JPH04236475A - パルスレーザ用電源装置 - Google Patents
パルスレーザ用電源装置Info
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- JPH04236475A JPH04236475A JP514191A JP514191A JPH04236475A JP H04236475 A JPH04236475 A JP H04236475A JP 514191 A JP514191 A JP 514191A JP 514191 A JP514191 A JP 514191A JP H04236475 A JPH04236475 A JP H04236475A
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- JP
- Japan
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- capacitor
- voltage
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- glow discharge
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- Pending
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、電源回路構成に改良を
施したパルスレーザ用電源装置に関するものである。
施したパルスレーザ用電源装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】放電励起方式のガスレーザ装置では、レ
ーザガス中で空間的に均一なグロー放電を発生させてレ
ーザ発振を得ているが、横方向励起パルスＣＯ２ レー
ザやエキシマレーザを始めとするパルスレーザ発振装置
では、レーザガス圧力が大気圧以上であり、さらに、電
子付着性の強いガス成分を含んでいるため、上記グロー
放電を均一に点弧することは困難である。このため、グ
ロー放電点弧に先立って予備電離を行うと共に、高速の
パルス電圧を放電部に印加してグロー放電を形成するの
が一般的である。
ーザガス中で空間的に均一なグロー放電を発生させてレ
ーザ発振を得ているが、横方向励起パルスＣＯ２ レー
ザやエキシマレーザを始めとするパルスレーザ発振装置
では、レーザガス圧力が大気圧以上であり、さらに、電
子付着性の強いガス成分を含んでいるため、上記グロー
放電を均一に点弧することは困難である。このため、グ
ロー放電点弧に先立って予備電離を行うと共に、高速の
パルス電圧を放電部に印加してグロー放電を形成するの
が一般的である。
【０００４】図３は、従来のパルスレーザ用電源装置の
一例を示したものである。即ち、一対の主電極１，２が
対向して配設され、主電極１，２で囲まれた空間内にレ
ーザガスが充填されている。また、主電極１，２間には
、予備電離用のコンデンサＣｐがギャップ３を介して並
列に接続され、主電極２は接地されている。さらに、前
記予備電離用コンデンサＣｐには、可飽和リアクトルＳ
２ とコンデンサＣ２ から成る梯子型回路が接続され
ており、また、コンデンサＣ２ には可飽和リアクトル
Ｓ１ とコンデンサＣ１ から成る梯子型回路が接続さ
れている。さらに、コンデンサＣ１ は、インダクタン
スＬとサイリスタスイッチＴ及びコンデンサＣ０ から
成る閉回路を構成している。また、コンデンサＣ０ は
抵抗Ｒを介して高圧電源（図示せず）に接続されている
。
一例を示したものである。即ち、一対の主電極１，２が
対向して配設され、主電極１，２で囲まれた空間内にレ
ーザガスが充填されている。また、主電極１，２間には
、予備電離用のコンデンサＣｐがギャップ３を介して並
列に接続され、主電極２は接地されている。さらに、前
記予備電離用コンデンサＣｐには、可飽和リアクトルＳ
２ とコンデンサＣ２ から成る梯子型回路が接続され
ており、また、コンデンサＣ２ には可飽和リアクトル
Ｓ１ とコンデンサＣ１ から成る梯子型回路が接続さ
れている。さらに、コンデンサＣ１ は、インダクタン
スＬとサイリスタスイッチＴ及びコンデンサＣ０ から
成る閉回路を構成している。また、コンデンサＣ０ は
抵抗Ｒを介して高圧電源（図示せず）に接続されている
。
【０００５】なお、これらのコンデンサ、インダクタン
ス及び可飽和リアクトル類は、一つもしくは複数個が並
列に接続されて構成されている。また、主電極１，２間
の紙面垂直方向には、光共振器（図示せず）が配設され
ている。
ス及び可飽和リアクトル類は、一つもしくは複数個が並
列に接続されて構成されている。また、主電極１，２間
の紙面垂直方向には、光共振器（図示せず）が配設され
ている。
【０００６】この様に構成された従来のパルスレーザ用
電源装置の動作を、図３及び図４に基づいて説明する。 即ち、初期状態においてはサイリスタスイッチＴは開い
ており、高圧電源−充電抵抗Ｒ−コンデンサＣ０ −接
地の経路でコンデンサＣ０ は充電されている。一方、
コンデンサＣ１ 、Ｃ２ 、Ｃｐは充電されていないの
で、主電極１は接地電位となっている。次いで、サイリ
スタスイッチＴが閉じられると、コンデンサＣ０ の電
荷は、サイリスタスイッチＴ、インダクタンスＬを介し
て、コンデンサＣ１ に移行する。
電源装置の動作を、図３及び図４に基づいて説明する。 即ち、初期状態においてはサイリスタスイッチＴは開い
ており、高圧電源−充電抵抗Ｒ−コンデンサＣ０ −接
地の経路でコンデンサＣ０ は充電されている。一方、
コンデンサＣ１ 、Ｃ２ 、Ｃｐは充電されていないの
で、主電極１は接地電位となっている。次いで、サイリ
スタスイッチＴが閉じられると、コンデンサＣ０ の電
荷は、サイリスタスイッチＴ、インダクタンスＬを介し
て、コンデンサＣ１ に移行する。
【０００７】コンデンサＣ１ の電圧Ｖ１ が可飽和リ
アクトルＳ１ の動作電圧に達するまでは、可飽和リア
クトルＳ１ のインピーダンスが大きいため、コンデン
サＣ０ の電荷のほとんどはコンデンサＣ１ に流れ、
コンデンサＣ２ には移行しない。次に、コンデンサＣ
１ の電圧Ｖ１ が可飽和リアクトルＳ１ の動作電圧
に達すると、可飽和リアクトルＳ１ のインピーダンス
は急激に低下するため、コンデンサＣ１ の電荷はコン
デンサＣ２ に移行する。
アクトルＳ１ の動作電圧に達するまでは、可飽和リア
クトルＳ１ のインピーダンスが大きいため、コンデン
サＣ０ の電荷のほとんどはコンデンサＣ１ に流れ、
コンデンサＣ２ には移行しない。次に、コンデンサＣ
１ の電圧Ｖ１ が可飽和リアクトルＳ１ の動作電圧
に達すると、可飽和リアクトルＳ１ のインピーダンス
は急激に低下するため、コンデンサＣ１ の電荷はコン
デンサＣ２ に移行する。
【０００８】ここで、各コンデンサの容量が等しい場合
は、可飽和リアクトルＳ１ の動作時のインダクタンス
をインダクタンスＬの値よりも小さくすると、図４に示
した様に、コンデンサＣ２ の電圧Ｖ２ の立ち上がり
時間は、コンデンサＣ１ の電圧Ｖ１ の立ち上がり時
間よりも速くなる。
は、可飽和リアクトルＳ１ の動作時のインダクタンス
をインダクタンスＬの値よりも小さくすると、図４に示
した様に、コンデンサＣ２ の電圧Ｖ２ の立ち上がり
時間は、コンデンサＣ１ の電圧Ｖ１ の立ち上がり時
間よりも速くなる。
【０００９】次に、コンデンサＣ２ の電圧Ｖ２ が可
飽和リアクトルＳ２ の動作電圧に達すると、可飽和リ
アクトルＳ２ のインピーダンスは急激に低下するため
、コンデンサＣ２ の電荷は予備電離用コンデンサＣｐ
に移行する。この際、予備電離用コンデンサＣｐ間のギ
ャップ３にスパーク放電が発生し、ここから出る紫外線
によって主電極１，２間のレーザガスが予備電離される
。この場合、予備電離用コンデンサＣｐの電圧波形は、
図４のＶｐに示した様に変化し、主電極１，２間に加わ
る電圧が、レーザガスの放電破壊電圧に達した時点で、
主電極１，２間にグロー放電が形成され、レーザガスが
励起されて、図示していない光共振器の作用で、レーザ
光が紙面垂直方向に出射される。
飽和リアクトルＳ２ の動作電圧に達すると、可飽和リ
アクトルＳ２ のインピーダンスは急激に低下するため
、コンデンサＣ２ の電荷は予備電離用コンデンサＣｐ
に移行する。この際、予備電離用コンデンサＣｐ間のギ
ャップ３にスパーク放電が発生し、ここから出る紫外線
によって主電極１，２間のレーザガスが予備電離される
。この場合、予備電離用コンデンサＣｐの電圧波形は、
図４のＶｐに示した様に変化し、主電極１，２間に加わ
る電圧が、レーザガスの放電破壊電圧に達した時点で、
主電極１，２間にグロー放電が形成され、レーザガスが
励起されて、図示していない光共振器の作用で、レーザ
光が紙面垂直方向に出射される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来のパルスレーザ用電源装置においては、時刻
ｔ２ で主電極１，２間にグロー放電が形成され、消滅
した後に、各コンデンサに残留する電荷の影響で、再び
可飽和リアクトルが動作し、図４中Ｖｐ２ で示した様
な電圧が主電極１，２間に加わる場合がある。その結果
、時刻ｔ４ で主電極１，２間にアーク放電が発生し、
電極の消耗を引き起こし、また、レーザ出力の低下を招
いていた。そのため、長期間にわたる繰り返し運転が困
難となり、また、長寿命化が実現できなかった。
た様な従来のパルスレーザ用電源装置においては、時刻
ｔ２ で主電極１，２間にグロー放電が形成され、消滅
した後に、各コンデンサに残留する電荷の影響で、再び
可飽和リアクトルが動作し、図４中Ｖｐ２ で示した様
な電圧が主電極１，２間に加わる場合がある。その結果
、時刻ｔ４ で主電極１，２間にアーク放電が発生し、
電極の消耗を引き起こし、また、レーザ出力の低下を招
いていた。そのため、長期間にわたる繰り返し運転が困
難となり、また、長寿命化が実現できなかった。
【００１１】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
決するために提案されたもので、その目的は、グロー放
電発生後に主電極間に不要な電圧が発生することを防止
し、安定した動作を実現することができるパルスレーザ
用電源装置を提供することにある。
決するために提案されたもので、その目的は、グロー放
電発生後に主電極間に不要な電圧が発生することを防止
し、安定した動作を実現することができるパルスレーザ
用電源装置を提供することにある。
【００１２】［発明の構成］
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、対向して配置
された一対の主電極間に予備電離用のコンデンサを接続
し、前記予備電離用のコンデンサに可飽和リアクトルと
コンデンサとから成る梯子型回路を複数段接続したパル
スレーザ用電源装置において、前記複数段の梯子型回路
の端部に、当該回路を構成するコンデンサと並列に整流
素子を接続したことを特徴とするものである。
された一対の主電極間に予備電離用のコンデンサを接続
し、前記予備電離用のコンデンサに可飽和リアクトルと
コンデンサとから成る梯子型回路を複数段接続したパル
スレーザ用電源装置において、前記複数段の梯子型回路
の端部に、当該回路を構成するコンデンサと並列に整流
素子を接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】本発明のパルスレーザ用電源装置においては、
グロー放電発生・消滅後に、各コンデンサに残留する電
荷によって可飽和リアクトルが動作した場合であっても
、回路端部に設けた整流素子によって反転電圧が吸収さ
れる。その結果、主電極間に不要な電圧が発生すること
を防止できる。
グロー放電発生・消滅後に、各コンデンサに残留する電
荷によって可飽和リアクトルが動作した場合であっても
、回路端部に設けた整流素子によって反転電圧が吸収さ
れる。その結果、主電極間に不要な電圧が発生すること
を防止できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて具体的に説明する。なお、図３及び図４に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。
づいて具体的に説明する。なお、図３及び図４に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。
【００１６】本実施例においては、図１に示した様に、
可飽和リアクトルとコンデンサとから成る梯子型回路を
複数段接続したパルスレーザ用電源装置の端部に位置す
るサイリスタスイッチＴとインダクタンスＬの接続点と
接地電位間に、整流素子１０が接続されている。その他
の構成は図３に示した従来型と同様である。
可飽和リアクトルとコンデンサとから成る梯子型回路を
複数段接続したパルスレーザ用電源装置の端部に位置す
るサイリスタスイッチＴとインダクタンスＬの接続点と
接地電位間に、整流素子１０が接続されている。その他
の構成は図３に示した従来型と同様である。
【００１７】この様な構成を有する本実施例のパルスレ
ーザ用電源装置においては、以下に述べる様にして、グ
ロー放電発生後に主電極間に不要な電圧が発生すること
を防止できる。
ーザ用電源装置においては、以下に述べる様にして、グ
ロー放電発生後に主電極間に不要な電圧が発生すること
を防止できる。
【００１８】即ち、時刻ｔ２ で主電極１，２間にグロ
ー放電が形成され、消滅した後においても、各コンデン
サには電荷が残留し、この電荷によって再び可飽和リア
クトルが動作することがあるが、その場合であっても、
充電と逆方向の電圧は、インダクタンスＬを介してコン
デンサＣ１ に接続された整流素子１０によって吸収さ
れるので、主電極１，２間に大きな電圧が加わることは
ない。そのため、グロー放電発生・消滅後においては、
主電極１，２間にアーク放電が発生することはなくなる
。
ー放電が形成され、消滅した後においても、各コンデン
サには電荷が残留し、この電荷によって再び可飽和リア
クトルが動作することがあるが、その場合であっても、
充電と逆方向の電圧は、インダクタンスＬを介してコン
デンサＣ１ に接続された整流素子１０によって吸収さ
れるので、主電極１，２間に大きな電圧が加わることは
ない。そのため、グロー放電発生・消滅後においては、
主電極１，２間にアーク放電が発生することはなくなる
。
【００１９】この様に、本実施例によれば、サイリスタ
スイッチＴとインダクタンスＬの接続点と接地電位間に
、整流素子を接続することによって、グロー放電発生・
消滅後に、主電極間に不要な電圧が発生することを防止
できる。
スイッチＴとインダクタンスＬの接続点と接地電位間に
、整流素子を接続することによって、グロー放電発生・
消滅後に、主電極間に不要な電圧が発生することを防止
できる。
【００２０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、整流素子と抵抗とを直列に接続したも
のを、サイリスタスイッチＴとインダクタンスＬの接続
点と接地電位間に接続しても同様の効果が得られる。ま
た、可飽和リアクトルとコンデンサとから成る梯子型回
路の接続個数は特に限定されず、複数段の梯子型回路の
端部に、当該回路を構成するコンデンサと並列に整流素
子を接続すれば良い。さらに、上記の実施例は、本発明
を紫外線予備電離方式のパルスレーザ発振装置に適用し
たものであるが、Ｘ線予備電離方式、コロナ予備電離方
式等のパルスレーザ発振装置に適用することもできる。
るものではなく、整流素子と抵抗とを直列に接続したも
のを、サイリスタスイッチＴとインダクタンスＬの接続
点と接地電位間に接続しても同様の効果が得られる。ま
た、可飽和リアクトルとコンデンサとから成る梯子型回
路の接続個数は特に限定されず、複数段の梯子型回路の
端部に、当該回路を構成するコンデンサと並列に整流素
子を接続すれば良い。さらに、上記の実施例は、本発明
を紫外線予備電離方式のパルスレーザ発振装置に適用し
たものであるが、Ｘ線予備電離方式、コロナ予備電離方
式等のパルスレーザ発振装置に適用することもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、複数
段の梯子型回路の端部に、当該回路を構成するコンデン
サと並列に整流素子を接続することによって、グロー放
電発生後に、主電極間に不要な電圧が発生することを防
止し、安定した動作を実現することができるパルスレー
ザ用電源装置を提供することができる。
段の梯子型回路の端部に、当該回路を構成するコンデン
サと並列に整流素子を接続することによって、グロー放
電発生後に、主電極間に不要な電圧が発生することを防
止し、安定した動作を実現することができるパルスレー
ザ用電源装置を提供することができる。
【図１】本発明のパルスレーザ用電源装置の一実施例を
示す回路図
示す回路図
【図２】本発明のパルスレーザ用電源装置の電圧波形を
示す図
示す図
【図３】従来のパルスレーザ用電源装置の一例を示す回
路図
路図
【図４】従来のパルスレーザ用電源装置の電圧波形を示
す図
す図
１，２…主電極
３…ギャップ
１０…整流素子
Ｃｐ…予備電離用コンデンサ
Ｃ１ ，Ｃ２ ，Ｃ０ …コンデンサ
Ｓ１ ，Ｓ２ …可飽和リアクトル
Ｔ…サイリスタスイッチ
Ｌ…インダクタンス
Ｒ…抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 対向して配置された一対の主電極間に
予備電離用のコンデンサを接続し、前記予備電離用のコ
ンデンサに可飽和リアクトルとコンデンサとから成る梯
子型回路を複数段接続したパルスレーザ用電源装置にお
いて、前記複数段の梯子型回路の端部に、当該回路を構
成するコンデンサと並列に整流素子を接続したことを特
徴とするパルスレーザ用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP514191A JPH04236475A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | パルスレーザ用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP514191A JPH04236475A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | パルスレーザ用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236475A true JPH04236475A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11603030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP514191A Pending JPH04236475A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | パルスレーザ用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236475A (ja) |
-
1991
- 1991-01-21 JP JP514191A patent/JPH04236475A/ja active Pending
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