JPH05160486A - パルスレーザ用パルス発生装置 - Google Patents
パルスレーザ用パルス発生装置Info
- Publication number
- JPH05160486A JPH05160486A JP34414091A JP34414091A JPH05160486A JP H05160486 A JPH05160486 A JP H05160486A JP 34414091 A JP34414091 A JP 34414091A JP 34414091 A JP34414091 A JP 34414091A JP H05160486 A JPH05160486 A JP H05160486A
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- Japan
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- voltage
- laser
- pulse
- vibration suppressing
- suppressing element
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- Pending
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- Lasers (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動抑制素子の破壊を検出し運転を停止でき
るパルスレーザ用パルス発生装置を得る。 【構成】 高圧電源１により充電されたコンデンサ４を
スイッチ回路８を導通させて放電させ、その放電電流ｉ
x をレーザ放電管７に加えると共に、振動抑制素子１０
で振動電流を抑制するものにおいて、振動抑制素子１０
の端子電圧Ｖa を検出する検出回路１２と、その検出電
圧Ｖ1 と設定電圧とを比較する比較回路１３とを備え、
上記比較回路の出力電圧Ｖ2によって、高圧電源１の動
作を停止させる。 【効果】 振動抑制素子の破壊を直ちに検出して交換す
ることができる。
るパルスレーザ用パルス発生装置を得る。 【構成】 高圧電源１により充電されたコンデンサ４を
スイッチ回路８を導通させて放電させ、その放電電流ｉ
x をレーザ放電管７に加えると共に、振動抑制素子１０
で振動電流を抑制するものにおいて、振動抑制素子１０
の端子電圧Ｖa を検出する検出回路１２と、その検出電
圧Ｖ1 と設定電圧とを比較する比較回路１３とを備え、
上記比較回路の出力電圧Ｖ2によって、高圧電源１の動
作を停止させる。 【効果】 振動抑制素子の破壊を直ちに検出して交換す
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、銅蒸気レーザやエキ
シマレーザ等の切り返しパルス放電により、短波長パル
スレーザを発生させるためのパルスレーザ用パルス発生
装置に関するものである。
シマレーザ等の切り返しパルス放電により、短波長パル
スレーザを発生させるためのパルスレーザ用パルス発生
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の銅蒸気レーザを用いたパル
スレーザ用パルス発生装置を示す構成図であり、図にお
いて、１は高圧電源、２は高圧電源１に接続された充電
用リアクトル、３は充電用リアクトル２に直列接続され
た充電用ダイオード、４は充電用ダイオード３に直列接
続された充放電用のコンデンサ、８は多数のＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）等から成る高速スイッチ素子９の
直並列回路で構成されるスイッチ回路で、充電用ダイオ
ード３と高圧電源１との間に接続されている。
スレーザ用パルス発生装置を示す構成図であり、図にお
いて、１は高圧電源、２は高圧電源１に接続された充電
用リアクトル、３は充電用リアクトル２に直列接続され
た充電用ダイオード、４は充電用ダイオード３に直列接
続された充放電用のコンデンサ、８は多数のＦＥＴ（電
界効果トランジスタ）等から成る高速スイッチ素子９の
直並列回路で構成されるスイッチ回路で、充電用ダイオ
ード３と高圧電源１との間に接続されている。
【０００３】１０はコンデンサ４に直列接続された振動
抑制素子であり、複数個のダイオードの直並列回路で構
成されている。１１は振動抑制素子１０に並列接続され
たバイパス抵抗、７は振動抑制素子１０とコンデンサ４
を介してスイッチ回路８と並列に接続されたレーザ放電
管、５はレーザ放電管７に並列接続された充電用抵抗で
ある。
抑制素子であり、複数個のダイオードの直並列回路で構
成されている。１１は振動抑制素子１０に並列接続され
たバイパス抵抗、７は振動抑制素子１０とコンデンサ４
を介してスイッチ回路８と並列に接続されたレーザ放電
管、５はレーザ放電管７に並列接続された充電用抵抗で
ある。
【０００４】次に動作について説明する。高圧電源１か
ら充電用リアクトル２、充電用ダイオード３、バイパス
抵抗１１及び充電用抵抗５を通じて、ゆっくりとコンデ
ンサ４に高電圧が充電される。次にスイッチ回路８が導
通すると、コンデンサ４の高電圧が振動抑制素子１０を
介してレーザ放電管７に数百ｎｓ（ナノ秒）のパルス電
圧を印加する。これによって、レーザ放電管７が放電
し、その放電電流ｉx が、コンデンサ４、スイッチ回路
８、レーザ放電管７、振動抑制素子１０及びコンデンサ
４の経路を流れる。このとき振動抑制素子１０は回路の
インダクタンスによる振動電流の逆方向電流を抑制す
る。
ら充電用リアクトル２、充電用ダイオード３、バイパス
抵抗１１及び充電用抵抗５を通じて、ゆっくりとコンデ
ンサ４に高電圧が充電される。次にスイッチ回路８が導
通すると、コンデンサ４の高電圧が振動抑制素子１０を
介してレーザ放電管７に数百ｎｓ（ナノ秒）のパルス電
圧を印加する。これによって、レーザ放電管７が放電
し、その放電電流ｉx が、コンデンサ４、スイッチ回路
８、レーザ放電管７、振動抑制素子１０及びコンデンサ
４の経路を流れる。このとき振動抑制素子１０は回路の
インダクタンスによる振動電流の逆方向電流を抑制す
る。
【０００５】図８は銅蒸気レーザの一般的な放電電流ｉ
x の波形とレーザ光Ｌの波形を示す。レーザ放電管７に
コンデンサ４から電圧パルスが印加されると、回路のイ
ンダクタンスによって、レーザ放電管７に流れる電流は
図８のように振動を伴う。一般的に、振動の半周期は数
百ｎｓである。一方、銅蒸気レーザにおけるレーザ下位
準位の寿命は、数百μｓと極めて長いため、振動の第１
パルスでレーザ発振が起こり、一旦終了すると、レーザ
下位準位の量がいっぱいになるため、その後の数百μｓ
はいくらパルスを印加してもレーザ発振を生じない。そ
の結果、振動により生じた２パルス目以降（斜線部分）
の電流はレーザ発振に寄与しなくなる。
x の波形とレーザ光Ｌの波形を示す。レーザ放電管７に
コンデンサ４から電圧パルスが印加されると、回路のイ
ンダクタンスによって、レーザ放電管７に流れる電流は
図８のように振動を伴う。一般的に、振動の半周期は数
百ｎｓである。一方、銅蒸気レーザにおけるレーザ下位
準位の寿命は、数百μｓと極めて長いため、振動の第１
パルスでレーザ発振が起こり、一旦終了すると、レーザ
下位準位の量がいっぱいになるため、その後の数百μｓ
はいくらパルスを印加してもレーザ発振を生じない。そ
の結果、振動により生じた２パルス目以降（斜線部分）
の電流はレーザ発振に寄与しなくなる。
【０００６】この２パルス目以降の電流を抑制するよう
働くのが、振動抑制素子１０であり、電流が逆向きに流
れようとするのを抑制し、バイパス抵抗１１を通して、
コンデンサ４に蓄えられた振動逆電圧を消費させてしま
う。その結果、図８のような電流波形が得られる。２パ
ルス目以降の電流は、レーザ発振に寄与しないばかりで
なく、レーザ管内のガス温度を増加させ、レーザ下位準
位の量のみを増加させてしまう。その結果、レーザ下位
準位と上位準位との間の反転分布が不十分となり、レー
ザ効率を大幅に低下させてしまう。
働くのが、振動抑制素子１０であり、電流が逆向きに流
れようとするのを抑制し、バイパス抵抗１１を通して、
コンデンサ４に蓄えられた振動逆電圧を消費させてしま
う。その結果、図８のような電流波形が得られる。２パ
ルス目以降の電流は、レーザ発振に寄与しないばかりで
なく、レーザ管内のガス温度を増加させ、レーザ下位準
位の量のみを増加させてしまう。その結果、レーザ下位
準位と上位準位との間の反転分布が不十分となり、レー
ザ効率を大幅に低下させてしまう。
【０００７】振動抑制素子１０は、ナノ秒オーダの高速
性と数ｋＶから数１０ｋＶの高耐圧性と数ｋＡの大電流
性が要求され、その結果、小容量で高速のダイオードを
直並列接続して構成していた。そのため、信頼性の高い
振動抑制素子１０を得るのは難しい。
性と数ｋＶから数１０ｋＶの高耐圧性と数ｋＡの大電流
性が要求され、その結果、小容量で高速のダイオードを
直並列接続して構成していた。そのため、信頼性の高い
振動抑制素子１０を得るのは難しい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルスレーザ用
パルス発生装置は上記のように構成されているので、運
転の途中で、振動抑制素子１０が破壊すると、レーザ効
率を低下させた状態で運転を継続してしまうという問題
点があった。
パルス発生装置は上記のように構成されているので、運
転の途中で、振動抑制素子１０が破壊すると、レーザ効
率を低下させた状態で運転を継続してしまうという問題
点があった。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、運転の途中で振動抑制素子１０
が破壊した場合には、その破壊を検出して運転を停止す
ることのできるパルスレーザ用パルス発生装置を得るこ
とを目的とする。
ためになされたもので、運転の途中で振動抑制素子１０
が破壊した場合には、その破壊を検出して運転を停止す
ることのできるパルスレーザ用パルス発生装置を得るこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るパルスレ
ーザ用パルス発生装置は、上記振動抑制素子の端子電圧
を検出する検出回路と、その検出電圧と設定電圧とを比
較する比較回路とを備え、上記比較回路の出力電圧によ
って、高圧電源の動作を停止させるようにしたものであ
る
ーザ用パルス発生装置は、上記振動抑制素子の端子電圧
を検出する検出回路と、その検出電圧と設定電圧とを比
較する比較回路とを備え、上記比較回路の出力電圧によ
って、高圧電源の動作を停止させるようにしたものであ
る
【００１１】
【作用】この発明におけるパルスレーザ用パルス発生装
置は、振動抑制素子の両端の電圧がある一定値以下の電
圧まで低下した場合には、振動抑制素子が破壊したもの
とみなし、高圧電源が停止する。
置は、振動抑制素子の両端の電圧がある一定値以下の電
圧まで低下した場合には、振動抑制素子が破壊したもの
とみなし、高圧電源が停止する。
【００１２】
【実施例】実施例１．図１においては図７と対応する部
分には同一符号を付して説明を省略する。なお、この実
施例では便宜上、振動抑制素子１０とバイパス抵抗１１
との並列回路をスイッチ回路８とレーザ放電管７との間
に接続しているが、動作は図７と同様に行われる。
分には同一符号を付して説明を省略する。なお、この実
施例では便宜上、振動抑制素子１０とバイパス抵抗１１
との並列回路をスイッチ回路８とレーザ放電管７との間
に接続しているが、動作は図７と同様に行われる。
【００１３】図１において、１２は振動抑制素子１０の
端子電圧Ｖa を検出する検出回路、１３は検出回路１２
の検出電圧Ｖ1 と設定電圧とを比較し、その比較結果と
しての出力電圧Ｖ2 により高圧電源１を制御する比較回
路である。
端子電圧Ｖa を検出する検出回路、１３は検出回路１２
の検出電圧Ｖ1 と設定電圧とを比較し、その比較結果と
しての出力電圧Ｖ2 により高圧電源１を制御する比較回
路である。
【００１４】図２は上記検出回路１２の実施例を示し、
１４，１５，１６は上記端子電圧Ｖa のピークホールド
回路を構成するダイオード，コンデンサ，抵抗である。
１４，１５，１６は上記端子電圧Ｖa のピークホールド
回路を構成するダイオード，コンデンサ，抵抗である。
【００１５】図３は上記比較回路１３の実施例を示し、
１７は上記検出回路１２の検出電圧Ｖ1 と設定電圧Ｖs1
とを比較して出力電圧Ｖ2 を得る比較器である。
１７は上記検出回路１２の検出電圧Ｖ1 と設定電圧Ｖs1
とを比較して出力電圧Ｖ2 を得る比較器である。
【００１６】図４は高圧電源１の実施例を示し、１８は
直流電源、１９は直流電源１８と直列に接続されたトラ
ンジスタで、上記出力電圧Ｖ2 によりオン・オフ制御さ
れる。ＶO は出力電圧である。
直流電源、１９は直流電源１８と直列に接続されたトラ
ンジスタで、上記出力電圧Ｖ2 によりオン・オフ制御さ
れる。ＶO は出力電圧である。
【００１７】次に動作について説明する。図５はレーザ
放電管７を流れる電流ｉx 、振動抑制素子１０の端子電
圧Ｖa 及び検出回路１２の検出電圧Ｖ1 を示す。スイッ
チ回路８が導通し、レーザ放電管７に電流が流れる際に
は、振動抑制素子１０のインピーダンスはほとんどゼロ
に近く、電圧は発生しない。しかし、回路の振動によ
り、コンデンサ４に逆極性に電圧が充電されたあとは、
コンデンサ４の電圧はバイパス抵抗１１を通ってゆっく
りと放電される。このとき、振動抑制素子１０には、コ
ンデンサ４とバイパス抵抗１１との時定数できまる放電
過渡電圧が印加されることになる。そのため、Ｖa は図
５のような波形になり、検出回路１２でピークホールド
された検出電圧Ｖ2 はほとんど一定の電圧となる。
放電管７を流れる電流ｉx 、振動抑制素子１０の端子電
圧Ｖa 及び検出回路１２の検出電圧Ｖ1 を示す。スイッ
チ回路８が導通し、レーザ放電管７に電流が流れる際に
は、振動抑制素子１０のインピーダンスはほとんどゼロ
に近く、電圧は発生しない。しかし、回路の振動によ
り、コンデンサ４に逆極性に電圧が充電されたあとは、
コンデンサ４の電圧はバイパス抵抗１１を通ってゆっく
りと放電される。このとき、振動抑制素子１０には、コ
ンデンサ４とバイパス抵抗１１との時定数できまる放電
過渡電圧が印加されることになる。そのため、Ｖa は図
５のような波形になり、検出回路１２でピークホールド
された検出電圧Ｖ2 はほとんど一定の電圧となる。
【００１８】この電圧Ｖ1 は比較回路１３に入力され、
設定電圧Ｖs1と比較される。ここで設定電圧Ｖs1は正常
時のＶ1 より低い値に設定しておく。もし、振動抑制素
子１０が破壊するとＶaはいずれの時間においても電圧
は印加されず、結局Ｖ1 はゼロとなり、比較回路１３の
出力Ｖ2 もゼロとなる。Ｖ2 がゼロとなると高圧電源１
のトランジスタ１９がオフするため、直流電源１８から
の出力が伝達されず、出力電圧ＶO は発生しなくなる。
設定電圧Ｖs1と比較される。ここで設定電圧Ｖs1は正常
時のＶ1 より低い値に設定しておく。もし、振動抑制素
子１０が破壊するとＶaはいずれの時間においても電圧
は印加されず、結局Ｖ1 はゼロとなり、比較回路１３の
出力Ｖ2 もゼロとなる。Ｖ2 がゼロとなると高圧電源１
のトランジスタ１９がオフするため、直流電源１８から
の出力が伝達されず、出力電圧ＶO は発生しなくなる。
【００１９】実施例２．図６は比較回路の他の実施例を
示すもので、２０は高圧電源１の出力電圧ＶO と設定電
圧Ｖs2とを比較する比較器、２１は前記比較器１７の出
力電圧と上記比較器２０の出力電圧とが加えられ出力電
圧Ｖ2 を得るオアゲートである。
示すもので、２０は高圧電源１の出力電圧ＶO と設定電
圧Ｖs2とを比較する比較器、２１は前記比較器１７の出
力電圧と上記比較器２０の出力電圧とが加えられ出力電
圧Ｖ2 を得るオアゲートである。
【００２０】次に動作について説明する。一般的にレー
ザ放電管７は温度が低い加熱中には放電インピーダンス
が高く、回路の振動が生じない。また、加熱中には，電
圧ＶO を除々に上げていくため、普通はある特定の電圧
付近からインピーダンスが低下し、回路に振動をもたら
す。そのため、加熱中で電圧が低いときには、振動が生
じないからＶa もゼロとなる。よって、加熱中のインピ
ーダンスが高い状態の時には、正常な運転を継続するよ
うにしたものがこの実施例２である。つまり、電圧ＶO
が比較電圧Ｖs2以下の時にはたとえＶO がゼロでも運転
を継続し、振動が生じるようになる電圧以上、つまりＶ
s2以上の時に比較器１７を生かすようにしたものであ
る。
ザ放電管７は温度が低い加熱中には放電インピーダンス
が高く、回路の振動が生じない。また、加熱中には，電
圧ＶO を除々に上げていくため、普通はある特定の電圧
付近からインピーダンスが低下し、回路に振動をもたら
す。そのため、加熱中で電圧が低いときには、振動が生
じないからＶa もゼロとなる。よって、加熱中のインピ
ーダンスが高い状態の時には、正常な運転を継続するよ
うにしたものがこの実施例２である。つまり、電圧ＶO
が比較電圧Ｖs2以下の時にはたとえＶO がゼロでも運転
を継続し、振動が生じるようになる電圧以上、つまりＶ
s2以上の時に比較器１７を生かすようにしたものであ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、振動
抑制素子の両端の電圧を検出する検出回路と、検出電圧
と設定電圧とを比較する比較回路とを備え、上記比較回
路の出力信号によって、高圧発生電源の動作を停止させ
るようにしたため、振動抑制素子の破壊がすぐ発見で
き、取り替えが至急行える効果がある。
抑制素子の両端の電圧を検出する検出回路と、検出電圧
と設定電圧とを比較する比較回路とを備え、上記比較回
路の出力信号によって、高圧発生電源の動作を停止させ
るようにしたため、振動抑制素子の破壊がすぐ発見で
き、取り替えが至急行える効果がある。
【図１】この発明の一実施例によるパルスレーザ用パル
ス発生装置の構成図である。
ス発生装置の構成図である。
【図２】同装置における検出回路の構成図である。
【図３】同装置における比較回路の構成図である。
【図４】同装置における高圧電源の構成図である。
【図５】同装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。
る。
【図６】同装置における比較回路の他の実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図７】従来のパルスレーザ用パルス発生装置の構成図
である。
である。
【図８】同装置におけるレーザ放電管の放電電流とレー
ザ光の波形図である。
ザ光の波形図である。
１ 高圧電源 ４ コンデンサ ７ レーザ放電管 ８ スイッチ回路 １０ 振動抑制素子 １２ 検出回路 １３ 比較回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 3/57 Ａ 7328−5Ｊ 17/10 9184−5Ｊ
Claims (1)
- 【請求項１】 高圧電源により充電されたコンデンサを
スイッチ回路を導通させることにより放電させ、その放
電流をレーザ放電管に供給すると共に、上記放電電流の
振動を振動抑制素子により抑制するようにしたパルスレ
ーザ用パルス発生装置において、上記振動抑制素子の端
子電圧を検出する検出回路と、上記検出回路の検出電圧
と設定電圧とを比較しその比較結果により上記高圧電源
を制御する比較回路とを設けたことを特徴とするパルス
レーザ用パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34414091A JPH05160486A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | パルスレーザ用パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34414091A JPH05160486A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | パルスレーザ用パルス発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160486A true JPH05160486A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18366954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34414091A Pending JPH05160486A (ja) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | パルスレーザ用パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160486A (ja) |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP34414091A patent/JPH05160486A/ja active Pending
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