JPS6027183A - 横励起高出力レ−ザ−系の励起回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、レーザー室内においてその光軸に平行に拡
がり互に間隔を保って対向する少くとも二つのレーザー
電極と、パルス形成回路を通して高電圧パルスをレーザ
ー電極に加えるだめの少くとも一つの高速度高電圧開閉
器と、パルス形成回路に所属する第一と第二の帯導体コ
ンデンサならびに等価インダクタンスから構成される横
励起高出力レーザー系に対する励起回路に関するもので
ある。

〔従来技術とその問題点〕

この種の励起回路は西独国特許出願公開第２９３２７８
１号公＠（特開昭５６−２９３８７号公報）に記載され
公知であるが、そこに使用されているプリュームライン
回路としてのパルス形成回路と電荷転送回路としてのパ
ルス形成回路には等価インダクタンスが考慮されていな
い。この発明においてはこの等価インダクタンスが重要
な役目を果す。

横励起レーザー（ＴＥレーザー）については上記の西独
国特許出願公開公報に詳細に説明されている。このＴＦ
Ｊレーザー、特に高エネルギーＴＪレーザーは数ｂａｒ
のレーザー室圧力の下に動作するから最近はＴＥレーザ
ーと呼ばれることが多く、ＴＥＡレーザーとは呼ばれな
い。

この種の高エネルギーレーザーには予備イオン化装置が
設けられているものがある（西独国特許出願公開第３０
３５７０２号公報および第３０３５７３０号公報（特開
昭５７−８８７８９号公報）参照）から、この発明にお
いても予備イオン化装置が設けられているものとし、そ
の詳細な説明は省略する。

上記の高出力ＴＥレーザーは工業生産に適用されること
から強く興味を持たれるようになった。

従ってこのレーザー系に対しては平均出力を高くするこ
との外に、その経済性と耐用時間に関する要求が前面に
押し出されるようになって来た。

これらの要件を満たすだめの中心的な問題はレーザーを
励起するだめのパルス発生回路の構成である。この種の
パルス発生回路は文献にはパルス形成回路網（パルス７
オーミングネツトワーク＝ＬＪ　Ｅ　Ｎ　）とも呼ばれ
ている。

負荷を含むパルス形成回路網の網目の波動抵抗はできる
だけ低く、シかも負荷を流れる電流のと昇速度をできる
だけ高くするものでなければならない。この条件はレー
ザーの効果的な動作の前提となるものであシ、それによ
ってレーザーができるだけ一様に励起され、負荷に対し
て適合するようになる。

パルス発生回路の電気的又は電子的の高電圧開閉器が高
い信頼性と長い耐用時間をもって動作し得るだめには、
負荷における電流上昇速度の最大値が与えられていると
きパルス形成回路網の開閉要素を含む網目の波動抵抗を
できるだけ高くしなければならない。

〔発明の解決すべき問題点〕

この発明の目的は、ＴＥ高出力レーザー系に対する励起
回路として上記の要件をできるだけ広範囲に考慮に入れ
て次の特徴を示すものを提供することである。

くしてレーザー放電間隙（これが負荷となる）を含むパ
ルス形成回路網の網目の波動抵抗をできるだけ低ぐする
こと。

（ｂｌ　レーザーの励起ができるだけ均等になり、負荷
に適合するようになること。

（Ｃ）　高速高電圧開閉器の動作をできるだけ僅少にし
て信頼性を高め耐用時間を長ぐすること。

（ｄ）　そのために負荷電圧の最大上昇時間の与えられ
た値に対して高電圧開閉器を含むパルス形成回路網の網
目の波動抵抗をできるだけ高くすること。

〔問題点の解決手段〕

この発明によればＴＥ高エネルギーレーザー系の励起回
路に対する上記の解決すべき問題が特許請求の範囲第１
項に特徴として挙げた構成とすることによって解決され
る。この発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２項
以下に示される。

〔公知例との比較〕

この発明によって達成される長所は図面（二ついて行な
う説明によって明らかにされ、公知の）々ルス形成回路
網との比較によってその価値が強調される。

まず公知のパルス形成回路網と対比してこの発明を分析
し、続いて図面に示した実施例について更に詳細に説明
する。

現在パルス形成回路網として３種類の回路が使用される
。その中の簡単な回路ＰＥＮ１（西独国特許出願公開第
２０４２６１５号公＠参照）を第１図に示す。高圧電源
１−Ｉ　Ｖの端子１，０，６，０の間に接続された開閉
器Ｓに並列ＣコインピーダンスＲと直列接続Ｌ−ＬＫと
の並列接続とコンデンサＣとが接続されている。高圧電
源ＨＶはインピーダンスＲを通してコンデンサＣを充電
する。

ＬＫはＴＥ高出力レーザー系のレーザー室即ちレーザー
電極ＥＬの間に構成された放電間隙であり、等価インダ
クタンスＬとコンデンサＣがこの放電間隙に直列に接続
されている。インピーダンスＲはＬとＬＫの直列接続に
並列接続される。回路要素Ｃ、Ｌ　、　ＬＫ　、　Ｒお
よびＳに対する結節点対はｋｌ−に２　；に２−に３　
；に３−に４　；に２−に５およびｋｌ−に６として示
され、結合導線は一般的にｌとして示されている。Ｂは
地電位あるいは地電位結節点を示す。第１図ならびに以
下の図面において等価インダクタンス又は漏れインダク
タンスは便宜上集中回路要素として表わされているが、
実際はレーザー室ＬＫ、コンデンサＣ１開閉器Ｓおよび
接続線のインダクタンス層として分布しているものであ
る。洩れ容做はそれ程重要でないので図に示されていな
い。

開閉器Ｓの閉結によりコンデンサＣがインダクタンスＬ
を通して放電間隙ＬＫＩ＝接続される。これにより放電
間隙ＬＫと開閉器Ｓが直列に接続され、全放電電流が開
閉器を流れることになる。開閉器の挿入により放電回路
の全インダクタンスは放電間隙インダクタンスと少くと
も同程度の大きさである開閉器インダクタンスだけ増大
する。この回路では最大でコンデンサの充電電圧に等し
い電圧が放電間隙に加えられる。この種の回路構成には
特に放電間隙がエキシマレーザ−のボンピングに使用さ
れるときいくつかの重大な欠点を生ずる。

放電回路の自己インダクタンスの増大は励起効率を相当
に悪化させる。更にこの回路は全放電電流が開閉器を流
れるため回路素子に対して高度の要件が課せられる。又
この回路が高出力レーザーの励起に使用される場合には
比較的高い電圧を必要とするから技術的に極めて困難な
問題を伴う。

第２図に示した電荷転送回路形のパルス形成回路ＰＥＮ
２は広ぐ使用されている（　Ａｎｄ　ｒｅｗｓ　。

］ぐｅａ　ｒｓ　Ｉｙ　、Ｗｅｂｂ　；Ｏｐ　ｔ　、Ｃ
ｏｍｍｕｎ　、（１９７７）、２６５−２６Ｕ、。高圧
電源ＨＶはインピーダンス１７全通してコンデンサＣ□
を充′屯する。開閉器Ｓを閉じるとインダクタンスＬ１
１を通してコンデンサＣ２が充電され、放電間隙ＬＫが
点弧するとインダクタンスＬ２を通してこの放電間隙内
に放電する。この回路の長所は開閉器Ｓと放電間隙ＬＫ
がパルス形成回路網の異った網目内に置かれていること
である。Ｒ２はＬｌと同様な等価インダクタンスであり
、第１図のものに対応する回路要素と結節点は同じ記号
で示されている。回路要素り、　、Ｃ□、Ｒ２，Ｒ１Ｃ
２の結節点対はｋｌ−ｋｌ、Ｉ；ｋｌ、１−に２　；に
２，１−に３　；　Ｒ２−に３；に２−に５およびに２
．１−に４．１として示されている。直列接続Ｌ−ＬＫ
はＣ２およびＲに並列に接続され、この直並列接続が直
列接続Ｌ□−０１を通して電源端子１．０に結ばれてい
る。

ＬＫに並列接続された第二帯導体コンデンサＣ２の金属
層は１０．２０として示され・第一帯導体コンデンｆＣ
１の金属層は３０．４０として示されている。

コンデンサＣ０に蓄積されているエネルギーの総てを０
２に送り込みできるだけ高い電気的効率を達成するだめ
には、Ｃ２とＣ２を等しい太きさとしなければならない
。Ｃ□と０２ならびにインダクタンスＬ　の直列接続に
より開閉器に対する電流上弁速度が予め決められている
。インダクタンスＬ□の値は放電間隙の電極に加えられ
る電圧に許される最大上昇速度によって決められる。こ
のパルス形成回路ではコンデンサ充゛亀′市圧が放電間
隙に加えられる最高’ｉｌＷ圧であるから、第１図の回
路と同程度の高電圧で操作する必要がある。この要求か
ら開閉要素に対する高い尖頭電流値が導き出されるが、
その値は第１図の回路のものより著しく低い。

技術的の簡単化を可能にする低い充電電圧は第３図に示
したプリュームライン回路とも呼ばれるＬＣＣインパー
ジ３フ路ＰＥＮ、３によって達成される（　Ｓｈｉｐｍ
ａｎｎ；Ａｐｐｌ　、　ｌ’ｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、１０
（１９６７）　。

３−４）、。

高圧電源ＨＶによりコンデンサＣ□は直接に、コンデン
サＣ２はインピーダンスＲ全通して充電される。開閉器
Ｓが閉結されるとコンデンサＣ□は逆極性に充電され、
放電間隙ＬＫには最大でコンデンサ充電電圧の倍電圧が
加えられる。コンデンサＣ□と０２の直列接続は等価イ
ンダクタンスＬ２を通して放電間隙の電極間に発生する
放電に給電する。回路要素Ｌ□、Ｃ□、Ｃ２，Ｌ２およ
びＲに対する結節点対はｋ　１−ｋ　２．０　、　ｋ　
２．０−に５．１　、　Ｒ２，ｏ−ｋ　２．３　。

ｋ　２，３−　ｋ　３およびｋ　２．３−　ｋ　５とし
て示されている。

第２図と同様にＣ２はレーザー室ＬＫに所属するコンデ
ンサであシ、Ｃ１は開閉器Ｓ側に置かれたコンデンサで
ある。これらの帯導体コンデンサの金属層は１，２およ
び３，４として示されている。

第３図のＬＣインバージョン回路（プリュームライン回
路）が対称形でＣ０−０２であるとき、その開閉要素Ｓ
のピーク電流値は放電間隙電極にかかる電圧の上昇時間
とパルス形成回路網のエネルギー保有量を等しいとして
第２図の電荷転送回路の開閉要素のピーク電流値の２倍
である。

一方第２図の電荷転送回路ＰＢＮ２では第３図の対称プ
リュームライン回路１）　Ｅ　Ｎ　３の場合に比べて２
倍の電圧をその開閉要素が確実に遮断することができる
。同様にその他の回路要素例えば電源とコンデンサも倍
電圧用として設計されなければならない。

第３図のプリュームライン回路は比較的低い充電電圧で
動作するので、大面積の放電間隙のポンピングのために
放電間隙電極ＥＬに高い電圧を印加する必要がある高エ
ネルギーレーザーの励起用として好適である。

高エネルギーレーザーの場合開閉要素には高性能が要求
される。電流上昇速度とピーク電流値に対する臨界値を
低下させるためこのレーザーに対してはパルス形成回路
として非対称プリュームライン回路（Ｃ工〈Ｃ２）が使
用される（西独国特許出願公開第３２３２０２４号公報
参照）。

Ｃは０．５Ｃ’２よりも小さくしないことが合理的であ
る。非対称性をこれ以上に大きくすると放電間隙に対す
る励起回路の波動抵抗が著しく増大して放電室へのエネ
ルギー注入が阻害される。非対称プリュームライン回路
は開閉要素の電流負荷を電荷転送回路において達成され
る値近くまで低下させる。しかし電圧上昇の利点は残さ
れている。

開閉要素の耐用時間を長（するにはこの要求を更に転減
されなければならない。ただしそのだめの手段はパルス
形成回路の励起効能を低減させないものであシ、特にパ
ルス形成回路のエネルギー保持量と印加電圧の与えられ
た値に対して励起回路の波動抵抗を増大させないものと
する必要がある。

〔発明の実施例〕

これらの条件は第４図に示したパルス形成回路を含む励
起回路ＰＥＮ４によって満たされる。この回路は第５図
に示すＬＣインバージョン回路又はプリュームライン回
路を基本とするもので、放電間隙ＬＫに並列に第三のコ
ンデンｆ０３が付加されている。この場合コンデンサＣ
とＣの直２ 列接続の等価インダクタンス（同作インダクタンスと接
続インダクタンス）ならびにそれに並列接続されたコン
デンサＣ３の等価インダクタンスがそれぞれレーザー室
Ｌ　Ｋを含む励起回路枝線に２３−に４の等価インダク
タンスより低く、特にほぼ１桁だけ低くすることが有利
である。コンデン？Ｃ３の一方の極は結節点に２，３に
結ばれ、他方の極は結節点に４に結ばれている。５，６
はこのコンデンサの金属層である。

第４図の回路はＬＣインバージョン回路の要素と電荷転
送回路の特性を合せ持つもので、インバージョン電荷転
送回路、略してＩ　ＣＴ回路と呼ぶことができる。

高圧電源ＨＶによりコンデンサＣ１は直接に、コンデン
ｆＣはインピーダンスＲ’ｔ”　通Ｌ　”’（コンデン
サ充電電圧まで充電される。開閉器Ｓを閉結するとコン
デンサＣ□は反転充電される。この過程により放電間＠
ＬＫに電圧が加えられ、コンデンｆＣ３は放電間隙ＬＫ
が点火する捷で充電される。

コンデンサＣ□、Ｃ２と等価インダクタンスＬ２が構成
する直列回路とコンデンサＣを含む付加回路が放電間隙
ＬＫに電力を供給する。

容量Ｃ１（ｉ＝１，２．３）を適当に選ぶことにょって
パルス形成回路ＰＢＮ４が種々の要件を満たすようにす
ることができる。励起性能の低下がなく対称プリューム
ライン回路ＰＥＮ３の場合とほぼ等しい電力を放電間隙
に送り込みながら開閉要素Ｓの動作時間を節約すること
ができる。放電間隙ＬＫの電圧上昇時間を一定にしてＣ
□、Ｃ２，Ｃ３を次の関停 が満たされるように選ぶと、開閉要素Ｓに対する要件を
対称プリュームライン回路の場合のほぼ半分にすること
ができる。放電間隙に加えられる電力の僅かな損失を許
せば とすることにより、開閉要素Ｓの臨界データの値を供給
電気エネルギー、パルス形成回路電圧および放電間隙に
おける電圧上昇時間がいずれも一定という条件の下に更
に減少させることができる。

容量値Ｃ１をこのような関係に選ぶと、放電間隙におい
て達成可能の電圧値はブリュームライン回路のものより
低く、電荷転送回路のものより高くなる。インバージョ
ン電荷転送回路を使用すると、容量値Ｃ１の適当な選定
（二より放電間隙ＬＫに投入される電力が第３図のＬＣ
インＩく−ジョン回路の場合に比べて高くなるように放
電条件を設定することができる。

とすれば放電間隙に投入される電力が増大し、放電間隙
に加わる電圧はコンデンサ充電電圧のほぼ２倍となる。

一方開閉要素Ｓに対する要件は対称プリュームライン回
路（Ｃ□−Ｃ２）の場合に比べて軽減される。

第５図Ａ、Ｂ、Ｃから分るようにこの発明によるＩＣＴ
回路（又はＩＣＴ励起回路）（第５図Ｃ）はプリューム
ライン回路（第５図Ｂ）の変形によっても、あるいは電
荷転送回路（第５図Ａ）の変形によっても得られる。既
に第４図について述べたように第５図Ｂにおいて破線で
示しだ第三の帯導体コンデンサＣ′３をレーザー室ＬＫ
の放電間隙とそれに直列接続された等価インダクタンス
と１＝並列接続することにより、この発明による励起回
路（第５図Ｃ）となる。一方この回路は第５図Ａに示し
た電荷転送回路又はそれに対応するノクルス形成回路Ｐ
ＥＮ２に破線で示した第三の帯導体コンデンサＣ□。を
追加することによっても得られる。

この場合括弧でくくって示すように初めから設けられて
いる第一帯導体コンデンサＣ□は第二帯導体コンデンサ
Ｃ２ｏとなり、第二帯導体コンデンサＣ２は第三帯導体
コンデンサＣ３ｏとなることは第５図Ｃと対比すること
によって明らかである。

第４図および第５図Ｃに示したＩＣＴ回路は従来の励起
回路又はパルス形成回路と共に集積回路とすることが可
能である。これによって第６図Ｃ二示しだ平板形装置が
得られる。この装置はレーザー室ＬＫの光軸０−０とレ
ーザー電極”’Ｌｚ＋ＥＬ２の拡がりが帯導体コンデン
サＣ□、Ｃ２の金属層１／１゜２／３．４／４が置かれ
ている平面内またはそれに平行する平面内にあって平板
形になっている。この種の平板形装置において上下に重
ねられるコンデンサ金属層の数が多くなると電流路が長
くなり、電流環線が大きくなって装置全体としてのイン
ダクタンスが許容限度以とになるので、積重ね個数には
限界がある。

この問題は第１０図にその原理を示した三次元装置では
発生しない。この三次元装置にはこの発明によるＩＣＴ
回路が平板形装置と全く同様に集積可能であるが、差し
当っては平板形装置について説明し、三次元装置は後に
回すことにする。

第６図に示した装置ＣＥは第３図のプリュームライン回
路を立体構造としたものである。その右部分には電極Ｅ
Ｌｘ、ＥＬ２を持つレーザー室ＬＫが示されている。こ
の電極はレーザーの光放出方向である光軸Ｏ−０に平行
に長く延び、断面においてきのこのかさの形の電極部分
とその茎の形の電流導入部分から構成されている。レー
ザー室ＬＫには適当なレーザーガスが満たされ、縦方向
又は横方向のガス流によってガスの再生又は交換が可能
である。更に適当な予備イオン化装置が設けられるが、
これは図に示されていない。箱形構造ＣＥの左側の部分
にはパルス形成回路ＰＥＮ３１第３図）のパルスをレー
ザー電極ＥＬ□、ＥＬ２に導くだめの高速度高電圧開閉
器Ｓが少くとも一つ設けられている。第６図に示されて
いる開閉器Ｓは光軸０−０に平行に長く延びだ対向電極
Ｅｓ□、Ｅｓ２を備える火花間隙である。火花間隙の代
りに電子スイッチ例えばサイラトロンも使用される。第
一と第二の帯導体コンデンサＣ工、Ｃ２の金属層（第３
図の１乃至４）は１／１．２／３および４／４として示
されている。第６図の装置はコンパクト構造とするため
液体誘電体を使用するから、コンデンサ金属層は電極板
となっている。各電極板間の間隔は一般にａとしである
。電極板と誘電液で満たされている室１０はレーザー室
ＬＫに対しては絶縁隔壁ＷＬによって閉鎖され、開閉器
Ｓの側は絶縁隔壁Ｗｓによって閉鎖されている。レーザ
ー電極ＥＬｏと開閉器電極Ｅｓ２はこれらの隔壁を気密
に貫通しているから、隔壁は同時にこれらの電極の支持
体となっている。対向電極ＥＬ２とＥｓ□は垂直＠６　
Ｌ　、　ｅ　ｓを通して地電位Ｂに接続される。電極Ｅ
Ｌ２又はＥ８□を支持するこれらの垂直壁は電流案内と
同時に遮蔽にも使用される。レーザー放電間隙に並列に
接続されているインピーダンスＲは等価インダクタンス
Ｌ２を含むものでレーザー電極ＥＬ□と接地板１／１の
間に挿入され、高圧電源ＨＶは１／１と開閉器電極Ｅｓ
２の間に挿入される。

第６図の装置は近似的に対称であって、特にコンパクト
で外部に対して完全に遮蔽された構成が可能となる。Ｃ
Ｅで表わされている装置全体は二つの部分構造ＣＥ／２
から構成され、各部分構造はそれぞれ一つの第一部分コ
ンデンサ電極板と一つの第二部分コンデンサ電極板を含
む。このＣ′□は対向する板１／１と２／３によって形
成され、°Ｃ′は対向する板２／３と４／４によって形
成される。

板２／３と４／４はそれぞれ二重に作用することが分る
。

第６図の装置から出発し、二つの板２／３のうち下のも
のを除去してこの部分でその上下にある金属層４／４と
接地板１／１が直接対向するようにすると、第７図に示
した第一変形に到達する。

第７図では下方の接地板１／１が６に変えられ、中央の
板４／４は４１５に変えられている。これによって第４
図又は第５図ＣのＩＣＴ回路の第三帯導体コンデンサの
金属層５，６が位置の転換によって成立したものである
ことが示される。又４１５という符号はこの板又は金属
層が金属層５，６を持つ第三帯導体コンデンサＣ３と金
属層２／３と４を持つ第二帯導体コンデンサＣ２の双方
に所属し二重の作用を行なうものであることを表はして
いる。第７図の装置への転換は、第６図の装置から板２
／３と１／１を除き下に向って開放された半装置から出
発し、その下側を板６で閉鎖することによっても実現す
る。

第８図に示した第二変形では両方の板又は金属層２／３
の高電圧開閉ｙ４　Ｓに対して反対側の終端部を幅Ｘだ
け切り取って短ぐし、この切り取られた部分で板４１５
と１／６の一部５，６を直接対向させることにより、第
三帯導体コンデンサＣ３の第６図の装置への集積構造と
しての組み込みが実現する。第三帯導体コンデンサＣ３
の容量は対向する金属層部分５，６に金）１嘱層６０を
追加して厚くし、その間の間隔を狭ざすることによって
も増大させることができる。帯導体コンデンサの部分コ
ンデンサはＣ７□、ＣＩ２およびＣ１０として示されて
いる。

第９図に示しだ第三帯導体コンデンサＣ３を集積するだ
めの変形では、第６図の装置の両金属層２／３に孔、切
り開き、切り込み等が設けられ、この貫通部分を通して
金属層１／６から４１５に向って直接電場が侵透する。

これによって後で詳しく説明するように貫通部分の形状
選択による特性改善の可能性が生ずる。例えば貫通部分
の面積を太きくして第三帯導体コンデンサＣ３の形成に
寄与するようにすることが可能であり、又金属層内にメ
アンダ形あるいは蛇行形の電流路を作って走行時間の連
鎖を形成させることも可能であり、更にこれらの方法を
組合せて実施することも可能である。

第７図、第８図、第９図について説明した第三帯導体コ
ンデンサを集積するだめの４種類の転換方式は、単独に
実施することも互に組合せて実施することも可能である
。その際電極板の切りつめ、孔あけ又はその厚さの増強
は両方の板２／３に対称的に行っても非対称的に行って
もよい。

第７図乃至第９図は第６図と組合わされて液体誘電層と
コンデンサ電極板を使用する場合の有利な実施形態を示
すもので、誘電液としては電気伝導度の低い水の外にグ
リコールと水の混合液を種々の混合比と温度において使
用することができる。

Ｎアルキル酸アミド系の有機液体も適用される。

第７図乃至第９図に対応する装置は固体誘電体と固体コ
ンデンサ装置によっても実現可能である。

第１１図乃至第１５図に示す三次元装置を基本にして第
三帯導体コンデンサを集積するだめの別の転換方式を説
明する前に、その理解を容易にするため第１０図に示し
た三次元装置を説明する。

こノｔは第３図のプリュームライン回路を三次元装置に
転換したものであって、既に西独国特許出願公開第２９
３２７８１号公報に液体誘電体を使用するコンパクトな
板構造として記載されている。

しかしこの発明は基本的には固体誘電体と固体金属層を
使用する帯導体コンデンサ装置にも適用されるものであ
る。第１０図の三次元装置の特徴は電極板４／４　、２
／３　、１．　／１とその間に置かれた誘電層ｄで構成
される第一と第二の帯導体コンデンｆＣ１，Ｃ２がレー
ザー室ＬＫの軸ｏ−ｏに対してほぼ垂直に拡がり、この
光軸にほぼ平行に積み屯ねられてコンデンサ堆積ＣＲ＊
を形成し・パルス形成回路ＰＥＮ３内部に収容されてい
ることである。この構成に基き極めて大きい全容量にも
拘らず比較的小さいインダクタンスとなる。第１０図の
部分堆積Ｃ′は第６図に示しだコンデンサ装置ＣＥの全
体に対応し、半分の部分堆積Ｃ′／２は第６図のＣＥ／
２に対応する。Ｃ′／２又はＣＢ／２は機能可能な最小
帯導体コンデンサ装置であり、総ての金属層又は電極板
１，２，３．４又は１／１　、２／３　。

４７４が一つだけ含まれている。第１０図においてコン
デンサ電極板又は金属層およびその他の励起回路構成要
素は第６図に対応する記号で示されている。第６図の装
置の電極板を光軸０−０に垂直に想定した回転軸の回り
に９０°回転し、部分堆積の数を適当にふやすことによ
って第１０図の装置となる。

第６図乃至第９図について説明しブ’ｃ種々の転換方式
は第１０図の三次元装置にも適用され、それによって第
三帯導体コンデンサＣが第４図又は第５図Ｃに示すよう
にパルス形成回路網中に集積される。しかじよυ良く理
解されるためいくつかの転換情況を第１１図乃至第１５
図について説明する。

第１１図の実施例では第３図のパルス形成回路Ｐ　Ｂ　
Ｎ　３に第三帯導体コンデンサＣ３を組み込むため第一
帯導体コンデンサの周期的に繰り返される電極板１／１
、第二帯導体コンデンサの電極板４／４および第一と第
二の帯導体コンデンサの電極板２／３のうち少くとも一
つが、総ての電極板を一回含むコンデンサ堆積Ｃ′と金
属層対１２／３．２／３）において除去される。これに
よってレーザー電標ＥＬ□とＥＬ２に接続されたコンデ
ンサ電極板４１５と６（これらは元来４／４および１／
ｌとして示されていたものである）の間に部分コンデン
サＣ’が形成される。全堆積ＣＲのコンデンサＣ３の容
量値は・電極板２／３を除去する操作が堆積ＣＲ中の一
個だけに限定されずに少ぐとも一つの別の個所で実施さ
れる場合には、総ての部分コンデンサＣ′３の容量の和
によって与えられる。

部分コンデン−９−ＣＩ３の容量値は間隔ａ３とコンデ
ンサ電極板６と４１５の最小面積とによって調整するこ
とができる。ここで４７５という記号はとの板が部分コ
ンデンサＣ′２と部分コンデンサＣ／、の双方に属して
いることを示し、部分コンデンサＣ′３の第二の電極板
の記号６はこの板が第４図、第５図Ｃでは６となってい
る金属層に属していることを示す。コンデンサＣの全容
量はＣ１０の容量値の変化と堆積ＣＲの部分堆積Ｃ′の
個数の変化によって回路の要件に適合させることができ
る。

第１２図も各コンデンサ堆積Ｃ′が一つの第三帯導体部
分コンデンサ装置３を含む実施例であるが、これは必ず
しも第４図、第５図Ｃの回路の機能に必要なものではな
い。部分コンデンサＣ′３だけに所属する電極板は６と
して、第二部分コンデンサ装置と第三部分コンデンサＣ
１３の双方に所属する電極板は４１５として、第一と第
二の部分コンデンサＣ１□、Ｃ７，の双方に所属する電
極板は２／３として、第一と第三の部分コンデンサＣ′
１．Ｃ’　の双方に所属する電極板は１／６として示さ
れている。第４図、＠５図ＣのＩＣＴ回路の全コンデン
ザＣ□は電極板２／３と】／６を持つ部分コンデンサＣ
′□の全体によって、その全コンデンサＣ２は電極板４
１５と２／３を持つ部分コンデンサＣ′２の全体によっ
て構成される。回路に要求されている条件に応するこれ
らのコンデンサの容量値の調整は西独国特許出願第３２
３２０２４号公報に記載されている。

第１１図と第１２図による三次元装置ならび後で説明す
る第１３図乃至第１５図による三次元装置に対する回路
要素としても火花間隙とサイラトロンが適している。第
４図と第５図Ｃによるパルス形成回路ＰＢＮ４に誘導コ
イルを結合すると特にを利である（西独国特許出願第３
２４０３７２号公報参照）。

第１３図に示した実施例もＩＣＴ回路のパルス成形回路
Ｐ　ＲＮ　４にコンデンサＣ３を集積するだめのもので
ある。その部分堆積Ｃ′は電極板２／３と１／１を持つ
部分コンデンサＣ′□と電極板４／４と２２３を持つ部
分コンデンサＣ′２を含み、電極板２／３のいくつか又
はその全部に欠除部Ｄ（貫通孔、切り開き、打ち抜きそ
の他）があって、その有効面積を縮小してＣ′□と懇又
はＣ工とＣ２の容量値を低下させる。しかしこの場合に
は電極板４１５と１７６の間に第１３図に斜線を引いて
示しだ電場成分があり、板２／３を透過して放電間ｌ！
１ｊｉＬＫに並列に小さい部分容量Ｃ′１を作る。この
部分容量は各部分堆１ｆ、ＣＩ毎に集って部分コンデン
サＣ′３を構成し、この部分コンデンサがまたパルス形
成回路中の装置の集合数に応じて加え合わされ全コンデ
ンサＣ３を構成する。

この実施例は第９図の実施例が示す長所、即ち必要な場
合板２／３の総てがコンデンサ堆積内にとどまることが
可能でそれによってレーザー室ＬＫに対する接続インダ
クタンスが最小になるという長所を備えている。この実
施例の別の長所は走行時間連鎖を通してパルスを形成す
る際開閉要素Ｓに高いピーク電流が流れないようにする
ため開閉要素Ｓを含む環路（網目）にパルス形成回路を
簡単に組込むことができることである。これはレーザー
室ＬＫに並列にコンデンサＣ３を挿入することによって
実施されるが、そのためにはコンデンサ電極板に作られ
る欠除部の°而又は深さを大きくし板２／３の全面積の
大きな部分を占めるようにし、板１／６から板２／３を
通して板４１５へ電場を侵透させるだけでよい。

第１４図に示しだＣ３組込み様式では板２／３のいくつ
か又はその全部が恒縮され、レーザー室ＬＫから選定可
能の側方間隔を保って板４１５の部分５と板１／６の部
分６が対向してその間に部分コンデンサＣ′３を構成す
る。このコンデンサの容量値は板２／３によって被覆さ
れていない電極面積、板１７６と４１５の間の間隔ａ３
および使用される誘電体の特性によって与えられる。

＠１５図に示す実施例では、第三４図の実施例において
Ｃ１０又はＣ３の容１ｊ４：値の増大が板１／６と４１
５の間の間隔の部分的の縮小によって行なわれるように
変形されている。この縮小は板部分５と６を近づけるこ
とによるが、これに対しては図に示すように板部分５と
６を厚くする。Ｃ／、又はＣ３の容量値を高くする必要
がない場合には、板部分を厚くすることによりＣ３の与
えられた容量値に対して板２／３の切り取りを少ぐして
Ｃ□の容量値が大きくなるようにする。

第１４図と第１５図の実施例においても総ての板２／３
を堆積中に収め接続インダクタンスを最小にすることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は３種類の公知のレーザー励起
回路、第４図はこの１発明による励起回路を示す。第５
図には２種類の公知の励起回路に第三の帯導体コンデン
サを付加してこの発明による励起回路とすることが示さ
れ、第６図は第３図の励起回路を平板形構造としだもの
を示し、第７図と第８図と第９図はこの発明による励起
回路を平板形構造としたものを示す。第１θ図は公知の
励起回路を三次元装置としだものを示し、第１１図乃至
第１５図はこの発明による励起回路の三次元構成の５例
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ｖ−ｆ−室内においてその光軸に平行ニ拡がり互に
   間隔を保って対向する少くとも二つのレーザー電極と、
   パルス形成を通して高電圧パルスをレーザー電極に加え
   るだめの少くとも一つの高速度高電圧開閉器と、パルス
   形成回路に所属する第一と第二の帯導体コンデンサ（Ｃ
   工、Ｃ２）ならびに等価インダクタンス（Ｌｌ　＋”２
   ）から構成される横励起高出力レーザー系に対する励起
   回路において、パルス形成回路（ＰＥＮ４　）が第一と
   第二の帯導体コンデンサ（Ｃ□、Ｃ２）の外に少くとも
   一つの第三の帯導体コンデンサ（Ｃ３）を備えること、
   プリュームライン回路（ＰＥＮ３）としてのパルス形成
   回路（ＰＥＮ４　）を基本として第三の帯導体コンデン
   サ（Ｃ１０）がレーザー室（ＬＫ）の放電間隙とそれに
   直列接続された等価インダクタンス（Ｌ２）とに並列に
   接続されること、あるいは電荷転送回路（ＰＦｉｉＮ２
   ）としてのパルス形成回路を基本としてその高圧開閉器
   （Ｓ）とそれに直列接続された等価インダクタンス（Ｌ
   ｌ）とに並列に帯導体コンデンサ（Ｃ１ｏ）がつけ加え
   られパルス形成回路（ＰＥＮ２）の第二の帯導体コンデ
   ンサ（Ｃ２）が第三の帯導体コンダンｆ（Ｃ３ｏ）とな
   シ、新しい回路においては帯導体コンデンサ（Ｃ１ｏ）
   が第一帯導体コンデンサの機能を引き受け元来の第一帯
   導体（Ｃ１）は第二帯導体コンデンサ（Ｃ２ｏ）の機能
   を引き受けることを特徴とする横励起高出力レーデ−系
   の励起回路。 ２）プリュームライン回路としてのパルス形成回路（Ｐ
   ＥＮ３　）を基本としてこれに第三の帯導体コンデンサ
   （Ｃ３）が付加され、このコンデンサが次の金属層、す
   なわち （イ）　レーデ−室（ＬＫ）内の少くとも一つの電極（
   ＥＬｌ）に結ばれた第二の帯導体コンデンサ（Ｃ２）の
   金属層（４／４）、 （ロ）金属層（４／４）の両側にそれぞれ少くとも一つ
   設けられ互に間隔を保って対向し高電圧開閉器（Ｓ）の
   ｖ１極（Ｅｓ２）に結ばれたコンデンサＣ１と０２の組
   合せ金属層（２／３　）、 （／９　金属層（２／３）に対して間隔を保って対向し
   更に高電圧開閉器の他の電極（Ｅｓ□）とレーザー室の
   他の電極（ＥＬ２）とに結ばれた少くとも一つの金属層
   （１／１） を備えるものにおいて、第三帯導体コンデンサを付加す
   るため、 （ａ）　両金属層（２／３）の一方が除去されて金属層
   （４１５）と（６）が直接対向すること、および／又は （ｂ）　両金属層（２／３）の一方又は双方が高電圧開
   閉器に対して反対側の端部が短縮され、この短縮区域に
   おいて金属層（４１５と（１／６）が直接対向すること
   、および／又は （Ｃ）両金属層（２／３）の一方又は双方に孔、切り開
   き、切り込みの形の欠除部が作られ、この欠除部分を通
   して金属層（１／６）から（４１５）への電場の侵透が
   生ずること、および／又は （ｄ）　短縮又は欠除区域において対向する両金属層（
   ６と５）の間の間隔が金属層を厚くすることによって縮
   小され、それによって部分容量（Ｃ’、）が増大するこ
   と を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の励起回路。 ３）帯導体コンデンサ（Ｃ□、Ｃ２，Ｃ３）が金属層（
   ４／４．２／３．１／１．４１５．１／６゜６）とその
   間に置かれた誘電層（ｄ）をもって平板構造を形成し、
   レーザー電極（ＥＬ１ｔＥＬ２）の拡がり方向と光軸の
   方向が帯導体コンデンサ（Ｃ□、Ｃ２，Ｃ３）の一つの
   金属層面内にあるかそれに平行していることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の励起回路。 ４）第一と第二の帯導体コンデンサ（Ｃ□、Ｃ２）の金
   属層（４／４　、２／３　、１／１　、４１５　、１／
   ６　。 ６）とその間に置かれた誘電層（ｄ）がレーザー室（Ｌ
   　Ｋ　）の光軸（０−０）にほぼ垂直であり、レーザー
   室の光軸にほぼ平行して積み重ねられてコンデンサ堆積
   を構成しパルス形成回路の内部において接続されている
   こと、第三の帯導体コンデンサ（Ｃ３）をパルス形成回
   路（ＰＥＮ２又はＰＥＮ５）内に組み込むだめ堆積長を
   もってサイクリックに反復する第一帯導体コンデンサの
   金属層（１／１）と第二帯導体コンデンサの金属層（４
   ／４）および第一と第二帯導体コンデンサの金属層（２
   ／３）のうち総ての金属層を一回だけ含むコンデンサ堆
   積（Ｃ′）と金属層対（２／３　、２／３　）とにおい
   て少ぐとも一つの金属層（２／３）が除かれるか、短縮
   されるかあるいは少くともその面の一部が切り開かれて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の励起回路。 ５）＠二帯導体コンデンｆ（Ｃ３）を含むパルス形成回
   路の三次元構造において帯導体コンデンサ（Ｃ□、Ｃ２
   ，Ｃ３）に液体誘電体が使用され、金属層（１／１　、
   ２／３　、４／４　、４１５　、１／６　。 ６）がコンデンサ電極板となっていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第４項の一つに記載の励起回
   路。 ６）誘電体として電気伝導度の低い水、グリコール・水
   混合液又はＮアルキル酸アミドに属する有機液が使用さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の励起
   回路。 ７）コンデンサ堆積の堆積方向において一つのコンデン
   サ金属層が遠く離れであるいは近接して重ねられ、それ
   によって各コンデンサ部分堆積群に一つの第三帯導体コ
   ンデンサが含まれることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載の励起回路。 ８）パルス形成回路が反転電荷転送回路（ＰＥＮ４）で
   あるとき高電圧開閉器（Ｓ）として可飽和誘導コイルが
   使用されることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第７項の一つに記載の励起回路。 ９）コンデンサ金属層の一部に切り目を入れるか金属層
   間隙を結合コイルによって橋絡することによりパルス形
   成回路に対する付加的のインダクタンス区域が作られて
   いるもの（二おいて、この付加的インダクタンス形成手
   段が一つのコンデンサ堆積（ＣＢ、ＣＲ）の第一と第二
   の帯導体コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に金属層（２／３）
   に対しても採用され、第三部分コンデンサ（Ｃ１０）の
   形成にも利用されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の励起回路。 １０）　固有インダクタンスと接続インダクタンスの和
   によって与えられる第三帯導体コンデンサ（Ｃ３）の等
   価インダクタンスと第一と第二の帯導体コンデンサの直
   列接続の等価インダクタンスがいずれもレーザー室（Ｌ
   Ｋ）を含む励起枝線（ｋ２．ａ−に４）の等価インダク
   タンス（Ｌ２）に比べて小さいことを特徴とする特許請
   求の範囲？ｆＨ項乃至第９項の一つに記載の励起回路。 １１）第三帯導体コンデンサ（Ｃ３）の等価インダクタ
   ンスと第一と第二の帯導体コンデンサ（ＣＩ、Ｃ２）の
   直列接続の等価インダクタンスがいずれもレーザー室を
   含む励起枝線（ｋ２’、３　。 ｋ４）の等価インダクタンス（Ｌ２）よりほぼ−桁だけ
   小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載の
   励起回路。