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Kaneko
英治 金子
Akira Ishii
彰 石井
Kenji Takahashi
賢二 高橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH02116183A publication Critical patent/JPH02116183A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable stable laser oscillation by changing the size of a circuit element of a magnetic compression circuit in accordance with a peripheral temperature. CONSTITUTION:In a capacitor which constitutes a magnetic compression circuit, capacitors C3', C3'', and C4', C4'', and C5', C5'' are connected in series, respectively. The capacity of capacitors C3' to C5' increases together with the temperature in the same manner as the temperature characteristic 19'. The capacity of capacitors C3'' to C5'' reduces together with the capacity in the same manner as the temperature characteristic 19''. According to this constitution, even if a peripheral temperature rises, a capacitor capacity does not change equivalently in each loop; therefore, a frequency of each loop at operation time does not change, thus enabling operation at constantly the same state. Operation state of a laser becomes fixed continuously and stable laser oscillation can be acquired in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、高出力パルスレーザ発振装置に関するもので
、特にその磁気パルス圧縮回路の動作を安定化しレーザ
出力の安定化を図るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a high-output pulse laser oscillation device, and in particular, to stabilizing the operation of its magnetic pulse compression circuit and stabilizing the laser output. This is what we aim to do.

(従来の技術) 近年、大出力TEA、TEMA−CO2レーザを始め、
エキシマレーザ、銅蒸気レーザ等、各種パルスレーザの
産業への使用が検討されている。
(Prior technology) In recent years, high output TEA, TEMA-CO2 laser, etc.
Various types of pulsed lasers, such as excimer lasers and copper vapor lasers, are being considered for industrial use.

これらのレーザには高速、大電流、パルス電源が要求さ
れるようになってきた。こうした電源では大電流を開閉
するスイッチ素子の電力負担が極めて大きいため、現在
用いられているスイッチ素子、例えばサイラトロン、サ
イリスタ等では開閉動作が不可能な場合が多い。また、
パルスレーザには動作遅れ時間が小さく(数十n5eC
以下)、しかも長寿命(108シヨツト程度以上)であ
ることが要求されるので、実用となるスイッチ素子は殆
どない状況にある。
These lasers are now required to have high speed, large current, and pulsed power. In such a power supply, the power burden of the switch element that opens and closes a large current is extremely large, so in many cases, the switch elements currently used, such as thyratrons and thyristors, are unable to open and close the power supply. Also,
Pulsed lasers have a small operation delay time (several tens of n5eC
(below) and long life (approximately 108 shots or more), there are almost no switching elements that are of practical use.

そこで、最近では、パルス圧縮回路を付加することによ
りスイッチ素子の電力負担を低減して、高速、大電流、
高出力パルス電源を実現する方法が試みられており、そ
の代表例として磁気パルス圧縮回路が存在している。こ
の磁気パルス圧縮回路は鉄心等の強磁性体の磁化の飽和
を利用したものである。(例えば、Japanese 
Journal of AppliedPhysics
 Vol、 Na1l、 1985. ppL855−
L857゜”Pu1sed  CO2La5er  P
umped  by  an  All  5olid
−5tate Magnetic Excitar”に
示された方式)第6図にこの様な磁気パルス圧縮回路の
回路例を示す。
Therefore, recently, by adding a pulse compression circuit to reduce the power burden on the switching element, high speed, large current,
Attempts have been made to realize a high-output pulse power source, and a magnetic pulse compression circuit is a typical example. This magnetic pulse compression circuit utilizes the saturation of magnetization of a ferromagnetic material such as an iron core. (For example, Japanese
Journal of Applied Physics
Vol, Na1l, 1985. ppL855-
L857゜"Pulsed CO2La5er P
pumped by an All 5 solid
Figure 6 shows an example of such a magnetic pulse compression circuit.

第6図におい・て、充電電源1は充電抵抗2を介して第
1のコンデンサ3と接続され、第1のコンデンサ3には
第2.第3のコンデンサ4.5が並列に接続されている
。第1.第2のコンデンサ3゜4の間には、第1の可飽
和リアクトル6が直列に接続され、第2.第3のコンデ
ンサ4,5の間には、第2の可飽和リアクトル7が直列
に接続されている。第3のコンデンサ5には、第3の可
飽和リアクトル8が直列に接続され、これを介して、レ
ーザ放電部9が並列に接続されている。以上のような構
成により、第1のコンデンサ3から第1の可飽和リアク
トル6を介して第2のコンデンサ4に至る第1段のルー
プと、第2のコンデンサ4から第2の可飽和リアクトル
7を介して第3のコンデンサ5に至る第2段のループと
、第3のコンデンサ5から第3の可飽和リアクトル8を
介してレーザ放電部9に至る第3段のループとがそれぞ
れ形成されている。また、第1のコンデンサ3と第1の
可飽和リアクトル6との間には、スイッチ10により開
閉自在とされている。この様な構成を有する第6図の回
路の動作は以下のようである。
In FIG. 6, a charging power source 1 is connected to a first capacitor 3 via a charging resistor 2, and a second capacitor 3 is connected to the first capacitor 3. A third capacitor 4.5 is connected in parallel. 1st. A first saturable reactor 6 is connected in series between the second capacitor 3 and the second capacitor. A second saturable reactor 7 is connected in series between the third capacitors 4 and 5. A third saturable reactor 8 is connected in series to the third capacitor 5, and a laser discharge section 9 is connected in parallel through this. With the above configuration, the first stage loop from the first capacitor 3 to the second capacitor 4 via the first saturable reactor 6, and the loop from the second capacitor 4 to the second saturable reactor 7 A second stage loop leading from the third capacitor 5 to the third capacitor 5 and a third stage loop leading from the third capacitor 5 to the laser discharge section 9 through the third saturable reactor 8 are formed. There is. Further, a switch 10 is provided between the first capacitor 3 and the first saturable reactor 6 so that it can be opened and closed. The operation of the circuit of FIG. 6 having such a configuration is as follows.

先ず、充電電源1から充電抵抗2を介して第1のコンデ
ンサ3を充電する。ここでスイッチ10を投入すると第
1のコンデンサ3の極間電圧は、第1の可飽和リアクト
ル6と第2のコンデンサ4の直列回路に加わる。このと
き、第2のコンデンサ4には電荷が蓄えられておちず、
第2のコンデンサ4の極間電圧はほぼ零であるため、第
1の可飽和リアクトル6の極間に第1のコンデンサ3の
極間電圧がほぼ全部加わり、この結果、第1の可飽和リ
アクトル6の極間に僅かな電流12が流れる。
First, the first capacitor 3 is charged from the charging power source 1 via the charging resistor 2. When the switch 10 is turned on here, the voltage between the electrodes of the first capacitor 3 is applied to the series circuit of the first saturable reactor 6 and the second capacitor 4. At this time, no charge is stored in the second capacitor 4;
Since the voltage between the electrodes of the second capacitor 4 is almost zero, almost the entire voltage between the electrodes of the first capacitor 3 is applied between the electrodes of the first saturable reactor 6, and as a result, the voltage between the electrodes of the first saturable reactor 6 A small current 12 flows between the poles of 6.

この電流12は、第1の可飽和リアクトル6を励磁し、
ある値以上で第1の可飽和リアクトル6の鉄心内磁束密
度が飽和磁束密度以上になり、第1の可飽和リアクトル
6は飽和状態になる。すると、第1の可飽和リアクトル
6のインダクタンスが急激に低下するため、第1のコン
デンサ3から飽和状態の第1の可飽和リアクトル6を介
して電流12が流れ、第2のコンデンサ4を充電する。
This current 12 excites the first saturable reactor 6,
Above a certain value, the magnetic flux density in the iron core of the first saturable reactor 6 exceeds the saturation magnetic flux density, and the first saturable reactor 6 becomes saturated. Then, since the inductance of the first saturable reactor 6 rapidly decreases, a current 12 flows from the first capacitor 3 through the saturated first saturable reactor 6, charging the second capacitor 4. .

ここで、第1段のループを流れる電流12の周波数は、
第1のコンデンサ3の容量値、飽和時の第1の可飽和リ
アクトル6のインダクタンス値、及び第2のコンデンサ
4の容量値でほぼ決まる。続いて、第2のコンデンサ4
の極間電圧゛が上昇すると共に、第2の可飽和リアクト
ル7の極間に電圧が加わって、第2の可飽和リアクトル
7に電流13が流れ飽和に至る。このとき、第2のコン
デンサ4の電荷は第3のコンデンサ5に転移する。第3
の可飽和リアクトル8の動作も同様である。
Here, the frequency of the current 12 flowing through the first stage loop is:
It is almost determined by the capacitance value of the first capacitor 3, the inductance value of the first saturable reactor 6 at saturation, and the capacitance value of the second capacitor 4. Next, the second capacitor 4
As the voltage between the electrodes increases, a voltage is applied between the electrodes of the second saturable reactor 7, and the current 13 flows through the second saturable reactor 7, reaching saturation. At this time, the charge on the second capacitor 4 is transferred to the third capacitor 5. Third
The operation of the saturable reactor 8 is also similar.

ここで、各可飽和リアクトル6−7を流れる各段の電流
12−14の周波数を順に高めるために第1゜第2.第
3の可飽和リアクトル6−8の非飽和時及び飽和時のイ
ンダクタンスを順次小さくする方法が取られている。ま
た、各コンデンサに蓄えられたエネルギを効率よく後段
のコンデンサに伝達するために、各段のコンデンサ容量
を等しくし、可飽和リアクトル12−14の値を順次小
さくしていく方法がなされる。この方法では、各段のル
ープの電圧は一定であり、第7図(A)ないしくC)に
示すように各段のループを流れる電流12−14の波高
値が順次増幅され、周波数が高められてゆく。そして、
磁気パルス圧縮された最終段のループの電流14は、負
荷であるレーザ放電部9に流れ、レーザ発振を起こさせ
る。以上述べた可飽和リアク1−ルの飽和、非飽和の動
作過程を、第8図を用いて次に説明する。なお、第8図
は、可飽和リアクトルを構成する鉄心の磁化曲線を示す
グラフである。
Here, in order to sequentially increase the frequency of the current 12-14 in each stage flowing through each saturable reactor 6-7, first, second, and so on are used. A method is used to sequentially reduce the inductance of the third saturable reactor 6-8 during non-saturation and saturation. Furthermore, in order to efficiently transmit the energy stored in each capacitor to the subsequent capacitor, a method is used in which the capacitance of each stage is made equal and the values of the saturable reactors 12-14 are successively reduced. In this method, the voltage of the loop in each stage is constant, and the peak value of the current 12-14 flowing through the loop in each stage is sequentially amplified as shown in FIGS. 7(A) to 7(C), and the frequency is raised. I'm getting beaten up. and,
The current 14 of the final stage loop compressed by the magnetic pulse flows to the laser discharge section 9, which is a load, and causes laser oscillation. The operation process of saturation and non-saturation of the saturable reactor described above will now be explained with reference to FIG. In addition, FIG. 8 is a graph showing the magnetization curve of the iron core that constitutes the saturable reactor.

まず、可飽和リアクトルの前段のコンデンサから励磁電
流が流れると、可飽和リアクトルの鉄心の動作点は、第
8図の中心0点から0点に向かって移動する。励磁電流
により動作点が0点に達すると可飽和リアクトルの鉄心
内の磁束密度が飽和磁束密度以上になり、可飽和リアク
トルは飽和状態となる。このとき、可飽和リアクトルの
インダクタンスが急激に低下するため、前段のコンデン
サから飽和状態にある可飽和リアクト−ルを介して、電
流が後段のコンデンサに流れ込み、これを充電する。こ
のように可飽和リアクトルが飽和している時の鉄心の動
作点は0点よりもはるかに磁化力Hの大きいところにあ
るが、電流の減少と共に磁化力Hの小さい方に移動して
■点に至り、鉄心は飽和状態から非飽和状態になる。こ
のとき、可飽和リアクトルのインダクタンスが急激に増
加するので、可飽和リアクトルを流れる電流は急激に減
少する。半周期後電流が零になったときの動作点は■点
になり、ここで停止して残留磁気が残ることになる。
First, when an exciting current flows from the capacitor at the front stage of the saturable reactor, the operating point of the iron core of the saturable reactor moves from the center point 0 in FIG. 8 toward the 0 point. When the operating point reaches zero due to the excitation current, the magnetic flux density within the iron core of the saturable reactor becomes equal to or higher than the saturation magnetic flux density, and the saturable reactor enters a saturated state. At this time, since the inductance of the saturable reactor rapidly decreases, current flows from the preceding stage capacitor through the saturated saturable reactor to the succeeding stage capacitor, charging it. In this way, when the saturable reactor is saturated, the operating point of the iron core is at a point where the magnetizing force H is much larger than the 0 point, but as the current decreases, it moves to the side where the magnetizing force H is small, and reaches point ■. The iron core changes from a saturated state to an unsaturated state. At this time, since the inductance of the saturable reactor increases rapidly, the current flowing through the saturable reactor decreases rapidly. When the current becomes zero after half a cycle, the operating point becomes point ■, where it stops and residual magnetism remains.

ところで、■点に鉄心の動作点がある状態で再びスイッ
チ10を投入すると、鉄心の動作点は、■から■の方向
に移動するが、この場合の磁束変化量は小さいため非飽
和時の可飽和リアクトルのインダクタンスが充分大きく
なり得す磁気パルス圧縮はほとんど行えなくなる。そこ
で、−旦磁気パルス圧縮を行った後は、鉄心の動作点を
第8図中の0点から■魚を介して再び中心点0点に戻す
、いわゆる磁気リセットを行い、再び同じレベルの磁気
パルス圧縮を行えるようにしている。即ち、従来の回路
では第6図中の16−1.8に示すように上記のような
磁気リセットを行うリセット装置を設けている。磁気リ
セットにはいくつかの方法があるがもっとも簡単なもの
に直流電流を逆方向に鉄心の動作点が0点になるように
、流しておくものがある。この直流を流す方法によれば
磁気パルス圧縮動作を行った後に鉄心の動作点は■にな
るがこの状態でつぎの磁気パルス圧縮動作を行うと、磁
束変化は0点から行うよりも大きく取れるので圧縮率が
高くできるのでこの方法が採用されている。
By the way, if the switch 10 is turned on again with the operating point of the iron core at point ■, the operating point of the iron core moves in the direction from ■ to ■, but since the amount of change in magnetic flux in this case is small, The inductance of the saturation reactor becomes sufficiently large that magnetic pulse compression becomes almost impossible. Therefore, after magnetic pulse compression has been performed, a so-called magnetic reset is performed in which the operating point of the iron core is returned from the 0 point in Figure 8 to the center point 0 point again through the fish, and the same level of magnetic field is restored again. It allows for pulse compression. That is, the conventional circuit is provided with a reset device for performing the above-described magnetic reset, as shown at 16-1.8 in FIG. There are several methods for magnetic reset, but the simplest one is to flow a direct current in the opposite direction so that the operating point of the iron core becomes zero. According to this method of flowing direct current, the operating point of the iron core becomes ■ after performing the magnetic pulse compression operation, but if you perform the next magnetic pulse compression operation in this state, the magnetic flux change can be larger than when starting from 0 point. This method is used because it can achieve a high compression ratio.

(発明が解決しようとする課題) 一般に電気回路を構成する素子には動作中に僅かではあ
るが電力損失を生じる。パルスレーザの磁気パルス圧縮
回路においても例外でなく幾らかの電力損失がありそれ
にともない回路素子そのものの温度上昇がもたらされる
場合がある。温度上昇があるとコンデンサ内に用いられ
ている誘電体にはその誘電率の変化するものがあり、そ
のために次ぎに述べるような不具合を生じる場合がある
(Problems to be Solved by the Invention) Generally, elements constituting an electric circuit experience a small amount of power loss during operation. The magnetic pulse compression circuit of a pulsed laser is no exception, and there is some power loss, which may result in a rise in the temperature of the circuit elements themselves. When the temperature rises, the dielectric constant of some of the dielectric materials used in the capacitor changes, which may cause the following problems.

例えばコンデンサの容量が温度の上昇にともない減少す
るようなことがあると、前述したように磁気パルス圧縮
回路中の各ループの電流周波数が高くなり、初期の状態
と回路の状態が異なってしまい各飽和リアクトルの動作
タイミングがずれてしまう危険性があった。またそれぞ
れの段毎に温度上昇の程度が異なったりするとエネルギ
の伝達損失が大きくなりレーザの運転に支障の生じる場
合があった。
For example, if the capacitance of a capacitor decreases as the temperature rises, the current frequency of each loop in the magnetic pulse compression circuit will increase as described above, causing the circuit state to differ from the initial state. There was a risk that the operation timing of the saturation reactor would be shifted. Furthermore, if the degree of temperature rise differs from stage to stage, energy transmission loss becomes large, which may impede the operation of the laser.

本発明では、以上説明したような温度上昇に原因する不
具合を起こさない磁気パルス圧縮回路を備えた安定度の
高い高出力のパルスレーザ発振装置を提供することを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a highly stable, high-output pulse laser oscillation device that is equipped with a magnetic pulse compression circuit that does not cause the problems caused by temperature increases as described above.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段および作用)以上述べた技
術的課題を分析した結果、これらを解決するためには磁
気パルス圧縮回路中の電力損失に原因する温度上昇によ
る回路素子の値の変化をおさえるか、値の変化を他の素
子の変化で補償するか、あるいは回路の動作条件を変え
るか。
(Means and actions for solving the problems) As a result of analyzing the technical problems described above, in order to solve these problems, it is necessary to prevent changes in the values of circuit elements due to temperature rise caused by power loss in the magnetic pulse compression circuit. Should we suppress the value, compensate for the change in value with changes in other elements, or change the operating conditions of the circuit?

また、あるいは温度上昇そのものを抑えることが必要で
あることが分かった。
It has also been found that it is necessary to suppress the temperature rise itself.

(実施例) 以下本発明の具体的な実施例について説明する。(Example) Specific examples of the present invention will be described below.

第1図(A)は実施例の回路図であり、第1図(B)は
実施例において用いるコンデンサの温度特性を説明する
図表である。本実施例では、第1図(A)において装置
の各部に使用されているコンデンサが複数のコンデンサ
を直列に接続したものになっておりそのコンデンサのう
ち一部3’、 4’、 5’は第1図(B)に示すよう
に温度と共にその容量が増加するもの19’、他の3’
、 4’、 5’は温度と共にその容量が減少するもの
19′を組み合わせたものになっている。回路動作その
ものは基本的には従来技術の説明で述べたものと同一で
あるのでここでは詳細は省略する。
FIG. 1(A) is a circuit diagram of the example, and FIG. 1(B) is a chart explaining the temperature characteristics of the capacitor used in the example. In this embodiment, the capacitors used in each part of the device in FIG. As shown in Figure 1 (B), the capacity increases with temperature 19', and the other 3'
, 4', and 5' are a combination of 19' whose capacity decreases with temperature. Since the circuit operation itself is basically the same as that described in the description of the prior art, details will be omitted here.

この様に磁気パルス圧縮回路を構成すると周辺の温度上
昇が生じても各ループにおいては等価的にコンデンサ容
量が変化しないので、磁気パルス圧縮回路の動作時にお
ける各ループの周波数は初期に設定した値のまま変化す
ることがなく常に同じ状態で運転することが可能となる
When the magnetic pulse compression circuit is configured in this way, the capacitor capacity in each loop does not change even if the surrounding temperature rises, so the frequency of each loop when the magnetic pulse compression circuit operates is set to the initially set value. It is possible to always operate in the same state without changing.

従って、レーザの運転状況が常に一定となり安定したレ
ーザ発振が得られることがわかる。
Therefore, it can be seen that the operating condition of the laser is always constant and stable laser oscillation can be obtained.

第2図(A)は第2の実施例の回路図、第2図(B)は
実施例において用いるインダクタンス素子の温度特性の
説明をする図表、第2図(C)は具体的なインダクタン
スの構成例の一例である6本実施例では、第2図(A)
において装置の各部に使用されている可飽和リアクトル
が可変インダクタンスを付加的に直列接続したものにな
っておりそのインダクタンスの6’、7’、8’は第2
図(B)に示すように温度と共にその値が増加するもの
20となっている。回路動作そのものは従来技術の説明
で述べたものと基本的には同一であるのでここでは詳細
は省略する。第2図(C)に示した具体的なインダクタ
ンス素子の構造は伸縮自在に作られたインダクタンス素
子21の両端を温度による伸び縮みする例えばバイメタ
ル様の材料によりできた部材22による固定されており
インダクタンスの長さしが温度により自由に変化するも
のである。インダクタンスの長さしが変化するとインダ
クタンス構成コイルの差交磁束が変化しインダクタンス
の値が変化する。
Figure 2 (A) is a circuit diagram of the second example, Figure 2 (B) is a chart explaining the temperature characteristics of the inductance element used in the example, and Figure 2 (C) is a diagram of a specific inductance element. In this embodiment, which is an example of a configuration example, Fig. 2 (A)
The saturable reactor used in each part of the device has variable inductances additionally connected in series, and the inductances 6', 7', and 8' are the second
As shown in Figure (B), the value increases with temperature (20). Since the circuit operation itself is basically the same as that described in the description of the prior art, details will be omitted here. The specific structure of the inductance element shown in FIG. 2(C) is that both ends of an inductance element 21 made to be expandable and contractible are fixed by members 22 made of, for example, a bimetal-like material that expands and contracts depending on the temperature. The length of can be freely changed depending on the temperature. When the length of the inductance changes, the cross magnetic flux of the coils forming the inductance changes, and the value of the inductance changes.

この様に磁気パルス圧縮回路を構成すると周辺の温度上
昇が生じても各ループにおいてはコンデンサ容量が変化
した部分だけ付加しであるインダクタンスの値が変化し
、その結果、磁気パルス圧縮回路の動作時における各ル
ープの周波数は初期に設定した値のまま変化することが
なく常に同じ状態で運転することが可能となる。
If the magnetic pulse compression circuit is configured in this way, even if the surrounding temperature rises, the inductance value will change in each loop by the portion where the capacitance changes, and as a result, when the magnetic pulse compression circuit operates, The frequency of each loop remains at the initially set value and does not change, making it possible to always operate in the same state.

従って、レーザの運転状況が常に一定となり安定したレ
ーザ発振が得られることがわかる。
Therefore, it can be seen that the operating condition of the laser is always constant and stable laser oscillation can be obtained.

第3図(A)は第3の実施例の回路図、第3図(B)は
実施例において用いる可飽和リアクトルを構成する鉄心
の磁化特性曲線を示すグラフである。本実施例では、第
3図(A)において装置の各部に使用されている可飽和
リアクトルのリセット用の回路16.17.18が出力
電流を可変でき周囲温度の上昇に合わせて電流値を増加
するように構成しである。回路動作そのものは従来技術
の説明で述べたものと基本的には同一であるのでここで
は詳細は省略する。
FIG. 3(A) is a circuit diagram of the third embodiment, and FIG. 3(B) is a graph showing the magnetization characteristic curve of the iron core constituting the saturable reactor used in the embodiment. In this example, the circuits 16, 17, and 18 for resetting the saturable reactors used in each part of the device in Fig. 3 (A) can vary the output current and increase the current value in accordance with the rise in ambient temperature. It is configured to do so. Since the circuit operation itself is basically the same as that described in the description of the prior art, details will be omitted here.

第3図(B)においてリセット電流12が増加してリセ
ット電流12′になると可飽和リアクトルの動作点は■
から■′に移る。磁気パルス圧縮回路の動作時には■か
ら■に至り■を通り過ぎて可飽和リアクトルが飽和し動
作を行うが、スタートの■が■′ に変わることにより
動作時間を遅くすることができる。この様に磁気パルス
圧縮回路を構成すると周辺の温度上昇が生じて各ループ
においてコンデンサ容量が減少するように変化すると格
段のループの動作時間が早い方向に変化するがリセット
電流を調整することにより動作時間を調整できることが
分かる。その結果、磁気パルス圧縮回路の動作時におけ
る各ループの動作時間は初期に設定した値のまま変化す
ることがなく常に同じ状態で運転することが可能となる
In FIG. 3(B), when the reset current 12 increases and becomes the reset current 12', the operating point of the saturable reactor becomes ■
Move from to ■′. During the operation of the magnetic pulse compression circuit, the saturable reactor is saturated after passing from ■ to ■ and operates, but by changing the starting ■ to ■', the operation time can be slowed down. When configuring a magnetic pulse compression circuit in this way, the surrounding temperature rises and the capacitance of each loop decreases, causing the operation time of the loops to change significantly, but it can be operated by adjusting the reset current. It turns out that you can adjust the time. As a result, the operating time of each loop during operation of the magnetic pulse compression circuit remains at the initially set value and does not change, making it possible to always operate in the same state.

従って、レーザの運転状況が常に一定となり安定したレ
ーザ発振が得られることがわかる。
Therefore, it can be seen that the operating condition of the laser is always constant and stable laser oscillation can be obtained.

第4の実施例を第4図に示す。本実施例においては磁気
パルス圧縮回路全体を冷却可能な絶縁油23を満たした
タンク24に収納しである。絶縁油23は油循環ポンプ
25により強制循環され磁気パルス圧縮回路で生じた熱
は熱交換器26にて処理され絶縁油は冷却される。回路
動作そのものは従来技術の説明で述べたものと基本的に
は同一であるのでここでは詳細は省略する。
A fourth embodiment is shown in FIG. In this embodiment, the entire magnetic pulse compression circuit is housed in a tank 24 filled with cooling insulating oil 23. The insulating oil 23 is forcibly circulated by an oil circulation pump 25, and the heat generated in the magnetic pulse compression circuit is processed by a heat exchanger 26 to cool the insulating oil. Since the circuit operation itself is basically the same as that described in the description of the prior art, details will be omitted here.

また、本発明の第5の具体的な実施例は第5図のように
タンク24からの導出端子をブッシング27により取り
出すことにより本発明の効果がより確実なものとなる。
Further, in the fifth specific embodiment of the present invention, the effect of the present invention can be further ensured by taking out the lead-out terminal from the tank 24 with a bushing 27 as shown in FIG.

この様に磁気パルス圧縮回路を油中に納め冷却すると電
力損失による温度上昇が生じても直ちに冷却されるので
各ループにおいてコンデンサ容量などの変化が生じるこ
とないので磁気パルス圧縮回路の動作時における各ルー
プの周波数は初期に設定した値のまま変化することがな
く常に同じ状態で運転することが可能となる。
If the magnetic pulse compression circuit is placed in oil and cooled in this way, even if the temperature rises due to power loss, it will be cooled down immediately, so there will be no change in the capacitor capacity etc. in each loop. The loop frequency remains at the initially set value and does not change, making it possible to always operate in the same state.

従って、レーザの運転状況が常に一定となり安定したレ
ーザ発振が得られることがわかる。
Therefore, it can be seen that the operating condition of the laser is always constant and stable laser oscillation can be obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、パルスレーザ発振
装置において、その磁気パルス圧縮回路の動作を安定化
しレーザ出力の安定化を図ることができる。
As explained above, according to the present invention, in a pulsed laser oscillation device, the operation of the magnetic pulse compression circuit can be stabilized, and the laser output can be stabilized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(A)は第1の実施例の回路図、第1図(B)は
第1の実施例において用いるコンデンサの温度特性の説
明をする図表、第2図(A)は第2の実施例の回路図、
第2図(B)は第2の実施例において用いるインダクタ
ンス素子の温度特性の説明をする図表、第2図(C)は
具体的なインダクタンスの構成例の一例を示す斜視図、
第3図(A)は第3の実施例の回路図、第3図(B)は
第3の実施例において用いる可飽和リアクトルを構成す
る鉄心の磁化特性曲線を示すグラフ、第4図は第4の実
施例を示す正面図、第5図は第5の実施例を示す正面図
、第6図→は従来の磁気パルス圧縮回路の回7    
(^)、  (9ン、  こC)路図、第→図←h→→
〒−斗は磁気パルス圧縮回を 路の動作を示す特性図、第争図は、可飽和リアクトルを
構成する鉄心の磁化曲線を示すグラフである。 1・・・充電電源 2・・・充電抵抗 3・・・第1のコンデンサ 4・・・第2のコンデンサ 5・・・第3のコンデンサ 6・・・第1の可飽和リアク 7・・・第2の可飽和リアク 8・・・第3の可飽和リアク 9・・・レーザ放電部 10・・・スイッチ 12、13.14・・・電流
FIG. 1(A) is a circuit diagram of the first embodiment, FIG. 1(B) is a chart explaining the temperature characteristics of the capacitor used in the first embodiment, and FIG. 2(A) is a diagram of the second embodiment. Example circuit diagram,
FIG. 2(B) is a chart explaining the temperature characteristics of the inductance element used in the second embodiment, FIG. 2(C) is a perspective view showing an example of a specific inductance configuration,
FIG. 3(A) is a circuit diagram of the third embodiment, FIG. 3(B) is a graph showing the magnetization characteristic curve of the iron core constituting the saturable reactor used in the third embodiment, and FIG. 4 is a front view showing the fifth embodiment, FIG. 5 is a front view showing the fifth embodiment, and FIG. 6 → is a front view showing the conventional magnetic pulse compression circuit.
(^)、 (9ん、こC)Route map, No.→Fig.←h→→
〒-〒 is a characteristic diagram showing the operation of the magnetic pulse compression circuit, and 〒-〇 is a graph showing the magnetization curve of the iron core constituting the saturable reactor. 1... Charging power source 2... Charging resistor 3... First capacitor 4... Second capacitor 5... Third capacitor 6... First saturable reactor 7... Second saturable reactor 8...Third saturable reactor 9...Laser discharge section 10...Switches 12, 13.14...Current

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] コンデンサと、このコンデンサから入力された電流を、
その時間幅を圧縮して出力する可飽和リアクトルとから
なる磁気パルス圧縮回路を有するパルスレーザ発振装置
において磁気圧縮回路の回路要素の大きさを周辺の温度
に合わせて変化させたことを特徴とするパルスレーザ発
振装置。
A capacitor and the current input from this capacitor,
A pulsed laser oscillator having a magnetic pulse compression circuit comprising a saturable reactor that compresses the time width and outputs the pulse, characterized in that the size of the circuit elements of the magnetic compression circuit is changed according to the surrounding temperature. Pulsed laser oscillation device.
JP26806288A 1988-10-26 1988-10-26 Pulse laser oscillator Pending JPH02116183A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023285028A1 (en) * 2021-07-12 2023-01-19 Trumpf Laser Gmbh Pulse modification apparatus comprising a passive conversion device for compensating for environmental influences

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