JPH05160487A - Pulse generating device for pulse laser - Google Patents
Pulse generating device for pulse laserInfo
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- JPH05160487A JPH05160487A JP34414191A JP34414191A JPH05160487A JP H05160487 A JPH05160487 A JP H05160487A JP 34414191 A JP34414191 A JP 34414191A JP 34414191 A JP34414191 A JP 34414191A JP H05160487 A JPH05160487 A JP H05160487A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、銅蒸気レーザやエキ
シマレーザ等の繰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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse generator for a pulse laser for generating a short wavelength pulse laser by repetitive pulse discharge such as a copper vapor laser or an excimer laser.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5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。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing a pulse generator for a pulse laser using a conventional copper vapor laser. In the figure, 1 is a high voltage power supply, 2 is a charging reactor connected to a high voltage power supply 1, 3 is a charging diode serially connected to the charging reactor 2, 4 is a charging / discharging capacitor serially connected to the charging diode 3, and 8 is a high-speed switching element 9 including a large number of FETs (field effect transistors) and the like. A switch circuit composed of a series-parallel circuit, which is connected between the charging diode 3 and the high-voltage power supply 1.
【0003】10はコンデンサ4に直列接続された逆電
流抑制素子であり、複数個のダイオード又は磁気飽和素
子の直並列回路で構成されている。11は逆電流抑制素
子10に並列接続されたバイパス抵抗、7は逆電流抑制
素子10と高圧電源1との間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。Reference numeral 10 is a reverse current suppressing element connected in series with the capacitor 4, and is composed of a series-parallel circuit of a plurality of diodes or magnetic saturation elements. Reference numeral 11 is a bypass resistor connected in parallel to the reverse current suppressing element 10, 7 is a laser discharge tube connected between the reverse current suppressing element 10 and the high-voltage power supply 1, and 5 is a charging connected in parallel to the laser discharge tube 7. It is resistance.
【0004】次に動作について説明する。高圧電源1か
ら充電リアクトル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の高電圧が逆電流抑制素子10を
介してレーザ放電管7に数百ナノ秒間のパルス電圧を印
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、逆電流抑制素子10及びコンデンサ4の経
路を流れる。このとき逆電流抑制素子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。Next, the operation will be described. The high voltage is slowly charged from the high voltage power supply 1 to the capacitor 4 through the charging reactor 2, the charging diode 3, the bypass resistor 11 and the charging resistor 5. Next, when the switch circuit 8 is turned on, the high voltage of the capacitor 4 applies a pulse voltage of several hundred nanoseconds to the laser discharge tube 7 via the reverse current suppressing element 10. As a result, the laser discharge tube 7 is discharged, and its discharge current i x flows through the path of the capacitor 4, the switch circuit 8, the laser discharge tube 7, the reverse current suppressing element 10 and the capacitor 4. At this time, the reverse current suppressing element 10 suppresses the reverse current of the oscillating current due to the inductance of the circuit.
【0005】図6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。図6において、レ
ーザ放電管7を流れる放電電流ix の流れる時間は数百
ナノ秒間であり、そのうちの前半部の約50ナノ秒間に
レーザ光Lが発生する。銅蒸気レーザの場合、レーザ上
位準位の寿命が下位準位の寿命に比べて極めて短いた
め、レーザ放電管7に流れる電流波形には急峻性が要求
される。そのため、レーザ放電管7に流れる電流の前半
部しかレーザ励起に利用されず、図6の斜線で示す後半
部はレーザ光が終了した後に流れることになる。レーザ
励起に利用されないエネルギーは逆にレーザ放電管7中
のガス温度を増加させ、レーザ下位準位の量を増加させ
てしまう。その結果、レーザ励起効率を低下させてしま
う。FIG. 6 shows a typical discharge current i of a copper vapor laser.
The waveform of x and the waveform of the laser beam L are shown. In FIG. 6, the discharge current i x flowing through the laser discharge tube 7 takes several hundred nanoseconds, and the laser light L is generated in about 50 nanoseconds in the first half of the discharge current i x . In the case of a copper vapor laser, the life of the laser upper level is extremely shorter than that of the lower level, so that the current waveform flowing through the laser discharge tube 7 is required to have steepness. Therefore, only the first half of the current flowing through the laser discharge tube 7 is used for laser excitation, and the latter half of the shaded area in FIG. 6 flows after the laser light has ended. On the contrary, the energy not used for the laser excitation increases the gas temperature in the laser discharge tube 7 and increases the amount of the laser lower level. As a result, the laser excitation efficiency is reduced.
【0006】[0006]
【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、レ
ーザ放電管7に流れる電流を有効に利用できず、逆にレ
ーザ励起効率を低下させてしまうという問題点があっ
た。Since the conventional pulse generator for pulsed lasers is constructed as described above, the current flowing through the laser discharge tube 7 cannot be effectively utilized, and conversely the laser excitation efficiency is lowered. There was a problem that it would end up.
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るために成されたもので、レーザ発振終了後にはレーザ
放電管7に無駄な電流を供給しないようにして、レーザ
励起効率の向上を図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。The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to improve the laser excitation efficiency by not supplying unnecessary current to the laser discharge tube 7 after the end of laser oscillation. It is an object of the present invention to obtain a pulse generator for a pulsed laser that can be designed.
【0008】[0008]
【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、上記スイッチ回路を駆動する
ゲート回路からの導通信号が放電電流がゼロになる以前
にオフ状態となるように構成したものである。A pulse generator for a pulse laser according to the present invention is configured so that a conduction signal from a gate circuit which drives the switch circuit is turned off before the discharge current becomes zero. It is a thing.
【0009】[0009]
【作用】この発明における上記ゲート回路からの導通信
号が、放電電流がゼロとなる以前にオフとなるため、レ
ーザ放電管7に流れる電流を途中で遮断することがで
き、その結果、レーザ光が終了した後はレーザ放電管7
に放電電流を流さないようにすることができる。Since the conduction signal from the gate circuit according to the present invention is turned off before the discharge current reaches zero, the current flowing through the laser discharge tube 7 can be interrupted midway, and as a result, the laser light is emitted. After the laser discharge tube 7
It is possible to prevent the discharge current from flowing through.
【0010】[0010]
【実施例】実施例1.図1においては、図5と対応する
部分には同一符号を付して説明を省略する。図1におい
て、12はスイッチ回路8を駆動するゲート回路であ
り、このスイッチ回路8を構成するFET等の高速スイ
ッチ素子9の各並列回路段の共通のゲート端子Gと共通
のソース端子Sとの間に接続され、ゲート端子Gに導通
信号を加えるように成されている。EXAMPLES Example 1. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. In FIG. 1, reference numeral 12 is a gate circuit for driving the switch circuit 8. The gate circuit G has a common gate terminal G and a common source terminal S in each parallel circuit stage of the high-speed switching elements 9 such as FETs forming the switch circuit 8. It is connected between them and is adapted to apply a conduction signal to the gate terminal G.
【0011】13は光パルスを発生する光発振器、14
は光発振器13で発生した光パルスを各ゲート回路12
内の光電変換素子に与えるための光ファイバである。Reference numeral 13 is an optical oscillator for generating an optical pulse, and 14
Is an optical pulse generated by the optical oscillator 13 for each gate circuit 12
It is an optical fiber for giving to the photoelectric conversion element inside.
【0012】なおゲート回路12及び光発振器13によ
り駆動手段が構成される。The gate circuit 12 and the optical oscillator 13 constitute a driving means.
【0013】図2はゲート回路12の実施例を示すもの
で、17は上記光ファイバ14で伝送された上記光パル
スを電気的なパルス信号に変換する光電変換素子、15
は光電変換素子17の出力側に接続されたバイアス抵
抗、16は光電変換素子17から出されるパルス信号を
波形整形して導通信号と成し、上記ゲート端子Gに加え
る波形整形回路である。FIG. 2 shows an embodiment of the gate circuit 12, 17 is a photoelectric conversion element for converting the optical pulse transmitted through the optical fiber 14 into an electric pulse signal, 15
Is a bias resistor connected to the output side of the photoelectric conversion element 17, and 16 is a waveform shaping circuit for shaping the pulse signal output from the photoelectric conversion element 17 into a conduction signal and applying it to the gate terminal G.
【0014】図3は光発振器13の実施例を示すもの
で、18は所定周期の繰り返しパルス信号x1 を発生す
る無安定マルチバイブレータ、19は上記パルス信号x
1 を微分するコンデンサ、20は負の微分パルスを除去
するダイオード、21は正の微分パルスの幅を調整する
可変抵抗、22は微分パルスを波形整形して幅狭のパル
ス信号x2 と成す波形整形回路、23は上記パルス信号
x2 を光パルスに変換して光ファイバ14に送出する電
気光変換素子である。FIG. 3 shows an embodiment of the optical oscillator 13, in which 18 is an astable multivibrator which generates a repetitive pulse signal x 1 having a predetermined cycle, and 19 is the pulse signal x.
1 is a capacitor for differentiating, 20 is a diode for removing the negative differential pulse, 21 is a variable resistor for adjusting the width of the positive differential pulse, 22 is a waveform for shaping the differential pulse into a narrow pulse signal x 2 A shaping circuit 23 is an electro-optical conversion element that converts the pulse signal x 2 into an optical pulse and sends it to the optical fiber 14.
【0015】次に動作について説明する。図3におい
て、無安定マルチバイブレータ18から出力される図4
に示す繰り返しパルス信号x1 は、コンデンサ19、ダ
イオード20及び可変抵抗21で構成される微分回路に
より微分されることにより、正の微分パルスが得られか
つそのパルス幅が設定される。この正の微分パルスは波
形整形回路22により波形整形されて、図4に示す幅狭
のパルス信号x2 となる。Next, the operation will be described. In FIG. 3, the output from the astable multivibrator 18 shown in FIG.
The repetitive pulse signal x 1 shown in ( 1) is differentiated by the differentiating circuit including the capacitor 19, the diode 20 and the variable resistor 21 to obtain a positive differential pulse and set its pulse width. The waveform of this positive differential pulse is shaped by the waveform shaping circuit 22 to become the narrow pulse signal x 2 shown in FIG.
【0016】このパルス信号x2 は電気光変換素子23
で光パルスに変換され、この光パルスは光ファイバ14
を通じてゲート回路12に送られる。This pulse signal x 2 is converted into the electro-optical conversion element 23.
Is converted into an optical pulse by the optical fiber 14
Through the gate circuit 12.
【0017】図2において、光ファイバ14を通じて送
られて来た上記光パルスは光電変換素子17で電気的な
パルス信号に変換される。このパルス信号は波形整形回
路16で波形整形されることにより、図4のパルス信号
x2 と同等のパルス信号から成る導通信号として各FE
T並列回路段の共通ゲート端子Gに加えられ各FETを
導通させることにより、スイッチ回路8全体を導通させ
る。In FIG. 2, the optical pulse sent through the optical fiber 14 is converted into an electric pulse signal by the photoelectric conversion element 17. This pulse signal is subjected to waveform shaping by the waveform shaping circuit 16 so that each FE becomes a conduction signal composed of a pulse signal equivalent to the pulse signal x 2 of FIG.
The entire switch circuit 8 is made conductive by adding each FET to the common gate terminal G of the T parallel circuit stage and making each FET conductive.
【0018】以上によれば、図4に示すように、上記パ
ルス信号x2 のパルス幅は放電電流ix の点線で示す部
分を含む幅よりも短いものとなる。レーザ光Lは放電電
流ix の途中でゼロとなるため、時刻t1 以降の電流は
不要である。パルス信号x2による導通信号により高速
スイッチ素子9のオフ時刻をt1 に設定すれば、放電電
流ix はt1 でゼロとなり、t1 以降は電流がレーザ放
電管7に供給されなくなる。その結果、レーザ励起に有
効なエネルギーのみがレーザ放電管7に供給され、効率
よいパルスレーザが得られる。According to the above, as shown in FIG. 4, the pulse width of the pulse signal x 2 is shorter than the width of the discharge current i x including the portion shown by the dotted line. Since the laser beam L becomes zero in the middle of the discharge current i x , the current after time t 1 is unnecessary. By setting the conduction signal by the pulse signal x 2 off time of the high-speed switching element 9 to t 1, the discharge current i x becomes zero at t 1, t 1 and later will not be supplied current to the laser discharge tube 7. As a result, only energy effective for laser excitation is supplied to the laser discharge tube 7, and an efficient pulse laser can be obtained.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、上記
ゲート回路からの導通信号が放電電流がゼロになる以前
にオフとなるように構成したので、レーザ放電管にレー
ザ励起に無駄な電流が供給されず、レーザ励起効率が大
幅にアップする等の効果がある。As described above, according to the present invention, since the conduction signal from the gate circuit is turned off before the discharge current becomes zero, the laser discharge tube is useless for laser excitation. There is an effect that the current is not supplied and the laser excitation efficiency is significantly increased.
【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。FIG. 1 is a configuration diagram of a pulse generator for a pulse laser according to an embodiment of the present invention.
【図2】同装置におけるゲート回路の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a gate circuit in the device.
【図3】同装置における光発振器の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical oscillator in the same device.
【図4】同装置の動作を示すタイミングチャートであ
る。FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the device.
【図5】従来のパルスレーザ用パルス発生装置の構成図
である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional pulse generator for a pulse laser.
【図6】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。FIG. 6 is a waveform diagram of a discharge current of a laser discharge tube and laser light in the same device.
4 コンデンサ 7 レーザ放電管 8 スイッチ回路 12 ゲート回路(駆動手段) 13 光発振器(駆動手段) 4 condenser 7 laser discharge tube 8 switch circuit 12 gate circuit (driving means) 13 optical oscillator (driving means)
───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 原 一彦 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H03K 3/57 A 7328-5J 17/10 9184-5J (72) Inventor Kazuhiko Hara Tsukaguchi Honcho, Amagasaki 8-1-1, Central Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation
Claims (1)
スイッチ回路を導通させることによりコンデンサを放電
させ、この放電電流をレーザ放電管に供給するようにし
たパルスレーザ用パルス発生装置において、上記放電電
流がゼロになる以前に上記スイッチ回路をオフ状態と成
す導通信号を発生する駆動手段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。1. A pulse generator for pulsed laser, wherein a switch circuit is turned on by a turn-on signal output from a driving means to discharge a capacitor, and the discharge current is supplied to a laser discharge tube. A pulse generator for a pulse laser, comprising drive means for generating a conduction signal for bringing the switch circuit into an off state before 0 becomes zero.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34414191A JPH05160487A (en) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Pulse generating device for pulse laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34414191A JPH05160487A (en) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Pulse generating device for pulse laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05160487A true JPH05160487A (en) | 1993-06-25 |
Family
ID=18366962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34414191A Pending JPH05160487A (en) | 1991-12-03 | 1991-12-03 | Pulse generating device for pulse laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05160487A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003009547A (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Nichicon Corp | Pulse power supply |
-
1991
- 1991-12-03 JP JP34414191A patent/JPH05160487A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003009547A (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Nichicon Corp | Pulse power supply |
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