JPS62282476A - レ−ザ装置 - Google Patents

レ−ザ装置

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JPS62282476A
JPS62282476A JP12617886A JP12617886A JPS62282476A JP S62282476 A JPS62282476 A JP S62282476A JP 12617886 A JP12617886 A JP 12617886A JP 12617886 A JP12617886 A JP 12617886A JP S62282476 A JPS62282476 A JP S62282476A
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JP
Japan
Prior art keywords
main electrode
auxiliary
pulse voltage
capacitor
main
Prior art date
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Pending
Application number
JP12617886A
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English (en)
Inventor
Hajime Nakatani
元 中谷
Yoshifumi Minowa
美濃和 芳文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP12617886A priority Critical patent/JPS62282476A/ja
Publication of JPS62282476A publication Critical patent/JPS62282476A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

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】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ装置に関し、更に詳述すれば気体レー
ザのうち、放電励起により短パルスレーザ光を発生する
放電励起短パルスレーザ装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来のこの種のレーザ装置は例えば第3図に示す如き構
造のものが、JAPANESE JOURNAL OF
 APPLIEDPHYSIC3Vol 24. Na
1l、 1985に開示されている。
第3図において、昇圧用変圧器1の1次巻線1pの両端
には、コンデンサ2とサイリスタ3との直列回路を接続
しており、サイリスタ3のカソードは接地されている。
サイリスタ3のアノードには抵抗4の一端が接続されて
いる。昇圧用変圧器1の2次巻線1sの両端には、コン
デンサ5を接続している。このコンデンサ5には可飽和
リアクトル6とコンデンサ7との直列回路を並列接続し
ている。
コンデンサ7には可飽和リアクトル8とコンデンサ9と
の直列回路を並列接続している。そして前記コンデンサ
9の一端は可飽和リアクトル10を介して、レーザ筺体
11内に設けた第1の主電極12とこの主電極12と対
向配置されている補助電極13とに接続されており、ま
たコンデンサ9の他端は前記第1の主電極12と補助電
極13との間に配設され、第1の主電極12と補助電極
13との間で予備電離放電を発生させるメツシュ構造の
第2の主電極14に接続されている。更に第1及び第2
の主電極12と14との間には、放電用コンデンサ15
と並列接続されたりアクドル16の両端が接続されてい
る。
なお、前記コンデンサ2.5,7.9と昇圧用変圧器1
と、可飽和リアクトル6.8.10とによリパルス充電
回路が形成されている。17は第1の主電極12と第2
の主電極14との間で発生する主放電の放電励起部を示
している。
一般にレーザ発振を行わせるためには、レーザ媒質中に
おいて空間的に均一な主放電の放電励起部を発生させる
必要がある。しかし乍ら、TEA Co。
レーザ又はエキシマレーザ等のような、短パルスレーザ
光を発生するレーザ装置では、その動作時圧力が散気圧
であるため、均一な放電は収束してレーザ発振を行わせ
難い。そのため、主放電に先立ち、予め主放電領域に電
子を均一に散在させる予備電離放電を行わせている。
このようなレーザ発振において、レーザ出力を高めるた
めには、主放電の放電開始電圧を高くする必要があるが
、この放電開始電圧は第5図に示すように、パルス電圧
の立上り時間が短い程高くなる。それ故、パルス電圧の
立上り時間を短くすることによりレーザ出力を高めてい
る。
このようなレーザ発振の動作は、第3図及び第4図に基
づいて以下に説明する如くなる。昇圧用変圧器1の1次
巻線1pに図示争ない電源を接続することにより、抵抗
4を通してコンデンサ2が充電される。その後、サイリ
スタ3に点弧信号を与えることによりコンデンサ2あ放
電電流が昇圧用変圧器1の1次巻vAlpに流れて昇圧
用変圧器1により昇圧されてコンデンサ5のパルス電圧
■5が第4図(alに示す如くその立上り時間T、を要
して充電される。コンデンサ5のパルス電圧■、がピー
ク値に達した時点で可飽和リアクトル6が飽和し、コン
デンサ5に充電されていた電荷はコンデンサ7に移行し
てコンデンサ7を充電する。
このコンデンサ7が充電されるパルス電圧■。
は第4図(blに示す如くその立上り時間T7は、コン
デンサ5が充電される立上り時間T、の約1/2〜1/
10になっている。
可飽和リアクトル6.8.10によりコンデンサ?、9
.15が充電されるパルス電圧V、、V。
〔第4図(b)、 (C)参照)、’V’s(第4図(
d)参照〕の立上り時間TV 、T9 、Ttsは順次
短くなっている。例えばT、が8μsecに対してTI
Sは0.1 μsecとなっている。このT、の8μs
ecはサイリスタ12のスイッチング時間により定まる
。このようにして従来のレーザ装置は立上りが急峻なパ
ルス電圧を得るべくコンデンサと可飽和リアクトルとか
らなる回路を複数段設けている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述したレーザ装置では、立上りが急峻なパルス電圧を
得るために、複数個の可飽和リアクトルを用いているか
ら耐久性の点ですぐれているが、可飽和リアクトルが嵩
ぼって装置が極めて大型化し、また高価になる等の問題
がある。
本発明は前述した問題に鑑み、可飽和リアクトルを1個
用いるのみで装置の小型化を図り得て、安価に製作でき
るレーザ装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のレーザ装置は、立上りが緩やかなパルス電圧を
第1の主電極と第2の主電極との間に印加し、そのパル
ス電圧がピーク値に達する前において、補助電極と第2
の主電極との間に補助パルス発生回路からの補助パルス
電圧を印加して予備電離放電を発生させて主放電を誘発
するように構成するものである。
〔作用〕
第1の主電極と第2の主電極との間に、可飽和リアクト
ルで制御された立上り時間が緩やかなパルス電圧が印i
される。このパルス電圧がピーク値に達する前において
、補助電極と第2の主電極との間に補助パルス発生回路
から補助パルス電圧が印加される。この補助パルス電圧
が印加されたことにより、第2の主電極と補助電極との
間に電子を均一に散在させることになり、予備電離放電
が行われて主放電を誘発し主放電に至らしめる。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。
第1図は本発明に係るレーザ装置の電気回路図である。
図において、昇圧用変圧器1の1次巻線1pには、コン
デンサ2とサイリスタ3との直列回路を接続しており、
サイリスタ3のカソードは接地され、アノードには抵抗
4の一端が接続されている。
昇圧用変圧器1の2次巻線1sの両端にはコンデンサ5
が接続されている。コンデンサ5の両4には可飽和リア
クトル6と、リアクトル16と放電用コンデンサ15と
が並列接続された回路との直列回路が接続されている。
また放電用コンデンサ15の両端は第1の主電極12と
第2の主電極14に夫々接続されている。第2の主電極
14と補助電極13は補助パルス発生回路18の出力端
子に夫々接続されている。この補助パルス発生回路18
は第1の主電極12と、第2の主電極14との間に印加
されたパルス電圧がピーク値になる前に補助パルス電圧
が発するように構成されている。
このように構成したレーザ装置は、昇圧用変圧器1の1
次巻’a1pに、抵抗4の他端と接地された端部との間
に交流電源(図示せず)を接続することにより、コンデ
ンサ2が抵抗4を通して充電される。その後、サイリス
タ3を点弧させると、その放電電流が1次巻!19を流
れて、昇圧用変圧器1により昇圧されてコンデンサ5が
第2図(alに示す如く緩やかな立上りのパルス電圧V
5となって充電される。コンデンサ5のパルス電圧■、
がピーク値に達すると可飽和リアクトル6が飽和する。
そのためコンデンサ5のパルス電圧■、は、第1の主電
極12と第2の主電極14との間に加わって両主電極1
2.14間のパルス電圧VI5は第2図(b)に示すよ
うに、コンデンサ5のパルス電圧■、の立上りより急峻
な立上りで上昇する。この両主電極12゜14間のパル
ス電圧V+Sがピーク値に達する前に補助パルス発生回
路18から立上りが急峻な補助パルス電圧が発せられて
、第2の主電極14と補助電極13との間に、第2図(
C)に示すパルス電圧Vl11が印加される。そのため
、主放電領域に電子が均一に散在して予備電離放電が行
われて、この予備電離放電が基になって第1の主電極1
2と第2の主電極14との間に主放電17が誘発されて
、主放電が行われる。
即ち、主放電17の放電開始電圧は第1と第2の主電極
12と14との間に印加されるパルス電圧VISの立上
り時間に依存せずに確実に主放電5を行わせることかで
き、高出力のレーザ光が得られる。
この予備電離放電を行わせる補助パルス発生回路18の
出力は、主放電17を行わせるパルス電圧を発生させる
パルス充電回路の出力の1/10程度でよいので、補助
パルス発生回路18の大きさは全体から見れば掻く僅か
な大きさであって、可飽和リアクトルを複数個使用した
場合に比べて装置が大幅に小型化する。
なお、主放電を行わせるべくパルス電圧を発生させるパ
ルス充電回路のスイッチにサイリスタ3と可飽和リアク
トル6とを用いているが、双方をサイリスタとしてもよ
い。またサイリスタの代わりに例えば静電誘導トランジ
スタ、静電誘導サイリスタ、トランジスタ等を用いるこ
とができる。
更に昇圧用変圧器1は、交流電源が高電圧を供給するも
のであれば使用しなくてもよい。
また、本実施例において、第2の主電極14と補助電極
13との間に誘電体を介在させることにより、予備電離
放電をより均一に発生させることができる。更に、第2
の主電極14はメツシュ構造であり、補助電極13は主
放電17に対して第2の主電極14の背面に位置するも
のを示したが、第2の主電極14はメツシュ構造に限定
されるものではなく、また補助電極13は第1と第2の
主電極12と14との間、もしくはその側方であっても
よい。更にまた、レーザ筺体11は鉛の如き宇宙線が透
過しない材質のもので構成するか、それをレーザ筺体1
1の内、外壁面に貼付けた構造とするのが望ましく、レ
ーザ出力の安定を図ることができる。
このように宇宙線を遮蔽することは、緩やかなパルス電
圧の立上り過程において宇宙線が侵入してくる機会が多
く、宇宙線が通過した部分には電子、イオン等が生成さ
れて、主放電が宇宙線の通過域に集中するのでレーザ発
振の妨げを防止することになる。
〔効果〕
以上詳述した如く、本発明は補助パルス発生回路を設け
てこの補助パルス発生回路により、第2の主電極と補助
電極との間に補助パルス電圧を印加して、予備電離放電
を行わせて主放電を誘発することができる。したがって
、従来のように主放電を行わせるための立上りが急峻な
パルス電圧を作り出す多数の可飽和リアクトルを必要と
しない、そのためレーザ装置を小型化し得るとともに安
価に製造することができる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るレーザ装置の電気回路図、第2−
は主放電及び予備電離放電を行わせるパル長電圧の波形
図、第3図は従来のレーザ装置の電気向□路図、第4図
は主放電を行わせるパルス電圧の波形図、第5図はパル
ス電圧の立上り時間と放電開始電圧との関係を示すグラ
フである。 2・・・コンデンサ 3・・・スイッチ(サイリスタ)
5・・・コンデンサ 6・・・スイッチ(可飽和リアク
トル)11・・・レーザ筺体 12・・・第1の主電極
13・・・補助電極 14・・・第2の主電極 15・
・・放電用コンデンサ 18・・・補助パルス発生回路
なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。□ 代理人   大  岩  増  雄 3.6:ズイ2..千 5: コンデンす 11:  レープ筐体 12;第1の主電極 13:補籾電7) 14・第2の主電極 15°゛方父電用コンテ゛)す +8:fl助ノv1し又?貸ト主〔〕昆4−第  1 
図 第 4 デ 第 5 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、レーザ筐体内に対設された第1の主電極及び第2の
    主電極並びに該第2の主電極に近接配置された補助電極
    と、前記第1及び第2の主電極間に接続された放電用コ
    ンデンサと、該放電用コンデンサに間歇的に電圧を印加
    するパルス充電回路とを備えているレーザ装置において
    、 前記パルス充電回路はスイッチとコンデン サとを含み、前記第1の主電極と前記第2の主電極との
    間には、該第1の主電極と第2の主電極との間に前記放
    電用コンデンサから印加されたパルス電圧がピーク値に
    達する前に前記第2の主電極と補助電極との間に補助パ
    ルス電圧を印加する補助パルス発生回路を接続していて
    、この補助パルス電圧により主放電を誘発する予備電離
    放電を行わせるように構成されていることを特徴とする
    レーザ装置。 2、スイッチはサイリスタ、トランジスタ、静電誘導サ
    イリスタ、静電誘導トランジスタ若しくは可飽和リアク
    トルのいずれか、又はそれらの組合せである特許請求の
    範囲第1項記載のレーザ装置。 3、パルス充電回路はスイッチとコンデンサと変圧器と
    を含む特許請求の範囲第1項又は第2項記載のレーザ装
    置。 4、レーザ筺体は宇宙線を遮蔽するシールド材からなる
    特許請求の範囲第1、2又は第3項に記載のレーザ装置
    。 5、レーザ筺体は宇宙線を遮蔽するシールド材を筺体壁
    面に貼付けている特許請求の範囲第1、2又は第3項記
    載のレーザ装置。 6、レーザ筺体内に対設された第1の主電極及び第2の
    主電極並びに該第2の主電極に近接配置された補助電極
    と、前記第1及び第2の主電極間に接続された放電用コ
    ンデンサと、該放電用コンデンサに間歇的に電圧を印加
    するパルス充電回路と、前記第2の主電極と補助電極と
    の間に、前記第1の主電極と第2の主電極との間に印加
    されたパルス電圧がピーク値に達する前に補助パルス電
    圧を印加する補助パルス発生回路とを備えているレーザ
    装置において、 前記第2の主電極と、前記補助電極との間 に誘電体を配設していることを特徴とするレーザ装置。
JP12617886A 1986-05-30 1986-05-30 レ−ザ装置 Pending JPS62282476A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63197390A (ja) * 1987-02-12 1988-08-16 Mitsui Petrochem Ind Ltd パルスレ−ザ励起電源装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788788A (en) * 1980-11-22 1982-06-02 Hamamatsu Tv Kk Electric power source circuit for discharge of laser tube
JPS59500591A (ja) * 1982-04-19 1984-04-05 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 予備イオン化の調整が行なわれるレ−ザ−装置、特にte型高出力レ−ザ−装置の励起回路
JPS5996788A (ja) * 1982-11-02 1984-06-04 シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト 高電圧パルス放電励起装置

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