JPH02148781A - パルスレーザ電源装置 - Google Patents
パルスレーザ電源装置Info
- Publication number
- JPH02148781A JPH02148781A JP30172888A JP30172888A JPH02148781A JP H02148781 A JPH02148781 A JP H02148781A JP 30172888 A JP30172888 A JP 30172888A JP 30172888 A JP30172888 A JP 30172888A JP H02148781 A JPH02148781 A JP H02148781A
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- JP
- Japan
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- pulse
- capacitor
- switch
- pulse transformer
- discharge
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- Pending
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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
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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- Lasers (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明はレーザ負荷に高電圧・高周波パルスを印加する
パルスレーザ電源装置に関する。
パルスレーザ電源装置に関する。
（従来の技術）
放電励起パルスレーザは一対の電極間に立上がりの速い
高電圧を印加することにより、電極間のガスがグロー放
電することを利用してレーザ発振を行なわせるものであ
る。この場合、グロー放電は短時間にアークへ移行する
ため、アーク化する前に急速に高電圧の印加を停止する
必要がある。
高電圧を印加することにより、電極間のガスがグロー放
電することを利用してレーザ発振を行なわせるものであ
る。この場合、グロー放電は短時間にアークへ移行する
ため、アーク化する前に急速に高電圧の印加を停止する
必要がある。
このように放電励起パルスレーザは、電極間にパルス状
の放電電流を誘起してレーザ発振させるものであるが、
１パルス当りのレーザ出力が小さいため、高繰返し運転
による高出力化が行なわれている。
の放電電流を誘起してレーザ発振させるものであるが、
１パルス当りのレーザ出力が小さいため、高繰返し運転
による高出力化が行なわれている。
第３図はこの種の従来の放電励起パルスレーザ電源装置
の回路構成を示すものである。第３図に示すように、電
源部１０からパルス変圧器２０を介してレーザ負荷３０
に高電圧・高周波パルスを供給する構成となっている。
の回路構成を示すものである。第３図に示すように、電
源部１０からパルス変圧器２０を介してレーザ負荷３０
に高電圧・高周波パルスを供給する構成となっている。
電源部、１０は充電装置１１、この充電装置１１により
充電される一次コンデンサ１２およびこの一次コンデン
サ１２を放電させる一次スイッチ１３からなり、−次ス
イッチ１３としてはギヤブスイッチ、サイラトロン。
充電される一次コンデンサ１２およびこの一次コンデン
サ１２を放電させる一次スイッチ１３からなり、−次ス
イッチ１３としてはギヤブスイッチ、サイラトロン。
半導体スイッチ等が用いられる。また、レーザ負荷３０
は二次コンデンサ３１．レーザ電極３２から構成されて
いる。ここでは特に詳述しないが、二次コンデンサ３１
とレーザ電極３２との間に磁気パルス圧縮回路を設ける
構成とすることもある。
は二次コンデンサ３１．レーザ電極３２から構成されて
いる。ここでは特に詳述しないが、二次コンデンサ３１
とレーザ電極３２との間に磁気パルス圧縮回路を設ける
構成とすることもある。
次にかかるパルスレーザ電源装置の動作を説明する。初
期状態では一次スイッチ１３はオフしており、−次コン
デンサ１２は充電装置１１により一次スイッチ１３の耐
圧の許容する電圧に充電されている。この状態で一次ス
イッチ１３をオンすると、−次コンデンサ１２に充電さ
れていた電荷は一次コンデンサ１２−−次スイッチ１３
−パルス変圧器２０−二次コンデンサ３１の共振回路で
放電し、回路の抵抗成分を無視すれば一次コンデンサ１
２の電荷は効率良く二次コンデンサ３１に移乗する。こ
のときの充電周波数はコンデンサ１２．３１の容量、パ
ルス変圧器２０の漏れインダクタンス及び共振回路のイ
ンダクタンスにより決まるため、高周波化のためにはパ
ルス変圧器２０の漏れインダクタンス及び共振回路のイ
ンダクタンスの低減が図られる。このような電荷の移乗
に際しては、放電パルスがパルス変圧器２０によりレー
ザ負荷３０に必要な電圧に昇圧され、レーザ負荷３０に
高速のパルス電圧として印加することが可能となる。
期状態では一次スイッチ１３はオフしており、−次コン
デンサ１２は充電装置１１により一次スイッチ１３の耐
圧の許容する電圧に充電されている。この状態で一次ス
イッチ１３をオンすると、−次コンデンサ１２に充電さ
れていた電荷は一次コンデンサ１２−−次スイッチ１３
−パルス変圧器２０−二次コンデンサ３１の共振回路で
放電し、回路の抵抗成分を無視すれば一次コンデンサ１
２の電荷は効率良く二次コンデンサ３１に移乗する。こ
のときの充電周波数はコンデンサ１２．３１の容量、パ
ルス変圧器２０の漏れインダクタンス及び共振回路のイ
ンダクタンスにより決まるため、高周波化のためにはパ
ルス変圧器２０の漏れインダクタンス及び共振回路のイ
ンダクタンスの低減が図られる。このような電荷の移乗
に際しては、放電パルスがパルス変圧器２０によりレー
ザ負荷３０に必要な電圧に昇圧され、レーザ負荷３０に
高速のパルス電圧として印加することが可能となる。
（発明が解決しようとする課題）
しかし、このような従来のパルスレーザ電源装置におい
ては、−次スイッチ１３のオンにより一次コンデンサ１
２からパルス変圧器２０に印加される充電パルスの極性
が常に一方向であるため、パルス放電の高繰返し化や長
時間運転を行なうと、その繰返し周期間にパルス変圧器
２０の励磁電流が完全に減衰しない。このため、パルス
変圧器２０に残留している電流は放電パルスが印加され
る毎に重畳され、パルス変圧器２０の鉄心が偏磁すると
いう問題がある。この結果、パルス変圧器２０の鉄心の
飽和や装置の構成要素、特に−次スイッチ１３にかかる
過電圧により該スイッチに故障等が発生する可能性があ
り、電源装置としての信頼性を損うことになる。
ては、−次スイッチ１３のオンにより一次コンデンサ１
２からパルス変圧器２０に印加される充電パルスの極性
が常に一方向であるため、パルス放電の高繰返し化や長
時間運転を行なうと、その繰返し周期間にパルス変圧器
２０の励磁電流が完全に減衰しない。このため、パルス
変圧器２０に残留している電流は放電パルスが印加され
る毎に重畳され、パルス変圧器２０の鉄心が偏磁すると
いう問題がある。この結果、パルス変圧器２０の鉄心の
飽和や装置の構成要素、特に−次スイッチ１３にかかる
過電圧により該スイッチに故障等が発生する可能性があ
り、電源装置としての信頼性を損うことになる。
本発明はパルス変圧器に高繰返し頻度で放電パルスを印
加してもパルス変圧器が偏磁することがなく、装置の信
頼性を高めることができるパルスレーザ電源装置を提供
することを目的とする。
加してもパルス変圧器が偏磁することがなく、装置の信
頼性を高めることができるパルスレーザ電源装置を提供
することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は上記の目的を達成するため、充電装置により充
電されたコンデンサをスイッチング手段により放電させ
、その放電パルスをパルス変圧器を介してレーザ負荷へ
高電圧・高周波パルスとして印加するパルスレーザ電源
装置において、前記スイッチング手段は前記コンデンサ
から前記パルス変圧器に印加される放電パルスの極性を
交互に切換える極性切換可能な構成としたものである。
電されたコンデンサをスイッチング手段により放電させ
、その放電パルスをパルス変圧器を介してレーザ負荷へ
高電圧・高周波パルスとして印加するパルスレーザ電源
装置において、前記スイッチング手段は前記コンデンサ
から前記パルス変圧器に印加される放電パルスの極性を
交互に切換える極性切換可能な構成としたものである。
（作用）
このような構成のパルスレーザ電源装置にあっては、ス
イッチング手段による極性切換によりコンデンサからの
放電パルスの極性が放電繰返し周期に応じて交互に切替
えられてパルス変圧器に印加されるので、パルス変圧器
の鉄心が偏磁することがなくなり、高繰返し・長時間運
転を行なうことが可能となり、装置の信頼性を向上させ
ることができる。
イッチング手段による極性切換によりコンデンサからの
放電パルスの極性が放電繰返し周期に応じて交互に切替
えられてパルス変圧器に印加されるので、パルス変圧器
の鉄心が偏磁することがなくなり、高繰返し・長時間運
転を行なうことが可能となり、装置の信頼性を向上させ
ることができる。
（実施例）
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明によるパルスレーザ電源装置の構成例を
示すもので、第３図と同一部分には同一記号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる
。
示すもので、第３図と同一部分には同一記号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる
。
本実施例では第１図に示すように、電源部１０の一次コ
ンデンサ１２に並列にスイッチ素子１４゜１７の直列回
路およびスイッチ素子１６．１５の直列回路をそれぞれ
接続すると共に各直列回路のスイッチ素子間にパルス変
圧器２０の一次側を接続して極性切換可能な単相インバ
ータ構成の一次スイッチを構成するようにしたものであ
る。なお、スイッチ要素１４〜１７として、例えばサイ
リスクを使用している場合には図示しない点弧回路から
予め設定されたタイミングで発生する点弧信号により、
スイッチ要素１４と１５とが同時に、スイッチ要素１６
と１７とが同時にそれぞれ交互に点弧されるようになっ
ている。
ンデンサ１２に並列にスイッチ素子１４゜１７の直列回
路およびスイッチ素子１６．１５の直列回路をそれぞれ
接続すると共に各直列回路のスイッチ素子間にパルス変
圧器２０の一次側を接続して極性切換可能な単相インバ
ータ構成の一次スイッチを構成するようにしたものであ
る。なお、スイッチ要素１４〜１７として、例えばサイ
リスクを使用している場合には図示しない点弧回路から
予め設定されたタイミングで発生する点弧信号により、
スイッチ要素１４と１５とが同時に、スイッチ要素１６
と１７とが同時にそれぞれ交互に点弧されるようになっ
ている。
次にこのように構成されたパルスレーザ電源装置の作用
を説明する。
を説明する。
初期状態では一次スイッチを構成する各スイッチ要素１
４〜１７はオフしており、このとき−次コンデンサ１２
は充電装置１１により各スイッチ要素１４〜１７の耐圧
の許容する電圧に充電されている。この状態でスイッチ
要素１４．１５を同時にオンすると、−次コンデンサ１
２に充電されていた電荷は一次コンデンサ１２−スイッ
チ要素１４−パルス変圧器２０−二次コンデンサ３１−
パルス変圧器２０−一次スイッチ１５の共振回路で放電
し、回路の抵抗分を無視すれば一次コンデンサ１２の電
荷は効率良く二次コンデンサ３１へ移乗する。このとき
パルス変圧器２０には正極性のパルスが印加されること
になる。次に上記一連の動作が完了し、レーザ負荷に印
加エネルギを消費させた後、再び一次コンデンサ１２を
充電する。
４〜１７はオフしており、このとき−次コンデンサ１２
は充電装置１１により各スイッチ要素１４〜１７の耐圧
の許容する電圧に充電されている。この状態でスイッチ
要素１４．１５を同時にオンすると、−次コンデンサ１
２に充電されていた電荷は一次コンデンサ１２−スイッ
チ要素１４−パルス変圧器２０−二次コンデンサ３１−
パルス変圧器２０−一次スイッチ１５の共振回路で放電
し、回路の抵抗分を無視すれば一次コンデンサ１２の電
荷は効率良く二次コンデンサ３１へ移乗する。このとき
パルス変圧器２０には正極性のパルスが印加されること
になる。次に上記一連の動作が完了し、レーザ負荷に印
加エネルギを消費させた後、再び一次コンデンサ１２を
充電する。
このときもスイッチ要素１４〜１７はオフ状態となって
いる。この状態で今度はスイッチ要素１６゜１７を同時
にオンすると、−次コンデンサ１２に充電されていた電
荷は、−次コンデンサ１２−スイッチ要素１６−パルス
変圧器２０−二次コンデンサ３１−パルス変圧器２０−
スイッチ要素１７の共振回路で放電し、二次コンデンサ
３１を効率良く充電する。このときパルス変圧器２０へ
は負極性のパルスが印加されることになる。
いる。この状態で今度はスイッチ要素１６゜１７を同時
にオンすると、−次コンデンサ１２に充電されていた電
荷は、−次コンデンサ１２−スイッチ要素１６−パルス
変圧器２０−二次コンデンサ３１−パルス変圧器２０−
スイッチ要素１７の共振回路で放電し、二次コンデンサ
３１を効率良く充電する。このときパルス変圧器２０へ
は負極性のパルスが印加されることになる。
これらの一連の動作を繰返すことにより、パルス変圧器
２０には交流モードのパルスを印加することが可能とな
り、パルス変圧器２０の鉄心の偏磁を避けるモードで運
転することができる。
２０には交流モードのパルスを印加することが可能とな
り、パルス変圧器２０の鉄心の偏磁を避けるモードで運
転することができる。
このように本実施例では、スイッチ要素１４゜１５とス
イッチ要素１６．１７とにより、−次コンデンサ１２か
らパルス変圧器２０に正極と負極の放電パルスを交互に
印加するようにしているので、パルス変圧器２０の鉄心
の偏磁、飽和を避けることができ、装置の信頼性を向上
させることができる。さらに、−次スイッチはスイッチ
要素１４．１５とスイッチ要素１６．１７により正。
イッチ要素１６．１７とにより、−次コンデンサ１２か
らパルス変圧器２０に正極と負極の放電パルスを交互に
印加するようにしているので、パルス変圧器２０の鉄心
の偏磁、飽和を避けることができ、装置の信頼性を向上
させることができる。さらに、−次スイッチはスイッチ
要素１４．１５とスイッチ要素１６．１７により正。
負両極にそれぞれ切換可能な構成としているので、点弧
タイミングをずらして運転することにより、従来の電源
装置の繰返し限界の２倍の繰返し数で運転することも可
能である。
タイミングをずらして運転することにより、従来の電源
装置の繰返し限界の２倍の繰返し数で運転することも可
能である。
なお、上記実施例では正、負両極性に切換可能な一次ス
ッチの構成として単相インバータ構成の場合について述
べたが、第２図に示すように一次側が２巻線、二次側が
１巻線のパルス変圧器２１を使用し、このパルス変圧器
２１の一次側の一方の巻線に一次コンデンサ１２の両端
をスイッチ要素１８を介して接続し、また他方の巻線に
一次コンデンサ１２の両端を一次巻線とはその極性を逆
にしてスイッチ要素１９を介して接続する並列構成とし
、スイッチ要素１８と１９とを一次スイッチとしてパル
ス運転周期に応じて交互に切換えてオンさせるようにし
ても前述同様に正、負両極性の放電パルスをパルス変圧
器２１に印加することができる。
ッチの構成として単相インバータ構成の場合について述
べたが、第２図に示すように一次側が２巻線、二次側が
１巻線のパルス変圧器２１を使用し、このパルス変圧器
２１の一次側の一方の巻線に一次コンデンサ１２の両端
をスイッチ要素１８を介して接続し、また他方の巻線に
一次コンデンサ１２の両端を一次巻線とはその極性を逆
にしてスイッチ要素１９を介して接続する並列構成とし
、スイッチ要素１８と１９とを一次スイッチとしてパル
ス運転周期に応じて交互に切換えてオンさせるようにし
ても前述同様に正、負両極性の放電パルスをパルス変圧
器２１に印加することができる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、スイッチング手段に
よる極性切換によりコンデンサからの放電パルスの極性
が放電繰返し周期に応じて交互に切換えられてパルス変
圧器に印加するようにしたので、パルス変圧器に高繰返
し頻度で放電パルスを印加してもパルス変圧器の鉄心が
偏磁することがなく、装置の信頼性を高めることができ
るパルスレーザ電源装置を提供できる。また、スイッチ
ング手段として放電パルスの極性を交互に切換える極性
切換可能な構成となっているので、その放電繰返し周期
を変えて運転することにより、従来の電源装置の繰返し
限界に対して２倍の繰返し数で運転できるという効果も
得ることができる。
よる極性切換によりコンデンサからの放電パルスの極性
が放電繰返し周期に応じて交互に切換えられてパルス変
圧器に印加するようにしたので、パルス変圧器に高繰返
し頻度で放電パルスを印加してもパルス変圧器の鉄心が
偏磁することがなく、装置の信頼性を高めることができ
るパルスレーザ電源装置を提供できる。また、スイッチ
ング手段として放電パルスの極性を交互に切換える極性
切換可能な構成となっているので、その放電繰返し周期
を変えて運転することにより、従来の電源装置の繰返し
限界に対して２倍の繰返し数で運転できるという効果も
得ることができる。
第１図は本発明によるパルスレーザ装置の一実施例を示
す回路構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す回路
構成図、第３図は従来のパルスレーザ電源装置の回路構
成図である。 １０・・・・・・電源部、１１・・・・・・充電装置、
１２・・・・・・−次コンデンサ、１４〜１９・・・・
・・スイッチ要素、２０．２１・・・・・・パルス変圧
器、３０・・・・・・レーザ負荷、３１・・・・・・二
次コンデンサ、３２・・・・・・レーザ電極。
す回路構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す回路
構成図、第３図は従来のパルスレーザ電源装置の回路構
成図である。 １０・・・・・・電源部、１１・・・・・・充電装置、
１２・・・・・・−次コンデンサ、１４〜１９・・・・
・・スイッチ要素、２０．２１・・・・・・パルス変圧
器、３０・・・・・・レーザ負荷、３１・・・・・・二
次コンデンサ、３２・・・・・・レーザ電極。
Claims (1)
- 充電装置により充電されたコンデンサをスイッチング
手段により放電させ、その放電パルスをパルス変圧器を
介してレーザ負荷へ高電圧・高周波パルスとして印加す
るパルスレーザ電源装置において、前記スイッチング手
段は前記コンデンサから前記パルス変圧器に印加される
放電パルスの極性を交互に切換える極性切換可能な構成
としたことを特徴とするパルスレーザ電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30172888A JPH02148781A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | パルスレーザ電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30172888A JPH02148781A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | パルスレーザ電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148781A true JPH02148781A (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=17900444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30172888A Pending JPH02148781A (ja) | 1988-11-29 | 1988-11-29 | パルスレーザ電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02148781A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006025543A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Ngk Insulators Ltd | パルス電源 |
| JP2007014089A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Ngk Insulators Ltd | 電気回路及びパルス電源 |
| JP2010272902A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Meidensha Corp | パルス電源 |
| EP1553475B1 (en) * | 2002-08-19 | 2010-12-22 | MERSTech Inc., | Pulse power supply for regenerating magnetic energy |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP30172888A patent/JPH02148781A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1553475B1 (en) * | 2002-08-19 | 2010-12-22 | MERSTech Inc., | Pulse power supply for regenerating magnetic energy |
| JP2006025543A (ja) * | 2004-07-08 | 2006-01-26 | Ngk Insulators Ltd | パルス電源 |
| JP2007014089A (ja) * | 2005-06-29 | 2007-01-18 | Ngk Insulators Ltd | 電気回路及びパルス電源 |
| JP2010272902A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Meidensha Corp | パルス電源 |
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