JPS62211976A - Laser device - Google Patents
Laser deviceInfo
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- JPS62211976A JPS62211976A JP5549486A JP5549486A JPS62211976A JP S62211976 A JPS62211976 A JP S62211976A JP 5549486 A JP5549486 A JP 5549486A JP 5549486 A JP5549486 A JP 5549486A JP S62211976 A JPS62211976 A JP S62211976A
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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
- H01S3/09705—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser with particular means for stabilising the discharge
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、レーザ装置、特に、高繰返し、希ガスハロゲ
ンエキシマレーザ及び金属蒸気レーザ装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to laser devices, particularly high repetition rate, rare gas halogen excimer lasers and metal vapor laser devices.
「従来の技術と発明が解決しようとする問題点」希ガス
ハロゲンエキシマレーザ及び金属蒸気レーザの回路方式
の１つに、容量移行形のものがある。この容量移行形は
、第１のコンデンサに充電した電荷を、スイッチにより
第２のコンデンサへ急速に移行させ、これをレーザの放
電電力として用いるものである。"Prior Art and Problems to be Solved by the Invention" One of the circuit systems for rare gas halogen excimer lasers and metal vapor lasers is a capacitance transfer type. In this capacitance transfer type, the charge charged in the first capacitor is rapidly transferred to the second capacitor by a switch, and this is used as discharge power for the laser.
しかし、従来のものは、し〜ザ放電力（不安定な場合に
、高速スイッチがその影響を受けて安定に動作しないこ
とがある。そして、このようなとき“、高速スイッチが
ＯＦＦ状態に回復せず、ＯＮ状態を持続して、スイッチ
等の破損に至る可能性がある。However, in the case of conventional devices, the high-speed switch may not operate stably due to the influence of the discharge force (unstable). Otherwise, the ON state may continue, leading to damage to the switch, etc.
また、スイッチにおけるノイズパワーがあまりに大きい
ために安定性を欠く欠点がある。Another disadvantage is that the noise power in the switch is too large, resulting in a lack of stability.
本発明は、斯る従来の欠点を除去しようとするものであ
る。The present invention seeks to eliminate such conventional drawbacks.
「問題点を解決するための手段」
本発明は、周期的に休止させることのできるキャリヤ制
御インパーク電源と、該電源により充電される第１のコ
ンデンサと、レーザに放電電力を供給する第２のコンデ
ンサと、上記電源の休止時にその第１のコンデン、号の
電荷を第２のコンテン４サヘ高速充電させる高速スイッ
チと、該高速スイッチを作動させる高速スイソチド゛ラ
イブ回路と、上記電源をキャリヤ制御により周期的に休
止させると共にその休止時に上記高速スイッチドライブ
回路を働かせる制御回路とから成り、もって、高速スイ
ッチの動作を確実なものとして安定性を確保し、加えて
、その制御回路と高速スイッチドライブ回路との間に光
制御手段を講して、パルス発生回路へのノイズの影響を
なくしたことを特徴とする。``Means for Solving the Problems'' The present invention provides a carrier-controlled impark power source that can be stopped periodically, a first capacitor that is charged by the power source, and a second capacitor that supplies discharge power to the laser. a capacitor, a high-speed switch that quickly charges the charge of the first capacitor to a second capacitor when the power supply is stopped, a high-speed switching drive circuit that operates the high-speed switch, and a carrier control circuit for the power supply. It consists of a control circuit that periodically pauses the high-speed switch drive circuit and activates the high-speed switch drive circuit during the pause, thereby ensuring the operation of the high-speed switch and ensuring stability.In addition, the control circuit and the high-speed switch drive circuit It is characterized in that an optical control means is provided between the pulse generating circuit and the pulse generating circuit to eliminate the influence of noise on the pulse generating circuit.
「作用」
如上の構成であるから、制御回路によりキャリヤ制御イ
ンバータ電源は周期的に休止し、また、高速スイッチは
その休止時に高速スイッチドライブ回路を通じてＯＮす
る。``Operation'' With the above configuration, the carrier control inverter power supply is periodically stopped by the control circuit, and the high-speed switch is turned on through the high-speed switch drive circuit during the pause.
したがって、キャリヤ制御インバータ電源の作動中には
、第１のコンデンサが充電され、また、休止時にその電
荷が高速スイッチを通じて第２のコンデンサに急速に移
行され、その電位がレーザの放電開始電圧に達すると放
電が始まり、レーザ発振を生ずる。Therefore, during operation of the carrier-controlled inverter power supply, the first capacitor is charged, and during rest, its charge is rapidly transferred to the second capacitor through a fast switch, and its potential reaches the firing voltage of the laser. Then, discharge begins and laser oscillation occurs.
而して、上述のように光制御手段を用いているので、高
速スイッチにおけるノイズは、制御回路に侵入すること
がなく、安定性が乱されることはない。Since the optical control means is used as described above, noise in the high-speed switch does not enter the control circuit and the stability is not disturbed.
「実施例」
第１図は、本発明の実施例に係る回路を示し、図におい
て、１は、周期的に休止させることのできるキャリヤ制
御インバータ電源、Ｃ１は、該電源により充電される第
１のコンデンサ、Ｃｉは、レーザ２に放電電力を供給す
る第２のコンデンサ、３は、上記電源の休止時にその第
１のコンデンサの電荷を第２のコンデンサへ充電させる
高速スイッチ、４は、該高速スイッチを作動させる高速
スイッチドライブ回路、５は、上記電源をキャリヤ制御
により周期的に休止させると共にその休止時に上記高速
スイッチドライブ回路を働かせる制御回路であり、該制
御回路と、高速スイッチドライブ回路との間に光ファイ
バー６で接続する光制御手段を講じている。７は、第２
のコン、デンサＣ１への充電を急速なパルスチャージと
するためのパルス圧縮回路である。Embodiment FIG. 1 shows a circuit according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a carrier control inverter power source that can be stopped periodically, and C1 is a first circuit that is charged by the power source. A capacitor Ci is a second capacitor that supplies discharge power to the laser 2; 3 is a high-speed switch that charges the first capacitor to the second capacitor when the power supply is stopped; 4 is a high-speed switch that charges the first capacitor to the second capacitor when the power supply is stopped; The high-speed switch drive circuit 5 for operating the switch is a control circuit that periodically suspends the power supply by carrier control and activates the high-speed switch drive circuit during the suspension, and the control circuit and the high-speed switch drive circuit A light control means is provided in which an optical fiber 6 is connected between the two. 7 is the second
This is a pulse compression circuit for charging the capacitor C1 with a rapid pulse charge.
キャリヤ制御インバータ電源１は、ＡＣ２００Ｖ ３相
を導入し整流する５ＣＲＩＩ と、その整流出力を平滑
するＬＣフィルタ１３と、そのＳＣＲを制御する可変定
電圧制御図ＩＰ１１２と、平滑した直流を再び交流に変
換するＤＣ／ＡＣブリッジインバータ１４と、該ＤＣ／
ＡＣブリッジインバータを制御するために設けたパルス
出力回路１５と、ＤＣ／ＡＣブリッジインバータの出力
を２０ＫＶ程度に昇圧する高圧トランス１６と、該高圧
トランスの出力を整流する全波整流轡１７とから成る。The carrier control inverter power supply 1 includes a 5CRII that introduces and rectifies 3-phase AC200V, an LC filter 13 that smoothes the rectified output, a variable constant voltage control diagram IP112 that controls the SCR, and converts the smoothed DC into AC again. The DC/AC bridge inverter 14 and the DC/AC bridge inverter 14
It consists of a pulse output circuit 15 provided to control the AC bridge inverter, a high voltage transformer 16 that boosts the output of the DC/AC bridge inverter to about 20 KV, and a full wave rectifier 17 that rectifies the output of the high voltage transformer. .
。
高速スイッチ３は、サイリスク、サイラトロン等から成
る。サイラトロンを用いる場合には、立上りのショック
を緩和するため、第３図に示すように、小さぴインダク
タンスＬ１を第１のコンデンサＣ＋と直列に介入させる
。サイリスク等の場合には、もともと立上りがやや遅い
ため、そのインダクタンスＬ１は不要である。. The high-speed switch 3 consists of a thyrisk, a thyratron, or the like. When using a thyratron, a small inductance L1 is inserted in series with the first capacitor C+, as shown in FIG. 3, in order to alleviate the start-up shock. In the case of silisk, etc., the rise is originally a little slow, so the inductance L1 is unnecessary.
制御回路５は、上記パルス出力回路１５ヘキャリャ信号
を供給するキャリヤ発生回路と、上記パルス出力回路１
５の出力を周期的に休止させる、つまり、キャリヤ制御
インバータ電源１を周期的に休止させるキャリヤ制御回
路と、その休止時に上記高速スイッチドライブ回路４ヘ
タイミング信号を送るタイミング信号発生回路を有して
成る。また、キャリヤ制御回路における休止時間及び周
期は自由に変更できるものとしている。The control circuit 5 includes a carrier generation circuit that supplies a carrier signal to the pulse output circuit 15, and a carrier generation circuit that supplies a carrier signal to the pulse output circuit 15.
The carrier control circuit periodically stops the output of the carrier control inverter power supply 1, that is, periodically stops the output of the carrier control inverter power supply 1, and the timing signal generation circuit sends a timing signal to the high-speed switch drive circuit 4 at the time of the stop. Become. Further, the pause time and period in the carrier control circuit can be changed freely.
パルス圧縮回路７は、第３図に示すように、第３のコン
デンサいと飽和インダクタンスＬ２とで逆り形回路を形
成し、その回路定数を、第３のコンデンサＣ３において
、第１のコンデンサＣ１からのエネルギーの導入がほぼ
終了する時点で、急速に飽和するように、設定している
。なお、第３図は、高速スイッチ３にサイラトロンを採
用した例であり、したがって、前述のように、インダク
タンスＬ１を用いている。As shown in FIG. 3, the pulse compression circuit 7 forms an inverted circuit with the third capacitor and the saturation inductance L2, and the circuit constant is changed from the first capacitor C1 to the third capacitor C3. The setting is such that the system saturates rapidly at the point where the introduction of energy is almost completed. Note that FIG. 3 is an example in which a thyratron is used as the high-speed switch 3, and therefore, as described above, the inductance L1 is used.
このパルス圧縮回路７の動作原理は、次ぎの通りである
。The operating principle of this pulse compression circuit 7 is as follows.
まず、高速スイッチ３のＯＮに伴い第１のコンデンサＣ
１の電荷を第３のコンデンサＣＢに移動（充電）させる
。この充電の当初は、飽和インダクタンス１．２が大き
いため（第４図（ａ））、該飽和インダクタンスには電
流＋１がほとんど流れず、１１点の電位が上昇する （
同図（ｂ））。First, when the high-speed switch 3 is turned on, the first capacitor C
1 is transferred (charged) to the third capacitor CB. At the beginning of this charging, the saturated inductance of 1.2 is large (Fig. 4 (a)), so almost no current +1 flows through the saturated inductance, and the potential at 11 points increases (
Figure (b)).
第３のコンデンサＣｑへの充電がほぼ終了する時点で、
回路が急速に飽和し、第３のコンデンサＣ３から第２の
コンデンサＣ２へ電流１１が流れ（同図（ｃ））、第２
のコンデンサＣｔ′ＩＪ＜急速にパルスチャージされ、
Ｐ２点の電位が急速に高くなり、レーザ２に放電をもた
らす（同図（ｄ））。At the point when charging to the third capacitor Cq is almost completed,
The circuit quickly saturates, and current 11 flows from the third capacitor C3 to the second capacitor C2 ((c) in the same figure), and the second
The capacitor Ct'IJ< is rapidly pulse-charged,
The potential at point P2 increases rapidly, causing a discharge in the laser 2 (FIG. 2(d)).
この場合、１段で５倍程度の圧縮が可能である（ｔｌ／
ｌｉ≦５）。In this case, compression of about 5 times is possible in one stage (tl/
li≦5).
次いで、装置全体の動作について説明する。Next, the operation of the entire device will be explained.
キャリヤ制御インバータ電源１は、ＡＣ２００Ｖ三相を
導入して、これを５ＣＲＩＩ 、ＬＣフィルター３、可
変定電圧制御回路１２でＤＣ１２０〜２５０ｖに変換す
る。また、キャリヤ信号発生回路からの第２図（イ）に
示すキャリヤ信号を、パルス回路１５において、制御回
路５のキャリヤ制御回路から送り出される同図（ロ）に
示すキャリヤ制御信号により制御して、同図（ハ）に示
すパルス出力を得、該パルス出力がＤＣ／ＡＣブリッジ
インバーター４を作動させ、パルス出力Ｔｏｎ時（同図
（ハ））に上記ＤＣ１２０〜２５０Ｖに基づ＜ＡＣ電圧
を、そして、Ｔｏｆｆ時にＯｖを生じさせ、これを高圧
トランス１６で昇圧して、Ｔｏｎ時２０ＫＶ程度の同図
（ニ）に示すＡＣ電圧としくＴｏｆｆ時ＯＶ）、全波整
流器１７で整流し、同図（へ）に示す出力を生ずる。The carrier control inverter power supply 1 introduces AC 200V three-phase, and converts it to DC 120 to 250V using a 5CRII, an LC filter 3, and a variable constant voltage control circuit 12. Further, the carrier signal shown in FIG. 2(a) from the carrier signal generation circuit is controlled in the pulse circuit 15 by the carrier control signal shown in FIG. 2(b) sent out from the carrier control circuit of the control circuit 5, The pulse output shown in the same figure (c) is obtained, the pulse output operates the DC/AC bridge inverter 4, and when the pulse output Ton (the same figure (c)) is obtained, the AC voltage is changed based on the above DC120 to 250 V. Then, Ov is generated at the time of Toff, and this is boosted by the high-voltage transformer 16 to obtain an AC voltage of about 20 KV at the time of Ton, as shown in (d) of the same figure. Produces the output shown in (f).
このキャリヤ制御インバータ電源１の出力で、Ｔｏｎ時
に、第１のコンデンサＣ１に充電を行う。また、Ｔｏｆ
ｆ時に、制御回路５のタイミング信号発生回路から送り
出される同図（ホ）のタイミング信号により、光ファイ
バー６を含む光制御手段を通じて高速スイッチドライブ
回路４が働き、高速スイッチ３がＯＮする。The output of this carrier control inverter power supply 1 charges the first capacitor C1 at Ton. Also, Tof
At time f, the high-speed switch drive circuit 4 operates through the optical control means including the optical fiber 6 in response to the timing signal shown in FIG.
この高速スイッチ３のＯＮで、第１のコンデンサＣ１に
あった電荷がパルス圧縮回路７を経て第２ののコンデン
サＣ２に急速に移動し、その電位がレーザ放電開始電圧
に達すると放電が始まり、レーザ発振を行う。このレー
ザ発振におけるレーザ電圧波形とレーザ出力は、同図（
ト）、（チ）に示す通りである。つまり、周期Ｔｓｅｃ
ごとに繰返すことになる。When this high-speed switch 3 is turned on, the charge in the first capacitor C1 rapidly moves to the second capacitor C2 via the pulse compression circuit 7, and when the potential reaches the laser discharge starting voltage, discharge begins. Performs laser oscillation. The laser voltage waveform and laser output in this laser oscillation are shown in the same figure (
As shown in g) and (h). In other words, the period Tsec
It will be repeated every time.
休止時間の調整につき数式を示すと次のようになる。The formula for adjusting the pause time is as follows.
ｆｃ：キャリヤ信号周波数
繰返し周期 ｒ＝ｒｃｘ Ｎｏｎ＋ＴＣＸＮｏｆｆ＝
ＴＣ（Ｎｏｎ＋Ｎｏｆｆ）＝ＴＣ−ＮＮｏｎ ： ＯＮ
時間設定キャリヤ数
Ｎｏｆｆ ： ＯＦＦ時間設定キャリ５ヤ数ＯＮ時間
Ｔｏｎ＝ＴＣＸ Ｎｏｎ
ｏＦＦ時間 Ｔｏｆｆ＝ＴＣＸＮｏｆｆＮが一定の場合
、Ｔは一定
休止時間調整のため、
例えば、 Ｔ ＝ ５ＫＨｚ
キャリヤ周波数 ｆｃ −２０ＫＨ２の場合Ｎｏｎ＝
４＋ Ｎｏｆｆ＝４の場合、 Ｄｕｔｙ＝５０χＴ＝
２５ ｐ ｓｅｃ ｘ （４＋４） ＝２００ ｐ
５ｅｃＮｏｎ＝５＋ Ｎｏｆｆ＝３の場合、Ｔｏｎ＝
２５’＃ｓｅ’ｃ Ｘ５−１２５ ＃５ｅｃＴｏｆｆ
＝２５＋ｃｒｓｅｃ Ｘ３＝７５．ｃ＋ｓｅｃＤｕｔＶ
＝ （） Ｘ１００ ＝ ６２．５χ以上のように、Ｎ
、ｏ ｎ ：’ −、Ｎ ｏ ｆ ｆを変えることによ
り、上記条件におイテ、Ｄｕｔｙ１２．５〜８７．５％
、すなわち、ＯＦＦ時間Ｔｏｆｆが変わり、休止時間の
調整をすることができる。な“お、第２図（ボ）に示す
Ｔｄｅｌａｙは、スイッチ素子ディレィ等を考慮した固
定時間である。fc: carrier signal frequency repetition period r=rcx Non+TCXNoff=
TC (Non+Noff) = TC-NNon: ON
Time setting carrier number Noff: OFF time setting carrier 5 carrier number ON time Ton = TCX Non oFF time Toff = TCX When NoffN is constant, T is a constant rest time adjustment. For example, when T = 5KHz carrier frequency fc -20KH2 Non =
When 4+ Noff=4, Duty=50χT=
25 p sec x (4+4) = 200 p
If 5ecNon=5+Noff=3, Ton=
25'#se'c X5-125 #5ecToff
=25+crsec X3=75. c+secDutV
= () X100 = 62.5χ or more, so N
, on :' -, By changing N of f , the above conditions can be met, and the Duty is 12.5 to 87.5%.
That is, the OFF time Toff changes, and the pause time can be adjusted. Note that Tdelay shown in FIG. 2 (Bo) is a fixed time that takes into account switch element delay and the like.
「発明の効果」
本発明によれば、周期的に休止時間をとること繰返し周
期を自由に変えることができ、高速スイッチを安定に動
作させることができ、そして、高速スイッチからのノイ
ズを排除できて、高効率で安定性の高い動作が得られる
。"Effects of the Invention" According to the present invention, the repetition period can be freely changed by taking a periodic pause time, the high-speed switch can be operated stably, and the noise from the high-speed switch can be eliminated. This results in highly efficient and highly stable operation.
図面は、本発明の実施例で、第１図は、回路図、第２図
は、該回路の各部の波形図、第３図は、要部の回路図、
第４図は、該回路の各部の波形図である。
１・・・キャリヤ制御インバータ電源
２・・・レーザ ３・・・高速スイッチ４・・・
高速スイッチドライブ回路
５・・・制御回路 ６・・・光ファイバーＣ１，Ｃ
ｉ ・・・コンデンサ
第３図
Ｙ
第４図
手饋補正書卿
昭和６１年６月Ｘ７日
１、事件の表示 特願昭６１−５５４９４号２、発明
の名称 レーザ装置
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
住 所 広島県尾道市向東町甲７５２−４氏 名゛
高 橋 勉４、代 理 人The drawings show an embodiment of the present invention; FIG. 1 is a circuit diagram, FIG. 2 is a waveform diagram of each part of the circuit, and FIG. 3 is a circuit diagram of the main part.
FIG. 4 is a waveform diagram of each part of the circuit. 1...Carrier control inverter power supply 2...Laser 3...High speed switch 4...
High-speed switch drive circuit 5... Control circuit 6... Optical fiber C1, C
i ... Capacitor Figure 3 Y Figure 4 Hand-delivered amendment letter June 7, 1985 1, Indication of case Japanese Patent Application No. 1988-55494 2, Title of invention Laser device 3, Case of person making amendment Relationship with Patent Applicant Address: 752-4 Kou Higashi-cho, Onomichi City, Hiroshima Prefecture Name:
Tsutomu Takahashi 4, agent
Claims (1)
タ電源と、該電源により充電される第１のコンデンサと
、レーザに放電電力を供給する第２のコンデンサと、上
記電源の休止時にその第１のコンデンサの電荷を第２の
コンデンサへ高速充電させる高速スイッチと、該高速ス
イッチを作動させる高速スイッチドライブ回路と、上記
電源をキャリヤ制御により周期的に休止させると共にそ
の休止時に上記高速スイッチドライブ回路を働かせる制
御回路とから成り、その制御回路と高速スイッチドライ
ブ回路との間に光制御手段を講じたことを特徴とするレ
ーザ装置。a carrier-controlled inverter power supply that can be periodically deactivated; a first capacitor that is charged by the power supply; a second capacitor that supplies discharge power to the laser; A high-speed switch that charges a second capacitor at high speed, a high-speed switch drive circuit that operates the high-speed switch, and a control circuit that periodically suspends the power supply by carrier control and operates the high-speed switch drive circuit during the suspension. What is claimed is: 1. A laser device comprising: a laser device comprising: a laser device; and an optical control means is provided between the control circuit and the high-speed switch drive circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5549486A JPS62211976A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5549486A JPS62211976A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Laser device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62211976A true JPS62211976A (en) | 1987-09-17 |
| JPH051987B2 JPH051987B2 (en) | 1993-01-11 |
Family
ID=13000188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5549486A Granted JPS62211976A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62211976A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1986
- 1986-03-12 JP JP5549486A patent/JPS62211976A/en active Granted
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