JPH0736458B2 - レ−ザ発振装置 - Google Patents
レ−ザ発振装置Info
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- JPH0736458B2 JPH0736458B2 JP62107825A JP10782587A JPH0736458B2 JP H0736458 B2 JPH0736458 B2 JP H0736458B2 JP 62107825 A JP62107825 A JP 62107825A JP 10782587 A JP10782587 A JP 10782587A JP H0736458 B2 JPH0736458 B2 JP H0736458B2
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- high frequency
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0975—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser using inductive or capacitive excitation
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は金属などの切断加工用大出力用のレーザ発振装
置に関する。より詳細には安定した高周波放電励起ので
きるレーザ発振装置に関する。
置に関する。より詳細には安定した高周波放電励起ので
きるレーザ発振装置に関する。
高周波励起軸流CO2レーザは高出力でかつ安定した発振
が可能であり、開発がすすめられており、出願人は特願
昭61-243212号を出願している。
が可能であり、開発がすすめられており、出願人は特願
昭61-243212号を出願している。
従来の軸流型高周波放電励起レーザ発振装置の例を第10
図に示す。図において、１は放電管であり、図では４本
で構成した例を示しているが、出力に応じて種々の本数
が使用される。２は全反射鏡、３は出力結合鏡であり、
２個の鏡は正確に位置が決められている。４はレーザ光
を示す。放電管の各セグメントにはガスの出入口が設け
られており、それは１台のルーツブローワ７に結合され
ている。５及び６は冷却機であり、放電で発熱したレー
ザガスを冷却する。放電管及びガス送風管内のガス流の
方向は矢印で示してある。8a、8b〜11a、11bは電極であ
り、それぞれの高周波電源12、13、14及び15に接続され
ている。放電管１内のガス流は約100m/秒であり、高周
波電源12〜15からの高周波電圧によって放電が行われ、
レーザビームが発振増幅される。
図に示す。図において、１は放電管であり、図では４本
で構成した例を示しているが、出力に応じて種々の本数
が使用される。２は全反射鏡、３は出力結合鏡であり、
２個の鏡は正確に位置が決められている。４はレーザ光
を示す。放電管の各セグメントにはガスの出入口が設け
られており、それは１台のルーツブローワ７に結合され
ている。５及び６は冷却機であり、放電で発熱したレー
ザガスを冷却する。放電管及びガス送風管内のガス流の
方向は矢印で示してある。8a、8b〜11a、11bは電極であ
り、それぞれの高周波電源12、13、14及び15に接続され
ている。放電管１内のガス流は約100m/秒であり、高周
波電源12〜15からの高周波電圧によって放電が行われ、
レーザビームが発振増幅される。
従来の高周波電源の原理図を第11図に示す。図におい
て、16はDC電源である。17は高周波（RF）電源である。
DC電源16のDC出力は高周波電源17に出力される。高周波
電源17は４個のFET18〜21で構成されるブランチ回路、
昇圧トランス22、インピーダンス整合回路23で構成され
ている。その出力は放電管１に電極8a1、8a2を介して結
合されている。24はCTコイルであり、放電管１の電流を
検出する。25は電流帰還ラインであり、電流を帰還し放
電管１への電流が一定になるように制御している。
て、16はDC電源である。17は高周波（RF）電源である。
DC電源16のDC出力は高周波電源17に出力される。高周波
電源17は４個のFET18〜21で構成されるブランチ回路、
昇圧トランス22、インピーダンス整合回路23で構成され
ている。その出力は放電管１に電極8a1、8a2を介して結
合されている。24はCTコイルであり、放電管１の電流を
検出する。25は電流帰還ラインであり、電流を帰還し放
電管１への電流が一定になるように制御している。
このような高周波励起レーザは通常のDC励起レーザに比
較して、 （ｉ） 無電極放電のため電極材料変化にまつわる問題
がない。
較して、 （ｉ） 無電極放電のため電極材料変化にまつわる問題
がない。
（ii） バラスト抵抗が不要である。
（iii） 陰極降下がなく高エネルギー効率が得られ
る。
る。
（iv） 低電圧動作が可能であり、オペレータにたいし
て安全である。
て安全である。
（ｖ） CO2分子の解離率が低くランニングコストが低
い。
い。
（vi） パルス特性が優れている。
（vii） 装置形状が小型にできる。
（viii） 周波数を充分高くすることにより、電子捕捉
現像が利用できる。
現像が利用できる。
（ix） 放電材料の選択の自由度が高い。
等の数数の長所を有する。
しかし、このような高周波レーザ発振装置ではプラズマ
結合にもとずく放電開始前後の電流及び電圧の振動現象
がある。第11図で示す構成で放電管１の放電電流のフィ
ードバック制御を行うとき、１〜10Hz程度の振動現象が
起きる。この結果、DC電源16に各種のアラームを発生し
たり、FET18〜21等が破壊する等の問題点があった。
結合にもとずく放電開始前後の電流及び電圧の振動現象
がある。第11図で示す構成で放電管１の放電電流のフィ
ードバック制御を行うとき、１〜10Hz程度の振動現象が
起きる。この結果、DC電源16に各種のアラームを発生し
たり、FET18〜21等が破壊する等の問題点があった。
本発明の目的は上記問題点を解決し、このような振動現
象によってDC電源にアラームを発生したり、FET等の素
子の破壊することのない高周波レーザ発振装置を提供す
ることにある。
象によってDC電源にアラームを発生したり、FET等の素
子の破壊することのない高周波レーザ発振装置を提供す
ることにある。
上記の問題点を解決するために、 第１の発明では、誘電体からなる複数の放電管に高周波
電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わ
せるレーザ発振装置において、直流電源を高周波電源出
力に変換する高周波電源と、管内放電電流及び相互電流
を含む放電電流を検出できる位置に設置された電流検出
器と、前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源
の出力電流を帰還制御する出力電流制御手段と、を有す
ることを特徴とするレーザ発振装置が、提供される。
電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わ
せるレーザ発振装置において、直流電源を高周波電源出
力に変換する高周波電源と、管内放電電流及び相互電流
を含む放電電流を検出できる位置に設置された電流検出
器と、前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源
の出力電流を帰還制御する出力電流制御手段と、を有す
ることを特徴とするレーザ発振装置が、提供される。
また、第２の発明では、誘電体からなる複数の放電管に
高周波電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起
を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周波
電源出力に変換する高周波電源と、前記各高周波電源を
駆動する共通信号源と、管内放電電流及び相互電流を含
む放電電流を検出できる位置に設置された電流検出器
と、前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源の
出力電流を帰還制御する出力電流制御手段と、を有する
ことを特徴とするレーザ発振装置が提供される。
高周波電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起
を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周波
電源出力に変換する高周波電源と、前記各高周波電源を
駆動する共通信号源と、管内放電電流及び相互電流を含
む放電電流を検出できる位置に設置された電流検出器
と、前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源の
出力電流を帰還制御する出力電流制御手段と、を有する
ことを特徴とするレーザ発振装置が提供される。
さらに、第３の発明では、誘導体からなる複数の放電管
に高周波電圧を印加して高周波放電を行わせレーザ励起
を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周波
電源出力に変換する高周波電源と、前記各高周波電源を
駆動する周波数の異なる信号源と、管内放電電流及び相
互電流を含む放電電流を検出できる位置に設置された電
流検出器と、前記放電電流の高周波成分を除去し、高周
波除去放電電流信号を出力するローパスフィルタと、前
記高周波除去放電電流信号を帰還信号として、前記高周
波電源の出力電流を帰還制御する出力電流制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ発振装置が、提供され
る。
に高周波電圧を印加して高周波放電を行わせレーザ励起
を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周波
電源出力に変換する高周波電源と、前記各高周波電源を
駆動する周波数の異なる信号源と、管内放電電流及び相
互電流を含む放電電流を検出できる位置に設置された電
流検出器と、前記放電電流の高周波成分を除去し、高周
波除去放電電流信号を出力するローパスフィルタと、前
記高周波除去放電電流信号を帰還信号として、前記高周
波電源の出力電流を帰還制御する出力電流制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ発振装置が、提供され
る。
また、第４の発明では、誘電体からなる複数の放電管に
高周波電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起
を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周波
電源出力に変換する並列接続された高周波電源と、管内
放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる位置
に設置された電流検出器と、前記放電電流を帰還信号と
して、前記高周波電源の出力電流を帰還制御する出力電
流制御手段と、を有することを特徴とするレーザ発振装
置が、提供される。
高周波電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起
を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周波
電源出力に変換する並列接続された高周波電源と、管内
放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる位置
に設置された電流検出器と、前記放電電流を帰還信号と
して、前記高周波電源の出力電流を帰還制御する出力電
流制御手段と、を有することを特徴とするレーザ発振装
置が、提供される。
さらに、第５の発明では、誘電体からなる複数の放電管
に高周波電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励
起を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周
波電源出力に変換する高周波電源と、管内放電電流及び
相互電流を含む放電電流を検出できる位置に設置された
電流検出器と、前記放電管の中間に設けられ、相互電流
を流すためにアースされた補助電極と、前記放電電流を
帰還信号として、前記高周波電源の出力電流を帰還制御
する出力電流制御手段と、を有することを特徴とするレ
ーザ発振装置が、提供される。
に高周波電圧を印加して高周波放電を行わせてレーザ励
起を行わせるレーザ発振装置において、直流電源を高周
波電源出力に変換する高周波電源と、管内放電電流及び
相互電流を含む放電電流を検出できる位置に設置された
電流検出器と、前記放電管の中間に設けられ、相互電流
を流すためにアースされた補助電極と、前記放電電流を
帰還信号として、前記高周波電源の出力電流を帰還制御
する出力電流制御手段と、を有することを特徴とするレ
ーザ発振装置が、提供される。
上記の問題点は、各電極間の相互電流に起因する。簡単
のために２組の電極の場合について説明する。第２図に
電極間の電流を説明するための図を示す。１は放電管で
あり、それぞれ、電極8a1、8a2及び8b1、8b2の電極に高
周波電源26a及び26bから高周波電圧が印加される。ここ
で、 高周波電源26aの周波数がf1、電圧をe1位相をφ１、 高周波電源26bの周波数をf2、電圧をe2位相をφ２とす
る。図中ロゴスキーコイル（電流検出器）の位置として
CT1、CT2、CT3の３つの場合を考える。以下にこの３つ
のコイルの電流について述べる。放電管１の放電電流に
は次の３種類がある。
のために２組の電極の場合について説明する。第２図に
電極間の電流を説明するための図を示す。１は放電管で
あり、それぞれ、電極8a1、8a2及び8b1、8b2の電極に高
周波電源26a及び26bから高周波電圧が印加される。ここ
で、 高周波電源26aの周波数がf1、電圧をe1位相をφ１、 高周波電源26bの周波数をf2、電圧をe2位相をφ２とす
る。図中ロゴスキーコイル（電流検出器）の位置として
CT1、CT2、CT3の３つの場合を考える。以下にこの３つ
のコイルの電流について述べる。放電管１の放電電流に
は次の３種類がある。
管内放電電流＝Id 相互電流（管間結合電流）＝Is 電流損失電流＝Ir ここで、管内放電電流Idは放電電極8a1、8a2間のインピ
ーダンスをＺとすると Id＝e1/Z である。
ーダンスをＺとすると Id＝e1/Z である。
相互電流（管間結合電流）Isは放電管の放電電極を装備
していない隣接する電極間で流れる電流であり、特にガ
スの下流で電離されたイオンが残存するので高周波で変
位電流として流れる。電極8a1および8b1の間のインピー
ダンスをｚとすると、ｚは放電の不安定性にもとずき所
謂グロー放電からアーク放電に移行すると突然減少を示
すなどIsは制御が困難である。また、Isはe1、e2間の位
相差によっても変化する。
していない隣接する電極間で流れる電流であり、特にガ
スの下流で電離されたイオンが残存するので高周波で変
位電流として流れる。電極8a1および8b1の間のインピー
ダンスをｚとすると、ｚは放電の不安定性にもとずき所
謂グロー放電からアーク放電に移行すると突然減少を示
すなどIsは制御が困難である。また、Isはe1、e2間の位
相差によっても変化する。
損失電流Irはここでは電源内部からアースに流失する電
流であり、アース点から回路に帰還し、一般に温度によ
って大きく左右される。
流であり、アース点から回路に帰還し、一般に温度によ
って大きく左右される。
以上から各CTの電流を求めると以下のようになる。
〔CT1の電流I1〕 I1＝Id＋Is（e1とe2が同位相） I1＝Id＋3Is（e1とe2が逆位相） 一般的には、 I1＝Id＋｛２−sin2π（f1−f2）ｔ｝Is ＝e/Z＋ｅ｛２−sin2π（f1−f2）ｔ｝/Z 〔CT2の電流I2〕 I2＝Id＋Is（e1とe2が同位相） I2＝Id （e1とe2が逆位相） 一般的には、 I1＝Id＋Is｛１−sin2π（f1−f2）ｔ｝/2 ＝e/Z＋ｅ｛１−sin2π（f1−f2）ｔ｝/2z（CT3の電
流I3〕 I3＝I1＋Ir これを、図に表すと第３図が得られる。図において、横
軸は電圧e1、e2の位相差、縦軸は各電流の値を示す。各
曲線はI1、I2、I3の値を示す。但し、I3は温度によって
変動するので図では帯状に示されている。
流I3〕 I3＝I1＋Ir これを、図に表すと第３図が得られる。図において、横
軸は電圧e1、e2の位相差、縦軸は各電流の値を示す。各
曲線はI1、I2、I3の値を示す。但し、I3は温度によって
変動するので図では帯状に示されている。
〔第１の発明の作用〕 第３図からI2の電流はe1とe2が同位相のときは最大値
（Id＋Is）をとるが逆位相（位相差がπ）のとき最低値
（Id＝Ｉ−Is）をとる。ここでＩは電源から供給される
全電流である。前述したように、Isはアーク放電になる
ことがあり、このとき放電管間のインピーダンスｚは著
しく減少するのでIsは全電流Ｉのかなりの部分をしめる
こととなり、Idは急激に減少する。この結果フィードバ
ック作用により高周波電源26aの電流が急激に増加し、
第11図に示すFET18〜21が破壊する等の現象が生じる。
従って、フィードバック電流としてI1（CT1）またはI3
（CT3）を使用すればよい。
（Id＋Is）をとるが逆位相（位相差がπ）のとき最低値
（Id＝Ｉ−Is）をとる。ここでＩは電源から供給される
全電流である。前述したように、Isはアーク放電になる
ことがあり、このとき放電管間のインピーダンスｚは著
しく減少するのでIsは全電流Ｉのかなりの部分をしめる
こととなり、Idは急激に減少する。この結果フィードバ
ック作用により高周波電源26aの電流が急激に増加し、
第11図に示すFET18〜21が破壊する等の現象が生じる。
従って、フィードバック電流としてI1（CT1）またはI3
（CT3）を使用すればよい。
但し、I1（CT1）を検出電流として使用するときは、CT1
は高電圧側にあるので、これに使用するロゴスキーコイ
ルは高電圧に耐えるものでなければならない。
は高電圧側にあるので、これに使用するロゴスキーコイ
ルは高電圧に耐えるものでなければならない。
〔第２の発明の作用〕 次に放電開始前は電圧の、開始後は電流の振動現象があ
る。前者は規定電圧を容易に超えることから電源の各種
アラームを発生させ装置を停止させたり、最悪時にはFE
T等を破壊する。後者はレーザ出力の不安定性の原因と
なる。これはどの電流をフィードバック電流としてもお
こるが、I1（CT1）を使用して述べる。
る。前者は規定電圧を容易に超えることから電源の各種
アラームを発生させ装置を停止させたり、最悪時にはFE
T等を破壊する。後者はレーザ出力の不安定性の原因と
なる。これはどの電流をフィードバック電流としてもお
こるが、I1（CT1）を使用して述べる。
I1＝Id（ｔ）＋Is｛２−sin2π（f1−f2）ｔ｝ であるが、フィードバック時にはI1（CT1）が一定値Ｋ
に維持されるのでId（ｔ）は、 Id（ｔ）＝Ｋ−Is｛２−sin2π（f1−f2）ｔ｝ となって（f1−f2）の周期で変動する。使用している駆
動信号源の水晶発振器の精度は６桁程度であるので、
（f1−f2）の周期は１〜10Hz程度となる。放電開始前の
振動も略同様である。
に維持されるのでId（ｔ）は、 Id（ｔ）＝Ｋ−Is｛２−sin2π（f1−f2）ｔ｝ となって（f1−f2）の周期で変動する。使用している駆
動信号源の水晶発振器の精度は６桁程度であるので、
（f1−f2）の周期は１〜10Hz程度となる。放電開始前の
振動も略同様である。
従って、各電に印加される電圧の位相を同一にすること
により、振動を除去する。
により、振動を除去する。
〔第３の発明の作用〕 第２の発明と逆に各電源の周波数を大幅に異ならすこと
により、帰還電流信号AC成分をローパスフィルタで除去
することにより、振動分を除去する。
により、帰還電流信号AC成分をローパスフィルタで除去
することにより、振動分を除去する。
〔第４の発明の作用〕 放電管を共通の並列結合電源で駆動することにより、振
動を除去する。
動を除去する。
〔第５の発明の作用〕 放電管の中間に電極を設け、相互電流の影響を除去す
る。
る。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
〔第１実施例〕 第１図に第１の実施例の回路図を示す。図において、26
a及び26bは高周波電源、22a及び22bは昇圧トランス、23
a及び23bはインピーダンス整合回路、１は放電管であ
り、CT1a、CT1b、CT2a、CT2b、CT3a、CT3bはそれぞれ電
流検出器（ロゴスキーコイル）である。図から明らかな
ように、左右は同一の回路を構成しているので、左側の
回路で説明する。
a及び26bは高周波電源、22a及び22bは昇圧トランス、23
a及び23bはインピーダンス整合回路、１は放電管であ
り、CT1a、CT1b、CT2a、CT2b、CT3a、CT3bはそれぞれ電
流検出器（ロゴスキーコイル）である。図から明らかな
ように、左右は同一の回路を構成しているので、左側の
回路で説明する。
ここで、〔作用〕の所で説明したように、CT1a又はCT3a
の検出電流を帰還電流として使用することにより、電極
管（8a1、8a2と8b1、8b2）との結合電流による電流暴走
を避けることができる。CT1aとCT3aのいずれを使用する
かは一長一短がある。CT1aを使用すれば電源損失電流Ir
（アース電流）の影響を受けないが、電圧が高い。逆
に、CT3aを使用すれば電源損失電流Irの影響を受ける
が、電圧は低く電流検出器として低電圧のものを使用で
きる。
の検出電流を帰還電流として使用することにより、電極
管（8a1、8a2と8b1、8b2）との結合電流による電流暴走
を避けることができる。CT1aとCT3aのいずれを使用する
かは一長一短がある。CT1aを使用すれば電源損失電流Ir
（アース電流）の影響を受けないが、電圧が高い。逆
に、CT3aを使用すれば電源損失電流Irの影響を受ける
が、電圧は低く電流検出器として低電圧のものを使用で
きる。
〔第２実施例〕 第４図に第２実施例の回路図を示す。第１図と同一の構
成要素には同一の信号が付けられており、その説明は省
略する。本実施例では高周波電源26a及び26bを同一の信
号源（同一クロック）33で駆動すれば位相差による電極
間の影響による電圧及び電圧の不安定を解決することが
できる。信号源33は１個の水晶発振器を有し、この１個
の信号源によって高周波電源26a及び26bを駆動する。但
し、電極の数が増加するとフィードバック信号ライン34
a及び34bが長くなり、ノイズ対策を充分に施すことが必
要である。
成要素には同一の信号が付けられており、その説明は省
略する。本実施例では高周波電源26a及び26bを同一の信
号源（同一クロック）33で駆動すれば位相差による電極
間の影響による電圧及び電圧の不安定を解決することが
できる。信号源33は１個の水晶発振器を有し、この１個
の信号源によって高周波電源26a及び26bを駆動する。但
し、電極の数が増加するとフィードバック信号ライン34
a及び34bが長くなり、ノイズ対策を充分に施すことが必
要である。
〔第３実施例〕 第５図に第３実施例の回路図を示す。第１図及び第４図
と同一の構成要素には同一の符号が付けてあり、その説
明は省略する。図において16はCD電源であり、35はロー
パスフィルタである。この実施例では第２の実施例と逆
に各電源毎に駆動周波数を異ならせることであり、例え
ばf1＝2MHz、f2＝2.1MHzとすれば、このときI1（CT1）
の電流は、 I1＝Id＋2Is＋AC（100KHz） となり、直流分とAC成分の和になる。これを、10KHzを
カットオフ周波数とするローパスフィルタを使用すれば
AC成分は除去されDC成分のみが残り、安定な電流制御が
可能となる。
と同一の構成要素には同一の符号が付けてあり、その説
明は省略する。図において16はCD電源であり、35はロー
パスフィルタである。この実施例では第２の実施例と逆
に各電源毎に駆動周波数を異ならせることであり、例え
ばf1＝2MHz、f2＝2.1MHzとすれば、このときI1（CT1）
の電流は、 I1＝Id＋2Is＋AC（100KHz） となり、直流分とAC成分の和になる。これを、10KHzを
カットオフ周波数とするローパスフィルタを使用すれば
AC成分は除去されDC成分のみが残り、安定な電流制御が
可能となる。
同様に第１図のCT2、CT3の位置に電流検出器を設置した
場合の電流は、I2＝Id＋Is/2＋AC（100KHz） I3＝Id＋
2Is＋Ir＋AC（100KHz）となり、どの位置に電流検出器
をおいても安定な電流制御を行うことができる。
場合の電流は、I2＝Id＋Is/2＋AC（100KHz） I3＝Id＋
2Is＋Ir＋AC（100KHz）となり、どの位置に電流検出器
をおいても安定な電流制御を行うことができる。
〔第４実施例〕 第６図に第４の実施例の部分構成図を示す。図におい
て、第２図と同一の要素には同一の符号が付してあり、
その説明は省略する。ここでは高周波電源26を１個にし
て、１個の高周波電源26で電源を供給している。電極間
はリード線36で結合してある。図では２個の電極が結合
されているが、電源の容量、出力ワット数に応じて適宜
組合せ個数を選択することができる。
て、第２図と同一の要素には同一の符号が付してあり、
その説明は省略する。ここでは高周波電源26を１個にし
て、１個の高周波電源26で電源を供給している。電極間
はリード線36で結合してある。図では２個の電極が結合
されているが、電源の容量、出力ワット数に応じて適宜
組合せ個数を選択することができる。
第７図にさらに４個の高周波電源26a〜26dを並列に接続
した例を示す。第４図及び第６図と同一の要素には同一
の符号が付けてあり、同一の部品の３番目及び４番目の
部品にはそれぞれ、ｃ、ｄのサフィックスが付してあ
る。各電源にはバラスト用のインダクタンスL1〜L4が直
列に結合し、これを並列接続してある。さらに、平滑用
にコンデンサC1とL5が接続されている。
した例を示す。第４図及び第６図と同一の要素には同一
の符号が付けてあり、同一の部品の３番目及び４番目の
部品にはそれぞれ、ｃ、ｄのサフィックスが付してあ
る。各電源にはバラスト用のインダクタンスL1〜L4が直
列に結合し、これを並列接続してある。さらに、平滑用
にコンデンサC1とL5が接続されている。
第８図に同一の高周波電源４個を並列に接続した例を示
す。この例では図示さていないが各電源の内部に10〜30
％程度の損失回路を有し、万一いずれかの高周波電源が
破壊してもその影響が他の高周波電源に影響しないよう
に安全を図っている。
す。この例では図示さていないが各電源の内部に10〜30
％程度の損失回路を有し、万一いずれかの高周波電源が
破壊してもその影響が他の高周波電源に影響しないよう
に安全を図っている。
〔第５実施例〕 第９図に第５の実施例の構成図を示す。図において、第
２図と同一の要素には同一の符号が付してあり、その説
明は省略する。但し、左側の回路の電流にはサフィック
スａを右側の電流にはサフィックスｂを付けて区別して
ある。このサフィックスを取れば作用の個所で述べた電
流と一致する。この実施例では電極8a及び8bの中間に第
３の電極37を設け、これをアースに接続している。図に
示すようにこの電極37によって、相互電流Isa及びIsbが
流れることにより、相互電流によるプラズマ結合を防止
することができる。これは電気的には簡単な方法である
が、Isが電極37が無い場合に比べて増加するので、Isが
アーク放電に移行するのを防ぐために電極37と電極8a及
び8bの距離を放電管両電極管の約２倍程度とる必要があ
る。これは電極37に流入する時は一方の放電管壁による
Ｃバラストを受けないためである。
２図と同一の要素には同一の符号が付してあり、その説
明は省略する。但し、左側の回路の電流にはサフィック
スａを右側の電流にはサフィックスｂを付けて区別して
ある。このサフィックスを取れば作用の個所で述べた電
流と一致する。この実施例では電極8a及び8bの中間に第
３の電極37を設け、これをアースに接続している。図に
示すようにこの電極37によって、相互電流Isa及びIsbが
流れることにより、相互電流によるプラズマ結合を防止
することができる。これは電気的には簡単な方法である
が、Isが電極37が無い場合に比べて増加するので、Isが
アーク放電に移行するのを防ぐために電極37と電極8a及
び8bの距離を放電管両電極管の約２倍程度とる必要があ
る。これは電極37に流入する時は一方の放電管壁による
Ｃバラストを受けないためである。
以上説明したように本発明では、電極管の相互電流を含
めた放電電流を帰還信号として高周波電源の出力電流を
制御するように構成したので、相互電流の変動に起因す
るフィードバックループの暴走による各種のアラームの
発生、FET等の半導体部品の破損等を防ぎ安定した電流
制御を行うことができる。
めた放電電流を帰還信号として高周波電源の出力電流を
制御するように構成したので、相互電流の変動に起因す
るフィードバックループの暴走による各種のアラームの
発生、FET等の半導体部品の破損等を防ぎ安定した電流
制御を行うことができる。
第１図は第１の実施例の回路図、 第２図は電極相互間の電流の状態を示す図、 第３図は各電流検出器の電流を示す図、 第４図は第２実施例の回路図、 第５図は第３実施例の回路図、 第６図は第４実施例の回路図、 第７図は第４実施例の第１の変形の回路図、 第８図は第４実施例の第２の変形の回路図、 第９図は第５の実施例の構成図、 第10図は従来の軸流型RF放電励起レーザ発振装置の原理
図、 第11図は従来のレーザ励起用高周波電源回路の原理図で
ある。 １……放電管 ２……全反射鏡 ３……出力結合鏡 ４−レーザ光 12〜15……高周波電源 16……DC電源 17……高周波電源 22……出力トランス 23……インピーダンス整合回路 24……電流検出器（ロゴスキーコイル） 26、26a、26b……高周波電源 33……共通信号源 35……ローパスフィルタ 37……共通電極
図、 第11図は従来のレーザ励起用高周波電源回路の原理図で
ある。 １……放電管 ２……全反射鏡 ３……出力結合鏡 ４−レーザ光 12〜15……高周波電源 16……DC電源 17……高周波電源 22……出力トランス 23……インピーダンス整合回路 24……電流検出器（ロゴスキーコイル） 26、26a、26b……高周波電源 33……共通信号源 35……ローパスフィルタ 37……共通電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 家久 信明 東京都日野市旭が丘３丁目５番地１ ファ ナック株式会社商品開発研究所内 (72)発明者 真鍋 三男 東京都日野市旭が丘３丁目５番地１ ファ ナック株式会社商品開発研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧
を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせる
レーザ発振装置において、 直流電源を高周波電源出力に変換する高周波電源と、 管内放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる
位置に設置された電流検出器と、 前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源の出力
電流を帰還制御する出力電流制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項２】前記電流検出器は前記放電管の高圧側に設
置されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
レーザ発振装置。 - 【請求項３】前記電流検出器は前記放電管のアース点と
低電圧側間に設置されたことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のレーザ発振装置。 - 【請求項４】誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧
を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせる
レーザ発振装置において、 直流電源を高周波電源出力に変換する高周波電源と、 前記各高周波電源を駆動する共通信号源と、 管内放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる
位置に設置された電流検出器と、 前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源の出力
電流を帰還制御する出力電流制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項５】誘導体からなる複数の放電管に高周波電圧
を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせる
レーザ発振装置において、 直流電源を高周波電源出力に変換する高周波電源と、 前記各高周波電源を駆動する周波数の異なる信号源と、 管内放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる
位置に設置された電流検出器と、 前記放電電流の高周波成分を除去し、高周波除去放電電
流信号を出力するローパスフィルタと、 前記高周波除去放電電流信号を帰還信号として、前記高
周波電源の出力電流を帰還制御する出力電流制御手段
と、 有することを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項６】誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧
を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせる
レーザ発振装置において、 直流電源を高周波電源出力に変換する並列接続された高
周波電源と、 管内放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる
位置に設置された電流検出器と、 前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源の出力
電流を帰還制御する出力電流制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置。 - 【請求項７】誘電体からなる複数の放電管に高周波電圧
を印加して高周波放電を行わせてレーザ励起を行わせる
レーザ発振装置において、 直流電源を高周波電源出力に変換する高周波電源と、 管内放電電流及び相互電流を含む放電電流を検出できる
位置に設置された電流検出器と、 前記放電管の中間に設けられ、相互電流を流すためにア
ースされた補助電極と、 前記放電電流を帰還信号として、前記高周波電源の出力
電流を帰還制御する出力電流制御手段と、 を有することを特徴とするレーザ発振装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107825A JPH0736458B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | レ−ザ発振装置 |
| US07/295,203 US4887272A (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oscillator device |
| EP88903939A EP0315691B1 (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oszillator |
| DE8888903939T DE3879624T2 (de) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oszillator. |
| PCT/JP1988/000424 WO1988008632A1 (en) | 1987-04-30 | 1988-04-28 | Laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62107825A JPH0736458B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | レ−ザ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63273376A JPS63273376A (ja) | 1988-11-10 |
| JPH0736458B2 true JPH0736458B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=14468991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62107825A Expired - Lifetime JPH0736458B2 (ja) | 1987-04-30 | 1987-04-30 | レ−ザ発振装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4887272A (ja) |
| EP (1) | EP0315691B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736458B2 (ja) |
| DE (1) | DE3879624T2 (ja) |
| WO (1) | WO1988008632A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5295149A (en) * | 1992-04-10 | 1994-03-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas laser device |
| US5596593A (en) * | 1996-02-09 | 1997-01-21 | Luxar Corporation | Orthogonal RFDC transverse excited gas laser |
| DE502005006162D1 (de) * | 2005-11-12 | 2009-01-15 | Huettinger Elektronik Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Vakuumplasmaprozessanlage |
| US20070280304A1 (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-06 | Jochen Deile | Hollow Core Fiber Laser |
| DE102006052060B4 (de) | 2006-11-04 | 2009-11-26 | Hüttinger Elektronik GmbH & Co. KG | Verfahren und Anordnung zur Anregung einer Gaslaseranordnung |
| US8743513B2 (en) * | 2010-06-03 | 2014-06-03 | Shakira Limited | Arc fault detector for AC or DC installations |
| GB2546743B (en) | 2016-01-26 | 2019-02-13 | Shakira Ltd | An arc fault current detector |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53117399A (en) * | 1977-03-23 | 1978-10-13 | Vladimir Uradeimirofu | Method of and device for generating high reproducing laser pulse |
| JPS58147185A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-01 | Mitsubishi Electric Corp | 無声放電励起レ−ザ−装置 |
| JPS5931255U (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-27 | 株式会社東芝 | 炭酸ガスレ−ザ装置 |
| JPS5965492A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-13 | Mitsubishi Electric Corp | パルスレ−ザ用電源装置 |
| JPS60144260U (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-25 | 株式会社小松製作所 | 交流放電励起レ−ザ装置 |
| JPS60180182A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-13 | Ushio Inc | レ−ザの発振方法 |
| JPS62214683A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-21 | アマダ エンジニアリング アンド サ−ビス カンパニ− インコ−ポレ−テツド | レ−ザ発振器の放電電圧モニタ装置 |
| NL8601510A (nl) * | 1986-06-11 | 1988-01-04 | Philips Nv | Inrichting voor het aansturen van een laser. |
| JPS6398175A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Fanuc Ltd | レ−ザ装置 |
| JPH0682875B2 (ja) * | 1986-10-15 | 1994-10-19 | フアナツク株式会社 | 高周波放電励起レ−ザ装置 |
| US4809286A (en) * | 1986-12-22 | 1989-02-28 | Gte Communication Systems Corporation | Laser driver circuit |
| US4796266A (en) * | 1987-12-21 | 1989-01-03 | Bell Communications Research, Inc. | Laser driver circuit with dynamic bias |
-
1987
- 1987-04-30 JP JP62107825A patent/JPH0736458B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-04-28 WO PCT/JP1988/000424 patent/WO1988008632A1/ja active IP Right Grant
- 1988-04-28 EP EP88903939A patent/EP0315691B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-28 DE DE8888903939T patent/DE3879624T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-28 US US07/295,203 patent/US4887272A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3879624D1 (de) | 1993-04-29 |
| EP0315691B1 (en) | 1993-03-24 |
| US4887272A (en) | 1989-12-12 |
| DE3879624T2 (de) | 1993-07-01 |
| EP0315691A1 (en) | 1989-05-17 |
| JPS63273376A (ja) | 1988-11-10 |
| WO1988008632A1 (en) | 1988-11-03 |
| EP0315691A4 (en) | 1989-04-27 |
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