JPH0316417A - パルス発生装置 - 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〕 この発明は例えばパルスレーザー等に使用されるパルス
発生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図は，例えばコツパ　バッポア　レーザスカム　オ
ブエージイ（Ｃ：ＯＰＰＥＲ　　ＶＡＰＯＲ　　ＬＡＳ
ＥＲＳ　　ＣＯＭＥ　　ＯＦ　　ＡＧＥ）レーザ　フォ
ーカス　ジュライ　１９８２（ＬＡＳＥＲ　　ＦＯＣＵ
Ｓ，ＪＵＬＹ，１９８２）に記載された従来の銅蒸気レ
ーザ用のパルス発生装置を示す図であり、第６図におい
て、１は高圧電源、２は充電用リアクトル、３は充電用
ダイオード，４は充放電を行う主コンデンサ、５は充電
用抵抗，６はサイラトロンスイッチ，７はガス放電によ
って内部に収容した金属（例えば銅〉を加熱、気化させ
てレーザ出力を得る放電管（レーザＴＵＢＥ）である。

次に動作について説明する。高圧電源ｌから発生される
高圧電圧（数ＫＶ〜数＋ＫＶ）は，リアクトル２、ダイ
オード３、充電用抵抗５を介してコンデンサ４に充電さ
れる。

この充電状態において、サイラトロンスイッチ６が導通
すると、主コンデンサ４に蓄えられていた電荷は、サイ
ラトロンスイッチ６を通り放電管７に印加され、放電管
７の中にガス放電を形或する．その際、放電管７のイン
ピーダンスは充電用抵抗５の抵抗値より大幅に小さくな
るため、サイラトロンスイッチ６に流れる電流ｉは主と
して放電管７に流れることで、放電管７は励起されてレ
ーザ発振を生ずる． 〔発明が解決しようとする課題〕 従来のパルス発生装置は以上のように構成されているの
で、放電管７に流れる電流波形は，コンデンサ４，放電
管７のインピーダンスおよび放電回路のインダクタンス
により決定される。そのため、一般的には第７図に示さ
れるような山なりの波形となり、レーザ効率を向上させ
るための電流波形の選択が不可能であるという問題点が
あった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、任意の電流波形を選択できるパルス発生装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕 この発明に係るパルス発生装置は、多数の固体スイッチ
ング素子を直並列接続して構成したスイッチ手段および
インダクタンスを介して放電管に並列接続した複数の充
放電コンデンサと、クロック信号を受けて所定時期に前
記スイッチ手段に導通信号を供給するように該スイッチ
手段のそれぞれに対応して設けられた複数の遅延回路と
、前記各充放電コンデンサを異なる電圧に充電するよう
に該充放電コンデンサのそれぞれに対応して設けられた
複数の高圧電源とを具備したものである。

〔作用〕

この発明におけるスイッチ手段は、多数の固体スイッチ
ング素子を直並列接続して構戊したことにより、回路を
急峻に開閉することができる。そして、その複数のスイ
ッチ手段の導通タイミングをそれぞれ対応する遅延回路
で独立に制御することにより、各スイッチ手段と接続さ
れた複数の充放電コンデンサの充電電圧を放電管に重畳
印加することができ、この放電管に流れる電流波形をレ
ーザ効率が最も高い電流波形に選択することを可能とす
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する．第ｌ
図において、ｌｌａ，ｌｌｂはそれぞれ電圧を異にする
高圧電源、１２ａ，１２ｂは充電用リアクトル．１３ａ
，１３ｂは充電用ダイオード、１４ａ，１４ｂは充放電
コンデンサ，１５は充電用抵抗、１６は充電用抵抗１５
と並列に接続された放電管、１７ａ，１７ｂは第２図に
示すように多数の固体スイッチング素子１８を直並列接
続して構成したスイッチ手段であり、このスイッチ手段
１７ａ，１７ｂは、その一端が充放電コンデンサ１４ａ
，１４ｂを介して放電管１６の一端に接続され、他端が
インダクタンス１８ａ，１８ｂを介して放電管１６の他
端に接続されている。

１９はクロック信号を出力する発振器、２０ａ，２０ｂ
はクロック信号を受けて所定時期に対応するスイッチ手
段１７ａ，１７ｂに導通信号を供給する遅延回路であり
、この遅延回路２０ａ，２０ｂは第３図に示すように、
抵抗２１、コンデンサ２２、バッファ２３とで構成され
ている。

次に上記実施例の動作について説明する。いま、充放電
コンデンサ１４ａ，１４ｂが高圧電源１１ａ，ｌｌｂの
電圧に充電された状態において、発振器１９からクロッ
ク信号Ｃが出力されると、このクロック信号Ｃを受けた
遅延回路２０ａ，２０ｂは例えば第４図，第５図に示す
ように、クロック信号Ｃの出力時点から時刻τａ，τｂ
後にスイッチ手段１７ａ，１７ｂに導通信号Ｇａ，Ｇｂ
を供給して導通させる。

この導通により、充放電コンデンサ１４ａ，１４ｂに充
電された高圧電圧はインダクタンス１８ａ，１８ｂを介
して放電管１６に印加され、このとき、放電管↓６のイ
ンピーダンスは充電用抵抗■５の抵抗値より大幅に小さ
くなるため，充放電コンデンサ１４ａ，１４ｂからの放
電電流は主として放電管ｌ６に流れ，この放電管１６に
レーザ発振を生じさせる。

この場合，高圧電源１１ａの電圧Ｅ１が高圧電源１ｌｂ
の電圧Ｅ２より高く、充放電コンデンサ１４ａの容量Ｃ
ａが充放電コンデンサ１４ｂの容量ｃｂより小さいと、
第４図に示すように放電管１６には、充放電コンデンサ
１４ａ，１４ｂの放電電流１ａ，ｌｂが重畳し、中間部
で大電流が流れる電流波形となる。

また、上記とは反対に、電圧Ｅエが電圧Ｅよより低く、
容量Ｃａが容量ｃｂより大きいと，第５図に示すように
放電管１６には、充放電コンデンサ１４ａ，１４ｂの放
電電流１ａ＋ｌｂが重畳し、後半部で大電流の流れる電
流波形となる．従って、充放電コンデンサ１４ａ，１４
ｂの容量，スイッチ手段１７ａ，１７ｂの導通タイミン
グτａｒ　τｂ，高圧電ｉ［１１ａ，ｌｌｂの電圧Ｅａ
，Ｅｂ等を選択組合せることにより，放電管１６に流れ
る電流波形をレーザ効率が高い波形に制御することがで
きる。

なお、固体スイッチング素子としては、ＦＥＴ，ＳＩＴ
，ＩＧＢＴ，ＳＩサイリスタ、トランジスタ、サイリス
タ等を用いる． 〔発明の効果〕 以上のように，この発明によれば，多数の固体スイッチ
ング素子を直並列接続してスイッチ手段を構或したので
、スイッチング動作の信頼性が向上し、寿命が長く頻繁
な交換を要しない．そして、別個独立の高圧電源で任意
の電圧に充電される複数の充放電コンデンサの放電回路
を、別個独立に設定される導通タイミングで導通制御さ
れる上記スイッチ手段で急峻に開閉するようにｎ或した
ので、上記複数の充放電コンデンサからの放電電流の波
形を，レーザ効率を向上させる波形に制御することが容
易である等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図はこの発明の一実施例によるパルス発生装置を示
す回路図，第２図はスイッチ手段の構或図、第３図は遅
延回路の回路図、第４図，第５図は第１図装置の動作を
説明するタイムチャート図，第６図は従来のパルス発生
装置の回路図、第７図は従来装置による放電管の放電電
流波形図である。 １１ａ，ｌｌｂは高圧電源、１４ａ，１４ｂは充放電コ
ンデンサ、１６は放電管、１７ａ，１７ｂはスイッチ手
段、１８ａ，１８ｂはインダクタンス，１９は発振器、
２０ａ，２０ｂは遅延回路．なお、図中、同一符号は同
一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多数の固体スイッチング素子を直並列接続して構成し
   た複数のスイッチ手段と、前記スイッチ手段およびイン
   ダクタンスを介して放電管に並列接続した複数の充放電
   コンデンサと、発振器からのクロック信号を受けて所定
   時期に前記スイッチ手段に導通信号を供給するように該
   スイッチ手段のそれぞれに対応して設けられた複数の遅
   延回路と、前記各充放電コンデンサを異なる電圧に充電
   するように該充放電コンデンサのそれぞれに対応して設
   けられた複数の高圧電源とを備えたパルス発生装置。