JPH0332215A - High voltage pulse generating circuit and discharge stimulating laser using the circuit and accelerator - Google Patents

High voltage pulse generating circuit and discharge stimulating laser using the circuit and accelerator

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JPH0332215A
JPH0332215A JP1167365A JP16736589A JPH0332215A JP H0332215 A JPH0332215 A JP H0332215A JP 1167365 A JP1167365 A JP 1167365A JP 16736589 A JP16736589 A JP 16736589A JP H0332215 A JPH0332215 A JP H0332215A
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    • HELECTRICITY
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Abstract

PURPOSE:To improve the reliability at high repetitive operation by adopting the constitution such that a pulse voltage or a pulse current setting a gate starting point is fed to a main saturable reactor via a 2nd saturable reactor provided in a reset circuit. CONSTITUTION:A thyratron 3 is turned on for a gate period and the charge stored in advance in a main capacitor 5 is transferred to a capacitor 6. Most of a terminal voltage V6 of the capacitor 6 is applied to an output winding 11 of a main saturable reactor 10. The moment the energy in the main capacitor 5 is almost transferred to the capacitor 6, the magnetic flux density of the main saturable reactor 10 is saturated and the inductance of the output winding 11 of the main saturable reactor 10 is rapidly reduced and the energy in the capacitor 6 is transferred to the peaking capacitor 8. Thus, highly efficient operation of a high voltage pulse generating circuit and repetitive operation capable of output control is facilitated and the production of output jitter is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はエキシマレーザ、銅蒸気レーザ等の放電励起レ
ーザ、あるいは線型誘導加速器等の加速器等に使用する
高電圧パルス発生回路に関するものであって、特に磁気
パルス圧縮回路を利用したものに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-voltage pulse generation circuit used in discharge-excited lasers such as excimer lasers and copper vapor lasers, or accelerators such as linear induction accelerators. , especially those using magnetic pulse compression circuits.

[従来の技術] 銅蒸気レーザ、エキシマレーザ等の放電励起レーザは、
ウラン濃縮、リソグラフィー、CVD等の化学反応プロ
セス等への利用を日用した検討が行なわれている。
[Prior art] Discharge-excited lasers such as copper vapor lasers and excimer lasers are
Studies are being carried out on its use in chemical reaction processes such as uranium enrichment, lithography, and CVD.

この様な放電励起レーザでは、大出力化、高級す返し化
、高信頼性化、及び長寿命化が要求されており、例えば
、第24図に示す様な高電圧パルス発生回路が用いられ
ている。本回路において、1は可変高電圧直流電源、2
は主コンデンサ5の充電抵抗、3はサイラトロン、4は
インダクタンス、5は主コンデンサ、6はコンデンサ、
8はピーキングコンデンサ、9はレーザ主放電々極、1
0は可飽和リアクトル、81は主コンデンサ5の充電用
インダクタンスである。
Such discharge-pumped lasers are required to have high output, high-quality repulsion, high reliability, and long life. For example, a high-voltage pulse generation circuit as shown in Fig. 24 is used. There is. In this circuit, 1 is a variable high voltage DC power supply, 2
is the charging resistance of the main capacitor 5, 3 is the thyratron, 4 is the inductance, 5 is the main capacitor, 6 is the capacitor,
8 is a peaking capacitor, 9 is a laser main discharge pole, 1
0 is a saturable reactor, and 81 is a charging inductance of the main capacitor 5.

本回路において、主コンデンサ5から、ピーキングコン
デンサ8へのエネルギ転送効率が最大とひなるように各
部定数を最適化したときの動作を、第24図の回路構成
図、第25図の可飽和リアクトル10の動作磁化曲線概
念図、及び第28図の主要各部の波形を用いて説明する
In this circuit, the operation when the constants of each part are optimized so that the energy transfer efficiency from the main capacitor 5 to the peaking capacitor 8 is maximized is shown in the circuit configuration diagram in Figure 24 and the saturable reactor in Figure 25. This will be explained using the conceptual diagram of the operating magnetization curve of No. 10 and the waveforms of the main parts of FIG. 28.

サイラトロン3のオフ期間に可飽和リアクトル10は、
直流電源1の正極、抵抗2、インダクタンス4、主コン
デンサ5、可飽和リアクトルの巻線11.インダクタン
ス81.肛流電源1の負極の経路で流れる主コンデンサ
5の充電々流により、8〜 第25図のホ゛、イ” を経由して−Brまでリセット
される。即ち、本回路では、主コンデンサ5の充電回路
が可飽和リアクトル10のリセット回路も兼ねている。
During the off period of the thyratron 3, the saturable reactor 10 is
Positive electrode of DC power supply 1, resistor 2, inductance 4, main capacitor 5, winding 11 of saturable reactor. Inductance 81. Due to the charging current of the main capacitor 5 flowing through the negative electrode path of the current power source 1, the main capacitor 5 is reset to -Br via 8 to B in Fig. 25.In other words, in this circuit, the main capacitor 5 is The charging circuit also serves as a reset circuit for the saturable reactor 10.

次に、サイラトロン3が第28図における1=Oでター
ンオンすると、主コンデンサ5の正極、インダクタンス
4、サイラトロン3、コンデンサ6、主コンデンサ5の
負極の経路で流れる第28図に示す放電々流11により
、コンデンサ6の端子電圧■6は、第28図のv6に示
すように、第24図の図示極性に増加する。この間可飽
和リアクトル10の磁束密度は第25図の−Brがら口
”の点に向かって変化する。このときの可飽和リアクト
ル10のインダクタンス41゜(unsat)は、極め
て大きい為、コンデンサ6、コンデンサ8、可飽和リア
クトル10の巻線1]、コンデンサ6の経路で流れる電
流iQは、第28図に示すように前記電流1.に比べて
非常に小さく、等価的に可飽和リアクトル10はスイッ
チ・オフ状態にある。
Next, when the thyratron 3 is turned on at 1=O in FIG. 28, the discharge current 11 shown in FIG. As a result, the terminal voltage (6) of the capacitor 6 increases to the polarity shown in FIG. 24, as shown at v6 in FIG. During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes toward the point "-Br" in FIG. 8. Winding 1 of the saturable reactor 10], the current iQ flowing in the path of the capacitor 6 is very small compared to the current 1. as shown in FIG. It is in the off state.

したがって可飽和リアクトル10は、第28図の■、に
示すように、第24図の極性に電圧を阻止する。
Therefore, the saturable reactor 10 blocks the voltage with the polarity shown in FIG. 24, as shown in 2 in FIG.

七−で1で前記電流j、が零となると、可飽和リアクト
ル10の磁束密度は第25図の口に達し、磁心は飽和す
る。このときの可飽和リアクトル(Oのインダクタンス
41゜(sat)は、インダクタンス4のインダクタン
ス4に比べて十分小さいため、コンデンサ6に蓄積され
た電荷のほとんどは、第28図の1□に示すように、第
24図の図示極性に流れ、12は急激に増加し、可飽和
リアクトル10の磁束密度は、第25図の口からハを経
由し、Brまで変化する。このためコンデンサ6に蓄積
されたエネルギーは、第28図のvsに示すように大部
分がピーキングコンデンサ8に転送される。
When the current j becomes zero at 7-1, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 reaches the opening in FIG. 25, and the magnetic core becomes saturated. At this time, the inductance 41° (sat) of the saturable reactor (O) is sufficiently small compared to the inductance 4 of the inductance 4, so most of the charge accumulated in the capacitor 6 is , flows to the illustrated polarity in FIG. 24, 12 increases rapidly, and the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from the mouth to Br in FIG. Most of the energy is transferred to the peaking capacitor 8, as shown by vs in FIG.

なお、サイラトロン3がターン・オンしてから前記電流
i2が零になるまでの期間をゲート期間と呼び、各部の
損失を無視すれば、次式が成立する。
Note that the period from when the thyratron 3 is turned on until the current i2 becomes zero is called a gate period, and if losses in various parts are ignored, the following equation holds true.

” 6 ” V I 1とすると次式が成立する。When "6" V I is 1, the following equation holds true.

ΔBm″:BS ( Br) (4) E:入力直流電源電圧 (V) N1.:可飽和リアクトル10の巻線11の巻数Ae 
: の有効断面積(rrr) ΔB■: の動作磁束密度量 1− Bs:           の飽和磁束密度(T)B
r:            の残留磁束密度(]゛)
L、:インダクタンス4のインダクタンス(11)C5
:主コンデンサ5のキャパシタンス(F)C8:コンデ
ンサ6のキャパシタンス(F)C8:ピーキングコンデ
ンサ8のキャパシタンス(F) H−二可飽和リアクトル10のゲート磁化力波高値(A
/m) I2用:12の波高値(A) 息e:可飽和リアクトル10の平均磁路長(Ill)コ
ンデンサ6のエネルギーが全て、ピーキングコンデンサ
8に転送された瞬間に、即ち第28図のτ、十τ2でレ
ーザ主放電電極がブレークダウンし、ピーキングコンデ
ンサのエネルギーは、レーザガス中で消費される。この
とき、ピーキングコンデンサ8に蓄積されたエネルギー
の大部分は、レーザ主放電々極9を介してレーザガス中
で消費されるが、一部は可飽和リアクトル10のリセッ
トに寄与する。このエネルギーにより可飽和リアー12
= りトル10の磁束密度は、第25図のBrから二′を経
由してホ゛まで変化する。
ΔBm″: BS (Br) (4) E: Input DC power supply voltage (V) N1.: Number of turns Ae of winding 11 of saturable reactor 10
: Effective cross-sectional area (rrr) ΔB■: Operating magnetic flux density amount 1- Bs: Saturation magnetic flux density (T)B
r: Residual magnetic flux density (゛)
L,: inductance of inductance 4 (11) C5
: Capacitance of main capacitor 5 (F) C8: Capacitance of capacitor 6 (F) C8: Capacitance of peaking capacitor 8 (F) Gate magnetizing force peak value of H-bisaturable reactor 10 (A
/m) For I2: Peak value of 12 (A) Breath e: Average magnetic path length of saturable reactor 10 (Ill) At the moment when all the energy of capacitor 6 is transferred to peaking capacitor 8, that is, as shown in FIG. The laser main discharge electrode breaks down at τ, 10τ2, and the energy of the peaking capacitor is consumed in the laser gas. At this time, most of the energy stored in the peaking capacitor 8 is consumed in the laser gas via the laser main discharge electrode 9, but a portion contributes to resetting the saturable reactor 10. This energy saturable rear 12
= The magnetic flux density of the throttle 10 changes from Br through 2' to Br in FIG. 25.

繰り返し動作時には、以上説明した動作が繰り返し周波
数に応じた回数だけ行なわれる。
During repeated operations, the operations described above are performed a number of times according to the repetition frequency.

また、前記主コンデンサ5の充電々流が、動作条件によ
り定まる可飽和リアクトル10の磁心の全制御磁化力H
r(全制御磁化力については、例えば、村上二゛磁化応
用工学′°、朝食書店p42〜49 (1984)に記
載されている。)より小さなときには、第26図に示す
ように、可飽和リアクトル10に出力巻MA11の他に
リセット巻線82を設け、同巻線端83.84にリセッ
ト回路85を接続し、サイラトロン3のオフ時の任意の
期間に、可飽和リアクトル10の図示黒丸と逆極性に磁
化することにより、リセットを行なう方法も例えば特開
昭63−171172号公報等に記載されている。第2
7図は、前記リセット回路85の一構成例であり、83
.84は出力端、86は可飽和リアクトル10のゲート
期間にリセット巻線82に誘起する高電圧サージを阻止
するためのインダクタンス、87は抵抗、88はバリス
タ、89は直流電源である。
Further, the charging current of the main capacitor 5 is determined by the total control magnetizing force H of the magnetic core of the saturable reactor 10, which is determined by the operating conditions.
When the total control magnetization force is smaller than r (for example, Murakami 2, ``Magnetization Application Engineering'', Shokusho Shoten p. 42-49 (1984)), as shown in Fig. 26, a saturable reactor is used. 10 is provided with a reset winding 82 in addition to the output winding MA11, and a reset circuit 85 is connected to the ends 83 and 84 of the winding. A method of resetting by magnetizing to polarity is also described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 171172/1983. Second
FIG. 7 shows an example of the configuration of the reset circuit 85.
.. 84 is an output terminal, 86 is an inductance for blocking a high voltage surge induced in the reset winding 82 during the gate period of the saturable reactor 10, 87 is a resistor, 88 is a varistor, and 89 is a DC power supply.

以上、従来例の説明では、可飽和リアクトルを用いた磁
気パルス圧縮回路が一段の場合の例を説明したが、スイ
ッチ素子としてサイラトロンの代わりにサイリスタ等の
半導体素子を用い、昇圧トランスを介して、パルス電圧
波高値を」二昇させるとともに、可飽和リアクトルを用
いた磁気パルス圧縮回路を多段接続した多段磁気パルス
圧縮回路を用いたパルス発生回路も使用されている。ま
た、線形誘導加速器等の加速器の場合にも、その出力が
大きいこともあり、多くの場合、多段磁気パルス圧縮回
路を用いたパルス発生回路が使用されている。
In the above explanation of the conventional example, an example was explained in which the magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor has one stage, but a semiconductor element such as a thyristor is used instead of a thyratron as a switching element, A pulse generation circuit is also used that uses a multi-stage magnetic pulse compression circuit in which the peak value of the pulse voltage is increased by "2" and magnetic pulse compression circuits using saturable reactors are connected in multiple stages. Furthermore, in the case of an accelerator such as a linear induction accelerator, since the output thereof is large, a pulse generation circuit using a multi-stage magnetic pulse compression circuit is often used.

なお、磁気パルス圧縮回路の原理については、例えば、
W、S、MELVILLE :  ”THE USA 
OF 5ATURABLEREACTOR8”、 Pr
oceedings In5t、 Electrica
l Engineers、 (London)Vol、
98. Part3. No、53. pp、185〜
207(1951) 、同回路の放電励起レーザへの応
用については、例えば、1.Sm1lanski、S、
R,Byron andF1 T、R,Burkes :  ”Electrical
  excjtation of an XeC↓1a
ser using lllagnetjc puls
e compressionAppl、Phys、Le
tt、40(7)、 pp、547−548(1982
)、半導体素子を用いた磁気パルス圧縮回路については
、例えば、島田二゛高繰り返しエキシマレーザ励起用磁
気パルス圧縮電源に関する研究“°、慶応義塾大学理工
学部学位論文(1986)に記載されている。
Regarding the principle of the magnetic pulse compression circuit, for example,
W, S, MELVILLE: ”THE USA
OF 5ATURABLEREACTOR8”, Pr
oceedings In5t, Electrica
l Engineers, (London) Vol.
98. Part3. No, 53. pp, 185~
207 (1951), and regarding the application of the same circuit to discharge-pumped lasers, see, for example, 1. Sm1lanski, S.
R, Byron and F1 T, R, Burkes: “Electrical
Excjtation of an XeC↓1a
ser using llagnetjc pulses
e compressionAppl, Phys, Le
tt, 40(7), pp, 547-548 (1982
), magnetic pulse compression circuits using semiconductor elements are described, for example, in Shimada's ``Research on Magnetic Pulse Compression Power Sources for Excitation of Highly Repetitive Excimer Lasers'', Keio University Faculty of Science and Technology Dissertation (1986).

また、自由電子レーザ等に用いられる線形誘導加速器を
始めとする加速器においても、以上説明した方式と同様
の高電圧パルス発生回路が用いられている。その詳細に
ついては、例えば、D、Birx。
Furthermore, high voltage pulse generation circuits similar to the method described above are used in accelerators such as linear induction accelerators used in free electron lasers and the like. For details see, eg, D. Birx.

E、CooK、 S、Hawkins、 S、Poor
、 L、Reginato、J、Schmidt an
d M、Sm1th : ”THE APPLICAT
ION OF MAGNETIC5WITCIjES 
AS PULSE 5OURCES FORINDUC
TIONLINAC3”、 IEEE Transac
tion on Nuclear 5cience、 
Vol、N5−30. No、4. pp2763〜2
768(1983)に記載されている。
E, CooK, S, Hawkins, S, Poor.
, L., Reginato, J., Schmidt an.
d M, Sm1th: ”THE APPLICAT
ION OF MAGNETIC5WITCIjES
AS PULSE 5OURCES FORINDUC
TIONLINAC3”, IEEE Transac
tion on Nuclear 5science,
Vol, N5-30. No, 4. pp2763-2
768 (1983).

[発明が解決しようとする課題] 放電励起レーザでは、レーザ出力の安定化、低ジツタ化
が要求されている。例えば、リソグラフィ用のエキシマ
レーザにおいては、繰り返し周波数5001−iz程度
において、1パルスあたりのレーザ出力100mJ程度
を、10“ショット程度以上の期間安定に供給すること
が必要とされている。
[Problems to be Solved by the Invention] Discharge-excited lasers are required to have stable laser output and low jitter. For example, in an excimer laser for lithography, it is necessary to stably supply a laser output of about 100 mJ per pulse at a repetition frequency of about 5001-iz for a period of about 10" shots or more.

しかし、繰り返し動作に伴い、レーザ・ガスの劣化が起
こるため、前記出力条件を満足するためには、レーザ・
ガス中に投入するエネルギーを除々に増加させることが
必要である。このため、第24図に示す従来回路におい
ては、人力直流電源電圧を除々に増加させる手法が用い
られている。しかし、第24図に示す方式では、可飽和
リアクトル10のゲート時の動作磁束密度量は前述の(
4)式に示すΔBmと一定値のため、人力直流電源電圧
が、主コンデンサ5からピーキングコンデンサ8へのエ
ネルギ転送効率が最大となる最適値より低い場合、主要
各部の電圧・電流波形は第29図、また、高い場合、周
波形は第30図のようになる。
However, due to repeated operations, the laser gas deteriorates, so in order to satisfy the above output conditions, it is necessary to
It is necessary to gradually increase the energy input into the gas. For this reason, in the conventional circuit shown in FIG. 24, a method is used in which the human-powered DC power supply voltage is gradually increased. However, in the system shown in FIG. 24, the operating magnetic flux density amount at the time of the gate of the saturable reactor 10 is
4) Since ΔBm is a constant value as shown in the formula, if the human power DC power supply voltage is lower than the optimal value that maximizes the energy transfer efficiency from the main capacitor 5 to the peaking capacitor 8, the voltage and current waveforms of the main parts will be In addition, when the frequency is high, the frequency waveform becomes as shown in FIG.

このため、前記主コンデンサ5からピーキングコンデン
サ8へのエネルギ転送効率が低下するとともに、サイラ
トロン3の主電極間を流れる電流ilのアフタカレント
が増加し、反転電流が流れるため、サイラトロン3の損
失も大きくなる。さらに、レーザガス中に、レーザ発振
に寄与しないエネルギーの割合も増加するため、レーザ
ガスの寿命も低下するという問題もあった。このため、
前記、レーザ出力を一定として出力できるショツト数は
106シヨツト程度以下に制限されていた。
For this reason, the efficiency of energy transfer from the main capacitor 5 to the peaking capacitor 8 decreases, and the aftercurrent of the current il flowing between the main electrodes of the thyratron 3 increases, causing a reverse current to flow, resulting in a large loss in the thyratron 3. Become. Furthermore, since the proportion of energy in the laser gas that does not contribute to laser oscillation also increases, there is also the problem that the life of the laser gas is shortened. For this reason,
As mentioned above, the number of shots that can be outputted while keeping the laser output constant is limited to about 106 shots or less.

ウラン濃縮プロセスに用いられる銅蒸気レーザでは、繰
り返し周波数5klb、程度以上で、レーザ出力100
W程度を連続1,000時間程度以上に渡り、±3ns
程度以下のジッタで安定に動作することが要求されてい
る。このようなレーザでは、前記エキシマレーザに比べ
て、繰り返し周波数が1ケタ程度高いため、長寿命化を
図る意味から、スイッチ素子として、サイラトロンの代
わりに、サイリスタ等の半導体素子と多段磁気パルス圧
縮回路を組み合わせた高電圧パルス発生回路を用いるこ
とが強く望まれている。しかし、従来用いられていた多
段磁気パルス圧縮回路を用いた高電圧パルス発生回路に
おいて、主コンデンサから最終段のピーキングコンデン
サへのエネルギ転送効率を最適化するためには、各段の
磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトルのゲー
ト時の動作磁束密度量が前述の(4)式に示す△Brn
と一定値のため、各段の磁気パルス圧縮回路ごとに、可
飽和リアクトルと直列にインダクタンスを押入して、可
飽和リアクトル飽和後に流れる電流のパルス幅を調整す
る必要があった。また、複数合同期運転を行なう際の各
レーザの出力のタイミングを合わせる際の調整も、前記
の手法を用いなければならず、商用プラント(数百台の
同期運転が必要とされる。)に使用するのは極めて困難
と各えられている。
The copper vapor laser used in the uranium enrichment process has a repetition frequency of 5 klb or more and a laser output of 100 lbs.
±3ns over approximately 1,000 hours or more at approximately W
It is required to operate stably with less than a certain amount of jitter. In such a laser, the repetition frequency is about one order of magnitude higher than that of the excimer laser, so in order to extend the lifespan, a semiconductor element such as a thyristor and a multistage magnetic pulse compression circuit are used as the switching element instead of a thyratron. It is strongly desired to use a high voltage pulse generation circuit that combines the following. However, in the conventional high voltage pulse generation circuit using a multi-stage magnetic pulse compression circuit, in order to optimize the energy transfer efficiency from the main capacitor to the final stage peaking capacitor, it is necessary to The amount of operating magnetic flux density at the gate of the saturable reactor constituting
Since this is a constant value, it was necessary to insert an inductance in series with the saturable reactor in each stage of the magnetic pulse compression circuit to adjust the pulse width of the current that flows after the saturable reactor is saturated. In addition, the above-mentioned method must be used to adjust the timing of the output of each laser when performing multiple synchronized operation, and commercial plants (several hundred units require synchronized operation). It is considered extremely difficult to use.

自由電子レーザあるいは、核融合炉のプラズマ加熱等に
用いられる線型誘導加速器では、アクセラレータ・セル
と呼ばれる電子ビーム加速用の1種の変圧器に、電圧波
高値数百に■、電流波高値数十kA、パルス幅100n
s程度の矩形波状のパルスを数ns以内のジッタで繰り
返し周波数に比以上、極力長い時間、バーストモードで
動作させることが要求されている。この用途の高電圧パ
ルス発生回路では、スイッチにサイラトロンを並列に用
いた多段磁気パルス圧縮回路が使用されている。同パル
ス発生回路では、繰り返し動作に伴う、可飽和リアクト
ルの損失による温度」二昇で、同可飽和リアクトル磁心
のゲート時の動作磁束密度量が減少するため、動作時間
が長くなるにつれてジッタが増加するという問題があっ
た。
In free electron lasers or linear induction accelerators used for plasma heating in nuclear fusion reactors, a type of transformer for electron beam acceleration called an accelerator cell has a voltage peak value of several hundred ■ and a current peak value of several tens. kA, pulse width 100n
It is required to operate in a burst mode for as long as possible, with a rectangular pulse of approximately 2 seconds, with a jitter within several nanoseconds, and for a longer time than the repetition frequency. A high voltage pulse generation circuit for this purpose uses a multi-stage magnetic pulse compression circuit using thyratrons in parallel as switches. In this pulse generation circuit, as the temperature rises due to loss in the saturable reactor due to repeated operations, the operating magnetic flux density at the gate of the saturable reactor magnetic core decreases, so jitter increases as the operating time increases. There was a problem.

本発明の目的は、前記可飽和リアクトルのゲート時の動
作磁束密度量の可変機能を有する可飽和和リアクトルを
用いた磁気パルス圧縮回路を有する高電圧パルス発生回
路、及びこれを用いた放電励起レーザ、並びに加速器に
おいて、入力電源電圧の変動、負荷変動、あるいは前記
可飽和リアクトルを始めとする各素子の特性変動等が生
じた際にも、エネルギ転送効率の低下、及びスイッチ素
子の損失増加、あるいは出カシツタの発生を抑制しつつ
、高繰り返し動作においておいても信頼性の高い高電圧
パルス発生回路、及びこれを用いた放電励起レーザ、並
びに加速器を提供することで19 ある。
The object of the present invention is to provide a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable sum reactor having a function of varying the amount of operating magnetic flux density at the time of gate of the saturable reactor, and a discharge excitation laser using the same. , and in the accelerator, when fluctuations in the input power supply voltage, load fluctuations, or characteristics fluctuations of each element including the saturable reactor occur, the energy transfer efficiency decreases, the loss of the switching elements increases, or The object of the present invention is to provide a high-voltage pulse generation circuit that is highly reliable even in high-repetition operations while suppressing the occurrence of output stutter, and a discharge excitation laser and an accelerator using the same.

[課題を解決するための手段] 本発明は、可飽和リアクトルを用いた磁気パルス圧縮回
路を有する高電圧パルス発生回路において、前記磁気パ
ルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトルのゲート時の
動作磁束密度量は、同可飽和リアクトルのリセット回路
に新たに設けられた可飽和リアクトルを介して印加され
るパルス電圧、あるいはパルス電流により、設定される
構成としたことを特徴とする高電圧パルス発生回路であ
る。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor, in which the operating magnetic flux density at the gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is A high voltage pulse generation circuit characterized in that the amount is set by a pulse voltage or a pulse current applied through a saturable reactor newly provided in a reset circuit of the saturable reactor. be.

このように、磁気パルス圧縮回路を構成するリセット回
路に新たに設けられた可飽和リアクトルを介して印加さ
れるパルス電圧、あるいはパルス電流により負荷変動、
入力端子変動、及び回路を構成する素子の特性変動に対
応して磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のゲート時の動作磁束密度量を設定する構成とすれば、
ゲート時に磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアク
トルに誘起するサージ電圧を、リセット回路に設けた可
飽和リアクトルにより咀止することができ、20 同リセット回路におけるパルス発生回路を前記サージ電
圧から保護することができる。また、リセット回路に通
常のりアクドルを挿入した場合に比べて可飽和リアクト
ルを使用した場合は高繰り返し動作時に、前記サージ電
圧の阻止機能とリセット時の応答性の両面で優れており
好ましい。
In this way, the pulse voltage or pulse current applied through the saturable reactor newly installed in the reset circuit that constitutes the magnetic pulse compression circuit can cause load fluctuations,
If the configuration is such that the amount of operating magnetic flux density at the time of gate of the saturable reactor that constitutes the magnetic pulse compression circuit is set in response to input terminal fluctuations and characteristic fluctuations of elements that constitute the circuit,
The surge voltage induced in the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit at the time of gate can be suppressed by the saturable reactor provided in the reset circuit, and the pulse generation circuit in the reset circuit is protected from the surge voltage. be able to. Further, compared to the case where a normal glue handle is inserted into the reset circuit, the use of a saturable reactor is preferable because it is superior in both the surge voltage blocking function and the responsiveness at reset during high repetition operation.

前記高電圧パルス発車回路において、前記磁気パルス圧
縮回路を構成する可飽和リアクトルにゲート電圧が印加
される期間と、前記リセット回路がパルス電圧、あるい
はパルス電流を発生する期間との間に、相互に体止期間
を有するように構成した場合には、前記リセット回路に
新たに設けられた可飽和リアクトルによる前記サージ電
圧の阻止機能が向上し好ましい。
In the high-voltage pulse generation circuit, there is a mutual difference between a period in which a gate voltage is applied to the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit and a period in which the reset circuit generates a pulse voltage or a pulse current. When configured to have a stall period, the surge voltage blocking function by the saturable reactor newly provided in the reset circuit is improved, which is preferable.

前記高電圧パルス発生回路において、前記磁気パルス圧
縮回路を構成する可飽和リアクトルのリセット回路に新
たに設けられた可飽和リアクトルに、同可飽和リアクト
ルをリセットするためのリセット回路が設けられている
場合には、前記サージ電圧により動作する磁束密度量を
大とすることができるため、同可飽和リアクトルルを小
形化することが可能である。また、リセット回路に新た
に設けられた可飽和リアクトルのリセット回路のスイッ
チ素子が動作したときの動作磁束密度量を一定にするこ
とができるため、同高電圧パルス発生回路の出カシツタ
も減少する。
In the high voltage pulse generation circuit, a saturable reactor newly provided in a reset circuit of a saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is provided with a reset circuit for resetting the saturable reactor. In addition, since the amount of magnetic flux density operated by the surge voltage can be increased, it is possible to downsize the saturable reactor. Furthermore, since the amount of operating magnetic flux density when the switch element of the reset circuit of the saturable reactor newly provided in the reset circuit operates can be made constant, the output of the high voltage pulse generation circuit is also reduced.

また、本発明は、可飽和リアクトルを用いた磁気パルス
圧縮回路を有する高電圧パルス発生回路において、前記
磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトルには、
リセット回路の他に同可飽和リアクトルのゲート時の動
作磁束密度量のジッタを防止するためのプリセット回路
が設けられていることを特徴とする高電圧パルス発生回
路である。
The present invention also provides a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor, in which the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit includes:
This high voltage pulse generation circuit is characterized in that, in addition to the reset circuit, a preset circuit is provided to prevent jitter in the operating magnetic flux density amount when the saturable reactor is gated.

このように、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和
リアクトルに、リセット回路の他にプリセット回路を設
けることにより、同可飽和リアクトルをリセットする直
前の同可飽和リアクトルの磁束密度のジッタが抑制でき
、同可飽和リアクトルのゲート時の動作磁束密度量を可
変させた際に生ずる前記高電圧パルス発生回路の出力の
ジッタが減少し好ましい。
In this way, by providing a preset circuit in addition to a reset circuit in the saturable reactor that constitutes the magnetic pulse compression circuit, it is possible to suppress jitter in the magnetic flux density of the saturable reactor immediately before the saturable reactor is reset. This is preferable because it reduces jitter in the output of the high voltage pulse generation circuit that occurs when the amount of operating magnetic flux density at the time of the gate of the saturable reactor is varied.

前記磁気パルス圧縮回路を構成するプリセット回路はパ
ルス電圧、あるいはパルス電流を出力するようにするこ
とにより、高繰り返し動作時の前記磁気パルス圧縮回路
を構成する可飽和リアクトルによる出力制御の応答特性
が向上する。
By making the preset circuit that constitutes the magnetic pulse compression circuit output a pulse voltage or pulse current, the response characteristics of output control by the saturable reactor that constitutes the magnetic pulse compression circuit during high repetition operation are improved. do.

また、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアク
トルを、前記プリセット回路に新たに設けた可飽和リア
クトルを介して印加するパルス電圧、あるいはパルス電
流により、プリセットすることにより、前記磁気パルス
圧縮回路を構成する可飽和リアクトルのゲート時に誘起
するサージ電圧に対するプリセット回路の保護機能が向
上し好ましい。
Further, the magnetic pulse compression circuit can be activated by presetting the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit with a pulse voltage or pulse current applied via a saturable reactor newly provided in the preset circuit. This is preferable because it improves the protection function of the preset circuit against the surge voltage induced at the time of gate of the saturable reactor.

23− 前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトルの
プリセット回路に新たに設けられた可飽和リアクトルに
、同可飽和リアクトルをリセットするためのリセット回
路を設けることにより、前記プリセット回路に新たに設
けられた可飽和リアクトルを構成する磁心の小形化が可
能となるとともに、同高電圧パルス発生回路の出カシツ
タも減少する。
23- By providing a reset circuit for resetting the saturable reactor newly provided in the preset circuit of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit, a reset circuit for resetting the saturable reactor may be newly provided in the preset circuit. This makes it possible to downsize the magnetic core constituting the saturable reactor, and also reduces the output power of the high voltage pulse generating circuit.

前記リセット回路の他にプリセット回路を設けた可飽和
リアクトルを用いた磁気パルス圧縮回路を有する高電圧
パルス発生回路において、前記磁気パルス圧縮回路を構
成する可飽和リアクトルのプリセット回路を動作させる
ことにより、同可飽和リアクトルのリセット直前の磁束
密度のジッタを防止し、しかる後にリセット回路で磁束
密度を変化させることにより、リセット完了後の磁束密
度のジッタが減少する。この結果、同可飽和リアクトル
のゲート時の動作磁束密度量をジッタを抑制しつつ設定
することができる。
In a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor provided with a preset circuit in addition to the reset circuit, by operating the preset circuit of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit, By preventing the jitter in the magnetic flux density immediately before resetting the saturable reactor and then changing the magnetic flux density in the reset circuit, the jitter in the magnetic flux density after the reset is completed is reduced. As a result, the amount of operating magnetic flux density at the time of gate of the saturable reactor can be set while suppressing jitter.

ここで、前記磁気パルス発生回路を構成する可4 飽和リアクトルのプリセット時の最大磁束密度を残留磁
束密度以上とすることにより、本高電圧パルス発生回路
の出カシツタをより減少させることができる。
Here, by setting the maximum magnetic flux density at the time of presetting of the saturation reactor constituting the magnetic pulse generating circuit to be equal to or higher than the residual magnetic flux density, the output power of the present high voltage pulse generating circuit can be further reduced.

さらに、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リア
クトルのプリセット時の最大磁束密度を、その比透磁率
が10以下の領域に設定するようにすることにより、本
高電圧パルス発生回路の出カシツタは著しく減少し好ま
しい。
Furthermore, by setting the maximum magnetic flux density at the time of presetting of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit in a region where its relative magnetic permeability is 10 or less, the output of the high voltage pulse generation circuit is This is a significant decrease and is desirable.

前記リセット回路の他にプリセット回路が設けられた可
飽和リアクトルを用いた磁気パルス圧縮回路を有する高
電圧パルス発生回路において、前記可飽和リアクトルを
リセット回路により、その磁束密度のジッタの発生の少
ない領域までリセットさせ、その後に、ゲート時と同一
方向に磁化するプリセット回路を動作させて、ゲート開
始時の磁束密度を設定することにより、同可飽和リアク
トルのゲート時の動作密度量を、ジッタの発生を防止つ
つ設定することが可能となり好ましい。
In a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor which is provided with a preset circuit in addition to the reset circuit, the saturable reactor is set in a region where jitter in the magnetic flux density thereof is less generated by the reset circuit. Then, by operating a preset circuit that magnetizes in the same direction as when gating and setting the magnetic flux density at the start of gate, the operating density at the time of gate of the saturable reactor can be adjusted to generate jitter. This is preferable because it allows setting while preventing the above.

ここで、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リア
クトルのゲート時の動作磁束密度量を、リセット動作完
了後のプリセット動作により設定する高電圧パルス発生
回路において、同可飽和リアクトルのリセット時の最小
磁束密度を負の残留磁束密度以下とすることにより、本
高電圧パルス発生回路の出カシツタを大幅に他社するこ
とができ好ましい。
Here, in a high voltage pulse generation circuit that sets the operating magnetic flux density amount at the gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit by a preset operation after the completion of the reset operation, the minimum By setting the magnetic flux density to be less than or equal to the negative residual magnetic flux density, the output of the present high voltage pulse generation circuit can be significantly compared to other companies, which is preferable.

以」二説明した方式の可飽和リアクトルを用いた磁気パ
ルス圧縮回路を有する高電圧パルス兆生回路において、
前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル磁
心として、その飽和磁歪λsが+5×10−1〜−5X
10−Rの範囲にある磁性材料を用いて構成されている
ものを使用した場合には、繰り返し周波数を変化させた
場合の出カシツタの変動が少なく、同磁心の磁気特性の
劣化に伴う信頼性低下を招くことのない優れたパルス発
生回路を実現できる。
In a high voltage pulse symptom circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor of the method described below,
The saturable reactor magnetic core constituting the magnetic pulse compression circuit has a saturation magnetostriction λs of +5×10−1 to −5×
When a magnetic material in the 10-R range is used, there is little variation in the output when the repetition frequency is changed, and reliability is reduced due to deterioration of the magnetic properties of the core. An excellent pulse generation circuit that does not cause deterioration can be realized.

また、可飽和リアクトル磁心として、直流磁気特性にお
ける角形比が、0.7以上である磁心を用いた場合には
、出カシツタの少ない高電圧パルス発生回路が得られる
Further, when a magnetic core having a squareness ratio of 0.7 or more in DC magnetic characteristics is used as the saturable reactor magnetic core, a high voltage pulse generation circuit with less output shimmer can be obtained.

可飽和リアクトル磁心として、Coを主成分とする非晶
質磁性合金を用いて構成した磁心を使用した場合には、
前記出カシツタの低減が容易となり好ましい。
When a magnetic core composed of an amorphous magnetic alloy containing Co as the main component is used as the saturable reactor magnetic core,
This is preferable because the output ivy can be easily reduced.

前記可飽和リアクトル磁心として、組成式%式% () (ただし、Mは少なくともCo、もしくはNiであり、
M′はNb、W、Ta、Zr、Hf、Ti及びM、oか
らなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M“はV
、Cr、Mn、AQ、白金属元素、Sc、Y、希土類元
素、Au、Zn、Sn。
As the saturable reactor magnetic core, the composition formula % formula % () (However, M is at least Co or Ni,
M′ is at least one element selected from the group consisting of Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti, M, and o; M″ is V
, Cr, Mn, AQ, platinum metal element, Sc, Y, rare earth element, Au, Zn, Sn.

及びMoからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素
、XはC,Ce、 P、 Ga、  Sb、  In、
 Be。
and at least one element selected from the group consisting of Mo, X is C, Ce, P, Ga, Sb, In,
Be.

Asからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であ
り、a+ X+  V+  Z+  α、β、及びγは
それぞれ O≦a≦0.5,0.1≦X≦3.6≦y<z5゜3≦
z<15.14<y十z<30゜ 27 1≦α≦10,0≦β≦10.0こγ≦10を満たす。
At least one element selected from the group consisting of As, a+ X+ V+ Z+ α, β, and γ are O≦a≦0.5, 0.1≦X≦3.6≦y<z5°, respectively 3≦
z<15.14<y 10 z<30°27 1≦α≦10, 0≦β≦10.0 and γ≦10.

) により表わされる組成を有し、組成の少なくとも50%
が微細なりcc  Fe固溶体の結晶粒からなり、各結
晶粒の最大寸法で測定した粒径の平均が500A以下で
ある磁性合金で構成されている磁心を用いた場合には、
出カシツタが少なく信頼性も向上する。
) and at least 50% of the composition
When using a magnetic core made of a magnetic alloy consisting of fine cc Fe solid solution crystal grains and having an average grain size of 500 A or less as measured by the maximum dimension of each crystal grain,
There is less ivy and reliability is improved.

前記高電圧パルス発生回路において、前記磁気パルス圧
縮回路を構成する可飽和リアクトルのゲート時の動作磁
束密度量を、直流入力電源電圧に連動して変化し得るよ
うに構成することにより、エネルギ転送効率の劣化を極
力抑制しつつ、出力を可変することができ好ましい。
In the high-voltage pulse generation circuit, the energy transfer efficiency is improved by configuring the operating magnetic flux density at the time of the gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit to be variable in conjunction with the DC input power supply voltage. It is preferable that the output can be varied while suppressing deterioration as much as possible.

前記高電圧パルス発生回路において、前記磁気パルス圧
縮回路を構成する可飽和リアクトルのゲート時の動作磁
束密度量を、負荷変動に応じて変化し得るように構成す
ることにより、エネルギ転送効率の劣化を抑制しつつ、
出力を可変することができる。
In the high-voltage pulse generation circuit, deterioration of energy transfer efficiency is prevented by configuring the operating magnetic flux density amount at the time of gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit to be variable in accordance with load fluctuation. While suppressing
Output can be varied.

詔 前高電圧パルス発生回路において、前記磁気パルス圧縮
回路を複数段用いた場合には、エネルギ転送効率を最大
とするための最適化が容易になるとともに、エネルギ転
送効率の大幅な劣化も防止することができ好ましい。
When multiple stages of the magnetic pulse compression circuits are used in the high-voltage pulse generation circuit, optimization to maximize energy transfer efficiency is facilitated, and significant deterioration of energy transfer efficiency is also prevented. It is possible and preferable.

前記高電圧パルス発生回路を複数台同期動作させた場合
には、各高電圧パルス発生回路の出力のジッタが少ない
ため、同期運転時のタイミングを容易に取ることができ
好ましい。
When a plurality of high-voltage pulse generation circuits are operated synchronously, it is preferable because the jitter of the output of each high-voltage pulse generation circuit is small, so that the timing of the synchronous operation can be easily determined.

以上説明した可飽和リアクトルを用いた磁気パルス圧縮
回路を有する高電圧パルス発生回路を用いた放電励起レ
ーザは、レーザ・ガス劣化等に伴うレーザ出力の低下を
防止するために、人力直流電源電圧を変化させてもエネ
ルギー転送効率の低下が少なく、レーザ出力を一定とす
る能力も高まる。
The discharge-excited laser that uses a high-voltage pulse generation circuit that has a magnetic pulse compression circuit that uses a saturable reactor as described above requires a manual DC power supply voltage increase in order to prevent a decrease in laser output due to laser gas deterioration. Even if it is changed, there is little decrease in energy transfer efficiency, and the ability to keep the laser output constant increases.

また、前記放電励起レーザがエキシマレーザである場合
には、同レーザのレーザ・ガスの劣化速度が著しいため
、入力直流電源電圧の変化範囲を大きくして、レーザ出
力が一定となるショット数を極力大きくすることが必要
であるが、本邦1jlJによれば、入力端子の変動に刻
して常にエネルギー転送効率を最適の状態で動作させる
ことができ、レーザ出力が一定となるショット数も1ケ
タ以」−上昇させることができる。
In addition, when the discharge excitation laser is an excimer laser, the rate of deterioration of the laser gas of the laser is significant, so the range of change in the input DC power supply voltage is widened to minimize the number of shots at which the laser output remains constant. However, according to Japan's 1JlJ, it is possible to always operate with optimal energy transfer efficiency in response to fluctuations in the input terminal, and the number of shots for which the laser output is constant is one digit or more. ” - can be raised.

さらに、前記放電励起レーザが銅蒸気レーザである際に
は、多くの場合、複数台のレーザを直皿列同期動作させ
るが、この場合、本発明によれば、各レーザの出カシツ
タを小さくすることが可能なため同期運転時の総合出力
を容易に大とすることができる。
Further, when the discharge excitation laser is a copper vapor laser, in many cases, a plurality of lasers are operated synchronously in a direct dish array, and in this case, according to the present invention, the output power of each laser is reduced. Therefore, the total output during synchronous operation can be easily increased.

以上説明してきた可飽和リアクトルを用いた磁気パルス
圧縮回路を有する高電圧パルス発生回路を用いた電子ビ
ームを始めとする荷電粒子等の加速器に用いた揚台には
、エネルギ転送効率の大幅な低下を招くことはなく出力
の制御が可能であり、ジッタの発生も少ない加速器を実
現できる。
A platform used for an accelerator for charged particles such as an electron beam that uses a high-voltage pulse generation circuit with a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor as described above has a significant decrease in energy transfer efficiency. It is possible to control the output without causing any problems, and it is possible to realize an accelerator with less jitter.

前記加速器が線型誘導加速器である場合には、使用して
いる可飽和リアクトル、変圧器等の磁心の繰り返し動作
時の発熱に伴う特性変化に伴い生ずる出力変動を容易に
制御することが可能である。
When the accelerator is a linear induction accelerator, it is possible to easily control output fluctuations that occur due to changes in characteristics due to heat generation during repeated operations of the saturable reactor, transformer, or other magnetic core used. .

[実施例] 以下、本発明の実施例について詳しく説明するが、本発
明はこれら実施例に限るものではない。
[Examples] Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these Examples.

(実施例1) 第1図は本発明の一実施例であり、放電励起レーザlへ
の適用例を示す回路構成図である。本回路において、工
は可変人力高電圧直流電源、2は主コンデンサ5の55
電抵抗、3はサイラトロン、4はインダクタンス、6は
コンデンサ、7は主コンデンサ6の充電インダクタンス
、8はピーキングコンデンサ、9はレーザ主放電々極、
10は可飽和リアクトル、11は可飽和リアクトル10
の出力巻線、12は可飽和リアクトル10のリセット巻
線13.14は前記可飽和リアクトル10のリセット巻
線12の巻線端であり、かつリセット回路15の出力端
である。
(Example 1) FIG. 1 is an example of the present invention, and is a circuit configuration diagram showing an example of application to a discharge excitation laser I. In this circuit, numeral is variable manual high voltage DC power supply, 2 is main capacitor 5, 55
3 is a thyratron, 4 is an inductance, 6 is a capacitor, 7 is a charging inductance of the main capacitor 6, 8 is a peaking capacitor, 9 is a laser main discharge pole,
10 is a saturable reactor, 11 is a saturable reactor 10
The output winding 12 is the reset winding 13 of the saturable reactor 10. The reset winding 13 and 14 are the winding ends of the reset winding 12 of the saturable reactor 10 and the output end of the reset circuit 15.

第2図は、本実施例で用いたリセット回路15の回路構
J戊図であり、13.14はリセット回路15の出力端
、16は可飽和リアクトル、17゜31− 22はサージ電圧吸収用のバリスタ、18はダイオード
、19はコンデンサ、20はサイリスタ、21は抵抗、
23は可変直流電源である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the reset circuit 15 used in this embodiment, where 13.14 is the output terminal of the reset circuit 15, 16 is a saturable reactor, and 17° 31-22 is for surge voltage absorption. varistor, 18 is a diode, 19 is a capacitor, 20 is a thyristor, 21 is a resistor,
23 is a variable DC power supply.

本回路の動作を、第1図、第2図の回路構成図、第3図
のタイムチャート、第4図の可飽和リアクトル10の動
作磁化曲線、及び第5図の可飽和リアクトル16の動作
磁化曲線を用いて説明する。
The operation of this circuit is explained by the circuit configuration diagrams shown in Figs. 1 and 2, the time chart shown in Fig. 3, the operating magnetization curve of the saturable reactor 10 shown in Fig. 4, and the operating magnetization curve of the saturable reactor 16 shown in Fig. 5. This will be explained using a curve.

第3図に示すT、の期間、即ちゲート期間に、サイラト
ロン3はターンオンし、予め主コンデンサ5の図示極性
に蓄積されていた電荷を、図示放電々流11の経路で、
コンデンサ6に転送する。
During the period T shown in FIG. 3, that is, during the gate period, the thyratron 3 is turned on, and the charge previously stored in the polarity shown in the main capacitor 5 is transferred to the path of the shown discharge current 11.
Transfer to capacitor 6.

この間、可飽和リアクトル10の磁束密度はa点からb
点に向かって変化するが、このときの可飽和リアクトル
10の出力巻線11のインダクタンスは非常に大きいた
め、コンデンサ6がらピーキングコンデンサ81\の放
電々流12は極めて小さな値に制限される。従って、コ
ンデンサ6の端子電圧v6は、その殆どが可飽和リアク
トル」Oの出力巻線11に図示黒丸の極性で印加される
During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from point a to b.
However, since the inductance of the output winding 11 of the saturable reactor 10 at this time is very large, the discharge current 12 of the peaking capacitor 81 from the capacitor 6 is limited to an extremely small value. Therefore, most of the terminal voltage v6 of the capacitor 6 is applied to the output winding 11 of the saturable reactor "O" with the polarity indicated by the black circle in the figure.

方、この間、第2図に示すリセット回路15のす2− イリスタ20はオフ状態にあり、可飽和リアクトル16
の磁束密度は、前記可飽和リアクトル10の出力の巻線
11が阻止する電圧波形に伴い、リセット巻線12に黒
丸の極性に誘起するサージ電圧により、図示黒丸の極性
に第5図のa°点からb゛点に向かって変化する。この
時の可飽和リアクトル16のインダクタンスは十分大き
いため、前記可飽和リアクトル10のリセット巻締に誘
起するサージ電圧は、その殆んどが可飽和リアクトル1
6により阻止され、ダイオード18、サイリスタ20、
可変直流電源23等の保護が図られる。
Meanwhile, during this time, the second iris register 20 of the reset circuit 15 shown in FIG.
Due to the voltage waveform blocked by the output winding 11 of the saturable reactor 10, the surge voltage induced in the reset winding 12 with the polarity of the black circle in FIG. It changes from point to point b. Since the inductance of the saturable reactor 16 at this time is sufficiently large, most of the surge voltage induced by the reset tightening of the saturable reactor 10 is generated by the saturable reactor 1.
6, diode 18, thyristor 20,
The variable DC power supply 23 and the like are protected.

主コンデンサ5のエネルギーがコンデンサ6に殆んど転
送された瞬間に、可飽和リアクトル10の磁束密度は、
第4図のb点に達し飽和する。この結果、可飽和リアク
トル10の出力巻fillのインダクタンスは急激に減
少、電流12は著しく増加し、コンデンサ6のエネルギ
ーはピーキングコンデンサ8に転送される。ピーキング
コンデンサ8の端子車圧υ8がレーザ主放電々極9の絶
縁破壊電圧に達すると、同コンデンサに蓄積されたエネ
ルギーの大部分は、レーザ主放電々極9を介して、レー
ザガス中で消費され、レーザ発振に寄与する。しかし、
一部のエネルギーはレーザガス中で消費されず、可飽和
リアクトル10のリセットにも寄与する。一方、この間
、第2図に示すリセット回路15のサイリスタ20はオ
フ状態にある。このため、可飽和リアクトル10の磁束
密度は、第4図において、b点から0点、d点を経由し
てe点まで変化する。また、可飽和リアクトル16の磁
束密度は、第5図において、b からCを経由してdo
の向きに変化する。第4図におけるΔBはゲート時の動
作磁束密度量、ΔB、はilの反転電流による動作磁束
密度量である。
At the moment when most of the energy of the main capacitor 5 is transferred to the capacitor 6, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is
It reaches point b in FIG. 4 and is saturated. As a result, the inductance of the output winding fill of the saturable reactor 10 sharply decreases, the current 12 increases significantly, and the energy of the capacitor 6 is transferred to the peaking capacitor 8. When the terminal voltage υ8 of the peaking capacitor 8 reaches the breakdown voltage of the laser main discharge pole 9, most of the energy stored in the capacitor is dissipated in the laser gas via the laser main discharge pole 9. , contributes to laser oscillation. but,
Some of the energy is not dissipated in the laser gas and also contributes to resetting the saturable reactor 10. Meanwhile, during this time, the thyristor 20 of the reset circuit 15 shown in FIG. 2 is in an off state. Therefore, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from point b to point e via point 0, point d, and point e in FIG. 4. In addition, the magnetic flux density of the saturable reactor 16 is determined from b to do via C in FIG.
The direction changes. In FIG. 4, ΔB is the amount of operating magnetic flux density at the time of gate, and ΔB is the amount of operating magnetic flux density due to the reversal current of il.

第3図に示すT2の期間に、サイラトロン3、及びサイ
リスタ18はともにオフ状態にある。この間に、主コン
デンサ5は、電源1の正極、抵抗2、インダクタンス4
、主コンデンサ5、インダクタンス7、電源1の負極の
経路で流れる充電々流により、再度図示の極性への充電
が行なわれる。
During the period T2 shown in FIG. 3, both the thyratron 3 and the thyristor 18 are in the off state. During this time, the main capacitor 5 connects the positive terminal of the power supply 1, the resistor 2, and the inductance 4.
, the main capacitor 5, the inductance 7, and the negative electrode of the power supply 1, the charging current flows again to the polarity shown in the figure.

また、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第4図にお
けるe点からf点までΔB2だけ、自己セット動作によ
り変化する。可飽和リアクトル16の磁束密度は、第5
図におけるC”点がらe′点まで自己リセット動作によ
り変化する。なお、前記可飽和リアクトル10の自己セ
ット動作、及び可飽和リアトル16の自己リセット動作
は使用する磁心の相賀等によって、その程度が異なる。
Further, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes by ΔB2 from point e to point f in FIG. 4 due to the self-setting operation. The magnetic flux density of the saturable reactor 16 is the fifth
It changes from point C'' to point e' in the figure due to the self-resetting operation.The degree of the self-setting operation of the saturable reactor 10 and the self-resetting operation of the saturable reactor 16 depends on the phase difference etc. of the magnetic core used. different.

可飽和リアクトル10の自己セット動作については、例
えば、木脇、恩田:  ”1)C−DCコンバータ用高
周波磁気増幅器の磁心動作の実験的考察“°、電気学会
マグネティクス研究会資料、MAG−88−233,I
)I)1〜8(1,988)に記載されている。
Regarding the self-setting operation of the saturable reactor 10, see, for example, Kiwaki, Onda: "1) Experimental study of magnetic core operation of a high frequency magnetic amplifier for a C-DC converter" °, Institute of Electrical Engineers of Japan Magnetics Study Group Materials, MAG-88- 233,I
) I) 1-8 (1,988).

第3図に示すT3の期間、即ちリセット期間に、サイリ
スタ20はターンオンし、予めコンデンサ19に図示極
性で蓄積されていた電荷を図示irの経路で放電される
。このとき、サイラトロン3はオフ状態にある。可飽和
リアクトル16の磁束密度は、第5図のd“点からe点
で飽和した後f′点を経由してg゛点まで変化する。e
′点からeあ− 点までの期間の可飽和リアクトル16のインダクタンス
は極めて大きいため、電流i rの値は小さく、サイリ
スタ20のターンオン損失は十分抑制される。e′点で
飽和後、可飽和リアクトル16のインダクンスは急激に
減少するため、jrは著しく増加し、可飽和リアクトル
10のリセット巻1i12に流れ、同可飽和リアクトル
10を図示黒丸と極性に磁化、即ちリセットする。この
結果、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第4図にお
いて、f点から、g点、h点を経由して1点までΔB、
たけ変化する。
During the period T3 shown in FIG. 3, that is, during the reset period, the thyristor 20 is turned on, and the charge previously stored in the capacitor 19 with the polarity shown is discharged through the path IR shown in the drawing. At this time, thyratron 3 is in an off state. The magnetic flux density of the saturable reactor 16 changes from point d" in FIG. 5 to point e, after being saturated at point e, via point f' to point g.e.
Since the inductance of the saturable reactor 16 during the period from point ' to point ea- is extremely large, the value of the current i r is small, and the turn-on loss of the thyristor 20 is sufficiently suppressed. After saturation at point e', the inductance of the saturable reactor 16 decreases rapidly, so jr increases significantly and flows into the reset winding 1i12 of the saturable reactor 10, magnetizing the saturable reactor 10 to the black circle shown in the figure and the polarity. That is, reset. As a result, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is ΔB from point f to point 1 via point g and h in FIG.
It changes a lot.

第3図に示すT4の期間は、サイラトロン3、サイリス
タ20のいずれもがオフ状態にあり、可飽和リアクトル
10の磁束密度は、自己セットにより、第4図のi点か
らa点までΔB4たけ変化する。一方、可飽和リアクト
ル16の磁束密度は、自己セットにより、第5図のg′
点からa゛点まで変化する。
During the period T4 shown in FIG. 3, both the thyratron 3 and the thyristor 20 are in the off state, and the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes by ΔB4 from point i to point a in FIG. 4 due to self-setting. do. On the other hand, the magnetic flux density of the saturable reactor 16 is set at g' in FIG.
It changes from point to point a゛.

以上の動作が繰り返し行なわれる。The above operations are repeated.

本実施例では、入力電源1の電圧を変化させた一部 ときに、前記リセット回路15の可変直流電源23の電
圧を変えることにより、可飽和リアクトル10のリセッ
ト巻線12に印加するパルス電圧を変化させて、可飽和
リアクトル10のゲート時の動作磁束密度量ΔBを制し
て、主コンデンサ5からピーキングコンデンサ8へのエ
ネルギ転送効率を常に最適値として動作させている。こ
の結果、従来例に比べて、入力電圧の変化に対して、エ
ネルギ転送効率の低下を招くことがない高電圧パルス発
生回路が得られる。
In this embodiment, the pulse voltage applied to the reset winding 12 of the saturable reactor 10 is changed by changing the voltage of the variable DC power supply 23 of the reset circuit 15 when the voltage of the input power supply 1 is changed. By changing the operating magnetic flux density amount ΔB at the time of gate of the saturable reactor 10, the energy transfer efficiency from the main capacitor 5 to the peaking capacitor 8 is always operated at an optimum value. As a result, compared to the conventional example, a high voltage pulse generation circuit can be obtained that does not cause a decrease in energy transfer efficiency with respect to changes in input voltage.

また、前記リセット回路15に可飽和リアクトル16を
押入することにより、その非飽和領域を用いて、ゲート
時に可飽和リアクトル10のリセット巻線に誘起するサ
ージ電圧を阻止するのに十分なインダクタンスが得られ
、かつ、その飽和領域の小さなインダクタンスを用いる
ことでリセット時のパルス電圧のパルス幅を十分小さく
することとができる。この結果、従来困難であったパル
ス電圧、あるいはパルス電流リセット方式のときの、リ
セット期間の短縮とリセット回路の保護を両立でき、磁
気パルス圧縮回路の高繰り返し化が容易となる。
Furthermore, by inserting the saturable reactor 16 into the reset circuit 15, sufficient inductance can be obtained by using its non-saturated region to block the surge voltage induced in the reset winding of the saturable reactor 10 at the time of gate. By using an inductance with a small saturation region, the pulse width of the pulse voltage at the time of reset can be made sufficiently small. As a result, it is possible to both shorten the reset period and protect the reset circuit when using the pulse voltage or pulse current reset method, which has been difficult in the past, and it becomes easy to increase the repetition rate of the magnetic pulse compression circuit.

第1表は、本実施例で用いた可飽和リアクトル10の磁
心相質と直流磁気特性、第2表は使用した磁心の形状を
示したものである。本実施例では、第2表に示すトロイ
ダル形状のユニット磁心を第3表に示すように複数個組
み合わせ、同軸1°」筒状に巻線1ターンとして使用し
、磁心損失による温度上昇を防止するため、シリコンオ
イルにより冷却している。
Table 1 shows the magnetic core phase quality and DC magnetic characteristics of the saturable reactor 10 used in this example, and Table 2 shows the shape of the magnetic core used. In this example, a plurality of toroidal-shaped unit magnetic cores shown in Table 2 are combined as shown in Table 3, and used as one turn of winding in a coaxial 1 degree cylinder to prevent temperature rise due to core loss. Therefore, it is cooled using silicone oil.

第4表は、第1図において、第1表から第3表に示す各
資料を可飽和リアクトルとして用いた場合に、入力電源
1の電圧を25〜35kV可変、コンデンサ5,6.8
の容量をいずれも20nF、レーザ主放電々極9の有効
長300mmとし、レーザ・ガスとしてHe 、 K 
r 、 F 2の混合ガスを用い、予備電離方式として
U■自動予備電離(第1図における電流1□の流れる経
路に111m程度のギャップを設け、レーザ主放電々池
9を均一に予備電離する方式。)を行ない、レーザ出力
を一定とするように動作させたときの、主コンデンサ5
からピーキングコンデンサ8へのエネルギー転送効率η
t(主コンデンサ5の人力エネルギーとピーキングコン
デンサ8の入力エネルギーの比)、レーザ総合効率η(
レーザ出力P、oと主コンデンサ5の入力エネルギーの
比)、レーザ出力Po、ガス寿命、及びレーザ出カシツ
タを比較したもである。ここで、エネルギー転送効率η
L、レーザ総合効率η、及びレーザ出力Poはガス寿命
の1/2の時間における値である。ガス寿命は、レーザ
出力Poが5%低下するまでの期間とした。レーザ出カ
シツタは、ガス寿命の172の時間のときの1000シ
ヨツトにおける変動時間である。
Table 4 shows that when each of the materials shown in Tables 1 to 3 is used as a saturable reactor in FIG.
The capacitance of each is 20 nF, the effective length of the laser main discharge pole 9 is 300 mm, and the laser gas is He, K.
Using a mixed gas of R and F2, the pre-ionization method is U■ automatic pre-ionization (a gap of about 111 m is provided in the path through which the current 1□ in Fig. 1 flows, and the laser main discharge cell 9 is uniformly pre-ionized). method), and the main capacitor 5 is operated to keep the laser output constant.
Energy transfer efficiency η from to peaking capacitor 8
t (ratio of the input energy of the main capacitor 5 to the input energy of the peaking capacitor 8), laser overall efficiency η (
The ratio of the laser output P, o to the input energy of the main capacitor 5), the laser output Po, the gas life, and the laser output power are compared. Here, energy transfer efficiency η
L, laser overall efficiency η, and laser output Po are values at 1/2 of the gas life. The gas life was defined as the period until the laser output Po decreased by 5%. Laser output is the variation time in 1000 shots at 172 hours of gas life.

、33 第 表 カ謬州o、1〜11は7.5叩厚のポリイミドフィルム
で層間絶縁、No、12〜17は、MgOで層間絶縁。
, 33 Table 1, 1 to 11 are interlayer insulation using polyimide film with a thickness of 7.5, and No. 12 to 17 are interlayer insulation using MgO.

胛。は磁化力800A/mにおける磁束密度、λsは飽
和磁歪。
Yakuza. is the magnetic flux density at a magnetizing force of 800 A/m, and λs is the saturation magnetostriction.

第 表 第 表 第 4 表 波数Hz、レーザ・ガスはHe、Kr、F2混合。No. table No. table No. 4 table The wave number is Hz, and the laser gas is a mixture of He, Kr, and F2.

また、第2図に示すリセット回路において、可飽和リア
クトル16には、第5表に示す形状、及び直流磁気特性
を有するNi−Znフェライトのトロイダル磁心を2ヶ
用い、巻#I25ターンとしたものを使用した。コンデ
ンサ19の容量は10μFであり、電源23の電圧は各
試料に応じて適正な値に設定に設定した。
In addition, in the reset circuit shown in FIG. 2, the saturable reactor 16 uses two toroidal magnetic cores of Ni-Zn ferrite having the shape shown in Table 5 and DC magnetic characteristics, and has a winding #I of 25 turns. It was used. The capacitance of the capacitor 19 was 10 μF, and the voltage of the power supply 23 was set to an appropriate value depending on each sample.

第 表 *Bfloe磁化力800A/rnにおける磁束密度。No. table *Magnetic flux density at Bfloe magnetizing force of 800 A/rn.

第4表に示すように、試料No、、]〜6のG。As shown in Table 4, Sample Nos. . . . - 6 G.

是非晶質磁心、及び試料No、12〜17のFe基超超
微結晶質磁心用いた場合には、Fe基非晶質磁心を用い
た場合に比べてエネルギー転送効率ηt、レーザ総合効
率η、レーザ出力Po、ガス寿命の面から優れており、
レーザ出カシツタもFe基非晶質磁心を用いた場合に比
べて1/2程度43 に低減できた。さらに、直流磁気特性における角形比B
r/B、、。が、0.7以上の磁心を用いた場合には、
同一系統の相貫の磁心を用いた内では、レーザ出カシツ
タが少ないこともわかった。
When using a crystalline magnetic core and Fe-based ultra-ultrafine crystalline magnetic cores of samples Nos. 12 to 17, the energy transfer efficiency ηt, laser overall efficiency η, Excellent in terms of laser output Po and gas life.
Laser output power was also reduced to about 1/243 compared to when using an Fe-based amorphous magnetic core. Furthermore, the squareness ratio B in the DC magnetic characteristics
r/B,. However, when using a magnetic core of 0.7 or more,
It was also found that there was less laser output ivy when using the same system of interoperable magnetic cores.

第32図は、前記第4表に示した本発明の実施例中、可
飽和リアクトルに試料No、5を用いたときと、第25
図に示す従来回路に同一の可飽和リアクトルを用いたと
きのショツト数に対する諸特性を比較したものである。
FIG. 32 shows the results when Sample No. 5 was used as the saturable reactor and when Sample No. 25 was used in the examples of the present invention shown in Table 4 above.
This figure compares various characteristics with respect to the number of shots when the same saturable reactor is used in the conventional circuit shown in the figure.

本発明によれば、レーザ・ガスの劣化を補償しつつレー
ザ出力Poを一定に保つことが容易であり、各特性とも
向上することがわかる。また、エネルギ転送効率ηtの
低下が少ないことから予想できるように、サイラトロン
の反転電流を抑制することが可能なため、サイラトロン
寿命を1ケタ程度改善することも可能である。
According to the present invention, it is easy to maintain the laser output Po constant while compensating for the deterioration of the laser gas, and it is understood that each characteristic is improved. Further, as expected from the small decrease in energy transfer efficiency ηt, it is possible to suppress the reversal current of the thyratron, and it is also possible to improve the thyratron life by about one order of magnitude.

4 (実施例2) 第1図の主回路構成を持つ放電励起レーザに、リセット
回路15として第6図に示す回路構成のものを用いた。
4 (Example 2) In a discharge excitation laser having the main circuit configuration shown in FIG. 1, a circuit configuration shown in FIG. 6 was used as the reset circuit 15.

第6図において、13.14はリセツト回路15の出力
端、16は可飽和リアクトル、24は可飽和リアクトル
16の出力巻線、25は可飽和リアクトル16のリセッ
ト巻線、17,22.28はサージ電圧吸引用バリスタ
、18はダイオード、19はコンデンサ、20はサリス
タ、21. 27は抵抗、23は可変直流電源、26は
サージ電圧吸収用インダクタンス、29は直流電源であ
る。
In FIG. 6, 13.14 is the output terminal of the reset circuit 15, 16 is the saturable reactor, 24 is the output winding of the saturable reactor 16, 25 is the reset winding of the saturable reactor 16, and 17, 22.28 are the output ends of the reset circuit 15. A surge voltage suction varistor, 18 a diode, 19 a capacitor, 20 a thalistor, 21. 27 is a resistor, 23 is a variable DC power supply, 26 is an inductance for absorbing surge voltage, and 29 is a DC power supply.

本実施例の主回路の動作、及びリセットとゲートのタイ
ムチャートは前記実施例1の場合と同一であり、リセッ
ト回路15における可飽和リアクトル16の動作のみが
異なる。
The operation of the main circuit and the reset and gate time charts of this embodiment are the same as those of the first embodiment, and only the operation of the saturable reactor 16 in the reset circuit 15 is different.

以下、本実施例におけるリセット回路の可飽和リアクト
ル16の動作について、第3図のタイムチャート、第6
図のリセット回路構成図、及び第7図に示す可飽和リア
クトル16の動作磁化曲線を用いて説明する。第3図に
示す1゛1の期間、即ち可飽和リアクトル10のゲート
期間に、可飽和リアクトル1. Oのリセット巻線12
に誘赳するサージ電圧が、可飽和リアクトルエ6の出力
巻線24に印加される。このため、可飽和リアクトル■
6の磁束密度は、図示黒丸の極性に第7図のa点からb
”点を経由してc”点までΔB°“、たけ変化する。こ
の間の可飽和リアクトル16の出力8#A24のインダ
クタンスは極めて大きいため、前記サージ電圧の殆んど
は、同巻線2が阻止し、タイオード18、サイリスタ2
0.電源23等の保護が図られる。
Below, regarding the operation of the saturable reactor 16 of the reset circuit in this embodiment, the time chart of FIG.
This will be explained using the reset circuit configuration diagram shown in the figure and the operating magnetization curve of the saturable reactor 16 shown in FIG. During the period 1.1 shown in FIG. 3, that is, the gate period of the saturable reactor 10, the saturable reactor 1. Reset winding 12 of O
A surge voltage induced in the saturable reactor 6 is applied to the output winding 24 of the saturable reactor 6. For this reason, the saturable reactor ■
The magnetic flux density of 6 is from point a to b in Figure 7 according to the polarity of the black circle in the figure.
The voltage changes by ΔB°" from point " to point c. During this period, the inductance of the output 8#A24 of the saturable reactor 16 is extremely large, so most of the surge voltage is caused by the winding 2. Block, diode 18, thyristor 2
0. The power supply 23 and the like are protected.

第3図に示ずi゛2の期間に、サイラトロン3、サイリ
スタ20の相方ともオフ状態にある。このとき可飽和リ
アクトル16の磁束密度は、向可飽和リアクトル16の
リセット巻線25を流れる電流I 26により、図示黒
丸と逆極性に、第7図の0点からa”°点まで、リセッ
トされる。
During a period i2 not shown in FIG. 3, both the thyratron 3 and the thyristor 20 are in the OFF state. At this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 16 is reset by the current I26 flowing through the reset winding 25 of the saturable reactor 16, with the polarity opposite to that of the black circle shown in the figure, from the 0 point to the point a'' in FIG. Ru.

第3図に示すI3の期間に、サイリスク20はターンオ
ンし、コンデンサ19に予め図示の極性で蓄積されてい
た電荷を図示放電々流irの経路で放電する。このため
可飽和リアクトル16の磁束密度は、図示黒丸の極性に
、第7図のa”点からd”の点で飽和した後、e”点を
経由してf”点まで△I3“°2だけ変化する。前記a
“′点からd”点の点に至るまでの間の可飽和リアクト
ル16の出力巻線24のインダクタンスは、極めて太き
いため、前記サイリスタ20のターンオンによって生ず
る電圧は殆んど、同出力巻m24が阻止する。しかし、
d′”点に達すると、同出力巻線24のインダクタンス
は急激に減少し、可飽和リアクトル10のリセット巻I
J12にパルス電圧が印加され、同可飽和リアクトル1
0は図示黒丸と逆極性にリセットされる。
During the period I3 shown in FIG. 3, the Cyrisk 20 turns on and discharges the charge previously stored in the capacitor 19 with the polarity shown in the drawing along the path of the shown discharge current ir. Therefore, the magnetic flux density of the saturable reactor 16 is saturated with the polarity of the black circle shown in the figure from point a'' to point d'' in FIG. The above a
Since the inductance of the output winding 24 of the saturable reactor 16 from point "' to point d" is extremely large, almost all of the voltage generated by turning on the thyristor 20 is from the output winding m24 of the saturable reactor 16. prevents it. but,
When the point d''' is reached, the inductance of the output winding 24 decreases rapidly, and the reset winding I of the saturable reactor 10
A pulse voltage is applied to J12, and the saturable reactor 1
0 is reset to the opposite polarity to the black circle shown in the figure.

第3図のI4の期間に、可飽和リアクトル16の磁束密
度は、リセット巻MA25を流れるリセット電流により
、第7図のf”点からa”点までリセットされる。
During the period I4 in FIG. 3, the magnetic flux density of the saturable reactor 16 is reset from point f" to point a" in FIG. 7 by the reset current flowing through the reset winding MA25.

以上の動作が繰り返し行なわれる。The above operations are repeated.

本実施例においても、入力電源1の電圧を変化7− させたときには、リセット回路15の可変直流電源23
の電圧を変えることにより可飽和リアク)・ル10のゲ
ート時の動作磁束密度量を制御して、最適動作を行なわ
せることが可能である。
Also in this embodiment, when the voltage of the input power supply 1 is changed 7-, the variable DC power supply 23 of the reset circuit 15
By changing the voltage of the saturable reactor 10, it is possible to control the amount of operating magnetic flux density at the time of gate, and to perform optimum operation.

また、可飽和リアクトル16をリセット回路に押入した
効果も全く同一である。
Further, the effect of inserting the saturable reactor 16 into the reset circuit is exactly the same.

さらに、可飽和リアクトル16に新たにリセ・ソト回路
を設けることにより、同可飽和リアクトル16の動作磁
束密度を大とすることができるため、同磁心の小形化が
図れる。
Further, by newly providing a resetting/sowing circuit in the saturable reactor 16, the operating magnetic flux density of the saturable reactor 16 can be increased, so that the magnetic core can be made smaller.

第6表は、本実施例に使用した可飽和リアクトル16の
磁心の形状、及びiIl流磁気特性を示したものである
。No、22を用いた場合には、同磁心を1ヶ用い出力
巻線24の巻数を10ターン、リセット巻線の巻数を1
ターンとし、I2.=l。
Table 6 shows the shape of the magnetic core of the saturable reactor 16 used in this example and the iIl flow magnetic characteristics. When No. 22 is used, one same magnetic core is used, the number of turns of the output winding 24 is 10 turns, and the number of turns of the reset winding is 1.
Turn and I2. =l.

OAとするとにより、50011zの高繰り返しにおい
てもリセット回路の安全動作が可能であった。
By using OA, safe operation of the reset circuit was possible even at a high repetition rate of 50011z.

No、23を用いた場合には、同磁心を1ヶ用いた出力
巻線24の巻数を20ターン、リセット巻線の巻線を6
ターンとし、i、、−2,OAとする48 ことにより、5001(zの高繰り近しにおいても安全
動作が可能であった。
When using No. 23, the number of turns of the output winding 24 using one same magnetic core is 20 turns, and the number of turns of the reset winding is 6.
By setting i, , -2, OA as a turn, safe operation was possible even at a high repeat of 5001 (z).

痢7表に本実施例におけるレーザ出カシツタを示す。こ
の表より可飽和リアクトル16のリセットによりジッタ
を減少させることができたことがわかる。
Table 7 shows the laser output in this example. It can be seen from this table that jitter could be reduced by resetting the saturable reactor 16.

なお、第7表の試料No、は、第1表の試料No9と苅
応し、可飽和リアクトル10の相賀を示したものである
Incidentally, sample No. in Table 7 corresponds to sample No. 9 in Table 1, and indicates the phase of the saturable reactor 10.

第  6  表 I6゜。は磁化力800A/mにおける磁束密度。Table 6 I6°. is the magnetic flux density at a magnetizing force of 800 A/m.

第 7 表 可飽和リアクトル16のリセットなしのときは、同リア
クトル磁心にNo、21使用6 (実施例3) 第8図は本発明の別の実施例であり、放電励起レーザl
\の適用例を示す回路構成図である。本回路において、
1は可変人力高電圧直流電源、2は主コンデンサ5の充
電抵抗、3はサイラトロン、4はインダクタンス、6は
コンデンサ、7は主コンデンサ6の充電インダクタンス
、8はピーキングコンデンサ、9はレーザ主放電々極、
1oは可飽和リアクトル、11は可飽和リアクトル上0
の出力巻線、31は可飽和リアクトル1oのリセット巻
線、61は可飽和リアクトル1oのプリセット巻線、3
2.33は可飽和リアクトル1oのリセット巻線端、及
びリセット回路34の出力端、62.63は可飽和リア
クトル1oのプリセット巻線61の巻線端、及びプリセ
ット回路64の出力端である。
Table 7 When the saturable reactor 16 is not reset, No. 21 is used in the reactor core 6 (Example 3) Fig. 8 shows another example of the present invention, in which a discharge excitation laser l
It is a circuit configuration diagram showing an example of application of \. In this circuit,
1 is a variable manual high voltage DC power supply, 2 is a charging resistor of the main capacitor 5, 3 is a thyratron, 4 is an inductance, 6 is a capacitor, 7 is a charging inductance of the main capacitor 6, 8 is a peaking capacitor, 9 is a laser main discharger very,
1o is saturable reactor, 11 is 0 above saturable reactor
31 is the reset winding of the saturable reactor 1o, 61 is the preset winding of the saturable reactor 1o, 3
2.33 is the reset winding end of the saturable reactor 1o and the output end of the reset circuit 34, and 62.63 is the winding end of the preset winding 61 of the saturable reactor 1o and the output end of the preset circuit 64.

第9図は、本実施例で用いたリセット回路34の回路構
成図であり、32.33はリセット回路34の出力端、
35はサージ電圧吸収用インダクタンス、36は抵抗、
37はサージ電圧吸収用バ91− リスク、38は可変直流電源である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of the reset circuit 34 used in this embodiment, and 32 and 33 are the output terminals of the reset circuit 34;
35 is an inductance for absorbing surge voltage, 36 is a resistor,
37 is a surge voltage absorbing bar 91-risk, and 38 is a variable DC power supply.

第10図は、本実施例で用いたプリセット回路64の回
路構成図であり、62.63はプリセット回路の出力端
、65はインダクタンス、66゜71はサー′ジ電圧吸
収用のバリスタ、67はダイオード、68はコンデンサ
、69はサイリスタ、70は抵抗、72は可変直流電源
である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of the preset circuit 64 used in this embodiment, where 62 and 63 are the output terminals of the preset circuit, 65 is an inductance, 66° and 71 are varistors for absorbing surge voltage, and 67 is a varistor for absorbing surge voltage. A diode, 68 a capacitor, 69 a thyristor, 70 a resistor, and 72 a variable DC power supply.

本回路の動作を、第8図、第9図、及び第10図の回路
構成図、第11図のタイムチャート、第12図の可飽和
リアクトル10の動作磁化曲線を用いて説明する。
The operation of this circuit will be explained using the circuit configuration diagrams shown in FIGS. 8, 9, and 10, the time chart shown in FIG. 11, and the operating magnetization curve of the saturable reactor 10 shown in FIG. 12.

第11図に示す1゛1の期間、即ちゲート期間に、サイ
ラトロン3はターンオンし、予め主コンデンサ5に図示
の極性で蓄積されていた電荷は、図示の方向に流れる放
電々流i、により、コンデンサ6に転送される。この間
、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第12図のα点
からβ点に向かって変化するが、このときの可飽和リア
クトル10の出力巻線11のインダクタンスは也めて大
きいため、コンデンサ6からピーキングコンデンサ82 へ流れる電流12は非常に小さな値に制限される。
During the 1.1 period shown in FIG. 11, that is, the gate period, the thyratron 3 is turned on, and the charge previously stored in the main capacitor 5 with the polarity shown in the drawing is caused by the discharge current i flowing in the direction shown in the drawing. The signal is transferred to capacitor 6. During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from point α to point β in FIG. 12, but since the inductance of the output winding 11 of the saturable reactor 10 at this time is also large, The current 12 flowing from the peaking capacitor 82 to the peaking capacitor 82 is limited to a very small value.

このため、コンデンサ6の端子電圧■6は、その殆どが
可飽和リアクトル10の出力巻線11に図示黒丸の極性
に印加される。一方、この間、サイリスタ69はオフ、
また、リセット回路34には、直流リセット電流Irが
流れているが、開電流■I・より可飽和リアクトル10
に印加される磁化力1−1 rよりも、ゲート磁化力の
ほうが大きいため、前記のように可飽和リアクトル10
の磁束密度は、第12図のα点からβ点に向かって変化
する。また、このと西回飽和リアクトル10のプリセッ
ト巻i11!61.及びリセット巻線31には、いずれ
も図示黒丸の極性にサージ電圧が誘起するが、これらは
、インダクタンス65、及び35によって吸収され、半
導体素子、あるいは直流電源等の保護が図られる。
Therefore, most of the terminal voltage (6) of the capacitor 6 is applied to the output winding 11 of the saturable reactor 10 with the polarity indicated by the black circle in the figure. Meanwhile, during this time, the thyristor 69 is off.
In addition, although the DC reset current Ir is flowing through the reset circuit 34, the saturable reactor 10
Since the gate magnetizing force is larger than the magnetizing force 1-1 r applied to the saturable reactor 10 as described above,
The magnetic flux density changes from point α to point β in FIG. Also, this and the preset volume i11 of the west saturation reactor 10!61. Although surge voltages are induced in both the reset windings 31 and 31 with the polarities indicated by the black circles in the figure, these are absorbed by the inductances 65 and 35, and the semiconductor elements, DC power supply, etc. are protected.

主コンデンサ5の電荷が殆どコンデンサ6に転送された
瞬間に、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第12図
のβ点に達し飽和する。この結果、可飽和リアクトル1
0の出力巻線11のインダクタスは急激に減少、電流1
2は著しく増加し、コンデンサ6の電荷はピーキングコ
ンデンサ8に転送される。ピーキングコンデンサ8の端
子電圧■、がレーザ主放電々極9の絶縁破壊電圧に達す
ると、同コンデンサ蓄積されたエネルギーの大部分は、
レーザ主放電電極9を介して、レーザガス中で消費され
、レーザ発振に寄与する。しかし、一部のエネルギーは
、可飽和リアクトル10のリセットにも寄与し、可飽和
リアクトル10の磁束密度は、第12図のβ点からγ点
、6点を経出し、ε点まで変化する。第12図における
ΔB点がゲート時の動作磁束密度量、ΔBaが12の反
転電流による動作磁束密度量である。
At the moment when most of the charge in the main capacitor 5 is transferred to the capacitor 6, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 reaches point β in FIG. 12 and becomes saturated. As a result, the saturable reactor 1
0, the inductance of the output winding 11 decreases rapidly, and the current 1
2 increases significantly and the charge on capacitor 6 is transferred to peaking capacitor 8. When the terminal voltage of the peaking capacitor 8 reaches the dielectric breakdown voltage of the laser main discharge pole 9, most of the energy stored in the capacitor is
It is consumed in the laser gas via the laser main discharge electrode 9 and contributes to laser oscillation. However, some of the energy also contributes to resetting the saturable reactor 10, and the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from point β to point γ, then point 6 in FIG. 12, and then to point ε. Point ΔB in FIG. 12 is the amount of operating magnetic flux density at the time of gate, and ΔBa is the amount of operating magnetic flux density due to the reversal current of 12.

第11図に示すTo2の期間に、サイラトロン3、及び
サイリスタ69はともにオフ状態にある。この間に、可
飽和リアクトル10の磁束密度は、リセット回路34に
より供給されるリセット電流Irにより、第12図のε
点からζ点まで△Bbだけリセットされる。
During the period To2 shown in FIG. 11, both the thyratron 3 and the thyristor 69 are in the off state. During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is changed to ε in FIG. 12 by the reset current Ir supplied by the reset circuit 34.
ΔBb is reset from the point to the ζ point.

第11図に示す′r′3の期間に、サイリスタ69はタ
ーンオンし、予めコンデンサ68に図示極性で蓄積して
おいた電荷を図示1,1の経路で放電させ、可飽和リア
クトル10のプリセツト時fi61に供給し、可飽和リ
アクトル10を図示黒丸の極性に磁化する。この結果、
可飽和リアクトル10の磁束密度は、第12図のζ点か
らη点で飽和した後、0点を経由して、前記リセット電
流Irによる磁化力Hrで定まる0点までほば△Ba十
△Bbだけ変化し、プリセットされる。
During the period 'r'3 shown in FIG. fi 61 to magnetize the saturable reactor 10 to the polarity indicated by the black circle in the figure. As a result,
The magnetic flux density of the saturable reactor 10 is saturated from point ζ to point η in FIG. only changes and is preset.

第↓1図のT、 l の期間に、サイリスタ69はオフ
状態にあり、可飽和リアクトルlOの磁束密度は、前記
リセット電流1rにより、第12図の0点からα点まで
、△Bcだけ、リセットされる。
↓ During the period T, l in Fig. 1, the thyristor 69 is in the off state, and the magnetic flux density of the saturable reactor lO is changed by △Bc from the 0 point to the α point in Fig. 12 due to the reset current 1r. will be reset.

以上の動作が繰り返し行なわれる。The above operations are repeated.

本実施例では、負荷であるレーザガスの放電条件、即ち
ガス組成、ガス圧力、ガス流速、ガス温度、及び投入エ
ネルギー等の違いによって必然的に生ずる前記第11図
におけるTo、及びTo2間の可飽和リアクトル10の
動作磁束密度量ABa十△Bbの変動を、前記第11図
におけるT°8期間期間− 5−リセット動作により補償することができる。
In this embodiment, the saturability between To and To2 in FIG. Fluctuations in the operating magnetic flux density ABa+ΔBb of the reactor 10 can be compensated for by the reset operation during the T°8 period in FIG.

入力電源1の電圧値を変動させたときのエネルギー転送
効率の低下を防止するための可飽和リアクトル10のゲ
ート時の動作磁束密度量ΔBの設定は、前記可飽和リア
クトル10のリセット巻線31を流れるリセット電流を
変化させることによって可能である。
The setting of the operating magnetic flux density amount ΔB at the time of the gate of the saturable reactor 10 in order to prevent a decrease in energy transfer efficiency when the voltage value of the input power source 1 is varied is to set the reset winding 31 of the saturable reactor 10. This is possible by changing the flowing reset current.

第8表は、本発明の第8図に示す主回路に、第9図のリ
セット回路、及び第10図のプリセット回路を用い、第
11図のタイムチャートで動作させたときのレーザ出カ
シツタと、前述の実施例1におけるレーザ出カシツタを
比較したものであり、動作条件は、全て実施例1と同一
にした。同表より本実施例によれば、実施例1に比べて
、レーザ出力のジッタをl/2程度以下に大幅に抑制す
ることが可能となることがわかる。
Table 8 shows the laser output power when the main circuit of the present invention shown in FIG. 8 is used with the reset circuit shown in FIG. 9 and the preset circuit shown in FIG. 10, and is operated according to the time chart shown in FIG. This is a comparison of the laser emitting device in Example 1 described above, and all operating conditions were the same as in Example 1. From the same table, it can be seen that according to this example, compared to Example 1, it is possible to significantly suppress the jitter of the laser output to about 1/2 or less.

第9表は、本実施例において、可飽和リアクトル10と
して第1表から第3表に示す試料5,11、及び13を
用いたときのプリセット時の最大磁束密度、及びプリセ
ット時の最大磁束密度にお56 ける比透磁率と出カシツタの関係を示したものである。
Table 9 shows the maximum magnetic flux density at presetting and the maximum magnetic flux density at presetting when samples 5, 11, and 13 shown in Tables 1 to 3 are used as the saturable reactor 10 in this example. 56 shows the relationship between relative magnetic permeability and output power.

プリセット時の最大磁束密度が、各々の試料の直流磁気
特性における残留磁束密度以上で、レーザ出カシツタは
減少する。特に、プリセット時の最大磁束密度における
比透磁率が10以下の場合には、レーザ出カシツタが大
幅に減少することがわかった。
When the maximum magnetic flux density at the time of presetting is greater than or equal to the residual magnetic flux density in the DC magnetic characteristics of each sample, the laser output power decreases. In particular, it has been found that when the relative magnetic permeability at the maximum magnetic flux density during presetting is 10 or less, the laser output fluctuation is significantly reduced.

第 8 表 =59 第 表 * 試料5. 1.1. 13の直流磁気特注における
残留磁束密度は、各々0.51T、0.96T、及び1
.12Tである。
Table 8 = 59 Table * Sample 5. 1.1. The residual magnetic flux densities in the 13 DC magnetic custom orders are 0.51T, 0.96T, and 1, respectively.
.. It is 12T.

(実胞例4) 前記プリセット回路64として、第10図に示す回路構
成の回路の代わりに、第13図に示す回路構成のものを
用いた。第13図において、62゜60 63はプリセラI・回路の出力端、73は可飽和リアク
トル、66.71はサージ電圧吸収用のバリスタ、67
はダイオード、68はコンデンサ、69はサイリスタ、
70は抵抗、72は可変直流電源である。可飽和リアク
トル73を用い飽和領域と非飽和領域を利用することに
より、プリセットパルス電流のパルス幅を小さくするの
に必要な低インダクタンスと、可飽和リアクトル10の
ゲート時にプリセット巻線61に誘起するサージ電圧を
阻止するのに必要な高インダクタンスを実現できた。こ
のため、プリセット期間の短縮とプリセット回路の保護
を両立でき、高繰り返し化が容易となる。
(Example 4) As the preset circuit 64, a circuit having the circuit configuration shown in FIG. 13 was used instead of the circuit having the circuit configuration shown in FIG. In Fig. 13, 62゜60 63 is the output terminal of the Precera I circuit, 73 is a saturable reactor, 66.71 is a varistor for absorbing surge voltage, 67
is a diode, 68 is a capacitor, 69 is a thyristor,
70 is a resistor, and 72 is a variable DC power supply. By using the saturable reactor 73 and utilizing the saturated region and non-saturated region, the low inductance required to reduce the pulse width of the preset pulse current and the surge induced in the preset winding 61 at the gate of the saturable reactor 10 can be reduced. We were able to achieve the high inductance needed to block the voltage. Therefore, it is possible to both shorten the preset period and protect the preset circuit, and it becomes easy to increase the number of repetitions.

この時の可飽和リアク)・ル73の動作を第8図と第1
3図の回路構成、第11図のタイムチャート、及び第1
4図示の可飽和リアクトル73の動作磁化曲線を用いて
説明する。
The operation of saturable reactor 73 at this time is shown in Fig. 8 and 1.
The circuit configuration in Figure 3, the time chart in Figure 11, and the
This will be explained using the operating magnetization curve of the saturable reactor 73 shown in FIG.

第11図のゲート期間T”1に、可飽和リアクトル73
の磁束密度は、前記可飽和リアクトル11のプリセット
巻線61の図示黒丸の極性に誘起するサージ電圧により
、図示黒丸と逆極性に第14図の■点から1点、■点を
経由して■点まで△B■だけ変化する。この間の可飽和
リアクトル73のインダクタンスは大きいため、前記サ
ージ電圧は阻止され、同プリセット回路64の保護が図
られる。
In the gate period T"1 in FIG. 11, the saturable reactor 73
Due to the surge voltage induced in the polarity of the black circle shown in the preset winding 61 of the saturable reactor 11, the magnetic flux density changes from point ■ to point ■ in FIG. It changes by △B■ up to the point. During this time, the inductance of the saturable reactor 73 is large, so the surge voltage is blocked and the preset circuit 64 is protected.

第11図のプリセット期間T ’ 2に、可飽和リアク
トル73の磁束密度は、可飽和リアクトル10のプリセ
ット巻線61の図示黒丸と極逆性に誘起する電圧により
、第14図の■点よりVまで変化する。
During the preset period T' 2 in FIG. 11, the magnetic flux density of the saturable reactor 73 increases from point ■ in FIG. changes up to.

第11−図のプリセット期間T“3に、可飽和リアクト
ル73の磁束密度は、サイリスタ69がターンオンする
ことにより、図示黒丸の極性に、第14図のV点から■
点で飽和した後、■点、■点を経由して■点まで変化す
る。この間のV点から■点の期間の可飽和リアクトル7
3のインダクタンスは非常に大きいため、図示コンデン
サ68の放徂々流1“6、のイ直は極めて小さいが、■
点から、■点を経由してBrまで変化する際の可飽和リ
アクトル73のインダクタンスは極めて小さいため、前
記1゛6.は極端に大となり、短期間で可飽和リアクト
ル10をプリセットする。
During the preset period T"3 in FIG. 11, the magnetic flux density of the saturable reactor 73 changes from point V in FIG.
After being saturated at point, it changes to point ■ via point ■ and point ■. Saturable reactor 7 during this period from point V to point ■
Since the inductance of the capacitor 68 shown in the figure is extremely large, the inductance of the radial current 1"6 of the illustrated capacitor 68 is extremely small.
Since the inductance of the saturable reactor 73 when changing from point 2 to Br via point 2 is extremely small, the above 1.6. becomes extremely large and presets the saturable reactor 10 in a short period of time.

第11図のリセット期間−p +、に可飽和リアクトル
73の磁束密度は、可飽和リアクトル10のプリセット
巻線61の図示黒丸と逆極性に誘起する電圧により、図
示黒丸の極性に、■点からX点を経由して1点まで変化
する。
During the reset period -p+ in FIG. 11, the magnetic flux density of the saturable reactor 73 changes from point It changes to 1 point via the X point.

以」二の動作が繰り返される。The second operation is repeated.

なお、第13図に示すプリセット回路の代わりに第15
図に示すプリセット回路を用いた場合には、可飽和リア
クトル73を図示黒丸の極性に磁化することにより、第
14図に示す■点の位置を一定値にすることが可能とな
るため、動作磁束密度量ΔBz、及び△Bnの変動を[
I/7止することができ、出カシツタを著しく低減する
ことが可能である。
Note that the 15th preset circuit is used instead of the preset circuit shown in FIG.
When the preset circuit shown in the figure is used, by magnetizing the saturable reactor 73 to the polarity indicated by the black circle in the figure, it is possible to maintain the position of the point ■ shown in FIG. The fluctuations in the density amounts ΔBz and ΔBn are expressed as [
I/7 can be stopped, and the output power can be significantly reduced.

第15図において、62.63はリセット回路64の出
力端、66.71.78はサージ電圧吸収用バリスタ、
67はダイオード、68はコンデンサ、69はサイリス
タ、70.77は抵抗、72は可変直流電源、74は可
飽和リアクトル73の出力巻線、75は可飽和リアクト
ル73のリセット巻締、76はインダクタンス、79は
直流電源である。
In FIG. 15, 62.63 is the output terminal of the reset circuit 64, 66.71.78 is a surge voltage absorbing varistor,
67 is a diode, 68 is a capacitor, 69 is a thyristor, 70.77 is a resistor, 72 is a variable DC power supply, 74 is an output winding of the saturable reactor 73, 75 is a reset tightening of the saturable reactor 73, 76 is an inductance, 79 is a DC power supply.

第10表は、前記第1表から第3表に示す試料No、5
.11..13を可飽和リアクトル10として使用し、
本発明による第8図の回路に第13図のプリセット回路
を用いた場合、第15図のプリセット回路を用いた場合
、及び前記実施例3に示した場合のレーザ出カシツタの
比較を行なったものである。動作条件は、いずれも実施
例1の場合と同一とし、第13図、及び第15図の可飽
和リアクトル73の磁心には、前記第6表に示したNo
、22を則いた。第13図のプリセット回路を用いた場
合には同磁心に10ターンの巻紐を設けた。一方策15
図のリセット回路を用いた場合には、同磁心には出力巻
線74.10ターン、リセット巻&jtlターンとし、
I、、−1,OAとして使用した。同表により、第15
図のプリセツト回路3 路を用いることにより、レーザ出カシツタを前記実施例
3に示した第10図のプリセット回路を用いた場合と同
程度まで低減できる。なお、前記実施例3に示した第1
0図のプリセット回路の高繰り返し動作限界は、300
Hz程度であり、これに対し、本実施例による第13図
及び第15図のプリセット回路を用いた場合は、500
)1zを超える高繰り返し動作も可能であった。
Table 10 shows sample No. 5 shown in Tables 1 to 3 above.
.. 11. .. 13 is used as the saturable reactor 10,
Comparison of laser output output when the preset circuit shown in FIG. 13 is used in the circuit shown in FIG. 8 according to the present invention, when the preset circuit shown in FIG. 15 is used, and when shown in Example 3 above. It is. The operating conditions were the same as in Example 1, and the magnetic core of the saturable reactor 73 in FIGS.
, 22. When the preset circuit shown in FIG. 13 was used, a 10-turn winding string was provided on the same magnetic core. One way solution 15
When using the reset circuit shown in the figure, the same magnetic core has an output winding of 74.10 turns, a reset winding & jtl turn,
I,,-1, was used as OA. According to the same table, the 15th
By using the three preset circuits shown in the figure, the laser output shunt can be reduced to the same level as when the preset circuit shown in FIG. 10 shown in the third embodiment is used. Note that the first example shown in Example 3 above
The high repetition operation limit of the preset circuit shown in Figure 0 is 300
On the other hand, when the preset circuits of FIGS. 13 and 15 according to this embodiment are used, the frequency is about 500 Hz.
) High repetition motion exceeding 1z was also possible.

第  10  表 64 (実施例5) ここでは、本発明の別の実施例であり、第8図の主回路
構成を持つ放電励起レーザに、プリセット回路、及びリ
セット回路として、各々第1O図、及び第16図の回路
構成のものを用いた。
Table 10 64 (Example 5) This is another example of the present invention, and the discharge excitation laser having the main circuit configuration of FIG. 8 is equipped with the preset circuit and reset circuit shown in FIG. The circuit configuration shown in FIG. 16 was used.

第16図において、32.33はリセット回路34の出
力端、39はインダクタンス、40,45はサージ電圧
吸収用のバリスタ、41はダイオード、42はコンデン
サ、43はサイリスタ、44は抵抗、46は可変直流電
源である。
In Fig. 16, 32 and 33 are the output terminals of the reset circuit 34, 39 is an inductance, 40 and 45 are varistors for absorbing surge voltage, 41 is a diode, 42 is a capacitor, 43 is a thyristor, 44 is a resistor, and 46 is a variable It is a DC power supply.

本回路の動作を、第8図、第10図、第16図の回路構
成、第17図のタイムチャート、第18図の可飽和リア
クトル10の動作磁化曲線を用いて説明する。
The operation of this circuit will be explained using the circuit configurations shown in FIGS. 8, 10, and 16, the time chart shown in FIG. 17, and the operating magnetization curve of the saturable reactor 10 shown in FIG. 18.

第17図に示すゲート期間Tαに、サイラトロン3はタ
ーンオンし、予め主コンデンサ5に図示極性で蓄積され
ていた電荷は、図示の方向に流れる放電々流1.により
、コンデンサ6に転送される。この間、可飽和リアクト
ル10の磁束密度は、第18図のα′点からβ゛点に向
かって変化するが、このときの可飽和リアクトルlOの
出力巻線11のインダクタンスは極めて大きいため、コ
ンデンサ6からピーキングコンデンサ8へ流れる電流1
2は非常に小さな値に制阻される。このため、コンデン
サ6の端子電圧v6は、その殆どが可飽和リアクトル1
0の出力巻線11に図示の極性に印加される。一方、こ
の間、サイリスタ43.69はともにオフ状態にあり、
可飽和リアクトル10のリセット巻線31.及びプリセ
ット巻線32に誘起するサージ電圧は、各々、インダク
タンス39、及び65により阻止され、半導体素子、あ
るいは直流電源等の保護が図られる。
During the gate period Tα shown in FIG. 17, the thyratron 3 is turned on, and the charge previously stored in the main capacitor 5 with the polarity shown in the figure flows into a discharge stream 1. The signal is transferred to the capacitor 6. During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from point α' to point β' in FIG. Current 1 flowing from to peaking capacitor 8
2 is restricted to a very small value. Therefore, most of the terminal voltage v6 of the capacitor 6 is the saturable reactor 1.
0 to the output winding 11 with the polarity shown. Meanwhile, during this time, both thyristors 43 and 69 are in the off state,
Reset winding 31 of saturable reactor 10. The surge voltage induced in the preset winding 32 is blocked by the inductances 39 and 65, respectively, and the semiconductor elements, DC power supply, etc. are protected.

主コンデンサ5の電荷が殆どコンデンサ6に転送された
瞬間に、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第18図
のβ”点に達し飽和する。この結果、可飽和リアクトル
10の出力巻線↓lのインダクタンスは急激に減少、電
流12は著しく増加し、コンデンサ6の電荷はビーキン
クコンデンサ8に転送される。ピーキングコンデンサ8
の端子電圧V、がレーザ主放電々極の絶縁破壊電圧に達
すると、同コンデンサに蓄積されたエネルギーの大部分
は、レーザ主放電々極9を介して、レーザガス中で消費
され、レーザ発振に寄与する。しかし、一部のエネルギ
ーは、図示12と逆向きの電流となって可飽和リアクト
ル10のリセットにも寄与し、可飽和リアクトル10の
磁束密度は、第18図のβ゛点からγ゛点、δ′点を経
由し、ε゛点まで変化する。第18図の△3がケート期
間の動作磁束密度量、またΔB’aが1.の反転に伴う
動作磁束密度量にほぼ等しい。
At the moment when most of the charge in the main capacitor 5 is transferred to the capacitor 6, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 reaches point β'' in FIG. 18 and becomes saturated.As a result, the output winding of the saturable reactor 10 The inductance of peaking capacitor 8 decreases rapidly, the current 12 increases significantly, and the charge on capacitor 6 is transferred to peaking capacitor 8. Peaking capacitor 8
When the terminal voltage V, reaches the dielectric breakdown voltage of the laser main discharge pole, most of the energy stored in the capacitor is consumed in the laser gas via the laser main discharge pole 9, resulting in laser oscillation. Contribute. However, a part of the energy becomes a current in the opposite direction to that shown in FIG. 12 and also contributes to resetting the saturable reactor 10, and the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from point β′ to point γ′ in FIG. It changes to the ε゛ point via the δ′ point. Δ3 in FIG. 18 is the operating magnetic flux density amount during the gate period, and ΔB'a is 1. is approximately equal to the amount of operating magnetic flux density associated with the reversal of .

第17図に示すTβの期間に、サイラトロン3、サイリ
スタ43、及び69は全てオフ状態にある。
During the period Tβ shown in FIG. 17, thyratron 3, thyristor 43, and 69 are all in the off state.

この間、可飽和リアクトル10の磁束密度は、自己リセ
ット作用により、第18図のε′点からζ゛点まで△B
b’たけ変化する。
During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes from ε' point to ζ' point in FIG. 18 due to the self-resetting effect.
b' changes.

第17図に示す′↓゛γの期間に、サイリスタ69はタ
ーンオンし、予めコンデンサ68に図示極性で蓄積して
おいた電殉を国示xs+の経路で放電させ、可飽和リア
クトル10のプリセット巻線61に供給し、可飽和リア
クトル10を図示黒丸の極b7− 性に磁化する。このプリセット動作により、可飽和リア
クトル10の磁束密度は、第18図のζ点からη“点で
飽和した後、0”を経由してBrまで、ΔB’cだけ変
化する。
During the period '↓゛γ shown in FIG. line 61 to magnetize the saturable reactor 10 to the polarity b7 indicated by the black circle in the figure. Due to this preset operation, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 changes by ΔB'c from point ζ in FIG. 18 to saturation at point η", then passes through 0" to Br.

第17図のTδの期間に、サイリスタ69はオフ状態に
あり、可飽和リアクトル10の磁束密度はBrの点にあ
る。
During the period Tδ in FIG. 17, the thyristor 69 is in the off state and the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is at the point Br.

第17図のTεの期間に、サイリスタ43はターンオン
し、予めコンデンサ42に図示極性で蓄積しておいた電
荷を図示131の経路で放電させ、可飽和リアクトル1
0のリセット巻線31に供給し、可飽和リアクトル10
を図示黒丸と逆極性に磁化する。このため、可飽和リア
クトル10の磁束密度は、第18図のBrからL゛点か
らに′点を経由してλ°点までΔB’dたけリセットさ
れる。
During the period Tε in FIG. 17, the thyristor 43 turns on and discharges the charge previously accumulated in the capacitor 42 with the polarity shown in the diagram through the path 131 shown in the diagram, and the saturable reactor 1
0 reset winding 31 and saturable reactor 10
is magnetized to the opposite polarity to the black circle shown. Therefore, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is reset by ΔB'd from Br in FIG. 18 from point L' to point λ° via point ''.

第17図のTこの期間に、サイリスタ43はオフ状態と
なり、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第18図の
λ゛点からα゛点まで、△Beたけ自己セットさ才しる
During this period T in FIG. 17, the thyristor 43 is turned off, and the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is self-set by ΔBe from point λ' to point α' in FIG. 18.

ba 以上の動作が繰り返し行なわれる。ba The above operations are repeated.

本実施例でも、])h記実施実施上同様、出カシツタの
発生を抑制することができた他、人力電源1の電圧変化
に列する最適動作制御も可能であった。
In this embodiment, as in the case of the implementation described in ])h, it was possible to suppress the occurrence of output shatter, and it was also possible to perform optimal operation control in accordance with the voltage change of the human power source 1.

また、リセッh [jJ路34に第土9図に示す回路を
用いた場合には、前記実施例1で説明したのと同様の効
果が得られ、mb繰り逗し化が容勧となった。第19図
において、32.33はリセット回路34の出力端、4
0.45はザージ電圧吸収用バリスタ、41はダイオー
ド、42はコンデンサ、44はj氏J7“し、46は可
変直流電源、47は可飽和リアクトルである。
In addition, when the circuit shown in Figure No. 9 is used for the reset h . In FIG. 19, 32.33 is the output terminal of the reset circuit 34;
0.45 is a varistor for absorbing surge voltage, 41 is a diode, 42 is a capacitor, 44 is a variable direct current power supply, and 47 is a saturable reactor.

リセット回路34に第20図に示す回路を用いた場合に
は、前記実施例2で説明したのと同様の効果が得られ、
可飽和リアク[・ル47の小形化が図れた。第20図に
おいて、32.33はリセッ[・回路34の出力端、4
.0.4.5. 52はサージ’+’12斤吸収用バリ
スタ、41はダイオード、42はコンデンサ、43はサ
イリスタ、44..51は抵抗、46は可変直流電源、
47は可飽和リアクトル、48はiiJ飽和飽和リアク
トペル4フ力巻線、49はロ丁飽和すアクトル47のリ
セット巻線、50はインダクタンス、53は直流′電源
である。
When the circuit shown in FIG. 20 is used as the reset circuit 34, the same effect as that described in the second embodiment can be obtained,
The size of the saturable reactor 47 has been reduced. In FIG. 20, 32.33 is the output terminal of the reset circuit 34, 4
.. 0.4.5. 52 is a surge absorbing varistor, 41 is a diode, 42 is a capacitor, 43 is a thyristor, 44. .. 51 is a resistor, 46 is a variable DC power supply,
47 is a saturable reactor, 48 is a four-force winding of the iiJ saturable reactor, 49 is a reset winding of the rotor saturated actor 47, 50 is an inductance, and 53 is a DC' power source.

さらに、プリセット回路64として、第13図に示す回
路を用いた場合には、[)う記実施例4て説明したのと
同橡の効果が得られ、高繰り逗し化が容易となった。
Furthermore, when the circuit shown in FIG. 13 is used as the preset circuit 64, the same effect as that described in Example 4 described in [) can be obtained, and it is easy to achieve a high repetition rate. .

第15図に示す回路をプリセット回路64に用いた場合
にも、i’+ij7把実施例3で説明したのと同様の項
かが得られ、高繰り逗し化が容易になるとともに出カシ
ツタもa・k少した。
When the circuit shown in FIG. 15 is used as the preset circuit 64, the same condition as that described in the third embodiment of i'+ij7 can be obtained, and the high precision adjustment is facilitated and the output power is also reduced. A・K was a little.

(実施例6) 第21図は本発明の別の実施例であり、数組励起し−ザ
l\の適用例を示す回路1t+”j を曳図である。本
回路において、1はIJJ変直流電源、2は主コンデン
サ5の充′;″シ瓜抗、3はサイラトロン、4はインダ
クタンス、6はコンデンサ、8はビーキンクコンデンサ
、9(まレーザ主J攻′1′扛々軸i、10はijJ 
fl包不1[リアクトル、11はi′IJ′I可飽和リ
アクトル10巻線、61はIiJ飽和飽和リアクトエル
10リセット巻線、62.63はプリセット巻線61の
巻先端、かつプリセット回路64の出力錫、81は主コ
ンデンサ5の充電インダクタンスである。
(Embodiment 6) Fig. 21 is another embodiment of the present invention, and is a drawing diagram of a circuit 1t+"j showing an application example of several sets of excitation and Power supply, 2 is the charging of the main capacitor 5; isijJ
11 is the i'IJ'I saturable reactor 10 winding, 61 is the IiJ saturable saturable reactor 10 reset winding, 62.63 is the winding tip of the preset winding 61, and the output of the preset circuit 64. Tin 81 is the charging inductance of the main capacitor 5.

本実施例では、主コンデンサ5の充電インダクタンス8
1を可飽和リアクトル10の出力巻線1」の後段に設け
ることにより、主コンデンサ5のヅ0電々流が可飽和リ
アクトル10のリセット電流としても作用するように構
成した。また、プリセット回路64として、第10図に
示す回路のものを用いた。
In this embodiment, the charging inductance 8 of the main capacitor 5
1 is provided after the output winding 1 of the saturable reactor 10, so that the current of the main capacitor 5 also acts as a reset current of the saturable reactor 10. Further, as the preset circuit 64, the circuit shown in FIG. 10 was used.

本回路の動作を、第21図、第10図の回路構成、第2
2図のタイムチャート、第23図の可飽和リアクトル1
0の動作磁化曲線を用いて説明する。
The operation of this circuit is explained by the circuit configuration shown in Fig. 21 and Fig. 10, and the circuit configuration shown in Fig. 2.
Time chart in Figure 2, saturable reactor 1 in Figure 23
This will be explained using an operating magnetization curve of 0.

第22図に示すゲート期間T°αに、サイラトロン3は
ターンオンし、予め主コンデンサ5に図示の極性で蓄積
されていた電荷は、図示放電々流11により、コンデン
サ6に転送される。この間、TiJ飽可飽和リアクトル
10束密度は、第23図イ点から四点に向かって変化す
るが、このときのLIJ飽可飽和リアクトル10力巻線
11のインダクタンスは極めて大きいため、コンデンサ
6からピーキングコンデンサ8へ流れる電流12は非常
に小さな値に制限される。このため、コンデンサ6の端
子電圧v6は、その殆どか可飽和リアクトル10の出力
巻ii+5!11に図示黒丸の極性に印加される。
During the gate period T°α shown in FIG. 22, the thyratron 3 is turned on, and the charge previously stored in the main capacitor 5 with the polarity shown is transferred to the capacitor 6 by the shown discharge current 11. During this time, the flux density of the TiJ saturable reactor 10 changes from point A to point 4 in FIG. The current 12 flowing into the peaking capacitor 8 is limited to a very small value. Therefore, most of the terminal voltage v6 of the capacitor 6 is applied to the output winding ii+5!11 of the saturable reactor 10 with the polarity indicated by the black circle in the figure.

一方、この間、サイリスタ69はオフ状態にあり、可飽
和リアクトル10のプリセット巻線61の図示黒丸の極
性に誘起するサージ屯圧は、インダクタンス65によっ
て咀止され、プリセット回路64の各素子の保護が図ら
れる。
On the other hand, during this period, the thyristor 69 is in the off state, and the surge pressure induced by the polarity of the black circle in the figure of the preset winding 61 of the saturable reactor 10 is suppressed by the inductance 65, and each element of the preset circuit 64 is protected. It will be planned.

主コンデンサ5の電荷が殆どコンデンサ6に転送された
+1間に、可飽和リアクトル10の磁束密瓜は、第23
図の四点に達し飽和する。この結果、可飽和リアクトル
10の出力巻線11のインダクタンスは急激に独歩、電
流もi2は著しく増加し、コンデンサ6の電荷はピーキ
ングコンデンサ8に転送される。ピーキングコンデンサ
8の端子電圧V8がレーザ主放電々極9の絶縁破壊電圧
に達すると同コンデンサに蓄積されたエネルギーの大部
分は、レーザ主赦電々極9を介して、レーザガス中で消
費され、レーザ発振に寄与する。しかし、一部のエネル
ギーは、図示12と逆向きの反転電流となって可飽和リ
アクトル10のリセットにも寄与し、可飽和リアクトル
10の磁束密瓜は、第23図の四点からハ点、二点を経
由し、ホ点まで変化する。ここで、第23図に示すΔB
がゲート期間の動作磁束密度量、またΔBイがほば12
の反転電流による動作磁束密度量に等しい。
During +1 when most of the charge in the main capacitor 5 is transferred to the capacitor 6, the magnetic flux of the saturable reactor 10 is
It reaches the four points in the figure and becomes saturated. As a result, the inductance of the output winding 11 of the saturable reactor 10 rapidly increases, the current i2 increases significantly, and the charge in the capacitor 6 is transferred to the peaking capacitor 8. When the terminal voltage V8 of the peaking capacitor 8 reaches the dielectric breakdown voltage of the laser main discharge electrode 9, most of the energy stored in the capacitor is consumed in the laser gas via the laser main discharge electrode 9, and the laser Contributes to oscillation. However, some of the energy becomes a reversal current in the opposite direction to that shown in FIG. 23 and contributes to resetting the saturable reactor 10, and the magnetic flux of the saturable reactor 10 changes from the four points to the C point in FIG. It passes through two points and changes to point H. Here, ΔB shown in FIG.
is the amount of operating magnetic flux density during the gate period, and ΔB is approximately 12
is equal to the amount of operating magnetic flux density due to the reversal current.

第22図に示すリセット期間′1゛′βに、サイラトロ
ン3、及びサイリスタ69はともにオフ状態にある。こ
の間に、可飽和リアクトル10の磁束密度は、人力電源
1の正松、抵抗2、インダクタンス4、主コンデンサ5
、可飽和リアクトル10の出力巻線11、インダクタン
ス81、人力電源1の負荷の経路で流れる主コンデンサ
5の充電々流により、第23図のホ点からへ点を経由し
て、B rまでΔB口だけリセットされる。
During the reset period '1''β shown in FIG. 22, both the thyratron 3 and the thyristor 69 are in the off state. During this time, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is the same as that of the human power source 1, resistor 2, inductance 4, and main capacitor 5.
, the charging current of the main capacitor 5 flowing in the path of the output winding 11 of the saturable reactor 10, the inductance 81, and the load of the human power source 1 causes a voltage of ΔB from point H to point B in FIG. Only the mouth is reset.

第22図に示す′1゛γの期間に、サイリスタ69はタ
ーンオンし、予めコンデンサ68に凶示極性で蓄積して
おいた′電荷を図示16.の経路て赦屯させ、可飽和リ
アクトル】Oのプリセット巻線61に供給し、可飽和リ
アク)・ル10を図示黒丸の極性に磁化する。この結果
、可飽和リアクトル10の磁束密度は、第23国の−+
3 rからイ点まて、ΔBハだけ変化する。
During the period of 16.gamma shown in FIG. It is supplied to the preset winding 61 of the saturable reactor 10, and the saturable reactor 10 is magnetized to the polarity indicated by the black circle in the figure. As a result, the magnetic flux density of the saturable reactor 10 is -+
3 From r to point A, there is a change of ΔBc.

以上の動作が繰り返し行なわれる。The above operations are repeated.

第11表は、第21図の回路におけるプリセット回路6
4として、第10図のプリセット回路を用い、第1表か
ら第3表に示す試料を1−iJ飽和リアクトル10とし
て用いた場合と、前記実施例1の場合とのレーザ出力シ
ックを比較したものである。
Table 11 shows the preset circuit 6 in the circuit of FIG.
4, a comparison of the laser output sick in the case of using the preset circuit of FIG. 10 and the samples shown in Tables 1 to 3 as the 1-iJ saturation reactor 10 and the case of Example 1 above. It is.

動作条件は、実施例1の場合と同一である。本実施例に
よれは、商記実施例1に比べて、レーザ出力シックを大
幅に低減することができた。
The operating conditions are the same as in the first embodiment. According to this example, laser output sick could be significantly reduced compared to Example 1 of the commercial publication.

また、本実施例において、リセット時の汲出磁束密度を
直流磁気特性における一B1・以下とすることにより、
レーザ出力シックを、l−−B r以上とした場合の1
72程度まで低下させることができた。
In addition, in this embodiment, by setting the pumping magnetic flux density at the time of reset to less than 1 B1 in DC magnetic characteristics,
1 when the laser output sick is set to l--Br r or more
We were able to lower it to about 72.

また、第21図のIL!1路横r&においてプリセット
回路64として、第13図、あるいは第15図の回路を
用いた場合には、第10図のlL!回路を用いた揚台の
高繰り返し動作眼界か3001(z程瓜であるのにヌ4
し、5001−1 z以上での動作が可能であった。さ
らに、第13図の回路をプリセット回路6/Iに用いた
場合のレーザ出力シックは、実胞例1の場合の2倍程度
であったが、第15国の回路を用いた場合には、前記実
施例1とほぼ同一のレーザ出力シックにすることができ
た。
Also, IL in Figure 21! When the circuit shown in FIG. 13 or 15 is used as the preset circuit 64 at the 1st road side r&, the lL! shown in FIG. 10! The high repetition motion of the platform using circuits is 3001
However, it was possible to operate at 5001-1 z or higher. Furthermore, when the circuit shown in FIG. 13 was used as the preset circuit 6/I, the laser output sick was about twice that of Example 1, but when the circuit from the 15th country was used, It was possible to achieve almost the same laser output thickness as in Example 1.

5 第 1 表 6 [究明の効果コ 以上、説りJしたように、本発明によれば、磁気パルス
圧縮回路を構成する可飽和リアクトルのゲート時の動作
磁宋密11を11I 褒することにより出力制御がii
J能な高71!j上パルス発生口路の高効率動作、及び
高繰り返し動作が容易になるとともに、出カシツタの発
生も抑制することができる。
5 1 Table 6 [Effects of the Investigation As explained above, according to the present invention, the operating magnetic force 11 at the time of the gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is reduced by 11I. Output control is ii
J Noh High School 71! This facilitates high-efficiency operation and high-repetition operation of the upper pulse generation path, and also suppresses the occurrence of output shatter.

このため、エキシマレーザのようなレーザガスの劣化に
伴う一走出力制御の必要な放電励起レーザにおいては、
 ’AI出力で動作可能なショツト数が大幅に向上する
とともに、サイラトロン等のスイッチ素子の損失も低減
することができるため信頼性、及び寿命も改善される。
For this reason, in discharge-pumped lasers such as excimer lasers that require single-stroke output control as the laser gas deteriorates,
'The number of shots that can be operated with AI output is greatly increased, and the loss of switching elements such as thyratrons can be reduced, so reliability and lifespan are also improved.

また、ウラン濃縮プロセス等に利用される銅蒸気レーザ
、TEMA (Transversely Excit
ed MulLi Atmospheric Pres
sure) −GO,レーザ笠の放電励起レーザ、ある
いは線形誘導加速器等の加速器では、高繰り逗し動作と
ともに、複数台動機運転するために、低ジツタ化が重要
であるが、本邦1jlJによればこれらに使用する際に
要求される出力シックをii!1足することができ、利
用効率7J” +l’J <、信頼性の高いシステムを
実現できる。
In addition, copper vapor lasers, TEMA (Transversely Excit
ed MulLi Atmosphere Pres.
-For accelerators such as GO, discharge-pumped lasers in laser shafts, or linear induction accelerators, low jitter is important in order to operate multiple machines in addition to high repetition operation.According to Japan 1jlJ, ii! Output thick required when using these! 1 can be added, and the usage efficiency is 7J" + l'J <, making it possible to realize a highly reliable system.

また、スイッチ朱子としてサイラトロン等の族電管素子
の代わりに、サイリスタ笠の半導体素子を用いる際には
、多段磁気パルス江縮回路の利用が必要であるか、この
場合には、各段の磁気パルス圧縮回路の最適動作を図る
ことか必要であるが、本究明によれば、8勧に段適動作
をイ丁なうための制御か可能であり、従来、lA:l難
であった多段イ核気パルス圧縮回路の足適動作を容易に
行なうことができる。
In addition, when using a semiconductor element of a thyristor cap instead of a family tube element such as a thyratron as a switch diaphragm, it is necessary to use a multi-stage magnetic pulse compression circuit, or in this case, it is necessary to use a multi-stage magnetic pulse compression circuit. It is necessary to optimize the operation of the pulse compression circuit, but according to this research, it is possible to control the pulse compression circuit to achieve the optimum operation in eight stages, and it is possible to control the pulse compression circuit to achieve the optimum operation. A proper operation of the pulse compression circuit can be easily performed.

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

第1図は本’JalllJに係る直重1王パルス回路な
用いた放電働起レーザ0−実胞例の主回路構成国、第2
図は本究明に係る直重1王パルス光生[L11路のリセ
ット回路の一実地例の回路イ114)Jj、図、沁3図
は本づh明の一実施例である第1図と第2図もしくは第
1図と第6図の回路を用いた場合の旧1踏動作のタイム
チャート、第4図は第1図と第2区もしくは第1図と第
6図の回路を用い第3図はタイムチャー9 1・に基つき回路動作させたときの可飽和リアクトルl
○の動作磁化曲線概念図、第5図は第1図と第2国の回
路を用い第3図のタイムチャートにより回路動作させた
ときの可飽和リアクトル16の動作磁化曲線概念図、第
6区は本究明に係る高電圧パルス発生回路のリセット回
路の別の実施例の回路構成国、第7図は第1図と第6図
の回路を用い第3図のタイムチャートにより回路動作さ
せたときのTIJ飽和飽和リアクトエル16作磁化1i
ll線概念図、第8図は本発明に係る高電圧パルス発生
回路を用いた放電励起レーザの他の実施例の主回路構J
戊図、第9国は本発明に係る高電圧パルス発生回路を構
成するリセット回路の回路構成図、第10図は本発明に
係る高電圧パルス発生回路を構成するプリセット口路の
回路構成国、第11図は発明の一実施例である第8国と
第9図と第10図もしくは第8図と第9国と第13図あ
るいは第8図と第9図と第15図を組み合せた場合の回
路動作のタイムチャート、第12図は第8図と第9図と
第10図もしくは第8国と第9図と第13図あるい80 は第8図と第9図と第15図を組み合せた場合に、第1
1図のタイムチャートにより動作させたとぎの可飽和リ
アクトル10の動作磁化1山線概念図、第13図は本究
明に係るil′fi電江パルス光坐回路を構成するプリ
セット回路の回路構成図、第14国は第8図と第9図と
第13図もしくは沁8図と第9図と集土5図の回路を組
み合せた場合に第上1図のタイムチャートにより動作さ
せたときの可飽和リアクトル73の動作磁化t+tua
概念図、第t5図は本発明に係る高電圧パルス発生回路
を構成するプリセット回路の回路構成国、第16図は本
究明に係る高電圧パルス発生回路を構成するりセット回
路の回路構成国、第17国は沁8図と第10図と第16
図、あるいは第8図と第10図と第19図、もしくは第
8図と第10図と第20国の1!l路を用いたときの回
路動作を示すタイムチャート、第18図は第8図と沁i
o図と第16図あるいは第8図と第10図と第19国も
しくは第8国と第10図と第20図の回路を用い第17
図のタイチャートにより回路動作させたときの可飽和リ
アク)・ルLOO)動作磁化曲線概念図:国、第19図
及び第20図は本光1す」に係る+l’ii f’lj
圧パルス光生1【−リ路をヰ]“4敗するリセット回路
のL!J路(11η地国、沁2」図は来光IJに係る尚
市仕パルス発生回路を用いた放電励起レーザの他0実施
例の1:、回路(、′1¥j反図、第22図は沁21区
と第10国あらいは第21図と第13国bL<は第2j
図と第10図あるいは第21図と第13国bL<↓よ朶
21園と))15図の回路を組み合せて用いたときの回
路動作を示4−タイムチャー1・、第23国吐’ijs
 21図とめ15図の回路を組合せて用い、第22国の
タイムチャートにより動作dセたときの1.lJ飽飽和
リック・ル」0の動作磁化曲線概念図、第24図及び第
26図は従来の尚゛直圧パルス光生1ulh■な用いた
力父奄励起レーザの主−路111ηj曳図、龜)25j
図(J、釘)241区あるいは第26図の一路にJ3す
るI11飽和リアタトル10の動作磁化曲線概念図、第
27国は第26国の回路におけるリセット回路85の回
路構j表図、第28図は埴抽動作しているときの磁気ハ
ルスノ工KZi ILZ回路を有゛りる11j ’1は
1主パルス発生回路の主要各部波形図、第29図は第2
4図あるいは第26図の回路を用いた場合に入力電源1
の電圧が低い場合の主要各部波形図、第30図は第24
図、あるいは第26図の回路を用いた場合に入力電源l
の電圧が高い場合の主要各部波形図、第31図は本発明
による高電圧パルス発生回路を用いたKrFエキシマレ
ーザと従来の高電圧パルス発生回路を用いたKrFエキ
シマレーザの出力特性の比較図である。 1.23,29,38,72,79,89:電源3:サ
イラトロン、5:主コンデンサ 9:レーザ主放電電極 10.16,73:可飽和リアクトル 15.34,85:リセット回路 64ニブリセット回路
Figure 1 shows the main circuit configuration of a discharge-activated laser 0-actual cell example using a straight-weight 1-pulse circuit according to the book JallJ, and the second
The figure is a practical example of the circuit of the reset circuit of the direct heavy 1-pulse photovoltaic [L11 path] according to this investigation. The time chart of the old one-step operation when using the circuit shown in Figure 2 or Figures 1 and 6. The figure shows the saturable reactor l when the circuit is operated based on time chart 91.
Figure 5 is a conceptual diagram of the operating magnetization curve of the saturable reactor 16 when the circuit is operated according to the time chart of Figure 3 using the circuits of Figure 1 and Country 2, section 6. 7 shows the circuit configuration of another embodiment of the reset circuit of the high-voltage pulse generation circuit according to this research, and FIG. 7 shows the circuit operation when using the circuits shown in FIGS. 1 and 6 and according to the time chart shown in FIG. 3. TIJ saturation saturation reactor 16 operation magnetization 1i
ll line conceptual diagram, FIG. 8 is the main circuit structure J of another embodiment of the discharge excitation laser using the high voltage pulse generation circuit according to the present invention.
Figure 9 shows the circuit configuration of the reset circuit constituting the high voltage pulse generation circuit according to the present invention, and Figure 10 shows the circuit configuration of the preset port constituting the high voltage pulse generation circuit according to the present invention. Figure 11 is a combination of country 8, figure 9 and figure 10, or figure 8, country 9 and figure 13, or figure 8, figure 9 and figure 15, which is an embodiment of the invention. Figure 12 is a time chart of circuit operation, Figure 12 is Figure 8, Figure 9 and Figure 10, or Country 8, Figure 9 and Figure 13, or Figure 12 is Figure 8, Figure 9 and Figure 15. When combined, the first
Fig. 1 is a conceptual diagram of the operating magnetization of the saturable reactor 10 when operated according to the time chart shown in Fig. 1, and Fig. 13 is a circuit configuration diagram of a preset circuit constituting the il'fi electric pulse optical lozenge circuit according to this research. , Country 14 shows the possible results when operating according to the time chart in Figure 1 above when the circuits in Figure 8, Figure 9, and Figure 13, or Figure 8, Figure 9, and Figure 5 are combined. Operating magnetization t+tua of saturation reactor 73
Conceptual diagram, Fig. t5 shows the circuit configuration country of the preset circuit constituting the high voltage pulse generation circuit according to the present invention, and Fig. 16 shows the circuit configuration country of the preset circuit constituting the high voltage pulse generation circuit according to the present study. The 17th country is shown in Figure 8, Figure 10, and Figure 16.
Figure, or Figure 8, Figure 10, and Figure 19, or Figure 8, Figure 10, and 1 of the 20th country! A time chart showing the circuit operation when using the l path, Fig. 18 is similar to Fig. 8.
17 using the circuits of Figure o and Figure 16 or Figure 8 and Figure 10 and Country 19 or Country 8 and Figure 10 and Figure 20.
Conceptual diagram of the saturable reactor (LOO) operating magnetization curve when the circuit is operated according to the tie chart in the figure: +l'ii f'lj
Pressure pulse photogeneration 1 [-reway] "4-defeat reset circuit L!J route (11η land country, 沁2") The figure shows a discharge-excited laser using a pulse generation circuit related to Raikou IJ. Other 0 Example 1:, Circuit (, '1\j anti-diagram, Figure 22 is the 21st district and the 10th country, or Figure 21 and the 13th country bL< is the 2j
Figure and Fig. 10 or 21, and 13th countries BL <↓ Yobobo 21 Garden)) Show the circuit operation when combined with the circuit of Fig. ijs
Using the circuits shown in Figures 21 and 15 in combination, 1. when operating according to the time chart of the 22nd country. Figures 24 and 26 are conceptual diagrams of the operating magnetization curves for a saturated LJ saturation 0, and Figures 24 and 26 are schematic diagrams of the main path 111ηj of a force-excited laser using conventional direct pressure pulse light generation. 25j
Figure (J, nail) Conceptual diagram of the operating magnetization curve of the I11 saturated rear tortoise 10 that is J3 in one direction in the 241st section or Figure 26, the circuit structure j table of the reset circuit 85 in the circuit of the 26th country in the 27th country, the 28th The figure shows the magnetic Harusuno KZi ILZ circuit during the clay extraction operation.11j'1 is the waveform diagram of the main parts of the 1st main pulse generation circuit, and Figure 29 is the waveform diagram of the main parts of the 1st main pulse generation circuit.
When using the circuit shown in Figure 4 or Figure 26, input power supply 1
The waveform diagram of the main parts when the voltage is low, Figure 30 is the waveform diagram of the main parts when the voltage is low.
When using the circuit shown in Figure 26 or Figure 26, the input power supply l
Figure 31 is a diagram comparing the output characteristics of a KrF excimer laser using the high voltage pulse generating circuit according to the present invention and a KrF excimer laser using a conventional high voltage pulse generating circuit. be. 1.23, 29, 38, 72, 79, 89: Power supply 3: Thyratron, 5: Main capacitor 9: Laser main discharge electrode 10. 16, 73: Saturable reactor 15. 34, 85: Reset circuit 64 Nib reset circuit

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)可飽和リアクトルを用いた磁気パルス圧縮回路を
有する高電圧パルス発生回路において、前記磁気パルス
圧縮回路を構成する前記可飽和リアクトルのゲート時の
動作磁束密度量は、同可飽和リアクトルのリセット回路
に新たに設けられた可飽和リアクトルを介して印加され
るパルス電圧、あるいはパルス電流により、設定される
構成としたことを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(1) In a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor, the amount of operating magnetic flux density at the gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is determined by the reset of the saturable reactor. A high voltage pulse generation circuit characterized in that the circuit is configured to be set by a pulse voltage or pulse current applied via a saturable reactor newly provided in the circuit.
(2)請求項1に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
にゲート電圧が印加される期間と、前記リセット回路が
パルス電圧、あるいはパルス電流を発生する期間との間
には、相互に体止期間を有するように構成したことを特
徴とする高電圧パルス発生回路。
(2) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 1, a period during which a gate voltage is applied to the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit, and a period during which the reset circuit generates a pulse voltage or a pulse current. 1. A high voltage pulse generation circuit characterized in that the circuit is configured to have a stop period between the two periods.
(3)請求項1に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のリセット回路に新たに設けられた可飽和リアクトルに
は、同可飽和リアクトルをリセットするためのリセット
回路が設けられていることを特徴とする高電圧パルス発
生回路。
(3) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 1, the saturable reactor newly provided in the reset circuit of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit has a function for resetting the saturable reactor. A high voltage pulse generation circuit characterized in that a reset circuit is provided.
(4)可飽和リアクトルを用いた磁気パルス圧縮回路を
有する高電圧パルス発生回路において、前記磁気パルス
圧縮回路を構成する可飽和リアクトルには、リセット回
路の他に前記可飽和リアクトルのゲート時の動作磁束密
度量のジッタを防止するためのプリセット回路が設けら
れていることを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(4) In a high voltage pulse generation circuit having a magnetic pulse compression circuit using a saturable reactor, the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit includes a reset circuit as well as an operation when the saturable reactor is gated. A high voltage pulse generation circuit characterized by being provided with a preset circuit for preventing jitter in magnetic flux density.
(5)請求項4に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のプリセット回路は、パルス電圧、ろあるいはパルス電
流を出力することを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(5) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 4, the preset circuit of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit outputs a pulse voltage, a pulse current, or a high voltage pulse. generation circuit.
(6)請求項5に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
は、前記プリセット回路に新たに設けられた可飽和リア
クトルを介して印加されるパルス電圧、あるいはパルス
電流により、プリセットされることを特徴とする高電圧
パルス発生回路。
(6) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 5, the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit includes a pulse voltage applied via a saturable reactor newly provided to the preset circuit; Alternatively, a high voltage pulse generation circuit characterized in that it is preset by a pulse current.
(7)請求項6に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のプリセット回路に新たに設けられた可飽和リアクトル
には、同可飽和リアクトルをリセットするためのリセッ
ト回路が設けられていることを特徴とする高電圧パルス
発生回路。
(7) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 6, the saturable reactor newly provided in the preset circuit of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit has a function for resetting the saturable reactor. A high voltage pulse generation circuit characterized in that a reset circuit is provided.
(8)請求項4に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のゲート時の動作磁束密度量は、プリセット完了後のリ
セットにより設定されることを特徴とする高電圧パルス
発生回路。
(8) The high voltage pulse generation circuit according to claim 4, wherein the operating magnetic flux density amount at the time of gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is set by reset after completion of presetting. High voltage pulse generation circuit.
(9)請求項8に記載の高電圧パルス発生回路において
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のプリセット時の最大磁束密度は、残留磁束密度以上で
あることを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(9) The high voltage pulse generation circuit according to claim 8, wherein the maximum magnetic flux density at the time of presetting of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is equal to or higher than the residual magnetic flux density. generation circuit.
(10)請求項9に記載の高電圧パルス発生回路におい
、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクトル
のプリセット時の最大磁束密度は、その比透磁率が10
以下の領域にあることを特徴とする高電圧パルス発生回
路。
(10) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 9, the maximum magnetic flux density at the time of presetting of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit has a relative permeability of 10.
A high voltage pulse generation circuit characterized by being in the following areas.
(11)請求項4に記載の高電圧パルス発生回路におい
て、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアクト
ルのゲート時の動作磁束密度量は、同可飽和リアクトル
のゲート時の動作磁束密度量のジッタを防止するための
リセット完了後のプリセットにより設定されることを特
徴とする高電圧パルス発生回路。
(11) In the high voltage pulse generation circuit according to claim 4, the amount of operating magnetic flux density at the time of gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is equal to the amount of operating magnetic flux density at the time of gate of the saturable reactor. A high voltage pulse generation circuit characterized by being set by a preset after completion of reset to prevent jitter.
(12)請求項11に記載の高電圧パルス発生回路にお
いて、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リアク
トルのリセット時の最小磁束密度は負の残量磁束密度以
下であることを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(12) The high voltage pulse generation circuit according to claim 11, wherein the minimum magnetic flux density at the time of resetting the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is equal to or less than a negative residual magnetic flux density. Voltage pulse generation circuit.
(13)請求項1〜12に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リ
アクトル磁心は飽和磁歪λsが+5×10^−^6〜−
5×10^−^8の範囲にある磁性材料を用いて構成し
たことを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(13) In the high voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 12, the saturable reactor magnetic core constituting the magnetic pulse compression circuit has a saturation magnetostriction λs of +5×10^-^6 to -
A high voltage pulse generation circuit characterized in that it is constructed using a magnetic material in the range of 5×10^-^8.
(14)請求項1〜12に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リ
アクトル磁心の直流磁気特性における角形比は、0.7
以上にあることを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(14) In the high-voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 12, the squareness ratio in the DC magnetic characteristics of the saturable reactor magnetic core constituting the magnetic pulse compression circuit is 0.7.
A high voltage pulse generation circuit characterized by the above.
(15)請求項1〜12に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リ
アクトル磁心は、Coを主成分とする非晶質磁性合金で
構成されていることを特徴とする高電圧パルス発生回路
(15) In the high voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 12, the saturable reactor magnetic core constituting the magnetic pulse compression circuit is made of an amorphous magnetic alloy containing Co as a main component. Features a high voltage pulse generation circuit.
(16)請求項1〜12に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リ
アクトル磁心は、組成式 (Fe_1_−_aM_a)_1_0_0_−_x_−
_y_−_z_−_α_−_β_−γCu_xSi_y
B_zM′_αM″_βX_γ(原子%) (ただし、Mは少なくともCo、もしくはNiであり、
M′はNb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMoから
なる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M″はV,
Cr,Mn,Al,白金属元素,Sc,Y,希土類元素
,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素、XはC,Co,P,Ga,Sb,I
n,Be,Asからなる群から選ばれた少なくとも1種
の元素であり、a,x,y,z,α,β,及びγはそれ
ぞれ 0≦a≦0.5,0.1≦x≦3,6≦y≦25,3≦
z≦15,14≦y+z≦30, 1≦α≦10,0≦β≦10,0≦γ≦10を満たす。 ) により表わされる組成を有し、組成の少なくとも50%
が微細なbccFe固溶体の結晶粒からなり、各結晶粒
の最大寸法で測定した粒径の平均が500Å以下である
磁性合金で構成されていることを特徴とする高電圧パル
ス発生回路。
(16) In the high voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 12, the saturable reactor magnetic core constituting the magnetic pulse compression circuit has a composition formula (Fe_1_-_aM_a)_1_0_0_-_x_-
_y_−_z_−_α_−_β_−γCu_xSi_y
B_zM′_αM″_βX_γ (atomic %) (However, M is at least Co or Ni,
M′ is at least one element selected from the group consisting of Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti, and Mo; M″ is V;
At least one element selected from the group consisting of Cr, Mn, Al, platinum metal element, Sc, Y, rare earth element, Au, Zn, Sn, Re, X is C, Co, P, Ga, Sb, I
At least one element selected from the group consisting of n, Be, and As, and a, x, y, z, α, β, and γ are 0≦a≦0.5, 0.1≦x≦, respectively. 3,6≦y≦25,3≦
z≦15, 14≦y+z≦30, 1≦α≦10, 0≦β≦10, 0≦γ≦10 are satisfied. ) and at least 50% of the composition
1. A high voltage pulse generation circuit comprising a magnetic alloy made of fine bccFe solid solution crystal grains and having an average grain size of 500 Å or less as measured by the maximum dimension of each crystal grain.
(17)請求項1〜16に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リ
アクトルのゲート時の動作磁束密度量は、高電圧パルス
発生回路の直流入力電圧に連動して変化し得るように構
成されたことを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(17) In the high voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 16, the amount of operating magnetic flux density at the time of gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is linked to the DC input voltage of the high voltage pulse generation circuit. A high-voltage pulse generation circuit characterized in that it is configured to be able to change.
(18)請求項1〜17に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を構成する可飽和リ
アクトルのゲート時の動作磁束密度量は、高電圧パルス
発生回路の負荷変動に連動して変化し得るように構成さ
れたことを特徴とする高電圧パルス発生回路。
(18) In the high-voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 17, the operating magnetic flux density at the time of the gate of the saturable reactor constituting the magnetic pulse compression circuit is linked to load fluctuations of the high-voltage pulse generation circuit. 1. A high-voltage pulse generation circuit characterized in that the circuit is configured to be able to change the voltage.
(19)請求項1〜18に記載の高電圧パルス発生回路
において、前記磁気パルス圧縮回路を複数段有すること
を特徴とする高電圧パルス発生回路。
(19) The high voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the high voltage pulse generation circuit has a plurality of stages of the magnetic pulse compression circuit.
(20)請求項1〜19に記載の高電圧パルス発生回路
は、複数合同期運転することを特徴とする高電圧パルス
発生回路。
(20) A high-voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 19, wherein a plurality of high-voltage pulse generation circuits are combined and operated in synchronization.
(21)請求項1〜20に記載の高電圧パルス発生回路
を用いた放電励起レーザ。
(21) A discharge-excited laser using the high-voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 20.
(22)請求項21に記載の放電励起レーザはエキシマ
レーザであることを特徴とする放電励起レーザ。
(22) A discharge excitation laser according to claim 21, wherein the discharge excitation laser is an excimer laser.
(23)請求項21に記載の放電励起レーザは銅蒸気レ
ーザであることを特徴とする放電励起レーザ。
(23) A discharge-excited laser according to claim 21, wherein the discharge-excited laser is a copper vapor laser.
(24)請求項1〜20に記載の高電圧パルス発生回路
を用いた加速器。
(24) An accelerator using the high voltage pulse generation circuit according to any one of claims 1 to 20.
(25)請求項24に記載の加速器は線型誘導加速器で
あることを特徴とする加速器。
(25) The accelerator according to claim 24, wherein the accelerator is a linear induction accelerator.
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