JPH0336775A - 分割電極を備えたレーザ発振器の電源装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的」 （産業上の利用分野） この発明は分割電極を備えたレーザ発振器の電源装置に
関する。

（従来の技術） 例えば、従来の分割電極を備えたレーザ発振器は第６図
のような構成になっている。すなわち、ガス流Ｇと、レ
ーザ光りと、放電方向はほぼ互に直交しており、幅広い
放電部３の全域で均一に放電を行なわせるために、陰極
５を複数に分割し、それぞれの陰極にバラスト抵抗Ｒが
接続されている。陽極７は一枚の細長い金属板で、両極
間には前記のバラスト抵抗Ｒを介して高圧の直流電源９
が接続されている。

（発明が解決しようとする課題） 前回を電気回路で表わすと第７図のようになる。回路の
１ｉＪ１．電流値は実在の装置の１例である。図示のよ
うに、レーザ発振に直接寄与する放電部３の電力は、１
２００Ｖｘ１０Ａすなわち、１２ＫＷであり、放電の均
一化のためのバラスト抵抗Ｒでの消費電力は、５００Ｖ
Ｘ１０Ａすなわち、５ＫＷである。したがって、バラス
ト抵抗の電力損失は、全電力の５／１７ｘ１００即ち約
３０％になり、極めて大きなことが分る。バラスト抵抗
Ｒの抵抗値を小さくすれば、消費電力は減少するが、逆
に放電が不安定になるという問題が生ずる。

この発明は、このような点に着目して創案されたもので
、バラスト抵抗を用いないで、安定した放電を行なうこ
とのできる分割電極を備えたレーザ発振器の電源装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、この発明は、陰極又は陽
極の一方を複数個に分けた分割電極を備えたレーザ発振
器において、電極間の放電特性に対応した一定の電圧を
出力する定電圧装置と、分割電極のそれぞれの放電電流
を制御する定電流装置を設けたものである。

ここで、定電圧装置とは放電特性、のある電流に対応し
た一定の放Ｎ電圧を出力する装置のことである。また、
それぞれの放電電流を制御する定電流装置とは、分割電
極のそれぞれの放電電流を同、且つ一定電流に制御する
装置のことである。

（作用） このように構成されているので、定電圧装置によって、
放電特性に対応した必要な電圧を供給することができ、
また、定電流装置によって、それぞれの分割電極の放電
電流を、同一の一定電流に制御するので、放電部の全域
に渡って均一な放電を行なわせることができる。

（実施例） 次に、この発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。第１図はこの発明の実施例のブロック図である。す
なわち、電源装置１は定電圧装置１１及び定電流装置１
３かうなっている。定電圧装置１１は定電圧回路１５と
電圧制御回路１７とからなり、定電流装置１３は定電流
回路１９と電流制御回路２１とからなっている。

定電圧回路１５の子種は放電部３の陽極７に、−極は放
電電流１ｃの検出’ａ　Ｓ　＋を経て定電流回路１９の
出力側に、それぞれ接続されている。電圧制御ｉ１回路
１７は出力電圧Ｖｐ、ｔｌｉ極電圧Ｖｃ及び放Ｎ電流Ｉ
Ｃ等の信号を入力して、定電圧回路１５の出力電圧Ｖｐ
を制御する。

定電流回路１９の入力側は放電部３の複数の分割陰極５
に接続され、出力側は前記のように定電圧回路１５の一
極へ接続されている。電流制御回路２１は、定電流回路
１９から分割陰極のそれぞれの放電電流を入力し、これ
らを同一で、かつ全電流ＩＣが一定値になるように制御
する。

定電圧装Ｍｌｌの一例を第２図に示しである。

すなわち、商用三相交流をサイリスタＴ　ＨＹの位相制
御により可変電圧とし、その出力をトランスＴにより昇
圧し、これを整流器ＲＥにより全波整流し、Ｌ、Ｃ回路
で平滑にして出力電圧Ｖｐを得るものである。この出力
電圧Ｖｐの制御は前記のように、電圧制御回路１７によ
り、サイリスタＴＨＹの点弧時期を制御することによっ
て行なわれる。

定電流装置１３の一例を第３図に示しである。

すなわち、複数個（０個）の分割陰極５はそれぞれ、ト
ランジスタＴＲｉ　　（添字ｉは１→ｎを意味する以下
同じ）のコレクタに接続されており、エミッタと一側、
ベースと一側にはそれぞれ抵抗Ｒｉ、Ｒｂｉが挿入され
ている。抵抗Ｒｉはそれぞれのトランジスタを流れる１
１を検出するためのものであり、電圧Ｖｉとして検出さ
れる。抵抗Ｒｂはバイアス抵抗である。このようにすれ
ば、電流＄１１１１回路２１からトランジスタのベース
電流を制御することにより、それぞれのトランジスタを
流れる電流１１を等しくすることができ、また全体の電
流１ｃをｌ１ｉＩ！ｔ１１１することもできる。

一般に、放電部３の放電特性は第４図のような特性曲線
で表わされる。すなわち、図示のように放′Ｎｉ開始電
圧がＶＯｓ放電維持電圧、電流がＶ＋ＩＩ、最低放電電
圧、電流がＶ２，１２．最大負荷電圧、Ｎ流がＶ５．Ｉ
５になっている。次に、このような放電特性を有する放
電部３に、この発明の電源装置を適用した場合の制御手
順の一例について、第５図（ａ　＞、　　（ｂ　＞、　
　（ｃ　）、　　（ｄ　）に基づいて説明する。

（１）　　最初に、定電圧装置への制ｔＩｌ開始の指令
を出すと共に、定電流装置への定電流１＋　　（放電維
持電流）を指令する。図（ａ）、（Ｃ）（２）　　時ｒ
ｊＪ　−ｒ　＋が経過すると、図（ａ　）のように定電
圧装置の出力電圧が放Ｎ開始電圧ＶＯになり、放電が始
まり、放電電流は図（ｄ　）のように１１になる。また
、放電電圧は第４図の特性曲線からｖｌになるので、陰
極電圧は図（ｂ）のように■ｏ　−Ｖｌ　になる。

（３）　　次に、時間Ｉ２で、定電圧装置の出力電圧を
■１に下げ、陰極電圧が零になるように調整する。（陰
極電圧は厳密には第３図のｖｌに相当する電圧が加わる
が、比較的小さいので無視した〉（４〉　　次に、時間
１３間で、電流指令を図（Ｃ）のように、１１から１２
へ増加させると、族Ｎ電圧はＶｌから■２へ下り、陰極
電圧は図（ｂ）のように、僅かに上昇する。ここで定電
圧装置の出力電圧をｖ２に下げ、陰Ｉ！！電圧を零にす
る。

（５〉　　次に、時間丁４間で、Ｎ流指令を図（Ｃ）の
ように、Ｉ２からＩ５へ増加させると、放電電圧は■２
から■５へ上昇するので、図（ａ　）のように定電圧装
置の出力電圧をｖ２からｖ５へ上昇させる。陰極電圧は
零のままである。この状態で電流指令を放電維持電流の
１１に戻すと、定電圧装置の出力電圧は■５で、陰極電
圧はＶｓ　−Ｖｌになる。これで、この電源装置の初期
設定が完了したことになる。すなわち、レーザ発振器は
いつでも運転できる状態になる。

このような状態において、電流指令を図（Ｃ）のように
、ｒ３．Ｉ４．Ｉ５に変えると、定電圧装置の出力電圧
は図（ａ　”）のようにＶｓのままで、陰極電圧は図（
ｂ）のようにそれぞれ、Ｖｓ　−Ｖ３　、　Ｖｓ　−Ｖ
４　及ＵＴｊニナル。ここｒＶ３．Ｖ４は第４図の特性
曲線の放電電流１３．１４に対応するｆｌｉ電電圧であ
る。

この電源装置の定電流回路にはトランジスタを使用する
ので高速応答が可能で、−ガス流の変化等による放電電
流の変化にも直ちに対応することができる。

［発明の効果］ 以上の説明から理解されるように、この発明は特許請求
の範囲に記載の構成を備えているので、分割Ｎ極のそれ
ぞれの電流を均一にでき、レーザ出力が安定する。また
従来のようなバラスト抵抗を使用しないので、電力損失
が零になり、電力の利用効率が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例のブロック図、第２図は定電
圧装置の実施例の回路図、第３図は定電流装置の実施例
の回路図、第４図は放電特性の説明図、第５図はこの発
明の実施例の制御手順の説明図、第６図は従来の分割電
極を備えたレーザ発振器の説明図、第７図は第６図の回
路図である。 図面の同一符号は同−物又は相等物を表わす。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 １・・・電源装置　　　３・・・放電部５・・・分割陰
極　　　１１・・・定電圧装置１３・・・定電流装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 陰極又は陽極の一方を複数個に分けた分割電極を備えた
   レーザ発振器において、電極間の放電特性に対応した一
   定の電圧を出力する定電圧装置と、分割電極のそれぞれ
   の放電電流を制御する定電流装置を設けたことを特徴と
   する分割電極を備えたレーザ発振器の電源装置。