JPH02117187A

JPH02117187A - パルスレーザー装置

Info

Publication number: JPH02117187A
Application number: JP26932788A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Noda; 悦夫野田; Setsuo Suzuki; 鈴木　節雄; Osamu Morimiya; 森宮　脩; Kazuo Hayashi; 和夫林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1988-10-27
Publication date: 1990-05-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、金属蒸気等のレーザー媒質をパルス放電によ
り励起し、共振器を用いてレーザー発振を行なう金属蒸
気レーザー等のパルスレーザ−装置に関する。

（従来の技術）従来、金属蒸気レーザー等の高繰返しパルスレーザ−は
共振充電と呼ばれる充電方式と容量移行型と呼ばれる放
電方式が用いられている。その概略回路図を第５図に示
す。以下、第５図に従って動作を説明する、直流または
インバータ・タイプの充電用電源からクリッパ用ダイオ
ード１１と共振コイル６を通してコンデンサＣ１に充電
する。

スイッチング素子であるサイラトロン１０を導通するこ
とによりコンデンサＣ１を放電する。このときコンデン
サＣ１に蓄えられた電荷の一部がコンデンサＣ３に移り
電極２．３の間で放電が起き、レーザー発振が行なわれ
る。ここで、Ｃ３＜ＣＩの条件が満たされていると、立
上がりの速い放電が得られる。しかしながら、この放電
方式ではサイライトロンの立上がり時間に大きく制約さ
れ、レーザー放電のような大電流放電を行なうことがで
きるサイラトロンでは、立上がり時間を１００ｎｓ以下
にすることは困難となる。一方、発振の効率を上げるた
めには、立上がりの速い放電が必要である。

また、従来の充放電方式では、高繰返し動作を行なった
場合、レーザー放電によりコンデンサＣ１の電圧が下が
るとサイラトロンが導通状態のままで充電が始まり、サ
イラトロンは導通状態になってしまいレーザー発振が停
止してしまうという欠点があった。この欠点を無くす方
式としてコマンド充電方式と呼ばれる、レーザー放電の
後暫く休止時間を置いて充電を始める方式が提案されて
いるが充電部が複雑になってしまうとともに、信頼性も
低いものになってしまう。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、前述したような欠点を改良したもので、大出
力で、高繰返し動作可能で、発振効率が高く、信頼性の
高いパルスレーザ−装置を提供することを目的としてい
る。

［発明の構成〕（課題を解決するための手段）本発明は、２つの電極即ち陽極・陰極間にコンデンサＣ
１、Ｃ２が直列に接続されており、その一方のコンデン
サＣ１に並列にサイラトロン等のスイッチング素子が接
続されており、共振コイル（または共振トランス）とク
リッパ用ダイオードを通して、コンデンサＣ１、Ｃ２に
並列に共振充電を行なった後、サイラトロンを導通させ
コンデンサＣ１を逆充電することにより陽極・陰極間に
高電圧を発生させ、立上がりの速い放電を行なわせるよ
うにしたものである。この放電式を用いることにより、
高繰返し動作に於いてサイラトロンが導通状態になりっ
ばなしになる現象が防止できるとともに、発振効率を高
めることもできる。

（作　　用）本発明は、２つの電極即ち陽極・陰極間にコンデンサＣ
１、Ｃ２が直列に接続されており、その一方のコンデン
サＣ１にはサイラトロン等のスイッチング素子が並列に
接続されており、共振インダクタンス、例えば、共振コ
イル（または共振トランス）とクリッパ用ダイオードを
通して、コンデンサＣ１、Ｃ２に並列に共振充電を行な
った後、サイラトロンを導通させコンデンサＣ１を放電
し、更に逆充電することにより陽極・陰極間に高電圧を
発生させ、立上がりの速いパルス放電を行なわせるよう
にしたものである。こ９様にすると、サイラトロン放電
の逆転が必ず起きるため、サイラトロンが導通状態にな
ることはない。また、主放電回路にサイラトロンが無い
ため、立上がりの速い放電が得られる。

（実施例）第１図に、本発明の一実施例を示す。ここでは、レーザ
ー電極として縦型放電電極を、スイッチング素子として
サイラトロンを用いて以下に動作を説明する。充電用電
源１４からクリッパーダイオード１１、共振コイルＬ１
、Ｌ２、Ｌ３を通して、コンデンサＣ１、Ｃ２に共振充
電を行なう。

充電完了後、スイッチング素子であるサイラトロン１０
にトリガー信号を加えるとサイラトロンは導通状態にな
りコンデンサＣ１が放電し、更に逆向きに充電されるこ
とにより、放電管１内に対向して置かれた２つの円筒型
電極２．３間に高電圧が発生する。この結果、コンデン
サＣ１、Ｃ２と放電管を閉回路とする主放電が始まる。

この主放電回路にはサイラトロンが無いため立上がりの
速い放電が得られる。また、主放電が始まる時には、コ
ンデンサＣ１が逆方向に充電されているためサイラトロ
ンには逆電圧が加わり、充電電流によりサイラトロンが
導通状態になりっばなしになることはない。

以上は縦型放電レーザーについて説明したが、横型励起
（放電電流の向きが光軸と直角になっている）の金属蒸
気レーザー、エキシマレーザ−等にも適用でき、その実
施例を第２図に示しておく。

図中の番号や動作に関しては第１図の場合と同じである
。

第３図は放電電極に並列に小容量のピーキングコンデン
サＣ３を取付けたもので、Ｃ３の容量Ｃ３が、Ｃ１、Ｃ
２の１／２よりも小さければ、放電の立上がり時間は更
に速くなる。第４図は主放電回路中に、過飽和リアクタ
Ｌｓを挿入したもので、更に放電の立上がりの速度が速
くなり、レーザーの発振効率が向上する。

以上述べたように、放電は縦型方式、横型方式のどちら
でもよく、また、スイッチング素子として、サイラトロ
ン以外のもの、例えば、半導体素子やスパークギャップ
を用いてもよい。また、金属蒸気レーザーや金属イオン
レーザ−以外のエキシマレーザ−等の放電励起レーザー
にも適用できる。また、共振コイルを用いた共振充電以
外にも、昇圧用の共振トランスとトランスの１次側で充
電制御するサイリスタ等を用いたコマンド充電方式％式
％以上、本発明の効果を逸脱しない範囲で、本発明はいろ
いろなレーザーに対して、適用可能である。

［発明の効果］本発明を用いることによって、大出力で、発振効率が高
く、高繰返し動作可能で信頼性の高いレーザー装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による金属蒸気レーザー装
置の概略回路図、第２図乃至第４図は本発明の他の実施
例を示す回路図、第５図は、従来の金属蒸気レーザー装
置の概略回路図である。１・・・・・・放電管２．３・・・・・・電極４．５・・・・・・コンデンサ６．７．８・・・・・・共振コイル９・・・・・・ピーキングコンデンサ１０・・・・・・サイラトロン１１・・・・・・クリッパーダイオード１２・・・・・
・充電抵抗１３・・・・・・過飽和リアクタ１４・・・・・・充電用電源

Claims

【特許請求の範囲】（１）レーザー管内に対向配置された２つの電極即ち陽
極と陰極の間でパルス放電を行うことにより、レーザー
媒質を励起してレーザー発振を行なうパルスレーザー装
置に於いて、該２つの電極にコンデンサＣ１，Ｃ２が直
列に接続されており、該一方のコンデンサＣ１に並列に
スイッチング素子が接続されており、共振インダクタン
スとクリッパ用ダイオードを通してコンデンサＣ１，Ｃ
２に並列に共振充電を行なった後、前記スイッチング素
子を導通させコンデンサＣ１を逆充電することにより陽
極・陰極間に高電圧を発生させパルス放電を行なわせる
ようにしたことを特徴とするパルスレーザー装置。（２）前記レーザー媒質に金属蒸気または金属イオン蒸
気を用い、該金属原子または金属イオンを励起してレー
ザー発振を行なうようにしたことを特徴とする請求項１
記載のパルスレーザー装置。（３）前記２つの電極に並列にコンデンサＣ３を接続し
、かつ、該容量Ｃ３が前記コンデンサＣ１、Ｃ２の容量
Ｃ１、Ｃ２よりも小さいことを特徴とする請求項１また
は請求項２記載のパルスレーザー装置。（４）前記コンデンサＣ１、Ｃ２と前記２つの電極の間
に過飽和インダクタを挿入接続したことを特徴とする請
求項１または請求項２記載のパルスレーザー装置。（５）前記スイッチング素子としてサイラトロンを用い
たことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのい
ずれかに記載のパルスレーザー装置。（３）前記スイッチング素子としてアバランシェ型半導
体素子を用いたことを特徴とする請求項１ないし請求項
４のうちのいずれかに記載のパルスレーザー装置。