JPH0832158A - パルスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、主放電消滅後の主放電電極間の反転
再起電圧を少なくし、安定した放電を得て主放電電極の
長寿命化を図ることを最も主要な目的とする。 【構成】直流電源から、直列に接続された２組の充電コ
ンデンサを充電し、一方の充電コンデンサをスイッチに
より放電させ、他方の充電コンデンサと可飽和リアクト
ルとの接続点に直流充電電圧のほぼ２倍のパルス状の電
圧を発生させ、かつパルス状の電圧を可飽和リアクトル
によりパルス整形して、レーザガス中に配設された一対
の主放電電極および主放電電極と並列に接続された予備
電離紫外線発生用のコンデンサから構成される放電部に
印加するパルスレーザ発振装置において、充電コンデン
サへの充電電流を流すための充電リアクトルを放電部と
並列に接続すると共に、その一側端を放電部と可飽和リ
アクトルとの間に、他側端を一方の充電コンデンサの他
方の充電コンデンサとの接続側の他側と接続して成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスを媒介としたパル
ス発振方式のレーザ装置に係り、特に安定した放電が得
られるようにした長寿命のパルスレーザ発振装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ガスを媒介としたパルス発振
方式のレーザ装置においては、一対の主放電電極をレー
ザガス中に配置し、各主放電電極間にパルス状の波形の
電圧を印加して、主放電空間内のレーザガスを励起する
方法が一般的である。特に、この時、主放電空間への電
圧印加以前に、主放電空間へ紫外線等を照射して主放電
空間を予備電離する方式が一般的である。

【０００３】図９はこの種の従来のパルスレーザ発振装
置の構成例を示す電気回路図、図１０は同パルスレーザ
発振装置における主放電電極間および充電コンデンサの
電圧波形の一例を示す図である。

【０００４】図９において、直流電源３により、一方の
充電コンデンサ１ａは、充電インピーダンス２５、スイ
ッチ用リアクトル３１、充電リアクトル２０を介して充
電され、また、他方の充電コンデンサ１ｂは、充電イン
ピーダンス２５、スイッチ用リアクトル３１を介して充
電される。

【０００５】次に、充電コンデンサ１ａ，１ｂが充電さ
れた後に、サイラトロン等のスイッチ３０を閉じ、他方
の充電コンデンサ１ｂの電荷を、スイッチ３０、および
スイッチ用リアクトル３１を介して放電させる。そし
て、この他方の充電コンデンサ１ｂの放電中に、一方の
充電コンデンサ１ａは若干量が放電するものの僅かであ
るので、充電コンデンサ１ｂの電圧が反転した時点で、
可飽和リアクトル２と充電コンデンサ１ａとの接続点
（Ａ点）に、直流電源３からの出力電圧のほぼ２倍の電
圧が発生する。

【０００６】可飽和リアクトル２は、充電コンデンサ１
ｂの電圧が反転した時点、すなわち可飽和リアクトル２
と充電コンデンサ１ａとの接続点（図示Ａ点）に、直流
電源３からの出力電圧のほぼ２倍の電圧が発生する時点
で動作するように作られている。

【０００７】すなわち、図１０に示す可飽和リアクトル
動作点Ｘ１のタイミングで可飽和リアクトル２が動作
し、充電コンデンサ１ａ，１ｂから放電部１１にパルス
状の電圧波形が印加される。

【０００８】また、可飽和リアクトル２の飽和時（動作
時）のインダクタンス値は、スイッチ用リアクトル３１
のインダクタンス値よりも小さくしているので、可飽和
リアクトル２の動作によりパルス幅を短くでき、放電部
１１にパルス状の電圧波形が印加される。

【０００９】このようにして、放電部１１に電圧が印加
されると、ピーキングコンデンサ４が充電されると共
に、予備電離ギャップ７にスパーク放電が生じ、主放電
電極５の側面から主放電空間６に紫外線が照射される。

【００１０】そして、この紫外線により主放電空間６が
予備電離され、主放電空間６にピーキングコンデンサ４
からパルス電圧が印加され、主放電空間６がグロー放電
状態となり、ピーキングコンデンサ４、および充電コン
デンサ１ａ，１ｂより主放電空間６に電流が流れ込み、
レーザガスが励起されて、レーザ光出力が得られる。

【００１１】なお、ピーキングコンデンサ４から主放電
電極５への印加波形を急峻なものとするために、ピーキ
ングコンデンサ４の静電容量Ｃｐとしては、電荷供給側
である充電コンデンサ１ａ，１ｂの直列合成静電容量Ｃ
１よりも小さくなっている。

【００１２】すなわち、 Ｃｐ＜Ｃ１ しかしながら、上述したような従来のパルスレーザ発振
装置においては、以下に述べるような問題がある。

【００１３】図１０に示す主放電維持時間９が経過して
しばらくした後、放電部１１に逆方向の電圧が誘起す
る。この時の放電部１１の電圧波形は、図１０のＢ点に
示したようになる。

【００１４】これは、以下に説明する現象によって起こ
るものである。すなわち、可飽和リアクトル２の未飽和
時のインダクタンス値を、充電リアクトル２０のインダ
クタンス値に比べて無視できるほど小さくすることは、
一般には不可能であるので、スイッチ３０の動作時、お
よびその後、充電コンデンサ１ａ，１ｂから放電部１１
へと流入すべき電流の一部が、充電コンデンサ１ａ，１
ｂ、および充電リアクトル２０で形成されるループ内を
振動電流として循環する。そして、この電流の振動周期
は、ループのインダクタンス（充電リアクトル２０のイ
ンダクタンスの値Ｌ）、および静電容量（充電コンデン
サ１ａ，１ｂの直列合成静電容量Ｃ１）で決まる。

【００１５】このため、可飽和リアクトル２と充電コン
デンサ１ａとの接続点（Ａ点）の電圧波形は、図１０の
Ａ点に示したようになる。可飽和リアクトル動作点Ｘ１
の後Ａ点の電圧は、ほぼ零となる前述の循環電流のため
に逆方向に誘起され、可飽和リアクトル動作点Ｘ２の時
点で、再度可飽和リアクトル２が動作し、この結果放電
部１１に逆方向の電圧が誘起されるものである。

【００１６】このような主放電維持後の反転電圧の再誘
起により、主放電空間６のレーザガスの電気的絶縁が維
持できず、再度放電が点弧し、アーク放電となってしま
う場合がある。そして、このアーク放電が起こると、主
放電電極５が損傷して寿命が短くなるといった問題があ
る。なお、上記アーク放電が発生すると、各主放電電極
５間の電圧波形は、図１０のＢ点の破線８で示したよう
になる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
パルスレーザ発振装置においては、主放電維持後の反転
電圧の再誘起によって再度アーク放電が起こり、主放電
電極が損傷して寿命が短くなるという問題があった。

【００１８】本発明の目的は、主放電消滅後の主放電電
極間の反転再起電圧を少なくし、安定した放電を得て主
放電電極の長寿命化を図ることが可能なパルスレーザ発
振装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、直流電源により、直列に接続された２組の充電コ
ンデンサを充電し、一方の充電コンデンサをスイッチに
より放電させ、他方の充電コンデンサと可飽和リアクト
ルとの接続点に直流充電電圧のほぼ２倍のパルス状の電
圧を発生させ、かつ当該パルス状の電圧を可飽和リアク
トルによりパルス整形して、レーザガス中に配設された
一対の主放電電極および当該主放電電極と並列に接続さ
れた予備電離紫外線発生用のコンデンサから構成される
放電部に印加するようにしたパルスレーザ発振装置にお
いて、まず、請求項１に係る発明では、充電コンデンサ
への充電電流を流すための充電リアクトルを当該放電部
と並列に接続すると共に、その一側端を放電部と可飽和
リアクトルとの間に、他側端を一方の充電コンデンサの
他方の充電コンデンサとの接続側の他側と接続して成
る。

【００２０】また、請求項２に係る発明では、充電コン
デンサへの充電電流を流すための充電リアクトルと限流
抵抗とを直列に接続した直列回路を、可飽和リアクトル
と放電部と間に、当該放電部と並列に接続して成る。

【００２１】ここで、特に上記限流抵抗の値としては、
概略以下のような値とする。 Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒ；限流抵抗の値、Ｃ１；充電コンデンサの直列
合成静電容量、Ｌ；充電リアクトルと可飽和リアクトル
の未飽和時のインダクタンス値の和。

【００２２】一方、請求項４に係る発明では、充電コン
デンサへの充電電流を流すための充電リアクトルを、放
電部と可飽和リアクトルとの間に、当該放電部と並列に
接続し、かつダイオードとダイオード用限流抵抗とを直
列にした直列回路を、放電部と並列に接続して成る。

【００２３】ここで、特に上記ダイオード用限流抵抗の
値としては、概略以下のような値とする。 Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒｄ；ダイオード用限流抵抗の値、Ｃ１；充電コ
ンデンサの直列合成静電容量、Ｌｕ；可飽和リアクトル
の未飽和時のインダクタンス値。

【００２４】さらに、請求項６に係る発明では、充電コ
ンデンサへの充電電流を流すための充電リアクトルと限
流抵抗とを直列に接続した直列回路を、可飽和リアクト
ルと放電部と間に、当該放電部と並列に接続し、かつダ
イオードとダイオード用限流抵抗とを直列にした直列回
路を、放電部と並列に接続して成る。

【００２５】ここで、特に上記限流抵抗の値、およびダ
イオード用限流抵抗の値としては、それぞれ概略以下の
ような値とする。 Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒ；限流抵抗の値、Ｃ１；充電コンデンサの直列
合成静電容量、Ｌ；充電リアクトルと可飽和リアクトル
の未飽和時のインダクタンス値の和 Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒｄ；ダイオード用限流抵抗の値、Ｃ１；充電コ
ンデンサの直列合成静電容量、Ｌｕ；可飽和リアクトル
の未飽和時のインダクタンス値。

【００２６】

【作用】従って、まず、請求項１に係る発明のパルスレ
ーザ発振装置においては、充電コンデンサへの充電電流
を流すための充電リアクトルを当該放電部と並列に接続
すると共に、その一側端を放電部と可飽和リアクトルと
の間に、他側端を一方の充電コンデンサの他方の充電コ
ンデンサとの接続側の他側と接続していることにより、
充電リアクトルと充電コンデンサで作るループに可飽和
リアクトルが含まれるため、循環ループ内のインダクタ
ンス成分が充電リアクトルと可飽和リアクトルの未飽和
時の和となり、従来の場合に比べて大きくなる。この結
果、充電リアクトル、充電コンデンサ、可飽和リアクト
ルのループ内の循環電流が流れに難くなる。

【００２７】さらに、この循環電流による放電部への誘
起電圧が可飽和リアクトルの未飽和時のインダクタンス
の値と充電リアクトルのインダクタンスの値での両者で
分担され、放電部への再誘起電圧は充電リアクトルのイ
ンダクタンス分によるもののみとなる。

【００２８】これにより、本来の可飽和リアクトルの動
作点以降に放電部に誘起される電圧を低くすることが可
能となるため、安定した放電が得られ、主放電電極の寿
命を長くすることができる。

【００２９】また、請求項２に係る発明のパルスレーザ
発振装置においては、充電コンデンサへの充電電流を流
すための充電リアクトルと限流抵抗とを直列に接続した
直列回路を、可飽和リアクトルと放電部と間に、当該放
電部と並列に接続していることにより、充電リアクトル
と充電コンデンサで作るループに可飽和リアクトル、お
よび限流抵抗が含まれるため、循環ループ内のインダク
タンス成分が増すと共に抵抗分が付加されるので、ルー
プ中のインピーダンスが増す。この結果、ループの循環
電流が流れに難くなる。

【００３０】これにより、本来の可飽和リアクトルの動
作点以降に放電部に誘起される電圧を低くすることが可
能となるため、安定した放電が得られ、主放電電極の寿
命を長くすることができる。

【００３１】一方、請求項４に係る発明のパルスレーザ
発振装置においては、充電コンデンサへの充電電流を流
すための充電リアクトルを、放電部と可飽和リアクトル
との間に、当該放電部と並列に接続し、かつダイオード
とダイオード用限流抵抗とを直列にした直列回路を、放
電部と並列に接続していることにより、充電リアクトル
と充電コンデンサで作るループに可飽和リアクトルが含
まれるため、循環ループ内のインダクタンス成分が増
す。この結果、循環電流が流れに難くなる。

【００３２】さらに、ダイオードが放電部と並列に入っ
ているので、逆方向の誘起電圧はほぼ零とすることがで
きる。これにより、本来の可飽和リアクトルの動作点以
降に放電部に誘起される電圧を低くすることが可能とな
るため、安定した放電が得られ、主放電電極の寿命を長
くすることができる。

【００３３】さらに、請求項６に係る発明のパルスレー
ザ発振装置においては、充電コンデンサへの充電電流を
流すための充電リアクトルと限流抵抗とを直列に接続し
た直列回路を、可飽和リアクトルと放電部と間に、当該
放電部と並列に接続し、かつダイオードとダイオード用
限流抵抗とを直列にした直列回路を、放電部と並列に接
続していることにより、充電リアクトルと充電コンデン
サで作るループに可飽和リアクトルおよび限流抵抗が含
まれるため、循環ループ内のインダクタンス成分が増す
と共に抵抗分が付加されるので、ループ中のインピーダ
ンスが増す。この結果、循環電流が流れに難くなる。

【００３４】さらに、ダイオードが放電部と並列に入っ
ているので逆方向の誘起電圧はほぼ零とすることができ
る。これにより、本来の可飽和リアクトルの動作点以降
に放電部に誘起される電圧を低くすることが可能となる
ため、安定した放電が得られ、主放電電極の寿命を長く
することできる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、本発明の本発明によるパルス
レーザ発振装置の第１の実施例を示す電気回路図であ
り、図９と同一要素には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。

【００３６】すなわち、本実施例のパルスレーザ発振装
置は、図１に示すように、前記充電コンデンサ１ａ，１
ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０を、放
電部１１と可飽和リアクトル２との間に、この放電部１
１と並列に接続した構成としている。

【００３７】次に、以上のように構成した本実施例のパ
ルスレーザ発振装置においては、充電コンデンサ１ａ，
１ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０を、
放電部１１と可飽和リアクトル２との間に、この放電部
１１と並列に接続していることにより、充電リアクトル
２０と充電コンデンサ１ａ，１ｂで作るループに可飽和
リアクトル２が含まれる。このため、循環ループ内のイ
ンダクタンス成分が、充電リアクトル２０と可飽和リア
クトル２の未飽和時の和となり、前述した従来例（図
９）に比べて大きくなる。

【００３８】この結果、充電リアクトル２０、充電コン
デンサ１ａ，１ｂ、可飽和リアクトル２のループ内の循
環電流が流れに難くなる。さらに、この循環電流による
放電部１１への誘起電圧が、可飽和リアクトル２の未飽
和時のインダクタンスの値と充電リアクトル２０のイン
ダクタンスの値での両者で分担され、放電部１１への再
誘起電圧は充電リアクトル２０のインダクタンス分によ
るもののみとなる。

【００３９】これにより、本来の可飽和リアクトル２の
動作点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くす
ることが可能となり、この結果安定した放電が得られ、
主放電電極５の寿命を長くすることができる。

【００４０】なお、図２は、本実施例のパルスレーザ発
振装置における主放電電極間（Ｂ点）および充電コンデ
ンサ（Ａ点）の電圧波形の一例を示す図である。上述し
たように、本実施例では、直流電源３により、直列に接
続された２組の充電コンデンサ１ａ，１ｂを充電し、一
方の充電コンデンサ１ｂをスイッチ３０により放電さ
せ、他方の充電コンデンサ１ａと可飽和リアクトル２と
の接続点（Ａ点）に直流充電電圧のほぼ２倍のパルス状
の電圧を発生させ、かつこのパルス状の電圧を、可飽和
リアクトル２によりパルス整形して、レーザガス中に配
設された一対の主放電電極５およびこの主放電電極５と
並列に接続された予備電離紫外線発生用のピーキングコ
ンデンサ４から構成される放電部１１に印加するように
したパルスレーザ発振装置において、充電コンデンサ１
ａ，１ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０
を当該放電部１１と並列に接続すると共に、その一側端
を放電部１１と可飽和リアクトル２との間に、他側端を
一方の充電コンデンサ１ｂの他方の充電コンデンサ１ａ
との接続側の他側と接続するようにしたものである。

【００４１】従って、本来の可飽和リアクトル２の動作
点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くするこ
とができる、すなわち主放電消滅後の主放電電極５間の
反転再起電圧を少なくできるため、安定した放電を得
て、主放電電極５の寿命を長くすることが可能となる。

【００４２】（第２の実施例）図３は、本発明の本発明
によるパルスレーザ発振装置の第２の実施例を示す電気
回路図であり、図９と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。

【００４３】すなわち、本実施例のパルスレーザ発振装
置は、図３に示すように、前記充電コンデンサ１ａ，１
ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０と限流
抵抗２１とを直列に接続した直列回路を、可飽和リアク
トル２と放電部１１と間に、この放電部１１と並列に接
続した構成としている。

【００４４】次に、以上のように構成した本実施例のパ
ルスレーザ発振装置においては、充電コンデンサ１ａ，
１ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０と限
流抵抗２１とを直列に接続した直列回路を、可飽和リア
クトル２と放電部１１と間に、この放電部１１と並列に
接続していることにより、充電リアクトル２０と充電コ
ンデンサ１ａ，１ｂで作るループに可飽和リアクトル
２、および限流抵抗２１が含まれる。このため、循環ル
ープ内のインダクタンス成分が増すと共に、抵抗分が付
加されるので、ループ中のインピーダンスが増す。

【００４５】この結果、上記ループの循環電流が流れに
難くなる。これにより、本来の可飽和リアクトル２の動
作点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くする
ことが可能となり、この結果安定した放電が得られ、主
放電電極５の寿命を長くすることができる。

【００４６】なお、図４は、本実施例のパルスレーザ発
振装置における主放電電極間（Ｂ点）および充電コンデ
ンサ（Ａ点）の電圧波形の一例を示す図である。さら
に、この場合、限流抵抗２１の値を概略以下の値とする
ことにより、上記循環電流がより一層制限されて流れに
難くなる。

【００４７】ここで、上記限流抵抗２１の値としては、
例えば概略以下のような値とする。 Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒ；限流抵抗２１の値、Ｃ１；充電コンデンサ１
ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌ；充電リアクトル２０
と可飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値の
和。

【００４８】上述したように、本実施例では、直流電源
３により、直列に接続された２組の充電コンデンサ１
ａ，１ｂを充電し、一方の充電コンデンサ１ｂをスイッ
チ３０により放電させ、他方の充電コンデンサ１ａと可
飽和リアクトル２との接続点（Ａ点）に直流充電電圧の
ほぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつこのパルス
状の電圧を、可飽和リアクトル２によりパルス整形し
て、レーザガス中に配設された一対の主放電電極５およ
びこの主放電電極５と並列に接続された予備電離紫外線
発生用のピーキングコンデンサ４から構成される放電部
１１に印加するようにしたパルスレーザ発振装置におい
て、充電コンデンサ１ａ，１ｂへの充電電流を流すため
の充電リアクトル２０と限流抵抗２１とを直列に接続し
た直列回路を、可飽和リアクトル２と放電部１１と間
に、この放電部１１と並列に接続し、さらに上記限流抵
抗２１の値を、概略以下のような値とするようにしたも
のである。

【００４９】Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒ；限流抵抗２１の値、Ｃ１；充電コンデンサ１
ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌ；充電リアクトル２０
と可飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値の
和。

【００５０】従って、本来の可飽和リアクトル２の動作
点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くするこ
とができる、すなわち主放電消滅後の主放電電極５間の
反転再起電圧を少なくできるため、安定した放電を得
て、主放電電極５の寿命を長くすることが可能となる。

【００５１】（第３の実施例）図５は、本発明の本発明
によるパルスレーザ発振装置の第３の実施例を示す電気
回路図であり、図９と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。

【００５２】すなわち、本実施例のパルスレーザ発振装
置は、図５に示すように、前記充電コンデンサ１ａ，１
ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０を、放
電部１１と可飽和リアクトル２との間に、この放電部１
１と並列に接続し、かつダイオード２２とダイオード用
限流抵抗２３とを直列にした直列回路を、放電部１１と
並列に接続した構成としている。

【００５３】次に、以上のように構成した本実施例のパ
ルスレーザ発振装置においては、充電コンデンサ１ａ，
１ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０を、
放電部１１と可飽和リアクトル２との間に、この放電部
１１と並列に接続し、かつダイオード２２とダイオード
用限流抵抗２３とを直列にした直列回路を、放電部１１
と並列に接続していることにより、充電リアクトル２０
と充電コンデンサ１ａ，１ｂで作るループに可飽和リア
クトル２が含まれる。このため、循環ループ内のインダ
クタンス成分が増す。

【００５４】この結果、上記循環電流が流れに難くな
る。さらに、ダイオード２２が放電部１１と並列に入っ
ているので、逆方向の誘起電圧はほぼ零とすることがで
きる。

【００５５】これにより、本来の可飽和リアクトル２の
動作点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くす
ることが可能となり、この結果安定した放電が得られ、
主放電電極５の寿命を長くすることができる。

【００５６】なお、図６は、本実施例のパルスレーザ発
振装置における主放電電極間（Ｂ点）および充電コンデ
ンサ（Ａ点）の電圧波形の一例を示す図である。さら
に、この場合、ダイオード用限流抵抗２３の値を概略以
下の値とすることにより、上記循環ループ内のエネルギ
ーを抵抗で消費できるので、本来の可飽和リアクトル２
の動作点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を、よ
り一層低くすることができる。

【００５７】ここで、特に上記ダイオード用限流抵抗２
３の値としては、例えば概略以下のような値とする。 Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒｄ；ダイオード用限流抵抗２３の値、Ｃ１；充
電コンデンサ１ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌｕ；可
飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値。

【００５８】上述したように、本実施例では、直流電源
３により、直列に接続された２組の充電コンデンサ１
ａ，１ｂを充電し、一方の充電コンデンサ１ｂをスイッ
チ３０により放電させ、他方の充電コンデンサ１ａと可
飽和リアクトル２との接続点（Ａ点）に直流充電電圧の
ほぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつこのパルス
状の電圧を、可飽和リアクトル２によりパルス整形し
て、レーザガス中に配設された一対の主放電電極５およ
びこの主放電電極５と並列に接続された予備電離紫外線
発生用のピーキングコンデンサ４から構成される放電部
１１に印加するようにしたパルスレーザ発振装置におい
て、充電コンデンサ１ａ，１ｂへの充電電流を流すため
の充電リアクトル２０を、放電部１１と可飽和リアクト
ル２との間に、この放電部１１と並列に接続し、かつダ
イオード２２とダイオード用限流抵抗２３とを直列にし
た直列回路を、放電部１１と並列に接続し、さらに上記
ダイオード用限流抵抗２３の値を、概略以下のような値
とするようにしたものである。

【００５９】Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒｄ；ダイオード用限流抵抗２３の値、Ｃ１；充
電コンデンサ１ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌｕ；可
飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値。

【００６０】従って、本来の可飽和リアクトル２の動作
点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くするこ
とができる、すなわち主放電消滅後の主放電電極５間の
反転再起電圧を少なくできるため、安定した放電を得
て、主放電電極５の寿命を長くすることが可能となる。

【００６１】（第４の実施例）図７は、本発明の本発明
によるパルスレーザ発振装置の第４の実施例を示す電気
回路図であり、図９と同一要素には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。

【００６２】すなわち、本実施例のパルスレーザ発振装
置は、図７に示すように、前記充電コンデンサ１ａ，１
ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０と限流
抵抗２１とを直列に接続した直列回路を、可飽和リアク
トル２と放電部１１と間に、この放電部１１と並列に接
続し、かつダイオード２２とダイオード用限流抵抗２３
とを直列にした直列回路を、放電部１１と並列に接続し
た構成としている。

【００６３】次に、以上のように構成した本実施例のパ
ルスレーザ発振装置においては、充電コンデンサ１ａ，
１ｂへの充電電流を流すための充電リアクトル２０と限
流抵抗２１とを直列に接続した直列回路を、可飽和リア
クトル２と放電部１１と間に、この放電部１１と並列に
接続し、かつダイオード２２とダイオード用限流抵抗２
３とを直列にした直列回路を、放電部１１と並列に接続
していることにより、充電リアクトル２０と充電コンデ
ンサ１ａ，１ｂで作るループに可飽和リアクトル２、お
よび限流抵抗２１が含まれる。このため、循環ループ内
のインダクタンス成分が増すと共に抵抗分が付加される
ので、ループ中のインピーダンスが増す。

【００６４】この結果、上記循環電流が流れに難くな
る。さらに、ダイオード２２が放電部１１と並列に入っ
ているので、逆方向の誘起電圧はほぼ零とすることがで
きる。

【００６５】これにより、本来の可飽和リアクトル２の
動作点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くす
ることが可能となり、この結果安定した放電が得られ、
主放電電極５の寿命を長くすることができる。

【００６６】なお、図８は、本実施例のパルスレーザ発
振装置における主放電電極間（Ｂ点）および充電コンデ
ンサ（Ａ点）の電圧波形の一例を示す図である。さら
に、この場合、限流抵抗２１の値を概略以下の値とする
ことにより、上記循環電流がより一層制限されて流れに
難くなる。

【００６７】ここで、上記限流抵抗２１の値としては、
例えば概略以下のような値とする。 Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒ；限流抵抗２１の値、Ｃ１；充電コンデンサ１
ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌ；充電リアクトル２０
と可飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値の
和。

【００６８】また、ダイオード用限流抵抗２３の値を概
略以下の値とすることにより、上記充電コンデンサ１
ａ，１ｂ、可飽和リアクトル２、ダイオード２２、ダイ
オード用限流抵抗２３のループ内の循環電流のエネルギ
ーをダイオード用限流抵抗２３で消費できるので、本来
の可飽和リアクトル２の動作点Ｘ１以降に放電部１１に
誘起される電圧を、より一層低くすることができる。

【００６９】ここで、上記ダイオード用限流抵抗２３の
値としては、例えば概略以下のような値とする。 Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒｄ；ダイオード用限流抵抗２３の値、Ｃ１；充
電コンデンサ１ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌｕ；可
飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値。

【００７０】上述したように、本実施例では、直流電源
３により、直列に接続された２組の充電コンデンサ１
ａ，１ｂを充電し、一方の充電コンデンサ１ｂをスイッ
チ３０により放電させ、他方の充電コンデンサ１ａと可
飽和リアクトル２との接続点（Ａ点）に直流充電電圧の
ほぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつこのパルス
状の電圧を、可飽和リアクトル２によりパルス整形し
て、レーザガス中に配設された一対の主放電電極５およ
びこの主放電電極５と並列に接続された予備電離紫外線
発生用のピーキングコンデンサ４から構成される放電部
１１に印加するようにしたパルスレーザ発振装置におい
て、充電コンデンサ１ａ，１ｂへの充電電流を流すため
の充電リアクトル２０と限流抵抗２１とを直列に接続し
た直列回路を、可飽和リアクトル２と放電部１１と間
に、この放電部１１と並列に接続し、かつダイオード２
２とダイオード用限流抵抗２３とを直列にした直列回路
を、放電部１１と並列に接続し、さらに上記限流抵抗２
１の値、およびダイオード用限流抵抗２３の値を、それ
ぞれ概略以下のような値とするようにしたものである。

【００７１】Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒ；限流抵抗２１の値、Ｃ１；充電コンデンサ１
ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌ；充電リアクトル２０
と可飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値の
和。

【００７２】Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、Ｒｄ；ダイオード用限流抵抗２３の値、Ｃ１；充
電コンデンサ１ａ，１ｂの直列合成静電容量、Ｌｕ；可
飽和リアクトル２の未飽和時のインダクタンス値。

【００７３】従って、本来の可飽和リアクトル２の動作
点Ｘ１以降に放電部１１に誘起される電圧を低くするこ
とができる、すなわち主放電消滅後の主放電電極５間の
反転再起電圧を少なくできるため、安定した放電を得
て、主放電電極５の寿命を長くすることが可能となる。

【００７４】尚、上記第２ないし第４の各実施例では、
限流抵抗２１の値、およびダイオード用限流抵抗２３の
値を、それぞれ前述のような値とする場合について説明
したが、これは本発明に必要不可欠な条件ではない。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
流電源により、直列に接続された２組の充電コンデンサ
を充電し、一方の充電コンデンサをスイッチにより放電
させ、他方の充電コンデンサと可飽和リアクトルとの接
続点に直流充電電圧のほぼ２倍のパルス状の電圧を発生
させ、かつ当該パルス状の電圧を可飽和リアクトルによ
りパルス整形して、レーザガス中に配設された一対の主
放電電極および当該主放電電極と並列に接続された予備
電離紫外線発生用のコンデンサから構成される放電部に
印加するようにしたパルスレーザ発振装置において、充
電コンデンサへの充電電流を流すための充電リアクトル
を当該放電部と並列に接続すると共に、その一側端を放
電部と可飽和リアクトルとの間に、他側端を一方の充電
コンデンサの他方の充電コンデンサとの接続側の他側と
接続するか、または充電コンデンサへの充電電流を流す
ための充電リアクトルと限流抵抗とを直列に接続した直
列回路を、可飽和リアクトルと放電部と間に、当該放電
部と並列に接続するか、あるいは充電コンデンサへの充
電電流を流すための充電リアクトルを、放電部と可飽和
リアクトルとの間に、当該放電部と並列に接続し、かつ
ダイオードとダイオード用限流抵抗とを直列にした直列
回路を、放電部と並列に接続するか、もしくは充電コン
デンサへの充電電流を流すための充電リアクトルと限流
抵抗とを直列に接続した直列回路を、可飽和リアクトル
と放電部と間に、当該放電部と並列に接続し、かつダイ
オードとダイオード用限流抵抗とを直列にした直列回路
を、放電部と並列に接続するようにしたので、主放電消
滅後の主放電電極間の反転再起電圧を少なくし、安定し
た放電を得て主放電電極の長寿命化を図ることが可能な
パルスレーザ発振装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパルスレーザ発振装置の第１の実
施例を示す電気回路図。

【図２】同第１の実施例のパルスレーザ発振装置におけ
る放電部および充電コンデンサの電圧波形の一例を示す
図。

【図３】本発明によるパルスレーザ発振装置の第２の実
施例を示す電気回路図。

【図４】同第２の実施例のパルスレーザ発振装置におけ
る放電部および充電コンデンサの電圧波形の一例を示す
図。

【図５】本発明によるパルスレーザ発振装置の第３の実
施例を示す電気回路図。

【図６】同第３の実施例のパルスレーザ発振装置におけ
る放電部および充電コンデンサの電圧波形の一例を示す
図。

【図７】本発明によるパルスレーザ発振装置の第４の実
施例を示す電気回路図。

【図８】同第４の実施例のパルスレーザ発振装置におけ
る放電部および充電コンデンサの電圧波形の一例を示す
図。

【図９】従来のパルスレーザ発振装置の一例を示す電気
回路図。

【図１０】同従来のパルスレーザ発振装置における主放
電電極間および充電コンデンサの電圧波形の一例を示す
図。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…充電コンデンサ、２…可飽和リアクトル、
３…直流電源、４…ピーキングコンデンサ、５…主放電
電極、６…主放電空間、７…予備電離ギャップ、８…ア
ーク放電時の電圧波形、９…主放電維持時間、１１…放
電部、２０…充電リアクトル、２１…限流抵抗、２２…
ダイオード、２３…ダイオード用限流抵抗、２５…充電
インピーダンス、３０…スイッチ、３１…スイッチ用リ
アクトル。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源により、直列に接続された２組
   の充電コンデンサを充電し、前記一方の充電コンデンサ
   をスイッチにより放電させ、前記他方の充電コンデンサ
   と可飽和リアクトルとの接続点に前記直流充電電圧のほ
   ぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつ当該パルス状
   の電圧を可飽和リアクトルによりパルス整形して、レー
   ザガス中に配設された一対の主放電電極および当該主放
   電電極と並列に接続された予備電離紫外線発生用のコン
   デンサから構成される放電部に印加するようにしたパル
   スレーザ発振装置において、 前記充電コンデンサへの充電電流を流すための充電リア
   クトルを当該放電部と並列に接続すると共に、その一側
   端を前記放電部と可飽和リアクトルとの間に、他側端を
   前記一方の充電コンデンサの前記他方の充電コンデンサ
   との接続側の他側と接続して成ることを特徴とするパル
   スレーザ発振装置。
2. 【請求項２】 直流電源により、直列に接続された２組
   の充電コンデンサを充電し、前記一方の充電コンデンサ
   をスイッチにより放電させ、前記他方の充電コンデンサ
   と可飽和リアクトルとの接続点に前記直流充電電圧のほ
   ぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつ当該パルス状
   の電圧を可飽和リアクトルによりパルス整形して、レー
   ザガス中に配設された一対の主放電電極および当該主放
   電電極と並列に接続された予備電離紫外線発生用のコン
   デンサから構成される放電部に印加するようにしたパル
   スレーザ発振装置において、 前記充電コンデンサへの充電電流を流すための充電リア
   クトルと限流抵抗とを直列に接続した直列回路を、前記
   可飽和リアクトルと放電部と間に、当該放電部と並列に
   接続して成ることを特徴とするパルスレーザ発振装置。
3. 【請求項３】 前記限流抵抗の値としては、概略以下の
   ような値としたことを特徴とする請求項２に記載のパル
   スレーザ発振装置。 Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、 Ｒ ；限流抵抗の値 Ｃ１；充電コンデンサの直列合成静電容量 Ｌ ；充電リアクトルと可飽和リアクトルの未飽和時の
   インダクタンス値の和
4. 【請求項４】 直流電源により、直列に接続された２組
   の充電コンデンサを充電し、前記一方の充電コンデンサ
   をスイッチにより放電させ、前記他方の充電コンデンサ
   と可飽和リアクトルとの接続点に前記直流充電電圧のほ
   ぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつ当該パルス状
   の電圧を可飽和リアクトルによりパルス整形して、レー
   ザガス中に配設された一対の主放電電極および当該主放
   電電極と並列に接続された予備電離紫外線発生用のコン
   デンサから構成される放電部に印加するようにしたパル
   スレーザ発振装置において、 前記充電コンデンサへの充電電流を流すための充電リア
   クトルを、前記放電部と可飽和リアクトルとの間に、当
   該放電部と並列に接続し、 かつダイオードとダイオード用限流抵抗とを直列にした
   直列回路を、前記放電部と並列に接続して成ることを特
   徴とするパルスレーザ発振装置。
5. 【請求項５】 前記ダイオード用限流抵抗の値として
   は、概略以下のような値としたことを特徴とする請求項
   ４に記載のパルスレーザ発振装置。 Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、 Ｒｄ ；ダイオード用限流抵抗の値 Ｃ１；充電コンデンサの直列合成静電容量 Ｌｕ；可飽和リアクトルの未飽和時のインダクタンス値
6. 【請求項６】 直流電源により、直列に接続された２組
   の充電コンデンサを充電し、前記一方の充電コンデンサ
   をスイッチにより放電させ、前記他方の充電コンデンサ
   と可飽和リアクトルとの接続点に前記直流充電電圧のほ
   ぼ２倍のパルス状の電圧を発生させ、かつ当該パルス状
   の電圧を可飽和リアクトルによりパルス整形して、レー
   ザガス中に配設された一対の主放電電極および当該主放
   電電極と並列に接続された予備電離紫外線発生用のコン
   デンサから構成される放電部に印加するようにしたパル
   スレーザ発振装置において、 前記充電コンデンサへの充電電流を流すための充電リア
   クトルと限流抵抗とを直列に接続した直列回路を、前記
   可飽和リアクトルと放電部と間に、当該放電部と並列に
   接続し、 かつダイオードとダイオード用限流抵抗とを直列にした
   直列回路を、前記放電部と並列に接続して成ることを特
   徴とするパルスレーザ発振装置。
7. 【請求項７】 前記限流抵抗の値、およびダイオード用
   限流抵抗の値としては、それぞれ概略以下のような値と
   したことを特徴とする請求項６に記載のパルスレーザ発
   振装置。 Ｒ＞２・（Ｌ／Ｃ１）^1/2 但し、 Ｒ ；限流抵抗の値 Ｃ１；充電コンデンサの直列合成静電容量 Ｌ ；充電リアクトルと可飽和リアクトルの未飽和時の
   インダクタンス値の和 Ｒｄ＝２・（Ｌｕ／Ｃ１）^1/2 但し、 Ｒｄ ；ダイオード用限流抵抗の値 Ｃ１；充電コンデンサの直列合成静電容量 Ｌｕ；可飽和リアクトルの未飽和時のインダクタンス値