JPH0378215A - 高電圧パルス発生装置用巻磁心及びこれを用いた高電圧パルス発生装置並びに放電励起レーザ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエキシマレーザ、ＴＥＡＯランスハ゛−サリー
・エキサイティブト・アトモスフェリツク・プレッシャ
ー）−Ｇｏ、レーザ、　あるい（まＴＥＭＡ（トランス
バーサリー・エキサイティブト　・マルチ・アトモスフ
ェリツク・プレッシャー）　　　Ｃｏｔレーザ等の放電
励起レーザに用いられる高電圧パルス発生装置に使用さ
れる巻磁心及びこれを用いた高電圧パルス発生装置、並
びに放電励起レーザに関するものである。

［従来の技術］ エキシマレーザ、Ｔ　Ｅ　Ａ　　ＣＯｓ　１７−ザ、あ
るいはＴＥＭＡ−Ｃｏｎレーザ等の放電励起レーザにお
いては、レーザ放電電極に短時間に高電圧を供給する必
要があり高電圧パルス発生回路が設けられている。この
高電圧パルス発生回路の高信頼性化及び高性能化を図る
ために磁気パルス圧縮回路が使用されることが知られて
いる。このような磁気パルス圧縮回路に使用される可飽
和リアクトルの巻磁心としては、例えば、ＩＥＥＥ　Ｃ
ｏｎｆ、　Ｒｅｃｏｒｄ１５ｔｈ　　Ｐｏｗｅｒ　　Ｍ
ｏｄｕｌａｔｏｒ　　Ｓｙｍｐ、、　　　（ア何−イー
イー　コンファレンス　レコード　　１５回　パワー　
モジ゛ユレータ　シンポジ３６、（１９８２）等に記載
されているように、エキシマレーザ等の放電励起レーザ
には、非晶質磁性合金を用いた第４図に示すようなレー
ストラック形状の巻磁心が用いられている。同図におい
て、１はレーストラック形状の巻芯、２は巻線を施すた
めの巻枠に相当する空孔、３は層間絶縁が施された非晶
質軟磁性合金部分であり，ａ、及びｂは巻芯１の外長径
、及び外短径、Ａ、及びＢは巻磁心の外長径、及び外短
径であり、ａ　／　ｂは１０以上あるものであった６ また、放電励起レーザではレーザ主放電電極に高電圧高
インピーダンス、かつ超短パルス幅の電圧を印加するス
パイカ回路と、前記スパイカ回路の１／３程度の電圧で
低インピーダンス、かつ比較的長パルスの電圧を印加す
るサステーナ回路を組み合わせたスパイカ・サステーナ
方式励起回路を使用することが極めて有効なことも知ら
れている。

このスパイカ・サステーナ方式励起回路を高繰り返し動
作させるためには、例えば、ＡＰＰｌ．　　ｐｈｙｓ．
　　　Ｌｅｔｔ．４７（２）、　（アフ゛　ライド　フ
ィシ゛ツクス　レター　４７（２）号）ｐｐ．８］．−
８３、（１９８５）に記載されている非晶質磁性合金を
用いたレーストラック形状の巻磁心を用いたパルス変圧
器、あるいはＡｐｐｌ．　　Ｐｈｙｓ．　　Ｌｅｔｔ．
４８（２３）（アフ′ライド　フィシ゛ツクス　レター
　４８（２３）号）、　ｐｐ．１５７４−１５７６、（
１９８６）に記載されているＮｉ−Ｚｎフェライトを用
いたレーストラック形状の巻磁心を用いた磁気アイソレ
ータと呼ばれる可飽和リアクトルが用いられている。

上記の可飽和リアクトルまたは変圧器の巻磁心を、第４
図に示すようなレーストラック形状とする利点は、米国
特許４６９８５１８号等に記載されるように横方向放電
励起レーザの場合、レーザ主放電電極がパルス電流の流
れる経路と垂直方向に長いため、第５図に示すような円
形状よりもレーストラック形状とするほうが、巻磁心の
飽和後のインダクタンスを小さくするために有効だから
である。

なお、第５図において、１はリング形状の巻芯、２は巻
線を施すための巻枠に相当する空孔、３は層間絶縁を施
した非晶質磁性体部分、　ｄＯは巻芯の外径、Ｄｏは巻
磁心の外径である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記第４図に示すようなレーストラック形状の巻磁心は
、例えば、ＩＥＥＥ　　Ｃｏｎｆ．　　Ｒｅｃｏｒｄ　
　１５ｔｈＰｏｗｅｒ　　　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ　　　
Ｓｙｍｐ．、（ア何−イーイー　コンファレンスレコー
ド　１５回　パワー　モジ゛ユレータ　シンボ　ジウム
）　　　ｐｐ．３２−３６。

（１９８２）に示されるように、バンドを用いて巻芯と
巻磁心の外周部を締め付けて作成される。

この時、第６図ａに示すようなレーストラック形状の巻
芯１に、第６図すに示すように軟磁性合金薄帯１１と眉
間絶縁フィルム１２を所定の層数だけ同時に巻いた後、
第６図Ｃに示すように最外周の変形を防止するためのバ
ンド１３で固定して、第６図ｄの様な形状とする手法が
用いられている。

しかし、第４図に示す従来のレーストラック形状の巻磁
心では、軟磁性合金薄帯の同図の波線内に示す部分に極
めて大きな応力が集中する。このため、第６図ａからｂ
に示す工程終了後に、焼鈍を行っても、前記軟磁性合金
薄帯に加えられた応力歪を十分に取り去ることが困難で
あり、前記軟磁性合金薄帯の持つ本来の短パルス磁気特
性を得ることが出来なかった。

また、非晶質合金薄帯の層間なポリエチレンテレフタレ
ート・フィルムあるいはポリイミド・フィルム等の高分
子フィルムを用いて構成した巻磁心の場合には、高分子
フィルムの耐熱温度及び熱収縮率の制限により、焼鈍温
度が制限されるため前記応力歪を完全に取り去ることは
困難であり、短パルス磁気特性も本来のものより悪くな
ってしまう。そのため、できるかぎり応力歪を作らない
構造の巻磁心が要求されている。

また、レーストラック形状の巻磁心では、巻芯に直線部
分が比較的長く存在するためこの直線部にのった軟磁性
合金薄帯には巻磁心中心への力が加わりにくくたわみを
生じ、巻磁心の形状が楕円状になるとともに、占積率（
巻磁心の見かけの体積に占める軟磁性合金体積の比率）
が低下してしまう場合もあった。

従来はこのような占積率を低下を防止するためにバンド
１３で固定する前に巻磁心のたわみを逐次矯正しつつ巻
くことが必要であり、製造装置と製造工程の複雑化を招
くという問題があった。

さらに、巻磁心として、特開平１−１１０７１３に開示
される組成式： ％式％ （） （ただし、ＭはＣｏ、及びＧｏまたはＮｉであり、Ｍｏ
はＮｂ、Ｗ、　Ｔａ５Ｚｒ、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■、
Ｃｒ、　Ｍｎ、　ＡＩ、白金族元素、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，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．
０≦ｙ≦２５．３≦Ｚ≦１５．３≦ｙ十ｚ≦４０，１≦
α≦１０．０≦β≦１０．０≦γ≦１０を溝たす。）に
より表される組成を有し、組織の少なくとも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５０ｎｍ以下である
合金からなるＦｅ基基磁磁性合金以下超微結晶Ｆｅ基基
磁磁性合金する。）でレーストラック形状の巻磁心構成
する場合には、結晶粒組織となってからはこの合金薄帯
は比較的腕いため、通常上記組成の非晶質合金の巻磁心
を作成してから熱処理を施し、結晶粒を有する組織とす
る必要があり、特に一部に応力が加わらず、熱処理後に
矯正することもない構造を有する巻磁心が望まれていた
。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み巻磁心形状が一定に
保たれるとともに占積率が高く、かつ短パルス磁気特性
に優れ、製作も容易である放電励起レーザ等に好適な巻
磁心及びこれを用いた高電圧パルス発生装置並びに放電
励起レーザを提供することである。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、軟磁性合金薄帯が巻芯に巻回されてなる高電
圧パルス発生装置用巻磁心であって、前記巻芯は体長径
ａと外短径すとの比ａ／ｂが２．０以上、且つ前記外短
径を形成する前記巻芯の外径部は楕円アーチ形状である
ことを特徴とする高電圧パルス発生装置用巻磁心である
。

この構成により巻磁心を構成する軟磁性合金薄帯への応
力集中を緩和させることができると共に、軟磁性合金薄
帯の全範囲に巻芯中心部への力が加わることによって、
巻磁心の形状が一定に保てると共に、占積率が高く、巻
磁心飽和後のインダクタンスが小さく、短パルス磁気特
性にも優れた巻磁心を容易に得ることが出来る。ここで
ａ／ｂを２．０以上としたのは２．０以上では巻磁心を
放電励起レーザ等に用いられる可飽和リアクトルとして
使用する場合、配線により生ずるインダクタンスを小さ
くすることができるため可飽和リアクトルが飽和後に流
れる電流のパルス幅を円形状の巻磁心に比べて高速化で
きるが２．０未満ではその効果はほとんどないためであ
る。

また、上記巻芯の外径形状を楕円形としても、巻磁心を
構成する軟磁性合金薄帯への応力集中を緩和することが
でき、より巻磁心飽和後のインダクタンスが小さく、占
積率が高く、短パルス磁気特性に優れた巻磁心を容易に
得ることが出来る。

また、本発明は軟磁性合金薄帯が巻芯に巻回されてなる
高電圧パルス発生装置用巻磁心であって、前記巻芯の外
長径ａと外短径すの比ａ／ｂを５．０以下、２．０以上
として構成したレーストラック形状の巻磁心である。こ
のような構造とすることにより巻磁心を構成する軟磁性
合金薄帯への応力集中を比較的小さくすることができ、
巻磁心の形状が一定に保てると共に、占積率が高く、短
パルス磁気特性に優れ、かつ容易に製作することもでき
好ましい。ここでａ／ｂを５．０以下とするのは５．０
を越えると巻芯の直線部分が長くなることによって、巻
磁心にたわみ等が発生し、占積率の低下し、磁心損失が
増加するとともにレーザエネルギーへの変換効率が著し
く劣化するためである。

また、軟磁性合金薄帯として、前述の超微結晶Ｆｅ基基
磁磁性合金使用する場合には巻磁心に局部的な応力が加
わりにくく、形状を一定に保つこともできるため、巻磁
心を製作した後に、形状を矯正しなくても良く、形状矯
正等に伴う磁気特性のばらつきが少なく特に有効である
。

また、以上のような形状の巻磁心を用いた高電圧パルス
発生装置は、高効率と高信頼性を両立することができ好
ましい。

さらに、以上のような形状の巻磁心を用いた放電励起レ
ーザは、高効率と高信頼性を両立することができ好まし
い。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発
明は、これら実施例に限るものではない。

（実施例１） 第１表は、本発明による巻磁心と従来の巻磁心の形状を
示したものであり、いずれの値も４個の巻磁心の平均値
である。

いずれの巻磁心とも、軟磁性合金薄帯として、幅２５ｍ
ｍ、厚さ約２０μｍの飽和磁歪がほぼ零のＣｏ基非晶質
合金薄帯（組成：Ｃｏ６９、Ｆｅｌ。

６、Ｍｎ３．５、Ｍｏ２．４．５ｉ１５、Ｂ８．５）　
、層間絶縁材に、幅２７ｍｍ、厚さ６μｍのポリエチレ
ン・テレフタレート・フィルムを用い、軟磁性合金薄帯
と層間絶縁材で５０ｍｍ厚分を前述した第６図ａから第
６図ｄの工程に基づいて巻回し巻磁心とした。その後、
磁路方向に磁化力を印加しながら焼鈍を行った。

第１表において、試料Ｎ０１１からＮ０９３およびＮｏ
、６は、第１図に示す外長径ａ、外短径すの楕円形の巻
芯を用いた巻磁心外長径Ａ、巻磁心外短径Ｂの楕円形状
の巻磁心である。巻芯ｌには同図に示すような巻線を設
けるための巻枠を兼ねた半楕円型の空孔２をもった真ち
ゅう製の楕円型の外径形状のものを用いた。

第１表において、試料Ｎ００４．５．７．８．９．１０
は、第３図に示す外長径ａと外短径すのレーストラック
形状の５ＵＳ３０４製の巻芯ｌを用いた巻磁心外長径Ａ
、巻磁心外短径Ｂのレーストラック形状の巻磁心である
。同巻芯１には同図に示すような巻線を設けるための巻
枠を兼ねたの空孔２が設けられている。

第１表において、試料Ｎｏ、１１とＮｏ、１２は、第５
図に示す外径ｄｏのリング形の巻芯を用いた巻磁心外径
ＤＯの円形状の巻磁心であり、同巻芯１には同図に示す
ような巻線を設けるための巻枠を兼ねた空孔２が設けら
れている。

第１表より巻磁心の占積率は本発明の場合特に楕円の場
合大きく、円形状の巻磁心に近いものが得られることが
わかる。

又、本発明のレーストラック形状の巻磁心でも従来のレ
ーストラック形状の巻磁心に比べて占積率が高いことが
わかる。

（実施例２） 第１表に示した巻磁心の直流磁気特性及び短パルス磁気
特性の比較を行い第２表にその結果を示した。第２表の
数値はいずれの値も４個の巻磁心の平均値である。

同表において、Ｂ２Ｏ２は直流磁化力８００　Ａ／ｍに
於ける磁束密度、Ｂｒ／Ｂ８００は直流磁気特性に於け
る残留磁束密度と前記Ｂ８００の比、Ｈｃは直流磁気特
性における保磁力である。また、ΔＢ　（１μｓ）とΔ
Ｂ　（１００ｎｓ）は、各々、試料の巻線端電圧を半値
幅１μｓ及び１００ｎｓの矩形波となるようにして測定
したときの短パルス磁気特性における動作磁束密度量、
Ｐｃ（１ｇｓ）と　Ｐ　ｃ　（１００ｎｓ）は、各々、
試料の巻線端電圧を半値幅１μｓ及び１ｏｏｎｓの矩形
波となるようにして測定したときの短パルス磁気特性に
おける磁心損失である。同表より、本発明によれば、従
来のレースドック形状の巻磁心ではできなかった試料Ｎ
ｏ、１１及びＮｏ、１２に示す円形状の巻磁心とほぼ同
一の短パルス磁気特性特性における動作磁束密度量ΔＢ
と巻磁心損失Ｐｃを持った巻磁心を得ることが出来るこ
とがわかる。

また、レーストラック形状の巻磁心では巻芯外径寸法の
ａ／ｂが５．０を越える場合特にＰＣ（＋ｏｏｎＳ）が
増大し好ましくないことが判る。

なお、短パルス磁気特性の測定方法は、ＩＥＥＥＣｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ　　Ｒｅｃｏｒｄ　　ｏｆ　　ｔｈｅ　
　１６ｔｈ　　Ｐｏｖｅｒ　　Ｍ。

ｄｕｌａｔｏｒ　　　Ｓｙａ＋ｐｏｓｉｕｍ、（アイイ
ーイーイー　コンファレンス　レコード　１６回　八°
　ワー　モジ゛ユレータ　シンポジ゛ウム）　　ｐｐ、
２４０−２４４　　　（１９８４）に基づいて行った。

（実施例３） 第１表に示した試料の巻磁心を、各々、４個、第７図に
示す励起回路を用いたＫｒＦエキシマレーザの可飽和リ
アクトル２７の巻磁心として用い、インダクタンス２４
の値を最適化したときの、主な特性を測定した。

第７図は、評価するために用いた磁気パルス圧縮回路を
持ったＵＶ（紫外線）予備電離容量移行形励起回路を用
いたＫｒＦエキシマレーザの励起回路構成を示したもの
である。

第７図において、２１は３０ｋＶの直流電源、２２は５
０Ωの主コンデンサ−２５の充電抵抗、２３はサイラト
ロン、２４はサイラトロン２３のアノード電流の立ち上
がり時間を遅らせるためのインダクタンス、２５は容量
４０ｎＦの主コンデンサ−，２６は容量４０ｎＦのコン
デンサー、２７は同軸１ターンの巻線を設けた磁気パル
ス圧縮用の可飽和リアクトル、２８は主コンデンサ−２
５の充電用インダクタンス、２９はＵ■予備電離用のギ
ャップ、３０は容量４０ｎＦのピーキングコンデンサー
、３１は有効長５００ｍｍ、電極間距離２５ｍｍのレー
ザ主放電電極である。

第３表にその結果を示した。

同表において、ΔＢは動作磁束密度量、τ１はサイラト
ロン２３のアノード電流のパルス幅、τ２は可飽和リア
クトル２７の飽和後に同リアクトルを流れる電流のパル
ス幅、τｌ／τ２は圧縮比、Ｐｃ−Ｗは全磁心損失、η
ｔは主コンデンサ−２５の入力エネルギーからピーキン
グコンデンサー３０へ入力されるエネルギーの転送効率
、ηは主コンデンサーの入力エネルギーからレーザエネ
ルギーへの変換効率である。

同表かられかるように、巻磁心を円形とする場合よりも
楕円形あるいはレーストラック形状とする方がτ２で示
されるパルス幅を短くできることが判る。

さらに、τ２は試料Ｎ００６あるいは試料Ｎ００７のよ
うに巻芯外径寸法ａ／ｂの比が２．０をより小さい場合
は円形状の試料Ｎｏ、１１および試料Ｎｏ、１２とほと
んどかわらず、好ましくないことがわかる。

上記ので２の変化は略レーストラック形状の巻磁心を用
いれば１、可飽和リアクトル２７が飽和後のコンデンサ
ー２６、可飽和リアクトル２７、ピーキングコンデンサ
ー３０．ＵＶ予備電離用ギャップ２９で構成される閉ル
ープのインダクタンスを小さくできる為と考えられる。

また、本発明巻磁心を用いた場合には、前記第２表に示
したように短パルス磁気特性に優れるため、従来の巻磁
心よりも、全磁心損失を小さくすることが出来ることが
第３表のレーザエネルギ変換効率（η）からもわかる。

即ち、本発明による巻磁心を用いた場合には、従来では
、困難であった前記で２で示されるパルス幅を短くする
ことおよび全磁心損失の抑制が両立できる。このため、
出力電圧パルスの立ち上がり特性と効率の両面で優れた
高電圧パルス発生回路を得ることができることがわかる
。

したがって、レーザ変換効率の高いエキシマレーザを実
現できる。

（実施例４） 軟磁性合金薄帯として、幅２５ｍｍ、厚さ約２５μｍの
飽和磁歪λＳが３０×１・ｏ−”のＦｅ基非晶質合金薄
帯（組成：Ｆｅ８１、Ｓｉ３、Ｂ　１３．５、Ｃ２）、
層間絶縁材に、幅２７ｍｍ、、厚さ７．５μｍのポリイ
ミド・フィルムを用い、前記第６図ａがら第６図ｄの工
程終了後に、磁路方向に磁化力を印加しながら焼鈍を行
い実施例１と同様の磁心を製作した。

第４表は、本発明による巻磁心と従来の巻磁心の形状を
示したものであり、いずれの値も２個の巻磁心の平均値
である。

第４表において、試料Ｎｏ、２１からＮｏ、２３および
試料Ｎｏ、２６は、実施例１の試料Ｎｏ、１等と同様の
第１図に示す楕円形状の巻磁心である。

第４表において、試料Ｎｏ、２４．２５．２７．２８．
２９．３０は、第３図に示す５ＵＳ３０４製の巻芯１を
用いた巻磁心である。同巻芯１には同図に示すような巻
線を設けるための巻枠な兼ねた空孔２が設けられている
。

第４表において、試料Ｎｏ、３１および３２は、第５図
に示す外径ｄＯのリング形の巻芯を用いた巻磁心外径Ｄ
Ｏの円形状の巻磁心であり、同巻芯１には同図に示すよ
うな巻線を設けるための巻枠を兼ねた空孔２が設けられ
ている。

このようにＦｅ基の非晶質合金薄帯を用いた場合でも実
施例１で示したように本発明の巻磁心は円形状の巻磁心
に近い占積率を得ることがわかった。

（実施例５） 第５表は、第４表に示した巻磁心の直流磁気特性及び短
パルス磁気特性の比較を示したものであり、いずれの値
も２個の巻磁心の平均値である。

同表中の記号は第２表に示すものと同じである。

同表より、本発明によれば、従来のレーストラック形状
の巻磁心では実現できなかった従来例の試料Ｎｏ、３１
．３２に示す円形状の巻磁心とほぼ同一の短パルス磁気
特性特性における動作磁束密度量と磁心損失を持ったの
巻磁心を得ることが出来ることがわかる。また、第２表
と第３表を比較することによりＦｅ基非晶質合金はＣｏ
基非晶質合金に比べて、短パルス磁気特性は劣ることが
わかった。

（実施例６） 第６表は、第４表に示した試料の巻磁心を、各々２個を
第７図に示す励起回路を用いたＫｒＦエキシマレーザの
可飽和リアクトル２７の巻磁心として用い、インダクタ
ンス２４の値を最適化したときの主な特性を示したもの
である。

同表において、それぞれの記号は第３表に示すものと同
じである。

表かられかるように、Ｆｅ基非晶質合金の場合でも円形
状の巻磁心より、楕円またはレーストラック形状の巻磁
心の場合かで２を小さくできることがわかった。また、
本発明の巻磁心はレーザ変換効率（η）が従来の巻磁心
比べて大きく優れていることがわかった。

即ち、本発明による巻磁心を用いた場合には、Ｆｅ基非
晶質合金を用いた場合でも従来困難であった前記で２を
小さくすることと全磁心損失の抑制が両立できる。この
ため、出力電圧パルスの立ち上がり特性と効率の両面で
優れた高電圧パルス発主回路を得ることができる。

（実施例７） 層間絶縁材としてＭｇＯをコーティングした幅２５ｍｍ
、厚さ２０／ＬｍのＦｅ基非晶質合金薄帯（組成：Ｆｅ
７５．５、Ｃｕｔ、５ｉ１３．５、Ｂ７、Ｎｂ５）を巻
き、層間絶縁材とＦｅ基非晶質合金薄帯で５０ｍｍ厚と
なるように巻回し巻磁心を作製した。

その後、磁路方向に磁化力を印加しながら超微結晶粒組
織を作製する焼鈍を行ない５０ｎｍ以下の平均粒径を有
する結晶粒で占められた合金組織とした。

第７表は、このときの巻磁心の形状を示したものであり
、いずれの値も２個の巻磁心の平均値である。

第７表において、試料Ｎｏ、４１からＮｏ、４３および
試料Ｎｏ、４６は、実施例１の試料Ｎｏ、　１等と同様
の第１図に示す楕円形状の巻磁心である。

第７表において、試料Ｎｏ、４４．４５．４７．４８．
４９．５０は、第３図に示す５ＵＳ３０４製の巻芯１を
用いた巻磁心である。同巻芯１には同図に示すような巻
線を設けるための巻枠を兼ねた空孔２が設けられている
。

第７表において、試料Ｎｏ、５１および５２は、第５図
に示す外径ｄｏのリング形の巻芯を用いた巻磁心外径Ｄ
ｏの円形状の巻磁心であり、同巻芯１には同図に示すよ
うな巻線を設けるための巻枠を兼ねた空孔２が設けられ
ている。

眉間絶縁材とＦｅ基非晶質合金薄帯で５０ｍｍ厚となる
ように巻回して作製したので、第７表中の巻芯外径寸法
のｂと巻磁心外径寸法のＢの差が１００を越えるものが
巻磁心の変形量と対応する。

第７表より、本発明の巻磁心は従来のレーストラック形
状の巻磁心の変形量が従来の巻芯外径寸法のａ／ｂが５
．０を越える巻磁心に比べて少なく、巻磁心の形状を矯
正しなくてもよくなるため、超微結晶Ｆｅ基基磁磁性非
晶質合金対して特に矯正による磁心の破損を防止すると
いう意味からも好ましいことがわかる。

（実施例８） 第８表は、第７表に示した巻磁心の直流磁気特性及び短
パルス磁気特性の比較を示したものであり、いずれの値
も２個の巻磁心の平均値である。

同表中の記号は第２表のものと同じである。

同表より、本発明によれば、従来の試料Ｎｏ、５１．５
２に示す円形状の巻磁心とほぼ同一の短パルス磁気特性
特性における動作磁束密度量と磁心損失を持った巻磁心
を得ることが出来ることがわかる。

（実施例９） 第９表は、第７表に示した試料の巻磁心を、各々２個を
第７図に示す励起回路を用いたＫｒＦエキシマレーザの
可飽和リアクトル２７の巻磁心として用い、インダクタ
ンス２４の値を最適化したときの主な特性を示したもの
である。

同表中の記号は第３図と同じである。

表かられかるように、超微結晶Ｆｅ基基磁磁性合金場合
でも円形状の巻磁心より、楕円またはレーストラック形
状の巻磁心の場合かで２を小さくできることがわかった
。また、本発明の巻磁心はレーザ変換効率（η）が従来
の巻磁心比べて大きく優れていることがわかった。

即ち、本発明による巻磁心を用いた場合には、超微結晶
Ｆｅ基基磁磁性合金用いた場合でも従来困難であった前
記で２の幅を短くすることと全磁心損失の抑制が両立で
きる。このため、出力電圧パルスの立ち上がり特性と効
率の両面で優れた高電圧パルス発生回路を得ることがで
きる。

さらに、前記実施例の第３表、第６表、及び第９表の比
較を行えば分かるように、本発明による超微結晶Ｆｅ基
基磁磁性合金薄帯用いた巻磁心を使用したエキシマレー
ザは、本発明による非晶質合金を用いた巻磁心を使用し
たエキシマレーザに比べて、レーザ変換効率が高く、し
かも前記略レーストラック形状の巻磁心の小型も可能と
なることがわかる。

前記実施例１では、非晶質合金薄帯として、飽和磁歪が
ほぼ零のＣｏ基非晶質合金薄帯を用いたが、他の組成の
ＣＯ基非晶質合金薄帯を用いた場合にも同様の効果が得
られる。

前記実施例２では、飽和磁歪の大きなＦｅ基非晶質合金
薄帯を用いた例を示したが、他の組成のＦｅ基非晶質合
金薄帯においても飽和磁歪は同程度に大きいため、同様
の効果が得られる。さらに、飽和磁歪が前記Ｆｅ基非晶
質合金すり帯と同程度に大きな他の軟磁性合金において
も同様の結果の得られることは言うまでもない。

また、超微結晶Ｆｅ基基磁磁性合金薄帯して実施例３以
外の組成の合金でも同様の効果を得ることができる。

また、以上の説明では、巻磁心として磁気パルス圧縮回
路に用いられる可飽和リアクトル用巻磁心の場合につい
て述べたが、本発明が、磁気アシスト回路、磁気アイソ
レータ等に用いられる可飽和リアクトル用巻磁心、及び
変圧器用巻磁心等の他の用途の巻磁心、及びこれを用い
た高電圧パルス発生装置、並びに横方向放電励起レーザ
にも適用可能なことは言うまでもない。

また、本発明の巻磁心の巻芯の外径形状としては完全な
楕円である必要はなく、第２図に示すような形状であっ
ても楕円の場合と同じ効果が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、エキシマレーザ
、ＴＥＡ−ＣＯ２レーザ、あるいはＴＥＭＡ−ＣＯ２レ
ーザ等の放電励起レーザ等に用いられる高電圧パルス発
生装置に使用される軟磁性合金薄帯に層間絶縁材を用い
て構成した略レーストラック形状の巻磁心に於て、巻磁
心製作時に生じる前記軟磁性合金薄帯の局部的な応力集
中を大幅に緩和することができるため短パルス磁気特性
に優れた巻磁心を得ることができる。

このような巻磁心を用いることにより、エネルギー転送
効率の高い高電圧パルス発生装置も実現できると共に、
同高電圧パルス発生装置をエキシマレーザ、ＴＥＡ−Ｃ
ｏ□レーザ、あるいはＴＥＭＡ　　Ｃｏｔレーザ等の横
方向放電励起レーザに用いた場合には、効率の高いレー
ザ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明に係る巻磁心の構
成を示した図、第４図は従来例を示した図、第５図は、
従来の円形状の巻磁心の形状を示す図、第６図ａ、　　
ｂ、　　ｃ、　　ｄは従来の巻磁心の製造工程を示す説
明図、第７図は磁気パルス圧縮回路を用いたＵ■予備電
離容量移行型ＫｒＦエキシマレーザの回路構成を示す図
である。 １：巻芯、２：空孔部、３：軟磁性体部分、１１：軟磁
性合金薄帯、 １２：高分子フィルム、１３：バンド、２７：可飽和リ
アクトル、 ａ：巻芯の体長径、ｂ二巻芯の外短径、Ａ：巻磁心の体
長径、Ｂ：巻磁心の外短径、ｄｏ：巻芯の外径、Ｄｏ二
巻磁心の外径第 ！ 図 第６ 図ｑ ６ 図す 第６図Ｃ 第 図ｄ 第４図 第５ 図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）磁性合金薄帯が巻芯に巻回されてなる高電圧パルス
   発生装置用巻磁心であって、前記巻芯は外長径ａと外短
   径ｂとの比ａ／ｂが２．０以上、且つ前記外短径を形成
   する前記巻芯の外径部は楕円アーチ形状であることを特
   徴とする高電圧パルス発生装置用巻磁心。 ２）巻芯外径形状は、楕円形であることを特徴とする請
   求項１に記載の高電圧パルス発生装置用巻磁心。 ３）軟磁性合金薄帯が巻芯に巻回されてなる高電圧パル
   ス発生装置用巻磁心であって、巻芯の外長径ａと外短径
   ｂの比ａ／ｂが５．０以下、２．０以上であリレースト
   ラック形状を有することを特徴とする高電圧パルス発生
   装置用巻磁心。 ４）軟磁性合金薄帯は 組成式： （Ｆｅ＿１＿−＿ａＭ＿ａ）＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿−
   ＿ｙ＿−＿ｚ＿−＿α＿−＿β＿−＿γＣｕ＿ｘＳｉ＿
   ｙＢ＿ｚＭ’＿αＭ”＿βＸ＿γ　（原子％） （ただし、ＭはＣｏ、及びＣｏまたは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、白金族元素、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、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、ｙ、ｚ、α、β、及びγは、それぞ
   れ、０≦ａ≦０．５、０．１≦ｘ≦３、０≦ｙ≦２５、
   ３≦ｚ≦１５、３≦ｙ＋ｚ≦４０、１≦α≦１０、０≦
   β≦１０、０≦γ≦１０を満たす．） により表される組成を有し、組織の少なくとも５０％が
   微細なｂｃｃ　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５０ｎｍ以下である
   合金からなるＦｅ基軟磁性合金であることを特徴とする
   請求項１及至３のいずれかに記載の高電圧パルス発生装
   置用巻磁心。 ５）請求項１及至４のいずれかに記載の高電圧パルス発
   生装置用巻磁心を用いたことを特徴とする高電圧パルス
   発生装置。 ６）請求項１及至４のいずれかに記載の高電圧パルス発
   生装置用巻磁心を用いたことを特徴とする放電励起レー
   ザ。