JPH02285687A - Ｘ線予備電離パルスガスレーザ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｘ線予備電離パルスガスレーザ装置に関する
。

〔従来の技術〕

パルスガスレーザ装置では、通常高気圧のレーザガスを
パルス的にグロー放電させることによってレー、＋／Ｊ
ｌを励起している。この場合、高気圧のレーザガスを均
一にグロー放電させるためには、放電に先立って放電電
極対間隙の放電空間（以下、単に放電空間と称す）に多
数の電子−イオン対を形成する予備電離が必要不可欠で
ある。

予備電離方式としては、ピンアーク放電を用いた紫外線
予備電離、誘電体の変位電流によって誘起される部分放
電を用いるコロナ予備電離及びＸ線予備電離等が通常用
いられている。

Ｘ線予備電離はＸ線によって放電空間のレーザガスを電
離する方式で、Ｘ線は紫外線等に比べ透過力が非常に太
きいため大体積の放電空間を均一に予備電離できること
や予備電離源であるＸ線発生部をレーザガスが封入され
るレーザ管の外に配置できることからレーザガス中に発
生する不純物が少い等の利点を有し一般的に広く用いら
れている（アイドルプルイー・ジャーナル・オブ・クオ
ンタムーエレクトロニクス（ＩＥＥＥ　Ｊ、Ｑｕａｎｔ
ｕｍＥｌｅｃｔｒｏｎ、ＱＥ−２０、１９８（１９８４
）に詳しく記載されている）。

また、−殻内にレーザを励起するために放電電極間に印
加する高電圧パルスが２０〜４０ＫＶであるのに対して
、必要なＸ線を発生させるためにＸ線管の陽極及び陰極
間に印加する高電圧パルスは６０〜１００ＫＶである。

このこと等から、従来のＸ線予備電離パルスガスレーザ
装置では、レーザを励起するだめの励起回路及びＸ線を
発生させるためのＸａ励起回路において、それぞれ独立
した高電圧電源及び高電圧素子を用いている（例えば、
オプティックス・コミュニケーションズ（ＯｐｔｉｃＣ
ｏｒｒｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ、　６５　、２６　（１
９８８）　）に記載されティるＸ線予備電離エキシマレ
ーザ装置）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のＸ線予備電離パルスガスレーザ装
置では、独立した２台の高電圧電源及び２個の高電圧ス
イッチング素子をそれぞれ予備電離用Ｘ線を発生させる
Ｘ線励起回路及びレーザを励起するレーザ励起回路にお
いて用いるため、他の予備電離方式のパルスガスレーザ
装置に比べて装置が複雑化するとともに製作コストが高
くなるという問題点がある。

また、独立した２個の高電圧スイッチング素子を用いる
従来の構成では、予備電離用Ｘ線パルスと放電電極間に
印加される高電圧パルスの間の時間差を正確に制御する
ためにＸ線励起回路の中の高電圧スイッチング素子を駆
動するトリガーパルスの時間的なゆらぎを極力抑えるこ
とが必要であるとともに、レーザ励起回路の中の高電圧
スインチング素子をＸ線パルスから遅れて駆動するため
の遅延装置が必要とされる。そのため、製作コストが高
くなるという問題点を有する。

本発明の目的は、装置のコンパクトな設計が可能である
と同時に製作コスト上有利なＸ線予備電離パルスガスレ
ーザ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１の放電電極及び第２の放電電極から構成
され光の誘導放出を可能にする放電を得るための放電電
極対を少くとも備えたレーザ管と、陽極電極及び陰極電
極とを少くとも有し放電に先立って放電電極間間隙の放
電空間にＸ線を照射するためのＸ線管と、放電電極対に
接続するレーザ励起回路と、Ｘ線管に接続するＸ線励起
回路とを少くとも備えているＸ線予備電離パルスガスレ
ーザ装置において、レーザ励起回路は第１の充電コンデ
ンサと遅延用インダクタンスと第１のピーキングコンデ
ンサと高電圧スイッチング素子とを順次直列に接続した
閉回路と、高電圧電源と、可飽和インタフタンスと、放
電電極対に並列に接続し６一 した第２のピーキングコンデンサと充電用インダクタン
スの並列回路とを少くとも備え、高電圧電源は高電圧ス
イッチング素子に並列に接続し、遅延用インダクタンス
と第１のピーキングコンデンサの接続部に可飽和インダ
クタンスの一方の極を接続し、可飽和インダクタンスの
残りの一方の極を第１の放電電極に接続し、第１のピー
キングコンデンサと高電圧スイッチング素子の接続部に
第２の放電電極を接続するとともに、Ｘ線励起回路は第
２の充電コンデンサとパルストランスとを少くとも備え
、第１の充電コンデンサ高電圧スイッチング素子の接続
部に第２の充電コンデンサの一方の極を接続し、第２の
充電コンデンサの残りの極をパルストランスの１次側イ
ンダクタンスの方の極に接続し、第１のピーキングコン
デンサと高電圧スイッチング素子の接続部にパルストラ
ンスの１次側インダクタンスの残りの極を接続し、パル
ストランスの２次側インダクタンスの一方の極をＸ線管
の陽極電極に接続し、パルストランスの２次側インダク
タンスの残りの極をＸ線管の陰極電極に接続する構成を
取シ、−台の高電圧電源及び高電圧スイッチング素子に
よってＸ線発生及びレーザ励起を行うことを特徴として
いる。

〔作用〕

最初に、第１及び第２の充電コンデンサは高電圧電源に
よってレーザの励起に必要な高電圧をで充電される。そ
れから、高電圧スイッチング素子がスイッチングされる
と第２の充電コンデンサに蓄積したエネルギーはパルス
トランスの２次側インダクタンスの両端にＸ線発生に必
要な高電圧パルスを発生しＸ線管の陽極及び陰極電極に
印加される。この時、陰極電極から放出された電子が陽
極電極に衝突し、発生したＸ線パルスが放電空間に照射
される。一方、第２の充電コンデンサに蓄積したエネル
ギーは高電圧スイッチング素子のスイッチングとともに
、始めに第１のピーキングコンデンサに移行する。次に
、第１のピーキングコンデンサの両端の電圧上昇に伴っ
て可飽和インダクタンスが飽和し第１のピーキングコン
デンサに移行したエネルギーは第２のピーキングコンデ
ンサに移行し、第２のピーキングコンデンサの両端の電
圧したがって第１及び第２の放電電極間電圧が上昇し、
放電破壊電圧に達した時に放電を開始する。したがって
、１台の高電圧電源及び高電圧スイッチング素子によっ
て予備電離用Ｘ線パルスの発生及びレーザ励起のだめの
放電電極対への高電圧パルスの印加を一度に行うことが
できる。したがって、装置をコンパクトに設計すること
が可能であると同時に製作コストを低減することが可能
になる。

また、第１の充電コンデンサに蓄積したエネルギーは、
第１の充電コンデンサから第１のピーキングコンデンサ
及び第１のピーキングコンデンサから第２のピーキング
コンデンサへの２回のエネルギー移行過程を経た後に放
電空間に注入されるため放電開始時刻をＸ線パルス発生
から遅延させることができる。また、第１の充電コンデ
ンサと第１のピーキングコンデンサの間に配置した遅延
用インダクタンス及び可飽和インタフタンスの飽和イン
ダクタンスの大きさ等の回路定数を変えれば、Ｘ線パル
スからの放電開始時刻の遅延時間を変えることも可能で
ある。したがって、遅延時間のゆらぎが高電圧スイッチ
ング素子へのトリガー信号の時間的なゆらぎに影響され
ないこと及びＸ線パルスから放電開始時刻を遅らせる遅
延装置を必要としない等の利点を有し、さらに製作コス
トを低減することが可能となる。

〔実施例〕

以下に、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す模式的な図で本発明に
係る部分のみが示しである。

本実施例では、高電圧スイッチング素子４と第１の充電
コンデンサ６と遅延用インダクタンス７と第１のピーキ
ングコンデンサ８を順次直列に接続した閉回路の高電圧
スイッチング素子４の両端に高電圧電源５を並列に接続
し、遅延用インダクタンス７と第１のピーキングコンデ
ンサ８の接続部と第１の放電電極２との間に可飽和イン
ダクタンス９を接続し、第１のピーキングコンデンサ８
と高電圧スイッチング素子４の接続部を第２の放電電極
３に接続し、第２のピーキングコンデンサ１０と充電用
インダクタンス１１の並列回路を第１及び第２の放電電
極２，３に並列に接続する第１図の様なレーザ励起回路
を用いるとともに、第２の充電コンデンサ１２とパルス
トランス１３から構成され、第２の充電コンデンサ１２
の一方の端子を第１の充電コンデンサ６と高電圧スイッ
チング素子４の接続部に接続し、第２の充電コンデンサ
１２の残夛の極をパルストランス１３の１次側のインダ
クタンスの一方の極に接続し、パルストランス１３０１
次側インダクタンスの残夛の極を高電圧スイッチング素
子４と第１のピーキングコンデンサ８の接続部に接続し
、パルストランス１３の２次側インダクタンスの一方の
極をＸ線管１４の陽極電極１５に接続し、パルストラン
ス１３の２次側インダクタンスの残少の極をＸ線管１４
の陰極電極１６に接続する図の様Ｘ線励起回路を用いる
構成を取っている。

この様な本実施例での構成では、高電圧電源５によって
レーザの励起に必要な高電圧まで充電された第２の充電
コンデンサ１２の蓄積エネルギーは、高電圧スイッチン
グ素子４のスイッチングによってパルストランス１３を
介してＸ線管１４に注入され、陽極電極１５で発生した
Ｘ線１８が放電に先立ってレーザ管１内の放電空間１７
に照射される。このとき、Ｘ線管１４の陽極及び陰極電
極１５．１６に印加される電圧は、パルストランス１３
によってＸｌｓ発生に必要な高電圧まで昇圧されている
。

一方、高電圧電源５によってレーザの励起に必要な高電
圧まで充電された第１の充電コンデンサ６の蓄積エネル
ギーは、高電圧スイッチング素子４のスイッチングとと
もに第１のピーキングコンデンサ８に移行した後、可飽
和インダクタンス９の飽和に伴って、さらに第２のピー
キングコンデンサ１０に移行し、このエネルギー移亘と
ともに第１及び第２の放電電極２，３の間の電圧が高ま
シ、レーザを励起するための放電を開始する。したがっ
て、１台の高電圧電源５及び高電圧スイッチング素子４
によって予備電離用Ｘ線パルスの発生及びレーザ励起の
だめの放電を得るための第１及び第２の放電電極２，３
への高電圧パルスの印加を一度に行うことが可能となる
。さらに１第１の充電コンデンサ６の蓄積エネルギーは
第１のピーキングコンデンサ８及び第２のピーキングコ
ンデンサ１０へのエネルギー移行過程を経た後に放電空
間１７に注入されるため、放電開始時刻はＸ線パルス発
生から遅れる。また、この遅延時間は遅延用インダクタ
ンス７及び可飽和インダクタンス９の飽和インダクタン
スの大きさ等の回路数で決マシ、高電圧スイッチング素
子４へのトリガー信号の時間的なゆらぎが遅延時間に影
響を与えないことやＸ線パルス発生から放電開始時刻を
遅らせるための遅延装置を必要としない等の利点を有す
。したがうて、装置をコンパクトに設計することができ
るとともに製作コストを低減することが可能になる。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、本発明によれば一台の高電圧電源及び
高電圧スイッチング素子によって予備軍兼用Ｘ線パルス
の発生及びレーザを励起する放電を一度に実行すること
が可能になる。また、放電開始時刻をＸ線パルス発生か
ら自動的に遅延させることが可能になる。したがって、
余分な高電圧電源及び高電圧スイッチング素子や遅延装
置を必要としないため装置のコンパクトな設計が可能に
なると同時に装置の製作コストを低減することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る模式的な図で本発明に
係る部分のみが示しである。 １・・・レーザ管、２・・・第１の放電電極、３・・・
第２の放電電極、４・・・高電圧スイッチング素子、５
・・・高電圧電源、６・・・第１の充電コンデンサ、７
・・・遅延用インダクタンス、８・・・第１のピーキン
グコンデンサ、９・・・可飽和インダクタンス、１０・
・・第２のピーキングコンデンサ、１１・・・充電用イ
ンダクタンス、１２・・・第２の充電コンデンサ、１３
・・・パルストランス、１４・・・Ｘ線管、１５・・・
陽極電極、６・・・陰極電極、 ７・・・放電空間、 ８・・・Ｘ線で ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の放電電極及び第２の放電電極から構成され光の誘
   導放出を可能にする放電を得るための放電電極対を少く
   とも備えたレーザ管と、陽極電極及び陰極電極とを少く
   とも有し前記放電に先立って前記放電電極対間隙の放電
   空間にＸ線を照射するためのＸ線管と、前記放電電極対
   に接続するレーザ励起回路と、前記Ｘ線管の前記陽極電
   極及び前記陰極電極に接続するＸ線励起回路とを少くと
   も備えているＸ線予備電離パルスガスレーザ装置におい
   て、前記レーザ励起回路は第１の充電コンデンサと遅延
   用インダクタンスと第１のピーキングコンデンサと高電
   圧スイッチング素子とを順次直列に接続した閉回路と、
   高電圧電源と、可飽和インダクタンスと、前記放電電極
   対に並列に接続した第２のピーキングコンデンサと充電
   用インダクタンスの並列回路とを少くとも備え、前記高
   電圧電源は前記高電圧スイッチング素子に並列に接続し
   、前記遅延用インダクタンスと前記第１のピーキングコ
   ンデンサの接続部に前記可飽和インダクタンスの一方の
   極を接続し、前記可飽和インダクタンスの残りの一方の
   極を前記第１の放電電極に接続し、前記第１のピーキン
   グコンデンサと前記高電圧スイッチング素子の接続部を
   前記第２の放電電極に接続するとともに、前記Ｘ線励起
   回路は第２の充電コンデンサとパルストランスとを少く
   とも備え、前記第１の充電コンデンサと前記高電圧スイ
   ッチング素子の接続部に前記第２の充電コンデンサの一
   方の極を接続し、前記第２の充電コンデンサの残りの極
   を前記パルストランスの１次側インダクタンスの一方の
   極に接続し、前記第１のピーキングコンデンサと前記高
   電圧スイッチング素子の接続部に前記パルストランスの
   １次側インダクタンスの残りの極を接続し、前記パルス
   トランスの２次側インダクタンスの一方の極を前記Ｘ線
   管の前記陽極電極に接続し、前記パルストランスの２次
   側インダクタンスの残りの極を前記Ｘ線管の前記陰極電
   極に接続する構成としたことを特徴とするＸ線予備電離
   パルスガスレーザ装置。