NL8901779A - Werkwijze en elektrische schakeling voor het exciteren van een gasontladingslaser. - Google Patents

Description

Aanvraagster noemt als uitvinders: A.L. Keet en J.W. Gerritsen

Werkwijze en elektrische schakeling voor het exciteren van een gasontla-dingslaser.

De uitvinding heeft betrekking op een Werkwijze voor het exciterenvan een gasontladingslaser voorzien van eerste en tweede aansluitelek-troden, onder toepassing van hiermee gekoppelde capacitieve eerste entweede elektrische energie-opslagketens waartussen resonante ladings-overdracht ‘ mogelijk is, waarbij de eerste energie-opslagketen van eenelektrische lading wordt voorzien resulterend in een spanning met eenten opzichte van de aansluitelektroden van de laser bepaalde polariteit,voor het vanaf deze eerste energie-opslagketen resonant overdragen vanelektrische lading naar de tweede energie-opslagketen voor het ontstekenvan de laser en voor het vanaf de eerste energie-opslagketen toevoerenvan voldoende elektrische energie voor het gedurende bepaalde tijd inontstoken toestand houden van de laser.

Een werkwijze van deze soort is beschreven in het artikel "PulsedCO2 Laser Pumped by an All Solid-State Magnetic Exciter", door T. Shima-da et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 24, No. 11, Novem¬ber 19δ5, P· L855“L857· Zoals getoond in fig. 1 van dit artikel omvat deeerste energie-opslagketen daarbij een serie-pulscompressieschakelingvoorzien van een transformatortrap, en bestaat de tweede energie-opslag¬keten uit een zogeheten piek-condensator (Cp) met parallel geschakeldelekspoel.

Voor het gedefinieerd op gang brengen van een gasontladingslaseris een ontsteekspanning in het kV-gebied vereist, welke afhankelijk vanhet type en de opbouw van de laser 2 a 4 tot 6 maal de waarde van debrandspanning kan bedragen, dat wil zeggen de spanning voor het in standhouden van de gasontlading van de betreffende laser. Kooldioxidelasers(C02*lasers) vereisen een ontsteekspanning welke ongeveer het dubbelevan de brandspanning bedraagt, terwijl voor het uniform ontsteken vanzogeheten excimer-lasers (bijvoorbeeld XeCl-lasers) in het algemeen eenontsteekspanning met een waarde van minimaal ongeveer de viervoudigebrandspanning is vereist.

De in de aanhef genoemde werkwijze is in het bijzonder geschiktvoor het exciteren van C02-lasers. Door het resonant overdragen vanelektrische lading vanaf de eerste energie-opslagketen, bijvoorbeeld éénof meer tot de brandspanning van de laser opgeladen parallel geschakeldecondensatoren, naar de tweede nog ongeladen energie-opslagketen, bij¬ voorbeeld één of meer parallel geschakelde condensatoren met een totalecapaciteitswaarde welke een orde van grootte of meer kleiner is dan dievan de eerste energie-opslagketen, kan over deze tweede energie-opslag-keten de voor het ontsteken van de laser benodigde spanningsverdubbelingten opzichte van de eerste energie-opslagketen worden bewerkstelligd.

Onder het resonant overdragen van elektrische lading wordt hetsprongsgewijs inductief koppelen van de eerste energie-opslagketen metde tweede energie-opslagketen verstaan. Hierbij wordt in wezen gebruikgemaakt van het bekende doorschotverschijnsel, namelijk dat de sprong-responsie bij tweede-ordesystemen, zoals een LC-serieketen, bij geschik¬te dimensionering tot een doorschot van nagenoeg 100% van de feitelijkesprongamplitude kan leiden. Zie bijvoorbeeld het boek "Electric Cir¬cuits", Schaum Outline Series, uitgegeven door McGraw Hill 1972.

Voor het gedefinieerd exciteren van bijvoorbeeld een excimer-gasontladingslaser is, zoals reeds genoemd, een ontsteekspanning vanminimaal ongeveer de viervoudige brandspanning vereist. Gasontladings-lasers van dit type kunnen in het algemeen gedurende korte tijd (ca. <10\is) zonder gevaar voor ongedefinieerde ontlading van het gasmengsel aaneen spanning ter grootte van de dubbele brandspanning worden onderwor¬pen. Van deze eigenschap kan gebruik worden gemaakt bij het door reso-nante ladingsoverdracht bewerkstelligen van de vereiste hoge ontsteek¬spanning, door bijvoorbeeld de eerste energie-opslagketen als een, alstransmissielijn opgebouwd excitatienetwerk uit te voeren, met ingangs¬einden voor het aansluiten van een voedingsbron en uitgangseinden waaropde laser wordt aangesloten.

Het transmissielijn-netwerk wordt daarbij dan dusdanig gestuurd,dat aan zijn uitgangseinden een spanning ter grootte van de dubbelebrandspanning optreedt. Door vanaf dat moment resonant lading van deeerste naar de twee energie-opslagketen over te dragen ontstaat over delaser een spanning in de ordegrootte van de viervoudige brandspanning.De laser ontsteekt, waarna bij aangepaste impedanties van de laser enhet transmissielijn-netwerk over de laser een spanning ter grootte vande brandspanning resulteert.

In het bijzonder voor het exciteren van gasontladingslasers meteen ontsteekspanning welke meer dan het dubbele van de brandspanningbedraagt en die in het algemeen niet zonder gevaar voor ongedefinieerdeontlading aan een spanning groter dan de brandspanning mogen wordenonderworpen, maakt men in de praktijk ook gebruik van twee afzonder¬lijke, niet resonant met elkaar samenwerkende capacitieve excitatieke-tens. Een eerste excitatieketen, welke een spanning voert gelijk aan de brandspanning voor het gedurende enige tijd in stand houden van degasontlading, en een tweede excitatieketen voor het verschaffen van debenodigde hoge ontsteekspanning voor de betreffende laser.

Het toepassen van twee afzonderlijke capacitieve excitatieketensheeft een energetisch technische achtergrond. In principe zou namelijkkunnen worden volstaan met één enkele excitatieketen, bijvoorbeeld eencondensator. Veronderstel dat voor het gedurende een zekere tijdsduurin stand houden van de gasontlading een hoeveelheid energie ter groottevan i CU^ nodig is, waarin = de brandspanning van de laser en C devoor het opslaan van de vereiste hoeveelheid brandenergie benodigdecapaciteitswaarde. Voor het ontsteken van de laser dient de keten echtertot de ontsteekspanning te worden geladen. Bij een ontsteekspanning tergrootte van de viervoudige brandspanning vereist dit een hoeveelheidenergie van 8 CU^. Slechts een fractie hiervan is nodig voor het ont¬steken van de laser. Na het ontsteken van de laser daalt de spanninghierover snel tot de waarde van de brandspanning, hetgeen betekent dater in relatief korte tijd een relatief grote hoeveelheid energie moetworden gedissipeerd. Dat dit ongewenst is behoeft geen nadere uitleg.

Het toepassen van twee afzonderlijke excitatieketens biedt demogelijkheid om de ene keten tot de hoge ontsteekspanning op te ladenmet de voor het ontsteken van de laser benodigde relatief geringe hoe¬veelheid energie vergeleken met de voor het op gang houden van de gas¬ontlading benodigde hoeveelheid energie in de andere keten echter op delagere brandspanning. Op deze wijze hoeft in de beide excitatieketensin totaal slechts de voor het bedrijven van de laser benodigde hoeveel¬heid energie te worden opgeslagen. Afgezien van de onoverkomelijkeverliezen.

In het artikel "Efficiënt discharge pumping of an XeCl laser usinga high-voltage prepulse", door W.H. Long, Jr. et al., Appl. Phys. Lett.43 (8), 15 oktober 1983. P· 735_737 alsmede in het artikel "High effi¬ciency XeCl laser with spiker and magnetic isolation", door C.H.Fisher, et al., Appl. Phys. Lett. 48 (23), 9 juni 1986, p. 1574-1576worden elektrische schakelingen besproken waarbij de beide excitatie¬ketens parallel met de laser kunnen worden gekoppeld. Ten behoeve vanhun onderlinge elektrische scheiding is althans in de tweede excitatie¬keten, voor het ontsteken van de laser, een vonkbrugschakelaar of eeninductief element opgenomen. In het Amerikaanse octrooischrift 4.679*203is een stelsel en werkwijze voor het langs magnetische weg induceren vande ontsteekspanning voor een gasontladingslaser geopenbaard. De beideexcitatieketens zijn daartoe via een verzadigbare transformator onder¬ ling gekoppeld, waarbij door superpositie de vereiste hoge ontsteekspan-ning wordt verkregen.

In vergelijking met het in de aanhef genoemde principe waarbijalthans de tweede energie-opslagketen direct met de aansluitelektrodenvan de laser kan worden verbonden, is aan de toepassing van het principevan twee afzonderlijk met de laser te koppelen excitatieketens in hetalgemeen het nadeel verbonden dat voor de elektrische scheiding van debeide ketens schakelmiddelen, zoals een vonkbrug of een magnetischekoppeling, nodig zijn welke de voor het ontsteken van de laser benodigdehoeveelheid energie gedurende voldoende korte tijd moeten kunnen schake¬len. Om de voor het gedefinieerd ontsteken van een laser benodigde puls-stijgtijd te kunnen bereiken is het noodzakelijk dat de tweede excita-tieketen voor het ontsteken van de laser op inductiviteitsarme wijzehiermee kan worden gekoppeld. Met bijvoorbeeld vonkbrugschakelaars ofmagnetische schakelaars is dit geen eenvoudig op te lossen opgave.Vonkbrugschakelaars zijn voorts minder geschikt naarmate de herhalings-frequentie waarop de laser wordt bedreven hoger ligt.

De in het artikel van Fisher et al. geopenbaarde excitatie-werk-wijze c.q. -schakeling heeft verder het nadeel van een ongewenste tijd-vertraging tussen het ontsteken van de laser en het effectief op gangkomen van de energiestroom vanaf de eerste excitatieketen naar de ont¬stoken laser. De oorzaak hiervoor ligt in de in de eerste excitatieke¬ten opgenomen spoel voor het van de tweede excitatieketen scheidendaarvan.

Wanneer de beide excitatieketens een ten opzichte van de aansluit¬elektroden van de laser gelijke polariteit voeren, werkt deze spoel alseen magnetische diode en verkeert bij een niet-ontstoken laser in niet-verzadigde "sperrende" toestand. Pas na het ontsteken wordt de spanningover de laser voldoende laag zodat de magnetische diode in "geleiding"komt, d.w.z. de spoel in verzadiging geraakt. Het duurt enige tijdvooraleer de spoel in verzadigde toestand is en de energiestroom uit deeerste excitatieketen de laser effectief voedt.

Omkering van de spanning over bijvoorbeeld de tweede excitatieke¬ten heeft tot gevolg dat de spoel als magnetische schakelaar werkt, duszonder tijdvertraging. Nadeel is echter dat het moment van in verzadi¬ging gaan van de spoel dient samen te vallen met het ontsteken van delaser, hetgeen praktisch moeilijk realiseerbaar is. Een verder nadeel isde spanningsomkering over de aansluitelektroden van de laser (negatiefbij ontsteken, positief bij branden). Dit kan een nadelige invloedhebben op de stabiliteit van de gasontlading.

Het in het genoemde Amerikaanse octrooischrift geopenbaarde exci-tatie-principe lijdt eveneens aan het nadeel van een ongewenste tijdver-traging tussen het ontsteken van de laser en het effectief op gang komenvan de energie-stroom vanuit de eerste excitatieketen. Bij ten opzichtevan de aansluitelektroden van de laser gelijk gepolariseerde excitatie-ketens vloeit er door de transformator, voor het door superpositieverkrijgen van de benodigde hoge ontsteekspanning, een magnetisatie-stroom welke tegengesteld gericht is aan de uiteindelijke brandstroomnaar de laser. Voor het ommagnetiseren van de transformator is tijdnodig.

Bij tegengesteld geladen excitatieketens geldt dat een dergelijkevertraging kan worden vermeden wanneer het moment van het in verzadiginggeraken van de transformator samenvalt met het ontsteken van de laser,hetgeen praktisch moeilijk realiseerbaar is. Ook hierbij treedt span-ningsomkering over de aansluitelektroden van de laser op, met allemogelijke nadelen van dien.

De uitvinding heeft nu ten doel om de, in de aanhef genoemde,werkwijze voor het door resonante ladingsuitwisseling exciteren van eengasontladingslaser in het bijzonder geschikt te maken voor lasers meteen ontsteekspanning hoger dan de dubbele brandspanning. Volgens deuitvinding wordt dit bereikt met de stappen van: het van een elektrische lading voorzien van de tweede energie-opslagketen resulterend in een spanning met een ten opzichte van deaansluitelektroden van de laser tegengestelde polariteit in vergelijkingmet de spanning van de eerste energie-opslagketen, en het vervolgens teweegbrengen van een resonante ladingsuitwisselingtussen de eerste en de tweede energie-opslagketens, zodanig dat detweede energie-opslagketen een voor het ontsteken van de laser voldoendehoge spanning bereikt,' met dezelfde polariteit in vergelijking met despanning van de eerste energie-opslagketen.

Door het volgens de uitvinding van een elektrische lading voorzienvan de tweede energie-opslagketen wordt bereikt dat de effectieve ampli¬tude van de spanningssprong bij het resonant uitwisselen van ladingtussen de beide energie-opslagketens gelijk is aan de som van de abso¬lute waarde van de spanning van de eerste en de tweede energie-opslag¬keten. Bij een doorschot van 100# ontstaat over de tweede energie-op¬slagketen, voor het ontsteken van de laser, theoretisch een spanning metde dubbele waarde van de somspanning minus de waarde van de spanning vande tweede energie-opslagketen voorafgaand aan de ladingsuitwisseling.

Bijvoorbeeld, wanneer beide energie-opslagketens spanningen ter grootte van de brandspanning Uj-, voeren, ontstaat door resonante ladings-uitwisseling over de tweede energie-opslagketen een spanning ter groottevan 3 Ub. Wanneer de eerste energie-opslagketen tot een spanning tergrootte van is geladen en de twee energie-opslagketen tot 2 U^,ontstaat een ontsteekspanning met de waarde k Ub enz..

Met de werkwijze volgens de uitvinding kan nu op relatief eenvou¬dige wijze, namelijk door het van een geschikte "voorspanning" voorzienvan de tweede energie-opslagketen, de voor het gedefinieerd ontstekenvan nagenoeg alle typen gasontladingslasers vereiste spanningsamplitudemiddels resonante ladingsuitwisseling worden verkregen.

In de werkwijze volgens de uitvinding heeft de ontsteekspanningover de laser steeds dezelfde polariteit als de spanning van de eersteenergie-opslagketen voor het gedurende enige tijd in stand houden van degasontlading. Na het ontsteken van de laser treedt geen spanningsomke-ring over de aansluitelektroden hiervan op, hetgeen de stabiliteit vande gasontlading ten goede komt.

In vergelijking tot bijvoorbeeld de bekende werkwijze voor hetexciteren van gasontladingslasers onder toepassing van twee elektrischgescheiden excitatieketens, heeft de werkwijze volgens de uitvindingenergetisch nog gunstigere eigenschappen. Hoewel de keten voor hetontsteken van de laser bij de bekende werkwijze en de tweede energie-opslagketen volgens de uitvinding gelijke capaciteitswaarden hebben,omdat beide uiteindelijk de voor het ontsteken van de laser benodigdehoeveelheid energie moeten leveren, bezitten ze vóór het ontsteken vande laser een ongelijke ladingstoestand, omdat bij de bekende werkwijzede betreffende keten tot de ontsteekspanning moet worden opgeladenterwijl dit bij de uitvinding slechts tot de lagere voorspanning hoeftte geschieden.

De eerste en tweede energie-opslagketens kunnen overeenkomstig deuitvinding elk afzonderlijk van een elektrische lading met de gewenstepolariteit worden voorzien. Dit vereist echter twee afzonderlijke aan¬sluitingen op een hoogspanningsbron c.q. twee afzonderlijke hoogspan-ningsbronnen.

Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvindingheeft het kenmerk, dat de stap van het van een elektrische lading voor¬zien van de tweede energie-opslagketen omvat: - het van een elektrische lading voorzien van de tweede energie-opslagketen resulterend in een spanning met een ten opzichte van deaansluitelektroden van de laser gelijke polariteit in vergelijking metde spanning van de eerste energie-opslagketen, en - het omladen van de tweede energie-opslagketen voor het bewerk¬stelligen van een ladingstoestand resulterend in een spanning met eenten opzichte van de aansluitelektroden van de laser tegengestelde pola¬riteit in vergelijking met de spanning van de eerste energie-opslag¬keten.

Met deze uitvoeringsvorm is het mogelijk om bijvoorbeeld de tweedeenergie-opslagketen vanaf de aansluiting voor een hoogspanningsbron vande eerste energie-opslagketen van elektrische lading te voorzien, waarnadeze tweede energie-opslagketen door het omladen hiervan op de, voor deresonante ladingsuitwisseling met de eerste energie-opslagketen, gewenstepolariteit kan worden gebracht. Er kan dus met een enkele aansluiting opeen hoogspanningsbron worden volstaan.

Volgens een weer verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan ditdaardoor worden bereikt, dat de tweede energie-opslagketen resonant inzichzelf wordt omgeladen. Een nog weer verdere uitvoeringsvorm heeft hetkenmerk, dat de tweede energie-opslagketen onder toepassing van een, vaneen elektrische lading voorziene, capacitieve derde energie-opslagketenwordt omgeladen.

Toepassing van een derde energie-opslagketen heeft het voordeeldat de uiteindelijke ladingstoestand van de tweede energie-opslagketennauwkeurig kan worden vastgelegd. Door de tweede energie-opslagketenresonant om te laden kan deze op een, voorafgaand aan de ladingsuitwis¬seling met de eerste energie-opslagketen, gewenste spanning wordengebracht welke hoger kan zijn dan de spanning van de eerste energie-opslagketen. Toepassing van een derde energie-opslagketen heeft tevenshet voordeel dat op de tweede energie-opslagketen geen verdere middelenvoor het omladen hiervan hoeven te worden aangesloten welke middelen inhet algemeen een ongewenste strooiïnductiviteit veroorzaken. Deze derdeenergie-opslagketen kan namelijk ten behoeve van het omladen van detweede energie-opslagketen in het stroompad van de eerste energie-op¬slagketen worden opgenomen.

Een andere interessante toepassing van de derde energie-opslagke¬ten is in het bijzonder van belang bij het exciteren van CC^-lasers.Door eerst alleen de derde energie-opslagketen te laden en deze vervol¬gens geschikt geheel of gedeeltelijk te ontladen gelijktijdig met hetladen van de eerste energie-opslagketen, kan worden bewerkstelligd datgedurende het laden van de eerste energie-opslagketen over de tweedeenergie-opslagketen, dus ook over de aansluitelektroden van de laser, despanning nagenoeg gelijk aan nul volt blijft. Dit is belangrijk om hetongedefinieerd ontladen van dit type laser te voorkomen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een elektrische excitatiescha-keling, geschikt voor het uitvoeren van de in het voorgaande beschrevenwerkwijze volgens de uitvinding, omvattende eerste en tweede belastings-aansluitpunten voor het aansluiten van een elektrische belasting, al¬thans één capacitieve eerste energie-opslagketen met middelen voor hetaan deze althans ene eerste energie-opslagketen toevoeren van elektri¬sche lading resulterend in een spanning met een ten opzichte van debelastingsaansluitpunten bepaalde polariteit, welke eerste energie-opslagketen via een eerste inductieve schakelketen met de belastingsaan¬sluitpunten is verbonden, en althans één met de belastingsaansluitpuntenverbonden capacitieve tweede energie-opslagketen, gekenmerkt door ver¬dere middelen voor het aan de althans ene tweede energie-opslagketentoevoeren van elektrische lading resulterend in een spanning met een tenopzichte van de belastingsaansluitpunten tegengestelde polariteit invergelijking met de spanning van de althans ene eerste energie-opslag¬keten.

Een verdere uitvoeringsvorm van deze elektrische excitatieschake-ling heeft het kenmerk, dat de verdere middelen een met de althans enetweede energie-opslagketen gekoppelde inductieve verdere schakelketenomvatten, voor het aan deze althans ene tweede energie-opslagketenresonant toevoeren van elektrische lading. Met een op deze wijze uitge- 'voerde excitatieschakeling kan met behulp van een bron met een bronspan-ning gelijk aan de brandspanning van de laser de althans ene tweedeenergie-opslagketen tot de dubbele waarde van de brandspanning wordengeladen. Het is dus niet noodzakelijk om over één bron of meerderebronnen met verschillende spanningen te beschikken voor het respectieve¬lijk tot de brandspanning en de dubbele waarde van de brandspanningladen van de althans ene eerste en tweede energie-opslagketens.

Een weer verdere' uitvoeringsvorm van de excitatieschakeling vol¬gens de uitvinding, voor het met behulp van één bronaansluiting van degewenste elektrische lading voorzien van de althans ene eerste en tweedeenergie-opslagketens heeft het kenmerk, dat de ene schakelketen isingericht voor het vanaf de althans ene eerste energie-opslagketen aande althans ene tweede energie-opslagketen toevoeren van elektrischelading, resulterend in een spanning met een ten opzichte van de belas¬tingsaansluitpunten gelijke polariteit in vergelijking met de spanningvan de althans ene energie-opslagketen, waarbij de verdere middelenzijn ingericht voor het omladen van de althans ene tweede energie-op¬slagketen. De ene schakelketen kan bijvoorbeeld als een magnetischverzadigbare spoel zijn uitgevoerd.

Een uitvoeringsvorm van de excitatieschakeling voor het in zich¬zelf omladen van de althans ene tweede energie-opslagketen heeft hetkenmerk, dat de verdere middelen een met de althans ene tweede energie-opslagketen gekoppelde inductieve verdere schakelketen omvatten, doorhet schakelen waarvan de althans ene tweede energie-opslagketen resonantkan worden omgeladen.

Een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de excitatieschakelingvolgens de uitvinding voor het omladen van de althans ene tweede ener¬gie-opslagketen heeft het kenmerk, dat de verdere middelen althans ééncapacitieve derde energie-opslagketen omvatten, met weer verdere midde¬len voor het aan deze althans ene derde energie-opslagketen toevoerenvan elektrische lading, en een hiermee gekoppelde weer verdere schakel¬keten, door het schakelen waarvan lading kan worden uitgewisseld met dealthans ene tweede energie-opslagketen voor het omladen hiervan. Detoepassing van een dergelijke althans ene derde energie-opslagketenheeft ondermeer als voordeel dat hiermee de althans ene tweede energie-opslagketen voorafgaand aan de ladingsuitwisseling met de eerste ener¬gie-opslagketen in een gewenste ladingstoestand kan worden gebracht.

Volgens verdere uitvoeringsvormen van de excitatieschakeling kandeze althans ene derde energie-opslagketen zowel in serie als parallelmet de althans ene tweede energie-opslagketen zijn geschakeld voor hetbewerkstelligen van de gewenste omlading.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de excitatieschakeling volgens deuitvinding waarbij de althans ene tweede energie-opslagketen zonderverdere schakelmiddelen en dergelijke inductiviteitsarm met de belas-tingsaansluitpunten van de schakeling kan worden verbonden, heeft hetkenmerk, dat de althans ene derde energie-opslagketen in serie met zijnweer verdere schakelketen parallel met de ene inductieve schakelketen isgeschakeld. Mede als gevolg van deze inductiviteitsarme koppeling van dealthans ene tweede energie-opslagketen met de belastingsaansluitpuntenvan de excitatieschakeling, kan nagenoeg de bij gegeven ladingen van debetreffende energie-opslagketens maximaal haalbare ontsteekspanningworden bereikt.

Een galvanische scheiding tussen de althans ene eerste en tweedeenergie-opslagketens en de derde energie-opslagketen is in een verdereuitvoeringsvorm van de excitatieschakeling volgens de uitvinding daar¬door gerealiseerd, dat de ene inductieve schakelketen uit althans éénmagnetisch verzadigbare transformator is opgebouwd, op de primairewikkeling waarvan de althans ene derde energie-opslagketen in serie metzijn weer verdere schakelketen is aangesloten, en waarvan de secundaire wikkeling in serie met de althans ene eerste energie-opslagketen isgeschakeld.

De weer verdere schakelketen kan als inductieve schakelketen,bijvoorbeeld door het in serie met de schakelmiddelen opnemen van eenspoel, worden uitgevoerd voor het resonant uitwisselen van lading tussende althans ene derde en althans ene tweede energie-opslagketen.

Doordat de verdere en weer verdere inductieve schakelketens maxi¬maal spanningen gelijk aan de dubbele waarde van de brandspanning van delaser hoeven te schakelen, kunnen deze inductieve schakelketens afhanke¬lijk van de waarde van de brandspanning met voordeel uit een seriescha-keling van een halfgeleiderschakelelement en een inductief elementworden opgebouwd.

Zoals reeds besproken kunnen de althans ene eerste, tweede enderde energie-opslagketens uit een of meer elementen met capacitievewerking zijn opgebouwd, waarbij onder andere de althans ene eersteenergie-opslagketen ook als een (deel van een) pulsvormend netwerk,bijvoorbeeld een transmissielijn, kan zijn uitgevoerd. Voor het ladenvan de energie-opslagketens kan met voordeel van een stroombronschake-ling gebruik worden gemaakt.

De uitvinding wordt in het navolgende aan de hand van op de teke¬ning weergegeven principeschema's nader verklaard, waarbij dezelfde ofqua functie soortgelijke onderdelen met dezelfde verwijzingstekens zijnaangeduid.

Fig. 1 toont het principeschema van de elektrische excitatie-schakeling, geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens deuitvinding.

Fig. 2-5 tonen uitvoeringsvormen van de elektrische excitatie-schakeling volgens de uitvinding, gebaseerd op het principeschema vol¬gens fig. 1, en

Fig. 6a, b tonen grafisch het amplitudeverloop in de tijd vanrespectievelijk de, in de schakeling volgens fig. 5 aangegeven,spanningen stroom.

Figuur 1 toont het principeschema van de elektrische excitatie-schakeling volgens de uitvinding. Op de eerste en tweede belastingsaan-sluitpunten 1, 2 is een gasontladingslaser X, bijvoorbeeld een (X^-laserof excimer-laser, met zijn respectieve aansluitelektroden aangesloten.Parallel met de eerste en tweede belastingsaansluitpunten ij 2 is eenserieketen geschakeld, bestaande uit schakelmiddelen voor hoge span¬ning, een inductiviteit en een eerste energie-opslagketen Cj_. Hoewelde schakelmiddelen als een mechanische schakelaar zijn weergegeven, kunnen deze op verschillende manieren zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld alsvonkbrug, als halfgeleiderschakelelement(en), als magnetische schakelaaretc.. De inductiviteit is opgebouwd uit de strooi-inductiviteit vande serieketen, zonodig aangevuld met een magnetisch element zoals eenspoel. Hoewel de eerste energie-opslagketen als een enkele condensa¬tor is weergegeven, kan deze in de praktijk uit meerdere parallel ge¬schakelde condensatoren bestaan of deel uitmaken van een pulsvormendnetwerk, bijvoorbeeld in de vorm van een transmissielijn. Zie bijvoor¬beeld figuur 5 van het artikel "Stripline Magnetic Modulators for Lasersand Accelerators", door W.C. Nunnally, Proceedings of the Int. PulsePower Conf., 1981, te Albequerque, blz. 210-213.

Met de eerste en tweede belastingsaansluitpunten 1, 2 van deschakeling is verder een tweede energie-opslagketen C2 parallel gescha¬keld, welke eveneens als een enkele condensator is weergegeven. Ook dezetweede energie-opslagketen C2 kan in de praktijk uit meerdere parallelgeschakelde condensatoren bestaan. De eerste en tweede C2 energie-opslagketens zijn respectievelijk van aansluitklemmen 3. 4 en 5* 6voorzien voor het hieraan toevoeren van elektrische lading. In de figuurzijn hiertoe met de respectieve aansluitklemmen verbonden stroombron-schakelingen en I2 weergegeven.

De eerste en tweede C2 energie-opslagketens en de inductiviteitL-l vormen een tweede-orde systeem. Bij geschikte dimensionering hiervan,in het algemeen wanneer de capaciteitswaarde van de tweede energie-opslagketen C2 ten minste een orde van grootte kleiner is dan de capaci¬teitswaarde van de eerste energie-opslagketen C^t zal de sprongresponsievan dit tweede-orde systeem een doorschot van nagenoeg 100# vertonen. Dewerking van de schakeling kan nu als volgt worden ingezien.

Veronderstel dat de eerste energie-opslagketen van een elektri¬sche lading is voorzien resulterend in een spanning ter grootte U^,zijnde de brandspanning van de laser X, met een polariteit ten opzichtevan de eerste en tweede belastingsaansluitpunten 1, 2, zoals met +-tekens in de figuur is aangegeven. De tweede energie-opslagketen C2 isovereenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding eveneens van eenelektrische lading voorzien resulterend in een spanning met de waardebijvoorbeeld 2¾. Met een tegengestelde polariteit ten opzichte van deeerste en tweede belastingsaansluitpunten 1, 2 in vergelijking met depolariteit van de spanning van de eerste energie-opslagketen , zoalsmet +-tekens in de figuur is getoond. Door het inschakelen d.w.z. ingeleidende toestand brengen van de schakelmiddelen wordt een sprong-vormige uitwisseling van elektrische lading tussen de beide energie- opslagketens mogelijk. De effectieve amplitude van de inschakelsprong isgelijk aan de som van de spanningen over de eerste en tweede C2energie-opslagketens, in het gegeven voorbeeld dus 3¾. Een doorschotvan 100?! resulteert in een spanningssprong ter grootte 6¾ over detweede energie-opslagketen C2, met een polariteit tegengesteld aan depolariteit van de oorspronkelijke elektrische lading hiervan. De span-ning over de eerste en tweede belastingsaansluitpunten 1, 2 is nu gelijkaan de dubbele waarde van de inschakelspanningssprong minus de oorspron¬kelijke spanning van de tweede energie-opslagketen C£, in het gegevenvoorbeeld dus 41¾.

Als gevolg van deze spanningsverhoging zal een op de eerste entweede belastingsaansluitpunten 1, 2 aangesloten laser X ontsteken,hetgeen een verlaging van zijn impedantie inhöudt, waarbij de tweedeenergie-opslagketen C2 zich in de laser X ontlaadt. Met behulp van deeerste energie-opslagketen , welke een spanning ter grootte van debrandspanning van de laser X voert, kan de gasontlading hierin noggedurende enige tijd in stand worden gehouden.

Na het doven van de gasontlading in de laser X, als gevolg waarvandeze weer een impedantie met een hoge waarde verkrijgt, kunnen de scha-kelmiddelen in niet-geleidende toestand worden gebracht, waarna derespectieve energie-opslagketens weer van geschikte elektrische ladingkunnen worden voorzien en het proces van het ontsteken van de laser Xkan worden herhaald.

Wanneer de eerste energie-opslagketen deel uitmaakt van een puls-vormend netwerk, bijvoorbeeld opgebouwd als een transmissielijn metingangsuiteinden waarop de stroombronschakeling I-j_ is aangesloten en metde belastingsaansluitpunten 1, 2 verbonden uitgangseinden, kan met eenspanning met de dubbele waarde worden gewerkt, dus 21¾. Immers doorervoor te zorgen dat de karakteristieke impedantie van de transmissie¬lijn zoveel mogelijk gelijk is aan de impedantie van de laser in ontsto¬ken toestand ontstaat een spanningsdeling, waarbij over de ontstokenlaser een spanning ter grootte van de brandspanning ontstaat. Dit bete¬kent echter dat de amplitude van de inschakelspanningssprong in ditgeval 41¾ kan bedragen, hetgeen bij een doorschot van 100# resulteert ineen ontsteekspanning over de eerste en tweede belastingsaansluitpunten1, 2 van de schakeling ter grootte van 61¾.

Met deze excitatieschakeling, bedreven overeenkomstig de werkwijzevolgens de uitvinding, is het bijgevolg mogelijk om een voldoende hogeontsteekspanning voor het uniform ontsteken van een gasontladingslaserop te wekken zonder de noodzaak voor verdere schakelmiddelen voor het met de laser X verbinden van een afzonderlijke keten voor het leverenvan de ontsteekspanning. Hierdoor schept de schakeling volgens de uit¬vinding de voorwaarden voor het in de praktijk vigerende streven naareen hogere herhalingsfrequentie voor het exciteren van lasers.

Een verder belangrijk voordeel ligt in het feit dat de tweedeenergie-opslagketen niet tot de ontsteekspanning van de laser, bijvoor¬beeld maar tot een voorspanning van slechts 2Uj, hoeft te wordengeladen. Naast een rendementsverbetering worden als gevolg van dezelagere voorspanning de schakelmiddelen in de excitatieschakeling vol¬gens de uitvinding minder zwaar belast dan de schakelmiddelen in deontsteekketen van twee gescheiden, zonder resonante ladingsuitwisselingwerkende excitatieketens. E.e.a. betekent dat in de schakeling volgensde uitvinding met relatief goedkopere schakelmiddelen en/of met eenlangere levensduur hiervan kan worden gewerkt in vergelijking tot exci-tatieschakelingen met een afzonderlijk werkende ontsteekketen.

Voor het met de gewenste tegengestelde polariteit laden van deeerste en tweede C2 energie-opslagketens dienen deze in de schakelingvolgens figuur 1 elk van aansluitklemmen 3. 4 respectievelijk 5. 6 tezijn voorzien. Voor het resonant laden van de eerste en tweede C2energie-opslagketens kunnen zonodig inductieve schakelketens op derespectieve aansluitklemmen worden aangesloten (niet getoond).

Figuur 2 toont een verdere uitvoeringsvorm van de excitatieschake¬ling volgens de uitvinding, waarbij slechts de eerste energie-opslag¬keten van aansluitklemmen 3» 4 is voorzien. De schakelmiddelen metde inductiviteit zijn vervangen door een magnetisch verzadigbaarinductief element L, bijvoorbeeld een spoel gewikkeld rond een kern vanverzadigbaar magnetisch materiaal. Met de tweede energie-opslagketen C2is nu een verdere inductieve schakelketen parallel geschakeld, bestaandeuit schakelmiddelen S2'met inductiviteit L2. Bij het vanaf de aansluit¬klemmen 3. 4 laden van de eerste energie-opslagketen zal via hetinductieve element L tevens de tweede energie-opslagketen C2 wordengeladen, in dezelfde polariteit ten opzichte van de eerste en tweedebelastingsaansluitpunten 1, 2 als de eerste energie-opslagketen Cj_. Metde verdere inductieve schakelketen S2, L>2 kan vervolgens de tweedeenergie-opslagketen C2 worden omgeladen voor het overeenkomstig dewerkwijze volgens de uitvinding verkrijgen van de gewenste aanvangspola-riteit voor het ontsteken van de laser X. De schakeling dient dusdanigte worden gedimensioneerd, dat het omladen van de tweede energie-opslag¬keten C2 is voltooid voordat het inductieve element L in verzadigingkomt.

Het tijdstip waarop een verzadigbaar inductief element, bijvoor¬beeld een spoel gewikkeld op een verzadigbare magnetische kern, inverzadiging raakt volgt uit de formule: waarin:

U = de spanning (V) over de spoel, N = het aantal windingen van de spoel, A = het oppervlak (m^) van het magnetisch materiaal, en<5B = de totale fluxzwaai (V sec/m^).

Door het toepassen van middelen voor het in een bepaalde richting voor¬magnetiseren van de spoel kan bijvoorbeeld het moment van verzadigenworden gevarieerd en vastgelegd. Omwille van de duidelijkheid zijn dezeop zich bekende middelen voor het voorinstellen van de spoel niet in debetreffende figuren getoond.

Wanneer het element L in verzadiging is, zal de impedantie hiervannagenoeg gelijk zijn aan de ohmse weerstand van de spoel met een voldoende rest-inductiviteit om resonante ladingsuitwisseling tussende eerste en tweede C2 energie-opslagketens te bewerkstelligen.Tijdens de resonante ladingsuitwisseling blijft de stroom door hetinductieve element L in dezelfde richting vloeien, zodat dit in ver¬zadiging blijft. Wanneer de gasontlading in de laser is gedoofd, komthet inductieve element L uit verzadiging en kan de bovenbeschrevenexcitatiecyclus worden herhaald.

Het zal duidelijk zijn dat ook de inductieve schakelketen S£, L»2door een magnetisch verzadigbaar inductief element L' kan worden vervan¬gen zoals in fig. 2 met onderbroken lijnen is aangeduid. Wanneer despanning over de tweede energie-opslagketen C2, bij het vanaf de aan-sluitklemmen 3. ^ laden hiervan, een voldoende waarde heeft bereikt,bijvoorbeeld gelijk aan de brandspanning van de laser, kan er doorgeschikte dimensionering voor worden gezorgd dat het hieraan parallelgeschakelde magnetisch verzadigbare inductieve element L' in verzadigingkomt, als gevolg waarvan de tweede energie-opslagketen wordt omgeladen.Door deze omlaadstroom blijft het betreffende inductieve element gedu¬rende het omladen in verzadigde toestand. Een dergelijke schakelinguitgerust met magnetisch verzadigbare inductieve elementen L, L' heefteen langere levensduur bij normaal gebruik en maakt met, relatief goedko¬pe, eenvoudige middelen een hogere excitatie-herhalingsfrequentie van delaser mogelijk dan excitatieschakelingen waarin bijvoorbeeld vonkbrug-schakelaars worden toegepast.

Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm van de schakeling volgensfiguur 2, waarbij voor het omladen van de tweede energie-opslagketen C2een serieketen bestaande uit een derde energie-opslagketen C3 met scha-kelmiddelen S3 en inductiviteit is parallel geschakeld. De derdeenergie-opslagketen C3 is voorzien van aansluitklemmen 7, 8 voor hetelektrisch laden hiervan. Ook deze derde energie-opslagketen C3 kan uiteen of meer parallelle condensatoren,of een pulsvormend netwerk, of eenpulscompressieschakeling, of een als transmissielijn opgebouwd netwerk,bestaan. De schakelketen S3, kan op zijn beurt weer door een magne¬tisch verzadigbaar inductief element worden vervangen.

In de schakeling volgens figuur 3 kan, om de tweede energie-op¬slagketen C2 op een spanning gelijk aan bijvoorbeeld de dubbele brand-spanning van de laser te brengen, worden volstaan met een op de respec¬tieve aansluitklemmen 3. ^ en 7i 8 van de schakeling aangesloten bronmet een spanning ter grootte Ujj. Vanaf de aansluitklemmen 3, 4 kan detweede energie-opslagketen C2 dan worden geladen tot een spanning U^,met een polariteit zoals met +-tekens getoond in figuur 3· Door de derdeenergie-opslagketen C3 eveneens te laden tot de spanning met eenpolariteit zoals getoond, kan door resonante ladingsuitwisseling despanning over de tweede energie-opslagketen tot ten minste de dubbelewaarde van de brandspanning worden verhoogd, met een voor ladingsuitwis¬seling met de eerste energie-opslagketen overeenkomstig de werkwijzevolgens de uitvinding benodigde polariteit. Voor een dergelijke reso¬nante ladingsuitwisseling geldt overeenkomstig dat de capaciteitswaardevan de tweede energie-opslagketen ten minste een orde van groottekleiner dient te zijn dan de capaciteitswaarde van de derde energie-opslagketen C3.

Figuur 4 toont een verdere uitvoeringsvorm van de excitatieschake-ling volgens figuur 2,- onder toepassing van een derde energie-opslag¬keten C^, met schakelmiddelen S3 en inductiviteit L3. In tegenstellingtot figuur 3 is de derde energie-opslagketen nu parallel geschakeld methet magnetisch verzadigbare inductieve element L, c.q. een dit elementvervangende inductieve schakelketen zoals S^, Lq volgens figuur 1. Dewerking van deze uitvoeringsvorm van de schakeling volgens de uitvindingkan als volgt worden ingezien.

Veronderstel dat de respectieve energie-opslagketens elektrischzijn geladen met een polariteit zoals aangegeven met +-tekens. Op hetmoment dat de schakelmiddelen S3 in geleidende toestand worden gebracht,zal er vanaf de derde energie-opslagketen C3 een stroom gaan lopen diede tweede energie-opslagketen C2 omlaadt. Een deel van de door de derde energie-opslagketen Cj geleverde stroom is nodig om het element L inverzadiging te brengen. Op het moment dat L in verzadiging komt zal erresonante ladingsuitwisseling tussen de eerste en tweede C£ energie-opslagketens mogelijk zijn. Omdat het inductieve element L in verzadi¬ging is, kan de elektrische lading van de eerste energie-opslagketenaan de laser worden afgegeven, voor het gedurende enige tijd in ontsto¬ken toestand houden hiervan. Een voordeel van de schakeling volgensfiguur 4 is dat de tweede energie-opslagketen C2 op zoveel mogelijkinductiviteitsarme wijze met de belastingsaansluitpunten 1, 2 van deschakeling 'kan worden verbonden, waarbij geen ketens met de tweedeenergie-opslagketen C2 parallel of in serie zijn geschakeld. De laserkan hierdoor zoals gewenst gedefinieerd worden ontstoken.

Figuur 5 toont een uitvoeringsvorm van een schakeling voor hetuitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, waarbij de derdeenergie-opslagketen C3 met schakelmiddelen S3 via een verzadigbaretransformator T in de verbinding tussen de eerste energie-opslagketenen de belastingsaansluitpunten 1, 2 is opgenomen. De verzadigbare trans¬formator T vervangt tevens de schakelmiddelen Sj, zoals bijvoorbeeldgetoond in figuur 1. De corresponderende einden van de primaire Wp ensecundaire Ws wikkeling van de transformator T zijn met punten aange¬duid. Uitgaande van de met +-tekens aangegeven ladingstoestand van debetreffende energie-opslagketens kan de werking als volgt worden in¬gezien.

Door het in geleidende toestand brengen van de schakelmiddelen S3vloeit er vanaf het met de punt aangeduide einde van de primaire wikke¬ling Wp stroom door de transformator T. Dit resulteert in een stroom inde secundaire wikkeling Ws welke deze aan het met de punt aangeduideeinde verlaat. Dit resulteert in een omlaadstroom voor de tweede ener¬gie-opslagketen C2. Op het moment dat de transformator T in verzadigingkomt, zal de stroom door de secundaire wikkeling Ws van richting omkerenals gevolg van de resonante ladingsuitwisseling tussen de eerste entweede C2 energie-opslagketens. Deze stroom zorgt ervoor dat de trans¬formator verder in verzadiging raakt.

In de schakelingen volgens fig. 4 eri 5 kan de derde energie-op¬slagketen C3 ook worden toegepast om te bewerkstelligen dat er over debelastingaansluitpunten 1, 2 tijdens het laden van de eerste energie-opslagketen geen spanning optreedt. Uitgaande van een geladen derdeenergie-opslagketen C3, met een polariteit zoals getoond in bijvoorbeeldfig. 4, zal door het sluiten (geleidend maken) van de schakelmiddelen S3tijdens het laden van de eerste energie-opslagketen vanaf de bijbeho¬ rende aansluitklemmen 3, 4, bij geschikte impedantie van het inductieveelement L, de resulterende spanning over de tweede energie-opslagketenC2 ongeveer gelijk aan nul blijven. Deze werkwijze is met voordeeltoepasbaar voor het, zonder gevaar van ongedefinieerde ontladingen, exci¬teren van CO2-lasers.

Figuur 6a illustreert het verloop in de tijd t van de amplitudevan de spanning ϋχ over de eerste en tweede belastingsaansluitpunten,met een polariteit overeenkomstig de pijlaanduiding in fig. 5 en figuur6b illustreert het verloop van de stroom I-j door de secundaire wikkelingWg van de transformator T overeenkomstig de in figuur 5 niet een pijlaangegeven richting. Vanwege het illustratieve karakter van fig. 6a, 6bzijn geen specifieke getalswaarden aangegeven.

Door het omladen van de tweede energie-opslagketen C2 daalt despanning ϋχ over de laser. Door het in verzadiging raken van de trans¬formator T vindt er vervolgens vanaf een bepaalde negatieve waarderesonante opslingering Ux plaats als gevolg waarvan de laser X ont¬steekt. In ontstoken toestand van de laser daalt de spanning hierovertot de waarde van de brandspanning. Met het ontladen van de eersteenergie-opslagketen daalt de spanning over de laser. De stroom ITdoor de secundaire wikkeling Ws keert bij het in verzadiging gaan van detransformator T van richting om, en vertoont een dip ten tijde van hetontsteken van de laser X. In ontstoken toestand van de laser X neemt destroom toe en vervolgens weer af, afhankelijk van de hoeveelheid ladingvan de eerste energie-opslagketen Cj_.

Tussen het in verzadiging raken van de transformator T en deresonante ladingsuitwisseling tussen de eerste en tweede C2 energie-opslagketens vindt nagenoeg geen tijdvertraging plaats. Na ontstekingvan de laser X vindt geen spanningsomkering hierover plaats. Door detransformator T is de derde energie-opslagketen Cg galvanisch gescheidenvan de eerste en tweede C2 energie-opslagketens, waardoor bijvoor¬beeld de derde energie-opslagketen vanuit een andere bron kan wordengeladen. Omdat met relatief lage energieën en spanningen gewerkt kanworden, kunnen bijvoorbeeld de schakelmiddelen Sg uit halfgeleiderele¬menten zijn opgebouwd.

Een praktische uitvoeringsvorm van de schakeling volgens fig. 4 isgerealiseerd met de volgende componenten:schakelaar Sg : vonkbrug energie-opslagketen : pulsvormend netwerk met een totale capa- citeitswaarde van 302 nF, verdeeld over84 parallelle keramische condensatoren van 3,6 nF; 30 kV elk, fabr. MURATA DHS-Z5V, met een dubbele looptijd (t) = 150ns en een karakteristieke impedantie Zo = 0.3 Ω; energie-opslagketen C2 : capaciteitswaarde 7 nF, verdeeld over 14 parallelle keramische condensatoren van0,5 nF; 30 kV elk, fabr. MURATA DHS-Z5V;energie-opslagketen C3 ; capaciteitswaarde 7*2 nF, verdeeld over 2 parallelle keramische condensatoren van3,6 nF; 30 kV elk, fabr. MURATA DHS-Z5V;inductief element L ; Racetrack schakelsmoorspoel, inductie- arm, kernmateriaal K4, fabr. SE1; laser : excimer-laser (XeCl), Zoals beschreven in het artikel "High Pressure Behaviour ofan X-ray Preionized Discharge PumpedXeCl-laser", door J.W. Gerritsen en G.J.Ernst, Appl. Phys. B 46, 1988, p.l4l-l46.Voorafgaand aan het ontsteken van de laser zijn de spanningen over Cj_,C2 en C3 respectievelijk 6, 6 en 15 kV.

Het zal duidelijk zijn dat de getoonde en beschreven schakelingenop velerlei manieren kunnen worden aangevuld en uitgebreid, met meerdereketens en/of meerdere verzadigbare elementen, transformatoren etc.,bijvoorbeeld voor het exciteren van meerdere lasers of andere typenbelastingen welke een met een laser overeenkomend spannings- en impedan-tiegedrag bezitten, zonder af te wijken van de aan de uitvinding tengrondslag liggende inventieve gedachte.

Claims (29)

1. Werkwijze voor het exciteren van een gasontladingslaser voor¬zien van eerste en tweede aansluitelektroden, onder toepassing vanhiermee gekoppelde capacitieve eerste en tweede elektrische energie-opslagketens waartussen resonante ladingsoverdracht mogelijk is, waarbijde eerste energie-opslagketen van een elektrische lading wordt voorzienresulterend in een spanning met een ten opzichte van de aansluitelektro¬den van de laser bepaalde polariteit, voor het vanaf deze eerste ener¬gie-opslagketen resonant overdragen van elektrische lading naar detweede energie-opslagketen voor het ontsteken van de laser en voor hetvanaf de eerste energie-opslagketen toevoeren van voldoende elektrischeenergie voor het gedurende bepaalde tijd in ontstoken toestand houdenvan de laser, gekenmerkt door de stappen van: - het van een elektrische lading voorzien van de tweede energie-opslagketen resulterend in een spanning met een ten opzichte van deaansluitelektroden van de laser tegengestelde polariteit in vergelijkingmet de spanning van de eerste energie-opslagketen, en - het vervolgens teweegbrengen van een resonante ladingsuitwisselingtussen de eerste en de tweede energie-opslagketens, zodanig dat detweede energie-opslagketen een voor het ontsteken van de laser voldoendehoge spanning bereikt, met dezelfde polariteit in vergelijking met despanning van de eerste energie-opslagketen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap vanhet van een elektrische lading voorzien van de tweede energie-opslag¬keten omvat: het van een elektrische lading voorzien van de tweede energie-opslagketen resulterend in een spanning met een ten opzichte van deaansluitelektroden van.de laser gelijke polariteit in vergelijking metde spanning van de eerste energie-opslagketen, en - het omladen van de tweede energie-opslagketen voor het bewerk¬stelligen van een ladingstoestand resulterend in een spanning met eenten opzichte van de aansluitelektroden van de laser tegengestelde pola¬riteit in vergelijking met de spanning van de eerste energie-opslag¬keten.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tweedeenergie-opslagketen resonant in zichzelf wordt omgeladen.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tweedeenergie-opslagketen onder toepassing van een, van een elektrische ladingvoorziene capacitieve derde energie-opslagketen wordt omgeladen.

5- Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tweedeenergie-opslagketen resonant wordt omgeladen.

6. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies,voor het exciteren van een gasontladingslaser met een ontsteekspanningin de orde-grootte van de dubbele waarde van zijn brandspanning, met hetkenmerk, dat de eerste en tweede energie-opslagketens van elektrischeladingen worden voorzien resulterend in ten opzichte van de aansluit-elektroden van de laser tegengesteld gepolariseerde spanningen met eenwaarde in de orde-grootte van de brandspanning.

7· Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot en met 5.voor het exciteren van een gasontladingslaser met een ontsteekspanninghoger dan de dubbele waarde van zijn brandspanning, met het kenmerk, datde eerste en tweede energie-opslagketens van elektrische ladingen wordenvoorzien resulterend in ten opzichte van de aansluitelektroden van delaser tegengesteld gepolariseerde spanningen met waarden in de orde-grootte van de dubbele brandspanning.

8. Werkwijze volgens conclusie 5t met het kenmerk, dat de tweedeen derde energie-opslagketens van elektrische ladingen worden voorzienresulterend in onderling tegengesteld gepolariseerde spanningen metwaarden in de orde-grootte van de brandspanning, waarbij de tweedeenergie-opslagketen door resonant omladen op een spanning met een waardein de orde-grootte van de dubbele brandspanning wordt gebracht.

9· Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies, methet kenmerk, dat de resonante ladingsoverdracht onder toepassing vanmagnetische schakelaars wordt bewerkstelligd.

10. Werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies,met het kenmerk, dat de eerste energie-opslagketen deel uitmaakt van eenpulsvormend netwerk.

11. Elektrische excitatieschakeling, geschikt voor het uitvoerenvan de werkwijze volgens een of meer van de voorgaande conclusies,omvattende eerste en tweede belastingsaansluitpunten voor het aansluitenvan een elektrische belasting, althans één capacitieve eerste energie-opslagketen met middelen voor het aan deze althans ene eerste energie-opslagketen toevoeren van elektrische lading resulterend in een spanningmet een ten opzichte van de belastingsaansluitpunten bepaalde polari¬teit, welke eerste energie-opslagketen via een eerste inductieve scha-kelketen met de belastingsaansluitpunten is verbonden, en althans éénmet de belastingsaansluitpunten verbonden capacitieve tweede energie-opslagketen, gekenmerkt door verdere middelen voor het aan de althansene tweede energie-opslagketen toevoeren van elektrische lading resul¬ terend in een spanning met een ten opzichte van de belastingsaansluit-punten tegengestelde polariteit in vergelijking met de spanning van dealthans ene eerste energie-opslagketen.

12. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 11, met hetkenmerk, dat de verdere middelen een met deze althans ene tweede ener¬gie-opslagketen gekoppelde inductieve verdere schakelketen omvatten,voor het aan de althans ene tweede energie-opslagketen resonant toevoe¬ren van elektrische lading.

13· Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 11, met hetkenmerk, dat de ene schakelketen is ingericht voor het vanaf de althansene eerste energie-opslagketen aan de althans ene tweede energie-opslag¬keten toevoeren van elektrische lading, resulterend in een spanning meteen ten opzichte van de belastingsaansluitpunten gelijke polariteit invergelijking met de spanning van de althans ene energie-opslagketen,waarbij de verdere middelen zijn ingericht voor het omladen van dealthans ene tweede energie-opslagketen. Ik. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 13, met hetkenmerk, dat de verdere middelen een met de althans ene tweede energie-opslagketen gekoppelde inductieve verdere schakelketen omvatten, doorhet schakelen waarvan de althans ene tweede energie-opslagketen resonantkan worden omgeladen.

15. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 14, met hetkenmerk, dat de inductieve verdere schakelketen uit althans één mag¬netisch verzadigbare spoel is opgebouwd.

16. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 13, met hetkenmerk, dat de verdere middelen althans één capacitieve derde energie-opslagketen omvatten, met weer verdere middelen voor het aan deze al¬thans ene derde energie-opslagketen toevoeren van elektrische lading, eneen hiermee gekoppelde weer verdere schakelketen, door het schakelenwaarvan lading kan worden uitgewisseld met de althans ene tweede ener-gie-opslagketen voor het omladen hiervan.

17. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 16, met hetkenmerk, dat de althans ene derde energie-opslagketen in serie met zijnweer verdere inductieve schakelketen parallel met de althans ene tweedeenergie-opslagketen is geschakeld.

18. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 16, met hetkenmerk, dat de althans ene derde energie-opslagketen in serie met zijnweer verdere schakelketen in serie met de althans ene eerste en tweedeenergie-opslagketen is geschakeld.

19. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de althans ene derde energie-opslagketen in serie met zijnweer verdere schakelketen parallel met de ene inductieve schakelketen isgeschakeld.

20. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 13 t/m 19, met het kenmerk, dat de ene inductieve schakelke¬ten uit althans één magnetisch verzadigbare spoel is opgebouwd.

21. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 18, met hetkenmerk, dat de ene inductieve schakelketen uit althans één magnetischverzadigbare transformator is opgebouwd, op de primaire wikkeling waar¬van de althans ene derde energie-opslagketen in serie met zijn weer ver¬dere schakelketen is aangesloten, en waarvan de secundaire wikkeling inserie met de althans ene eerste energie-opslagketen is geschakeld.

22. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 15 tot en met 19. met het kenmerk, dat de weer verdere scha¬kelketen een inductieve schakelketen is voor het resonant uitwisselenvan lading.

23. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 11 tot en met 22, met het kenmerk, dat de verdere en weerverdere schakelketens elk uit althans één serieschakeling van een half-geleider-schakelelement en een inductief element zijn opgebouwd.

24. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 11 tot en met 23, met het kenmerk, dat de althans ene eerste,tweede en derde energie-opslagketens uit één of meer elementen metcapacitieve werking zijn opgebouwd.

25· Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 11 tot en met 24, met het kenmerk, dat de althans ene tweedeenergie-opslagketen zoveel mogelijk inductiviteitsarm met de belastings-aansluitpunten is verbonden.

26. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 11 tot en met 25, met het kenmerk, dat de althans ene eersteenergie-opslagketen deel uitmaakt van een pulsvormend netwerk.

27. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 11 tot en met 26, met het kenmerk, dat althans één stroom-bronschakeling is verschaft voor het zo nodig aan de althans ene, tweedeen derde energie-opslagketens toevoeren van elektrische lading.

28. Elektrische excitatieschakeling volgens een of meer van deconclusies 11 tot en met 27, met het kenmerk, dat op de eerste en tweedebelastingsaansluitpunten althans een gasontladingslaser is aangesloten.

29. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 28, met hetkenmerk, dat de althans ene laser een CC^-laser is.

30. Elektrische excitatieschakeling volgens conclusie 28, met hetcenmerk, dat de althans ene laser een excimer-laser is.