JPH0244790A - Gas laser oscillator - Google Patents
Gas laser oscillatorInfo
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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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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属・非金属材料の加工や、同位体分離等の
化学反応装置などに適用されるガスレーザ発振器に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas laser oscillator that is applied to processing of metal and non-metal materials, chemical reaction equipment for isotope separation, and the like.
第３図は、スイッチング素子並列運転の従来のガスレー
ザ発振器の駆動回路図である。第３図において、ストレ
ージコンデンサ３′は、ＤＣ高圧電源１２とインダクタ
ンス５によって充電される。FIG. 3 is a drive circuit diagram of a conventional gas laser oscillator in which switching elements are operated in parallel. In FIG. 3, storage capacitor 3' is charged by DC high voltage power supply 12 and inductance 5. In FIG.
その後、スイッチ’ｒ、８ ’、 Ｔ２９ ’がＯＮす
ると、ストレージコンデンサ３′に蓄えられた電荷は予
備電離ピン１３を通り、ピーキングコンデンサ６に移る
。ピーキングコンデンサ６の電荷が増加するに従って、
アノード１１およびカソード１０間の印加電圧が増加し
、放電開始電圧に達すると、グロー放電が発生し、ピー
キングコンデンサ６の電荷（エネルギ）が放電気体に注
入される。放電終了後ピーキングコンデンサ６に残った
電荷は抵抗７を通じて放電される。上記の従来のガスレ
ーザ発振器の駆動回路においては、スイッチング素子の
負荷低減と、この負荷低減によるスイッチング素子の寿
命の向上とを図るために、複数のスイッチ８’、９’を
並列に接続し、これをストレージコンデンサ３′に接続
している。なお第３図（Ｂ）において、１′および２′
はそれぞれインダクタンスを示す。Thereafter, when the switches 'r, 8' and T29' are turned on, the charges stored in the storage capacitor 3' pass through the pre-ionization pin 13 and are transferred to the peaking capacitor 6. As the charge of the peaking capacitor 6 increases,
When the voltage applied between the anode 11 and the cathode 10 increases and reaches a discharge starting voltage, a glow discharge occurs and the charge (energy) of the peaking capacitor 6 is injected into the discharge body. After the discharge ends, the charge remaining in the peaking capacitor 6 is discharged through the resistor 7. In the conventional gas laser oscillator drive circuit described above, a plurality of switches 8' and 9' are connected in parallel in order to reduce the load on the switching element and improve the life of the switching element by reducing the load. is connected to the storage capacitor 3'. In addition, in FIG. 3(B), 1' and 2'
respectively indicate inductance.
第３図（Ａ）に示した従来例では、スイッチ８′９′の
ＯＮするタイミングがずれると、片方のスイッチに電流
が集中し、並列運転の意味がなくなる（電流が集中する
とスイッチの消耗が激しい）。In the conventional example shown in Fig. 3 (A), if the timing at which the switches 8'9' are turned on is shifted, the current will concentrate on one of the switches, and the parallel operation will become meaningless (if the current is concentrated, the switches will wear out). intense).
第３図（Ｂ）はこのタイミングのずれによる電流の集中
を防止するために、スイッチ８’、９’とストレージコ
ンデンサ３′の間にインダクタンス１’、２’を設置し
ている。この第３図（Ｂ）によれば片方のスイッチへの
電流の集中はある程度防止できるが、ストレージコンデ
ンサ３′からピーキングコンデンサ６へのエネルギ移行
時間が増加するため、アノード１１とカソード１０間に
印加される電圧の立上り速度が低下し、レーザの発振効
率が下がるという問題点があった。In FIG. 3(B), inductances 1' and 2' are installed between the switches 8' and 9' and the storage capacitor 3' in order to prevent current concentration due to this timing shift. According to FIG. 3(B), concentration of current to one switch can be prevented to some extent, but since the time for energy transfer from the storage capacitor 3' to the peaking capacitor 6 increases, the voltage applied between the anode 11 and the cathode 10 There was a problem in that the rise speed of the applied voltage decreased, and the laser oscillation efficiency decreased.
本発明の課題は、上記従来の問題点を解消することがで
きるガスレーザ発振器を提供することである。An object of the present invention is to provide a gas laser oscillator that can solve the above conventional problems.
本発明によるガスレーザ発振器は、レーザを源と、複数
のスイッチング素子と、同各スイッチング素子ごとに並
列接続されたストレージコンデンサと、前記電源と前記
スイッチング素子との間で配列され、前記電源と前記ス
イッチング素子に各々接続されたインダクタンスと、前
記複数のストレージコンデンサに接続された予備電離ビ
ンとピーキングコンデンサおよび放電電極とを具備して
なることを特徴とする。The gas laser oscillator according to the present invention includes a laser as a source, a plurality of switching elements, a storage capacitor connected in parallel for each switching element, and arranged between the power supply and the switching element, and the gas laser oscillator is arranged between the power supply and the switching element. The device is characterized by comprising an inductance connected to each element, a pre-ionization bottle, a peaking capacitor, and a discharge electrode connected to the plurality of storage capacitors.
本発明によれば、ストレージコンデンサを２分割し、２
つのスイッチを各々のストレージコンデンサに接続し、
また、タイミングのずれによる電流の集中を防止する各
々のインダクタンスを２つのスイッチとＤＣ高圧電源と
の間に設置することにより、２つのスイッチを通過する
エネルギ量および電流のピーク値等が略等しくなり、ま
たタイミングのずれによる片方のスイッチへの電流の集
中もなくな、る。これにより２つのスイッチの急激な消
耗や劣化がな（なる。According to the present invention, the storage capacitor is divided into two parts.
connect one switch to each storage capacitor,
In addition, by installing inductances between the two switches and the DC high-voltage power supply to prevent current concentration due to timing differences, the amount of energy passing through the two switches and the peak value of the current are approximately equal. This also eliminates the concentration of current on one switch due to timing discrepancies. This prevents rapid wear and deterioration of the two switches.
第１図は本発明の一実施例のガスレーザ発振器の断面構
造の例を示す図、第２図は第１図に示す実施例のガスレ
ーザ発振器の駆動回路図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of a gas laser oscillator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a drive circuit diagram of the gas laser oscillator according to the embodiment shown in FIG.
第１図および第２図に示すガスレーザ・発振器において
は、放電電流の立上り速度をできる限り大きくするため
、（発振効率を向上するため）ピーキングコンデンサ６
を発振器内部のカソード１０の極近傍に設置することが
必要で、第１図のように、カソード１０と放電電流路の
間にピーキングコンデンサ６を設置している。In the gas laser/oscillator shown in Figs. 1 and 2, in order to increase the rising speed of the discharge current as much as possible (to improve oscillation efficiency), the peaking capacitor 6
It is necessary to install the peaking capacitor 6 very close to the cathode 10 inside the oscillator, and as shown in FIG. 1, a peaking capacitor 6 is installed between the cathode 10 and the discharge current path.
第１図および第２図において、ストレージコンデンサ３
．４は、ＤＣ高圧電源１２−電流集中防止用インダクタ
ンス１，２→ストレージコンデンサ３，４→ストレージ
コンデンサ充電用インダクタンス５の回路よって充電さ
れる。この後、スイッチ８．９をＯＮすることにより、
ストレージコンデンサ３，４に蓄えられたエネルギは、
ストレージコンデンサ３．４−スイッチ８．９−放電電
流路−ピーキングコンデンサ６−子備電離ビン１３の回
路によってピーキングコンデンサ６に移行する。ピーキ
ングコンデンサ６に十分なエネルギが蓄えられると、ア
ノード１１とカソード１０の間にグロー放電が生じ、ピ
ーキングコンデンサ６→放電電流路→アノード１１→カ
ソード１０の回路でピーキングコンデンサ６のエネルギ
が放電部に供給される。In Figures 1 and 2, storage capacitor 3
．． 4 is charged by a circuit consisting of DC high voltage power supply 12 - current concentration prevention inductances 1 and 2 -> storage capacitors 3 and 4 -> storage capacitor charging inductance 5. After this, by turning on switch 8.9,
The energy stored in storage capacitors 3 and 4 is
It is transferred to the peaking capacitor 6 through the storage capacitor 3.4-switch 8.9-discharge current path-peaking capacitor 6-equipment ionization bin 13 circuit. When sufficient energy is stored in the peaking capacitor 6, a glow discharge occurs between the anode 11 and the cathode 10, and the energy of the peaking capacitor 6 is transferred to the discharge section in the circuit of the peaking capacitor 6 → discharge current path → anode 11 → cathode 10. Supplied.
次に上記本発明の一実施例の具体例について説明する。Next, a specific example of the embodiment of the present invention will be described.
第１図および第２図において、２分割したストレージコ
ンデンサ３．４の容量は各６５ｎＦ（ストレージコンデ
ンサの合計１３０ｎＦ）、ピーキングコンデンサ１２０
ｎＦ、ストレージコンデンサ充電用インダクタンス５は
１０μＨ１電流集中防止用インダクタンス１．２は各１
０μＨとしてレーザ発振させたところ、１パルスの出力
エネルギＩＪを得た。なお、ストレージコンデンサ３゜
４の充電電圧は３０ｋＶで、スイッチ８．９がＯＮして
からスイッチの高圧側の電位がＯｖになるまでの時間は
約１００ｎｓであるので、スイッチ８゜９が○Ｎするタ
イミングのずれは、１０ｎＳ以下となるよう調整してい
る。電流集中防止用インダクタンス１，２は、エネルギ
移行回路（ストレージコンデンサ３→スイツチ８→ピー
キングコンデンサ６−ストレージコンデンサ３およびス
トレージコンデンサ４→スイツチ９→ピーキングコンデ
ンサ６→ストレージコンデンサ４の閉回路）に浮遊して
いるインダクタンスが約０．５μＨと測定されたため、
片方のスイッチへの電流集中を防止するためには、０．
５μＨより大きな値でなくてはならない。ただし、電流
集中防止用インダクタンス１．２の値を大きくしすぎる
と、ストレージコンデンサ３，４の充電速度が遅くなる
ので注意が必要である。In Figures 1 and 2, the capacitance of each divided storage capacitor 3.4 is 65 nF (total of storage capacitors 130 nF), and the peak capacitor is 120 nF.
nF, storage capacitor charging inductance 5 is 10 μH, current concentration prevention inductance 1.2 is 1 each
When the laser was oscillated at 0 μH, one pulse of output energy IJ was obtained. Note that the charging voltage of the storage capacitor 3゜4 is 30kV, and the time from when the switch 8.9 is turned on until the potential on the high voltage side of the switch becomes Ov is about 100ns, so the switch 8゜9 is ○N. The timing deviation is adjusted to be 10 nS or less. Inductances 1 and 2 for preventing current concentration are floating in the energy transfer circuit (closed circuit of storage capacitor 3 → switch 8 → peaking capacitor 6 - storage capacitor 3 and storage capacitor 4 → switch 9 → peaking capacitor 6 → storage capacitor 4). The inductance was measured to be approximately 0.5μH, so
In order to prevent current concentration to one switch, 0.
Must be greater than 5 μH. However, care must be taken because if the value of the current concentration prevention inductance 1.2 is made too large, the charging speed of the storage capacitors 3 and 4 will become slow.
本実施例では以上の２点から１０μＨを選定した。スイ
ッチ８．９として水素サイラトロンを使用し、連続運転
試験を行ったところ、サイラトロン１本当りの寿命は１
０７シヨツト（カタログ値）といわれているが、並列運
転試験では１０７シヨツトを越えて動作することがわか
った。In this example, 10 μH was selected based on the above two points. When we conducted a continuous operation test using a hydrogen thyratron as switch 8.9, we found that the lifespan of one thyratron was 1.
Although it is said to have 0.07 shots (catalog value), it was found in parallel operation tests that it can operate over 107 shots.
本発明によれば複数のスイッチを通過するエネルギ量、
電流のピーク値、電流の立上り速度等が均等に分配され
るため、スイッチの急激な消耗・劣化を防止することが
でき、これによりスイッチの長寿命化が図られる。According to the invention, the amount of energy passing through a plurality of switches;
Since the current peak value, current rise speed, etc. are evenly distributed, rapid wear and deterioration of the switch can be prevented, thereby extending the life of the switch.
第１図は本発明の一実施例の構成を示す要部の断面図、
第２図は本発明の一実施例としてのレーザ発振器の駆動
回路図、第３図は従来例の駆動回路図である。
１・・・電流集中防止用インダクタンス、２・・・電流
集中防止用インダクタンス、３・・・ストレージコンデ
ンサ、４・・・ストレージコンデンサ、５・・・ストレ
ージコンデンサ充電用インダクタンス、６・・・ピーキ
ングコンデンサ、７・・・残留電荷放電抵抗、８・・・
スイッチ、９・・・スイッチ、１０・・・カソード。１
１・・・アノード、１２・・・ＤＣ高圧電源、１３・・
・予備電離ピン。
第２図
第１図FIG. 1 is a sectional view of essential parts showing the configuration of an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a driving circuit diagram of a laser oscillator as an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a driving circuit diagram of a conventional example. 1... Inductance for preventing current concentration, 2... Inductance for preventing current concentration, 3... Storage capacitor, 4... Storage capacitor, 5... Inductance for charging storage capacitor, 6... Peaking capacitor , 7... Residual charge discharge resistance, 8...
Switch, 9...Switch, 10...Cathode. 1
1... Anode, 12... DC high voltage power supply, 13...
・Preliminary ionization pin. Figure 2 Figure 1
Claims (1)
ッチング素子ごとに並列接続されたストレージコンデン
サと、前記電源と前記スイッチング素子との間で配列さ
れ、前記電源と前記スイッチング素子に各々接続された
インダクタンスと、前記複数のストレージコンデンサに
接続された予備電離ピンとピーキングコンデンサおよび
放電電極とを具備してなることを特徴とするガスレーザ
発振器。A laser power supply, a plurality of switching elements, a storage capacitor connected in parallel to each switching element, and an inductance arranged between the power supply and the switching element and connected to the power supply and the switching element, respectively. , a pre-ionization pin connected to the plurality of storage capacitors, a peaking capacitor, and a discharge electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194569A JPH0244790A (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Gas laser oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194569A JPH0244790A (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Gas laser oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244790A true JPH0244790A (en) | 1990-02-14 |
Family
ID=16326714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194569A Pending JPH0244790A (en) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | Gas laser oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0244790A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120427A1 (en) * | 1990-06-20 | 1992-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | DISCHARGE-EXTENDED LASER DEVICE |
| JPH0453285A (en) * | 1990-06-20 | 1992-02-20 | Mitsubishi Electric Corp | Discharge excitation laser device |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63194569A patent/JPH0244790A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4120427A1 (en) * | 1990-06-20 | 1992-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | DISCHARGE-EXTENDED LASER DEVICE |
| JPH0453285A (en) * | 1990-06-20 | 1992-02-20 | Mitsubishi Electric Corp | Discharge excitation laser device |
| DE4120427C2 (en) * | 1990-06-20 | 1996-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | Discharge-excited laser devices |
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