JPH01101681A - 炭酸ガスレーザの放電用電源装置 - Google Patents
炭酸ガスレーザの放電用電源装置Info
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- JPH01101681A JPH01101681A JP25828287A JP25828287A JPH01101681A JP H01101681 A JPH01101681 A JP H01101681A JP 25828287 A JP25828287 A JP 25828287A JP 25828287 A JP25828287 A JP 25828287A JP H01101681 A JPH01101681 A JP H01101681A
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- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 12
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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
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- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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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。
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〕
本発明は、炭酸ガスレーザの放電用電源装置に関する。
第５図は、従来の炭ｒｌ！ガスレーザの直流放電励起用
電源装置の構成を示す図であシ、５１は商用電源、５２
は昇圧トランス、５３は高電圧の整流回路、５４は高電
圧の平滑用コンデンサ、５５はレーデ放電管、５６は放
電安定用抵抗器、５７は真空管、５８は電流制御用トラ
ンジスタ、５９は制御回路である。
電源装置の構成を示す図であシ、５１は商用電源、５２
は昇圧トランス、５３は高電圧の整流回路、５４は高電
圧の平滑用コンデンサ、５５はレーデ放電管、５６は放
電安定用抵抗器、５７は真空管、５８は電流制御用トラ
ンジスタ、５９は制御回路である。
第５図において、交流商用電源５１を受電し、昇圧トラ
ンス５２で高電圧に昇圧された商用周波数の高電圧電力
を整流回路５３および平滑用コンデンサ５４で整流平滑
し、直流の高電圧に変換する。制御回路５９で、電流制
御用トランジスタ５８および真空管５７を制御するとと
Ｋよシレーデ放電管５５に流れる電流を断続し、かつ電
流値を制御している。放電安定用抵抗５６は、レーデ放
電管５５がグロー放電するとレーザガスがプラズマにな
シ、負性抵抗特性を示すのでその特性を補償して放電を
安定化させるために接続されている。レーデを・ぐルス
動作させるときには真空管によシ高電圧の直流回路を開
閉することによＦ） ノ４ルス状の電圧をつ〈シだし放
電させてレーデ／４ルス光を得る。
ンス５２で高電圧に昇圧された商用周波数の高電圧電力
を整流回路５３および平滑用コンデンサ５４で整流平滑
し、直流の高電圧に変換する。制御回路５９で、電流制
御用トランジスタ５８および真空管５７を制御するとと
Ｋよシレーデ放電管５５に流れる電流を断続し、かつ電
流値を制御している。放電安定用抵抗５６は、レーデ放
電管５５がグロー放電するとレーザガスがプラズマにな
シ、負性抵抗特性を示すのでその特性を補償して放電を
安定化させるために接続されている。レーデを・ぐルス
動作させるときには真空管によシ高電圧の直流回路を開
閉することによＦ） ノ４ルス状の電圧をつ〈シだし放
電させてレーデ／４ルス光を得る。
従来の炭酸ガスレーザの放電用電源装置では、高電圧の
放電電流を真空管を用いて制御していた。
放電電流を真空管を用いて制御していた。
しかしながら真空管は振動によシ故障しやすいので、例
えばレーデ装置の移動時には真空管を取シはずして別に
梱包して取シ扱う必要がある。また真空管のフィラメン
トは使用時間に応じて減耗してゆくので、いわゆる有限
寿命の部品であシ定期的に変換する必要があるなど使用
上の不具合があった。さらに真空管は高価であシ、レー
デ装置のコストのかなシの部分を占めている。
えばレーデ装置の移動時には真空管を取シはずして別に
梱包して取シ扱う必要がある。また真空管のフィラメン
トは使用時間に応じて減耗してゆくので、いわゆる有限
寿命の部品であシ定期的に変換する必要があるなど使用
上の不具合があった。さらに真空管は高価であシ、レー
デ装置のコストのかなシの部分を占めている。
本発明は、上記従来の問題点を解消できる炭酸ガスレー
ザの放電用”電源装置を提供することを目的とする。
ザの放電用”電源装置を提供することを目的とする。
本発明による炭酸ガスレーザの放電用電源装置は、炭酸
ガスレーザの直流放電用の高圧の電源装置において、高
圧トランスの前段にスイッチング素子を配置し、このス
イッチング素子を短時間動作させることによりパルス状
の高圧直流電圧を生成させるようにしてなることを特徴
とする。
ガスレーザの直流放電用の高圧の電源装置において、高
圧トランスの前段にスイッチング素子を配置し、このス
イッチング素子を短時間動作させることによりパルス状
の高圧直流電圧を生成させるようにしてなることを特徴
とする。
本発明によれば、例えば、昇圧形トランスの１次側に直
流電源とこれを導通、非導通動作させるスイッチング素
子を接続し、該スイッチング素子の動作時間を外部設定
信号および昇圧トランスの２次側の出力電圧をフィード
バック信号として制御することによシ、炭酸ガスによる
パルスレーデ発生用高圧の直流数’１ｔ１ｉｔ圧を発生
させ、これによシ炭酸ガスレーザのパルス動作を実現す
ることができる。
流電源とこれを導通、非導通動作させるスイッチング素
子を接続し、該スイッチング素子の動作時間を外部設定
信号および昇圧トランスの２次側の出力電圧をフィード
バック信号として制御することによシ、炭酸ガスによる
パルスレーデ発生用高圧の直流数’１ｔ１ｉｔ圧を発生
させ、これによシ炭酸ガスレーザのパルス動作を実現す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図であシ、２１
は交流電源、１１は整流器、１２は平滑コンデンサ、１
３は高周波昇圧トランス、１４は高電圧整流器、１５は
高電圧平滑コンデンサ、１６は電圧検出回路、２５はレ
ーデ放電管、２６は放電安定用抵抗、Ｉ７はスイッチン
グ素子例えば、スイッチングトランジスタ、１ＢはＰｗ
Ｍ（パルス幅制御）回路、１９は・セルス設定器である
。
は交流電源、１１は整流器、１２は平滑コンデンサ、１
３は高周波昇圧トランス、１４は高電圧整流器、１５は
高電圧平滑コンデンサ、１６は電圧検出回路、２５はレ
ーデ放電管、２６は放電安定用抵抗、Ｉ７はスイッチン
グ素子例えば、スイッチングトランジスタ、１ＢはＰｗ
Ｍ（パルス幅制御）回路、１９は・セルス設定器である
。
第１図において、スイッチングトランジスタ１７、高周
波昇圧トランス１３、高電圧整流器１４、高電圧平滑コ
ンデンサ１５、電圧検出回路１６およびＰＷＭ回路１８
から構成される回路は通常のスイッチングレギーレータ
回路であシ、直流直流コンバータとも呼ばれ、直流電圧
をスイッチングすることによシ他の直流電圧に変換する
機能をもっている。
波昇圧トランス１３、高電圧整流器１４、高電圧平滑コ
ンデンサ１５、電圧検出回路１６およびＰＷＭ回路１８
から構成される回路は通常のスイッチングレギーレータ
回路であシ、直流直流コンバータとも呼ばれ、直流電圧
をスイッチングすることによシ他の直流電圧に変換する
機能をもっている。
交流電源２１から商用周波数の電力を受電し、整流器１
１で直流に整流し、平滑コンデンサ１２で平滑して直流
電力を得る。スイッチングトランジスタ１７を高速度で
オンオフさせることによシ高周波の交流電力が昇圧トラ
ンス１３の１次巻線に印加される。昇圧トランス１３の
２次側ではその巻数比に従って昇圧された高周波の電力
が整流器１４で整流されるとともに平滑コンデンサ１５
で平滑化された直流の高圧電力が得られ、レーザ放電管
２５で直流放電をすることができる。
１で直流に整流し、平滑コンデンサ１２で平滑して直流
電力を得る。スイッチングトランジスタ１７を高速度で
オンオフさせることによシ高周波の交流電力が昇圧トラ
ンス１３の１次巻線に印加される。昇圧トランス１３の
２次側ではその巻数比に従って昇圧された高周波の電力
が整流器１４で整流されるとともに平滑コンデンサ１５
で平滑化された直流の高圧電力が得られ、レーザ放電管
２５で直流放電をすることができる。
次に上記本発明の一実施例において、ノ臂ルス状のレー
デ光を得るときの動作を説明する。／’Ｐルス設定器１
９にてレーデ光のパルス幅を設定スる。
デ光を得るときの動作を説明する。／’Ｐルス設定器１
９にてレーデ光のパルス幅を設定スる。
パルス設定器１９の機能は設定された・臂ルス幅に相当
する時間だけＰＷＭ回路１８を動作させる。例えば１０
０ ｍｓ＊ａのレーデノ’？ルス光を出力するときには
概略その時間だけＰＷＭ回路１８が動作する。
する時間だけＰＷＭ回路１８を動作させる。例えば１０
０ ｍｓ＊ａのレーデノ’？ルス光を出力するときには
概略その時間だけＰＷＭ回路１８が動作する。
ＰＷＭ回路１８の作用を説明する。ＰＷＭ回路１Ｂはス
イッチング電源の出力電圧を電圧検出回路１６にて検出
し、出力電圧が所定の値になるように第２図［有］）の
如く出力パルスのデユーティを制御する回路であ、６、
ＰＷＭ回路１８の出力に従ってスイッチングトランジス
タ１７がオンオフ動作する。
イッチング電源の出力電圧を電圧検出回路１６にて検出
し、出力電圧が所定の値になるように第２図［有］）の
如く出力パルスのデユーティを制御する回路であ、６、
ＰＷＭ回路１８の出力に従ってスイッチングトランジス
タ１７がオンオフ動作する。
第２図は第１図における各部の動作波形を示す。
第２図において（、）はノ４ルス設定器１９の出力波形
を示し、伽）はＰＷＭ回路１８の出力波形を示す。
を示し、伽）はＰＷＭ回路１８の出力波形を示す。
スイッチングトランジスタ１７はこの出力に従って動作
するので、動作波形はこれとほぼ同じである。（ｅ）は
平滑コンデンサ１５の両端に印加される直流高電圧、（
ｄ）はレーデ放電管２５を流れる放電電流である。
するので、動作波形はこれとほぼ同じである。（ｅ）は
平滑コンデンサ１５の両端に印加される直流高電圧、（
ｄ）はレーデ放電管２５を流れる放電電流である。
前記の如く、１３，１４，１５，１６，１７゜１８の各
部から構成されるスイッチングレギュレータ回路はスイ
ッチングを複数回行なわないと出力電圧が確保できない
ので、レーデ光のパルス幅はスイッチングレギーレータ
回路の動作周期よりも長い必要がある。
部から構成されるスイッチングレギュレータ回路はスイ
ッチングを複数回行なわないと出力電圧が確保できない
ので、レーデ光のパルス幅はスイッチングレギーレータ
回路の動作周期よりも長い必要がある。
従ってパルス列状釦レーザ光を得たいときには、パルス
設定器１９の出力をパルス列にすればよいが、このとき
パルス設定器１９の出力パルスの周波数はＰＷＭ回路１
８の動作周波数よシ充分低くしておく必要がある。
設定器１９の出力をパルス列にすればよいが、このとき
パルス設定器１９の出力パルスの周波数はＰＷＭ回路１
８の動作周波数よシ充分低くしておく必要がある。
上記本発明の一実施例では最も単純な回路で説明したが
、他のスイッチング電源回路でも同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
、他のスイッチング電源回路でも同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
第３図は本発明の他の実施例を示す図であり、第１図に
示すものと同一部分には同一符号を付して説明する。
示すものと同一部分には同一符号を付して説明する。
第３図において、第１図に示すものと異なるところは、
第３図においては電流検出回路２７と制御回路２８とを
設けたことであシ、その他の各部の構成および作用は第
１因について説明したものと同一である。
第３図においては電流検出回路２７と制御回路２８とを
設けたことであシ、その他の各部の構成および作用は第
１因について説明したものと同一である。
上記第３図に示す本発明の実施例の作用について説明す
る。交流′電源２１か゛ら商用周波数の電力を受′醒し
、整流器１１で直流に整流し、平滑コンデンサ１２で平
滑して直流電力を得る。スイッチングトランジスタ１７
を高周波数でオンオフさせることによシ高周波の交流電
力が昇圧トランス１３の１次巻線に印加される。昇圧ト
ランス１３の巻数比に従って昇圧された高周波の電力は
、整流器１４、平滑コンデンサ１５で整流平滑され直流
の高圧電力になシ、レーデ放電管２５で直流放電される
。
る。交流′電源２１か゛ら商用周波数の電力を受′醒し
、整流器１１で直流に整流し、平滑コンデンサ１２で平
滑して直流電力を得る。スイッチングトランジスタ１７
を高周波数でオンオフさせることによシ高周波の交流電
力が昇圧トランス１３の１次巻線に印加される。昇圧ト
ランス１３の巻数比に従って昇圧された高周波の電力は
、整流器１４、平滑コンデンサ１５で整流平滑され直流
の高圧電力になシ、レーデ放電管２５で直流放電される
。
第３図に示す実施例の回路構成では出力する直流の高電
圧は下式で表わされる。
圧は下式で表わされる。
ｔｏｗ
ｖＯｕｔ＜′ｖＩＮ ｔｏｗ 丁曹、。
ただしＶ。ｕｔ＝直流出力電圧
に：昇圧比
ｖ！Ｎ：１次１ｉＩＱｆ流電圧
ｔｏｙ：）ランゾスタのオン時間
ｔｏｙｒ：）ランジスタのオフ時間
この式はスイッチングトランジスタのデー−ティ比を制
御することによシ出力電圧が制御できることを示してお
シ、レーデ放電管２５の放電電圧が制御できることＫな
る。レーデ放電管２５に流れる放電電流は電流検出回路
２７によシ検出され、制御回路２８では検出された放電
電流値に応じた／４’ルス信号を出力してスイッチング
トランジスタ１７を駆動する。
御することによシ出力電圧が制御できることを示してお
シ、レーデ放電管２５の放電電圧が制御できることＫな
る。レーデ放電管２５に流れる放電電流は電流検出回路
２７によシ検出され、制御回路２８では検出された放電
電流値に応じた／４’ルス信号を出力してスイッチング
トランジスタ１７を駆動する。
第４図は第３図における制御回路２８の構成図を示し、
３１は電流検出回路２７からの入力信号、３２は放電電
流設定値の入力、３３は誤差増幅器、３４は発振器、３
５は比較器、３６は信号増幅器、３７は制御出力であシ
、スイッチングトランジスタ１７に接硯される。
３１は電流検出回路２７からの入力信号、３２は放電電
流設定値の入力、３３は誤差増幅器、３４は発振器、３
５は比較器、３６は信号増幅器、３７は制御出力であシ
、スイッチングトランジスタ１７に接硯される。
第４図において、入力信号３１と電流設定値３２の偏差
を誤差増幅器３３で増幅し、誤差信号を比較器３５に入
力する。発振器３４で作シ出された周波数信号との大小
を比較器３５で比較すると、比較器３５の出力は入力信
号３１と電流設定値３２の偏差に比例してデユーティが
変化する信号になる。デユーティが制御された信号は信
号増幅器３６で増幅され、制御出力３７として出力され
る。これらの構成を用いると、レーデ放電管２５の放電
電流は電流設定値に応じて、スイッチングトランジスタ
１７のオンオフ動作の制御をすることによシ可変できる
。
を誤差増幅器３３で増幅し、誤差信号を比較器３５に入
力する。発振器３４で作シ出された周波数信号との大小
を比較器３５で比較すると、比較器３５の出力は入力信
号３１と電流設定値３２の偏差に比例してデユーティが
変化する信号になる。デユーティが制御された信号は信
号増幅器３６で増幅され、制御出力３７として出力され
る。これらの構成を用いると、レーデ放電管２５の放電
電流は電流設定値に応じて、スイッチングトランジスタ
１７のオンオフ動作の制御をすることによシ可変できる
。
本発明によれば、高価で有限寿命部品の真空管を使わず
に炭酸ガスレーザの直流放電制御を行なうことができ、
これによりパルス列状のレーデ光が得られる。また真空
管が不用になるので、レーデ装置の信頼性を向上させる
ことができるとともに、レーデ装置を安価に実現できる
ようになる等の優れた効果が奏せられる。
に炭酸ガスレーザの直流放電制御を行なうことができ、
これによりパルス列状のレーデ光が得られる。また真空
管が不用になるので、レーデ装置の信頼性を向上させる
ことができるとともに、レーデ装置を安価に実現できる
ようになる等の優れた効果が奏せられる。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図に
示す実施例の動作説明図、第３図は本発明の他の実施例
を示す図、第４図は第３図における制御回路の詳細プロ
、り図、第５図は従来例を示す図である。 １１・・・整流器、１２・・・平滑コンデンサ、１３・
・・高周波昇圧トランス、１４・・・高電圧整流器、１
５９０．高成圧平滑コンデンサ、１６・・・電圧検出回
路、７７ ゛゛スイツチングトランジスタ１８・・・Ｐ
ＷＭ回路、１９・・りマルス設定器、２５°°°レーデ
放電管・２７・・・電流検出回路、２８・・・制御回路
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図
示す実施例の動作説明図、第３図は本発明の他の実施例
を示す図、第４図は第３図における制御回路の詳細プロ
、り図、第５図は従来例を示す図である。 １１・・・整流器、１２・・・平滑コンデンサ、１３・
・・高周波昇圧トランス、１４・・・高電圧整流器、１
５９０．高成圧平滑コンデンサ、１６・・・電圧検出回
路、７７ ゛゛スイツチングトランジスタ１８・・・Ｐ
ＷＭ回路、１９・・りマルス設定器、２５°°°レーデ
放電管・２７・・・電流検出回路、２８・・・制御回路
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第３図
Claims (1)
- 炭酸ガスレーザの直流放電用の高圧の電源装置におい
て、高圧トランスの前段にスイッチング素子を配置し、
このスイッチング素子を短時間動作させることによりパ
ルス状の高圧直流電圧を生成させるようにしてなること
を特徴とする炭酸ガスレーザの放電用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25828287A JPH01101681A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 炭酸ガスレーザの放電用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25828287A JPH01101681A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 炭酸ガスレーザの放電用電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01101681A true JPH01101681A (ja) | 1989-04-19 |
Family
ID=17318083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25828287A Pending JPH01101681A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 炭酸ガスレーザの放電用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01101681A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10224686B2 (en) | 2014-07-01 | 2019-03-05 | Gigaphoton Inc. | Laser apparatus, EUV light generation system, and method of controlling laser apparatus |
| EP3840912A4 (en) * | 2018-08-24 | 2022-11-02 | Robert Bosch GmbH | LASER CUTTER AND SAFE ENERGY SYSTEM FOR IT |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP25828287A patent/JPH01101681A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10224686B2 (en) | 2014-07-01 | 2019-03-05 | Gigaphoton Inc. | Laser apparatus, EUV light generation system, and method of controlling laser apparatus |
| EP3840912A4 (en) * | 2018-08-24 | 2022-11-02 | Robert Bosch GmbH | LASER CUTTER AND SAFE ENERGY SYSTEM FOR IT |
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