JPH0324779A - エキシマレーザ装置 - Google Patents
エキシマレーザ装置Info
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- JPH0324779A JPH0324779A JP16030889A JP16030889A JPH0324779A JP H0324779 A JPH0324779 A JP H0324779A JP 16030889 A JP16030889 A JP 16030889A JP 16030889 A JP16030889 A JP 16030889A JP H0324779 A JPH0324779 A JP H0324779A
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- capacitor
- peaking
- peaking capacitor
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 73
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
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，容量移行型放電励起のエキシマレーザ装置に
関するものである。
関するものである。
『従来の技術」
従来の容量移行型の放電回路を有するエキシマレーザ装
置は、第７図および第８図に示すように構或されていた
。
置は、第７図および第８図に示すように構或されていた
。
このような構或において、まず高圧直流電源十ＨＶによ
り抵抗（１）を介してストレージコンデンサ（２）、イ
ンダクタ（３）、アースに至る充電回路が構威されて，
前記ストレージコンデンサ（２）に高電圧エネルギーが
充電される．ここで、サイラトロンなどのスイッチ（４
）が閉じると、前記ストレージコンデンサ（２）に充電
されたエネルギーが前記スイッチ（４）を介して予備電
離電極（５）（５）間でアーク放電を起しなからピーキ
ングコンデンサ（６）に移行する。主放電電極（７）（
７）間が絶縁破壊電圧に達すると、主放電電極（７）（
７）間で主放電が起り、レーザ管（８）内で所定周波数
の光を放射し共振器（９）（１０）により増幅され外部
に出力する．ｒ発明が解決しようとする課題」 従来の容量移行型の放電電極では第８図に示すように、
主放電電極（７） （７）の両側の長平方向に沿って複
数個のピーキングコンデンサ（６）・・・を配置してい
るが、レーザ管（８）の寸法を大きくせずに、レーザパ
ルス幅を大きくし、出力エネルギーの増加を図るため、
ピーキングコンデンサ（６）・・・、予備電離電極（５
）・・・、主放電電極（７）で作られる放電ループのイ
ンダクタンスを最小にして電流の早い立上りを実現し、
高強度励起を行なう必要がある．そこで、従来はピーキ
ングコンデンサ（６）・・・はレーザ管（８）内に収納
して，放電ループを形或するラインのインダクタンスを
できるだけ小さくしていたが、同じ大きさのレーザ管を
用いてレーザバルス幅を広くし、出力エネルギーの増加
を図るには限度があった． 本発明はレーザ管の寸法を大きくすることなく、レーザ
パルス幅を大きくし、出力エネルギーの増加を図ること
を目的とするものである。
り抵抗（１）を介してストレージコンデンサ（２）、イ
ンダクタ（３）、アースに至る充電回路が構威されて，
前記ストレージコンデンサ（２）に高電圧エネルギーが
充電される．ここで、サイラトロンなどのスイッチ（４
）が閉じると、前記ストレージコンデンサ（２）に充電
されたエネルギーが前記スイッチ（４）を介して予備電
離電極（５）（５）間でアーク放電を起しなからピーキ
ングコンデンサ（６）に移行する。主放電電極（７）（
７）間が絶縁破壊電圧に達すると、主放電電極（７）（
７）間で主放電が起り、レーザ管（８）内で所定周波数
の光を放射し共振器（９）（１０）により増幅され外部
に出力する．ｒ発明が解決しようとする課題」 従来の容量移行型の放電電極では第８図に示すように、
主放電電極（７） （７）の両側の長平方向に沿って複
数個のピーキングコンデンサ（６）・・・を配置してい
るが、レーザ管（８）の寸法を大きくせずに、レーザパ
ルス幅を大きくし、出力エネルギーの増加を図るため、
ピーキングコンデンサ（６）・・・、予備電離電極（５
）・・・、主放電電極（７）で作られる放電ループのイ
ンダクタンスを最小にして電流の早い立上りを実現し、
高強度励起を行なう必要がある．そこで、従来はピーキ
ングコンデンサ（６）・・・はレーザ管（８）内に収納
して，放電ループを形或するラインのインダクタンスを
できるだけ小さくしていたが、同じ大きさのレーザ管を
用いてレーザバルス幅を広くし、出力エネルギーの増加
を図るには限度があった． 本発明はレーザ管の寸法を大きくすることなく、レーザ
パルス幅を大きくし、出力エネルギーの増加を図ること
を目的とするものである。
「課題を解決するための手段」
本発明はストレージコンデンサに充電されたエネルギー
を、スイッチを介してレーザ管内の予備電離電極間でア
ーク放電しながら第１のピーキングコンデンサに移行し
つつ主放電電，極間で主放電をしてレーザを発振するよ
うにした装置において，前記第１のピーキングコンデン
サと並列に第２のピーキングコンデンサを付加し、前記
第１のピーキングコンデンサを含む放電回路は放電の立
上りが早く、第２のピーキングコンデンサを含む放電回
路は放電の立上りが遅いものからなるものである。
を、スイッチを介してレーザ管内の予備電離電極間でア
ーク放電しながら第１のピーキングコンデンサに移行し
つつ主放電電，極間で主放電をしてレーザを発振するよ
うにした装置において，前記第１のピーキングコンデン
サと並列に第２のピーキングコンデンサを付加し、前記
第１のピーキングコンデンサを含む放電回路は放電の立
上りが早く、第２のピーキングコンデンサを含む放電回
路は放電の立上りが遅いものからなるものである。
「作用」
高圧電流電源からの高電圧エネルギーがまずストレージ
コンデンサに充電される．この状態でスイッチが閉じる
と、ストレージコンデンサのエネルギーが第ｌ、第２の
ピーキングコンデンサに移行する。そして所定の電圧に
達すると、先ず第１のピーキングコンデンサの電荷が急
速に予備電離電極でアーク放電し，これにより主放電電
極が放電するが、第２のピーキングコンデンサによりゆ
っくりと放電してレーザバルス幅の大きな放電となる．
また、第１のピーキングコンデンサだけをレーザ管内に
収納すると、ラインのインダクタンスが小さくなりより
急速に立上る． ｒ実施例」 以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。
コンデンサに充電される．この状態でスイッチが閉じる
と、ストレージコンデンサのエネルギーが第ｌ、第２の
ピーキングコンデンサに移行する。そして所定の電圧に
達すると、先ず第１のピーキングコンデンサの電荷が急
速に予備電離電極でアーク放電し，これにより主放電電
極が放電するが、第２のピーキングコンデンサによりゆ
っくりと放電してレーザバルス幅の大きな放電となる．
また、第１のピーキングコンデンサだけをレーザ管内に
収納すると、ラインのインダクタンスが小さくなりより
急速に立上る． ｒ実施例」 以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。
第１図において、（８）はレーザ管で、このレーザ管（
８）内には、陽極と陰極を対とする所定長の主放電電極
（７）（７）が設けられるとともに、゜この主放電電極
（７）（７）に臨ませて予備電離電極（５） （５）を
所定間隔で複数個設け，これらの予備電離電極（５）（
５）・・・にはそれぞれ第１のピーキングコンデンサ（
６）・・・が直列に接続され、この直列回路が前記主放
電電極（７） （７）に並列に接続されている。また，
前記第工のピーキングコイル（６）と並列に第２のピー
キングコンデンサ（１１）が設けられ、このピーキング
コンデンサ（１ｌ）は、レーザ管（８）の外側に設けら
れている。その他、高電圧電源（＋ＨＶ）、サイラトロ
ンからなるスイッチ（４），ストレージコンデンサ（２
），インダクタ（３）は従来同様である。
８）内には、陽極と陰極を対とする所定長の主放電電極
（７）（７）が設けられるとともに、゜この主放電電極
（７）（７）に臨ませて予備電離電極（５） （５）を
所定間隔で複数個設け，これらの予備電離電極（５）（
５）・・・にはそれぞれ第１のピーキングコンデンサ（
６）・・・が直列に接続され、この直列回路が前記主放
電電極（７） （７）に並列に接続されている。また，
前記第工のピーキングコイル（６）と並列に第２のピー
キングコンデンサ（１１）が設けられ、このピーキング
コンデンサ（１ｌ）は、レーザ管（８）の外側に設けら
れている。その他、高電圧電源（＋ＨＶ）、サイラトロ
ンからなるスイッチ（４），ストレージコンデンサ（２
），インダクタ（３）は従来同様である。
以上のような構戊において、まず高電圧電源（＋ＨＶ）
から抵抗（１）、ストレージコンデンサ（２），インダ
クタ（３），アースに至る充電回路が形或され，ストレ
ージコンデンサ（２）に高電圧エネルギーが充電される
。
から抵抗（１）、ストレージコンデンサ（２），インダ
クタ（３），アースに至る充電回路が形或され，ストレ
ージコンデンサ（２）に高電圧エネルギーが充電される
。
ここで，スイッチ（４）が閉じると、第１のピーキング
コンデンサ（６）、予備電離電極（５）、主放電電極（
７）による放電回路から形威されるが、これは第ｌのピ
ーキングコンデンサ（６）がレーザ管（８）内であるた
め、ラインが短かく、低インダクタンスに構成されてお
り、放電電流の立上りが早く，第１のピーキングコンデ
ンサ（６）に蓄えられたエネルギーが短時間で放出され
る．このエネルギー放出時間の短かさを補うため、第２
のピーキングコンデンサ（１１）に蓄えられたエネルギ
ーが用いられる．すなわち，第２のビーキングコンデン
サ（ｌ１）はレーザ管（８）の外部に設けられているた
め、この第２のピーキングコンデンサ（１１）と主放電
電極（７）で作られる放電回路のインダクタンスが、第
１のビーキングキャパシタ（６）と主放電電極（７）で
作る放電回路に比較して大きい．そのため、電流の立上
りが第１のビーキングコンデンサ（６）による放電回路
に比べ遅れ，エネルギーの放出時間が伸びる．エネルギ
ーの放出時間が伸びることにより、レーザ発振のための
主放電の維持時間が伸び、出力エネルギーの増加が図ら
れる．以上の動作を第２図の等価回路と第３図の特性図
に基きさらに詳しく説明する． スイッチ（４）のオンにより第１、第２のピーキングコ
ンデンサ（６）（１１）は第３図の特性線ＣｐいＣｐ，
のように充電される． 主放電電極（７） （７）間で放電が起きる絶縁破壊電
圧をｖｂとすると第１のピーキングコンデンサ（６）に
よる放電電流１１は となる．また、第２のピーキングコンデンサ（１１）に
よる放電電流１２は となる．ここでＣｐエ＝Ｃ Ｐｚ＝Ｃ Ｐ ｔ Ｌｔ＝
Ｌａ＝Ｌと仮定すると ？なり、電流のピーク値は生いが１２のｆ丁倍であり、
レーザ発振に寄与する電流の半周期は１２がｉ■のｆ丁
倍となる。
コンデンサ（６）、予備電離電極（５）、主放電電極（
７）による放電回路から形威されるが、これは第ｌのピ
ーキングコンデンサ（６）がレーザ管（８）内であるた
め、ラインが短かく、低インダクタンスに構成されてお
り、放電電流の立上りが早く，第１のピーキングコンデ
ンサ（６）に蓄えられたエネルギーが短時間で放出され
る．このエネルギー放出時間の短かさを補うため、第２
のピーキングコンデンサ（１１）に蓄えられたエネルギ
ーが用いられる．すなわち，第２のビーキングコンデン
サ（ｌ１）はレーザ管（８）の外部に設けられているた
め、この第２のピーキングコンデンサ（１１）と主放電
電極（７）で作られる放電回路のインダクタンスが、第
１のビーキングキャパシタ（６）と主放電電極（７）で
作る放電回路に比較して大きい．そのため、電流の立上
りが第１のビーキングコンデンサ（６）による放電回路
に比べ遅れ，エネルギーの放出時間が伸びる．エネルギ
ーの放出時間が伸びることにより、レーザ発振のための
主放電の維持時間が伸び、出力エネルギーの増加が図ら
れる．以上の動作を第２図の等価回路と第３図の特性図
に基きさらに詳しく説明する． スイッチ（４）のオンにより第１、第２のピーキングコ
ンデンサ（６）（１１）は第３図の特性線ＣｐいＣｐ，
のように充電される． 主放電電極（７） （７）間で放電が起きる絶縁破壊電
圧をｖｂとすると第１のピーキングコンデンサ（６）に
よる放電電流１１は となる．また、第２のピーキングコンデンサ（１１）に
よる放電電流１２は となる．ここでＣｐエ＝Ｃ Ｐｚ＝Ｃ Ｐ ｔ Ｌｔ＝
Ｌａ＝Ｌと仮定すると ？なり、電流のピーク値は生いが１２のｆ丁倍であり、
レーザ発振に寄与する電流の半周期は１２がｉ■のｆ丁
倍となる。
このｉエと１２の合成電流（１０）が主放電電極（７）
への放電電流であり、ｉエにより立上りが早く，ピーク
電流の大きな高強度励起を行い、ｉ１により放電維持時
間を伸ばすことにより、出力の大きいパルス幅の長いレ
ーザが得られる． なお、電流１１とｉ，の周期はＣｐｘ−ＣＰａ、Ｌ■、
Ｌ２の値を適当な値に設定すれば目的の値とすることが
できる。
への放電電流であり、ｉエにより立上りが早く，ピーク
電流の大きな高強度励起を行い、ｉ１により放電維持時
間を伸ばすことにより、出力の大きいパルス幅の長いレ
ーザが得られる． なお、電流１１とｉ，の周期はＣｐｘ−ＣＰａ、Ｌ■、
Ｌ２の値を適当な値に設定すれば目的の値とすることが
できる。
つぎに第４図、第５図および第６図は本発明の他の実施
例を示すもので、このうち、第４図はレーザ管（８）の
外部で第２のピーキングコンデンサ（１１）と直列に、
放電維持時間を伸ばすためのインダクタ（１２）を接続
した例を示し、また、第５図は予備電離電極（５）を第
１、第２のピーキングコンデンサ（６）（１１）と直列
に接続した例を示し，さらに、第６図は、予備電離電極
（５）を主放電電極（７）、第１，第２のビーキングコ
ンデンサ（６）（１１）に並列に接続した例を示してお
り、いずれも、その作用は第ｌ図と同様である。
例を示すもので、このうち、第４図はレーザ管（８）の
外部で第２のピーキングコンデンサ（１１）と直列に、
放電維持時間を伸ばすためのインダクタ（１２）を接続
した例を示し、また、第５図は予備電離電極（５）を第
１、第２のピーキングコンデンサ（６）（１１）と直列
に接続した例を示し，さらに、第６図は、予備電離電極
（５）を主放電電極（７）、第１，第２のビーキングコ
ンデンサ（６）（１１）に並列に接続した例を示してお
り、いずれも、その作用は第ｌ図と同様である。
『発明の効果」
本発明は上述のように、第１のピーキングコンデンサと
並列に、第２のピーキングコイルを設けたので、放電電
流の立上りの早い回路と立上りの遅い回路が形成され、
レーザ発振のための主放電の維持時間が伸びパルス幅の
大きなレーザが得られる。また、第１のピーキングコン
デンサをレーザ管内に設け、第２のピーキングコンデン
サをレーザ管外に設けたので、レーザ管の容量を大きく
することなく出力エネルギーの増加を図ることができる
。
並列に、第２のピーキングコイルを設けたので、放電電
流の立上りの早い回路と立上りの遅い回路が形成され、
レーザ発振のための主放電の維持時間が伸びパルス幅の
大きなレーザが得られる。また、第１のピーキングコン
デンサをレーザ管内に設け、第２のピーキングコンデン
サをレーザ管外に設けたので、レーザ管の容量を大きく
することなく出力エネルギーの増加を図ることができる
。
第１図は本発明によるエキシマレーザ装置の第１実施例
を示す電気回路図、第２図は第１図の等価回路図、第３
図は充放電の電圧、電流特性図、第４図、第５図および
第６図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す電気回路
図，第７図および第８図は従来の電気回路図である。 （１）・・・抵抗、（２）・・・ストレージコンデンサ
、（３）・・・インダクタ、（４）・・・スイッチ，（
５）・・・予備電離電極、（６）・・・第１のピーキン
グコンデンサ、（７）・・・主放電電極、（８）・・・
レーザ管、（９） （１０）・・・共振器，（１１）・
・・第２のビーキングコンデンサ、（ｌ２）・・・イン
ダクタ。
を示す電気回路図、第２図は第１図の等価回路図、第３
図は充放電の電圧、電流特性図、第４図、第５図および
第６図はそれぞれ本発明の異なる実施例を示す電気回路
図，第７図および第８図は従来の電気回路図である。 （１）・・・抵抗、（２）・・・ストレージコンデンサ
、（３）・・・インダクタ、（４）・・・スイッチ，（
５）・・・予備電離電極、（６）・・・第１のピーキン
グコンデンサ、（７）・・・主放電電極、（８）・・・
レーザ管、（９） （１０）・・・共振器，（１１）・
・・第２のビーキングコンデンサ、（ｌ２）・・・イン
ダクタ。
Claims (6)
- （１）ストレージコンデンサに充電されたエネルギーを
、スイッチを介してレーザ管内の予備電離電極間でアー
ク放電しながら第１のピーキングコンデンサに移行しつ
つ主放電電極間で主放電をしてレーザを発振するように
した装置において、前記第１のピーキングコンデンサと
並列に第２のピーキングコンデンサを付加し、前記第１
のピーキングコンデンサを含む放電回路は放電の立上り
が早く、第２のピーキングコンデンサを含む放電回路は
放電の立上りが遅いものからなることを特徴とするエキ
シマレーザ装置。 - （２）第１のピーキングコンデンサをレーザ管内に設け
、第２のピーキングコンデンサをレーザ管外に設けてな
る請求項（１）記載のエキシマレーザ装置。 - （３）第２のピーキングコンデンサと直列にインダクタ
を挿入してなる請求項（２）記載のエキシマレーザ装置
。 - （４）第１のピーキングコンデンサと予備電離電極との
直列回路に、第２のピーキングコンデンサを並列に接続
してなる請求項（１）、（２）または（３）記載のエキ
シマレーザ装置。 - （５）予備電離電極を第１、第２のピーキングコンデン
サにそれぞれ直列に接続してなる請求項（１）、（２）
または（３）記載のエキシマレーザ装置。 - （６）予備電離電極を第１、第２のピーキングコンデン
サ、主放電電極とそれぞれ直列に接続してなる請求項（
１）、（２）または（３）記載のエキシマレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16030889A JPH0324779A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | エキシマレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16030889A JPH0324779A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | エキシマレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0324779A true JPH0324779A (ja) | 1991-02-01 |
Family
ID=15712152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16030889A Pending JPH0324779A (ja) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | エキシマレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0324779A (ja) |
-
1989
- 1989-06-22 JP JP16030889A patent/JPH0324779A/ja active Pending
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