JPH0256984A - レーザ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はランプによって励起されるレーザ装置に関し
、特にそのランプの点灯方法を改良したレーザ装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば電子情報通信学会技術研究報告（Ｖｏｌ
、８７．　Ｎｏ、１２２．０　Ｑ　Ｅ８７−６１）に示
された従来のレーザ装置の電源回路とランプ部分の構成
図であり、第６図はレーザ発振部の構造図である。第５
図において１は直流電源部、２はスイッチング素子、３
はコンデンサ、４はリアクトル、５はランプ、６はパル
ス発生器、７はシマー電源部、８は抵抗、９はダイオー
ドである。また第６図において、１０はレーザ媒質、１
１は全反射ミラー１２は部分反射ミラー、１３はレーザ
光である。

次に動作について説明する。直流電源部１による直流電
圧はコンデンサ３にチャージされ、スイッチング素子２
を短絡することによってコンデンサ３とリアクトル４に
よって決定されるメイン電流がランプ５に流れ、ランプ
５が発光する。この発光は例えばＹＡＧレーザであれば
Ｙ３−ＸＮｄＸＡＮ、Ｏ４により成る固体結晶のレーザ
媒質上に集光され、これを励起する。部分反射ミラー１
１と全反射ミラー１２で構成される光共振器によって上
記励起エネルギーはレーザ光１３として取り出される０
以上はランプによって励起される例えば固体レーザのレ
ーザ発振の基本的動作であるが、次にランプの点灯につ
いてその動作を説明する。

シマー電源部７は通常数ｋＶの電圧を発生するもので、
ダイオード９．抵抗８を通じてランプ５に電圧を印加し
ているが、この状態ではランプは点灯しない、パルス発
生器６は十数ｋＶ〜数十ｋＶの高電圧をパルス的に発生
させるもので、これによりランプ５内に高電圧印加によ
るパルス放電を発生させ、いわゆるトリガを行うとシマ
ー電源部７によりランプ５の両電極間にアーク放電が開
始する。このアーク放電の電、流は抵抗８により制御さ
れ数百ｍＡ〜数Ａであり、レーザ発振には至らない電流
であり、シマー電流と呼ばれているものである。前述し
たレーザ発振させるためにコンデンサ３とリアクトル４
を通じてランプ５に流入させるメイン電流はこのシマー
電流に重畳させることになる。シマー電流が流れていな
い場合にはスイッチング素子２を短絡してもランプ５に
は放電が生じない、なおダイオード９はメイン電流がシ
マー電源部７に流入しないようにするためのものである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のレーザ装置は以上のように構成されているので、
ランプにメイン電流を流すためにはシマー電流が必要で
あり、シマー電流を流すためにはトリガ用の高電圧を印
加せねばならず、３つのステップを経てメイン電流が流
れ始めるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、トリガ用のパルス発生器やシマー電流供給用
のシマー電源部が不要となり、一つの電源でメイン電流
を供給することができ、かつメイン電流の高速制御が可
能となり、レーザ出力の高速制御が可能なレーザ装置を
得ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るレーザ装置はレーザ媒質を励起するラン
プのメイン電流供給用電源を交流化するとともに、該交
流電源の一方の端子と接続され、逆極性のランプ電極と
の間で無声放電により比較的大きなトリガ電力を投入す
るトリガ電極を備え、交流でメインのアーク放電を点灯
させるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、レーザ励起用°のランプ点灯用の
メイン電流供給電源を交流とし、ランプのガラスを電極
として利用して交流電圧を印加し、ランプ管内に無声放
電プラズマを発生させ大きなトリガエネルギーを得るト
リガ電極を備え、交流でメインのアーク放電を点灯させ
る構成としたから、トリガ用のパルス発生器やシマー電
流供給用のシマー電源部が不要となり、一つの電源でメ
イン電流を供給することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例によるレーザ装置のメイン電流供
給用の交流電源である高周波電源回路部とレーザ励起用
ランプ部を示す図であり、レーザ発振器部は従来と同じ
であるので省略する。

図において、１は直流電源部、５はランプ、１４はイン
バータ部、１４１はトランジスタ、ＦＥＴなどのスイッ
チング素子、１５はトランス、１６はトリガ電極である
。第２図はランプ５の代表的な構造を図示したもので、
５１．５２は電極、５３は石英などのガラスチェーブ、
５４はアーク路であり、ＫｒやＸｅが数百Ｔｏｒｒ〜数
気圧充填されている。

次に動作について説明する。直流電源部１の電圧をスイ
ッチング素子１４１で任意の周波数（キャリア周波数）
にチョッピングし、交流電圧を発生させトランス１５に
よりランプ５の電気的特性に合わせて変圧し、ランプ５
の画電極５１．５２に印加する。ここで、この交流電圧
の出力端子の一方をランプ５のガラスチェーブ５３に近
接あるいは巻きつけたトリガ電極１６と接続する。この
状態で交流電圧が印加されると、ランプ５のガラスチュ
ーブ５３の上述のトリガ電極が設けられた部分の内面と
電極５２との間で無声放電と称する放電が生成される。

この無声放電は印加電圧をある程度以上にしておくと、
電極５２近傍だけでなく、放電路５４すべてを満たし、
この瞬間に電極５１．５２との間でメインのアーク放電
が生じ、ランプ５が発光し、これにより固体レーザが励
起、レーザ発振される。

このように本実施例においては、レーザ励起用のランプ
点灯用のメイン電流供給電源を交流とし、ランプのガラ
スを電極として利用して交流電圧を印加し、ランプ管内
に無声放電プラズマを発生させ大きなトリガエネルギー
を得るトリガ電極を備え、交流でメインのアーク放電を
点灯させる構成としたから、メイン放電であるアークを
点灯させるためのシマー電流、またシマー電流を点灯さ
せるためのトリガ用の電源は不要となり、またこれらの
動作を行わせるためのシーケンスも不要となる。また、
トリガ用として無声放電を用いているため、従来のパル
ストリガ方式に比べて極めて大きなトリガ電流を投入す
ることができ、かつこの無声放電プラズマは電極５１．
５２の間の放電路５４を満たすので、メインのアーク放
電の開始電圧は従来よりも数分の−と大幅に下げること
ができる。さらに、交流電源を用いているため、インバ
ータのトランジスタを高速制御することにより、メイン
電流を高速制御することができ、ランプの光波形を自由
にコントロール、即ちレーザ出力波形を自由にコントロ
ールすることができる。本発明の回路ではトリガ用無声
放電の電力が大きくとれるため、ランプ電流が数十Ａ／
μｓｅｃの高速でも充分に電流コントロールが可能であ
る。

なお上記実施例では交流電圧の一つの端子をトリガ用電
極に接続し、これを電極５１または５２近傍に巻きつけ
た構造のものを示したが、電極５１．５２の両方に巻き
つけてもよく、また交流電圧の２つの端子を各々のトリ
ガに接続してもよく、電極５１．５２の間に巻きつけて
も同じ効果が得られる。また第３図、第４図に示すよう
にガラス５３全長にわたり巻きつけたり、あるいはガラ
ス５３に沿ってトリガ電極を配置しても同様の効果が生
まれる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればレーザ装置において、
レーザ媒質を励起するランプのメイン電流供給用電源を
交流化するとともに、該交流電源の一方の端子と接続さ
れ、逆極性のランプ１！１掻との間で無声放電により比
較的大きなトリガ電力を投入するトリガ電極を備え、交
流でメインのアーク放電を点灯させる構成としたから、
メイン放電であるアークを点灯させるためのシマー電流
、またシマー電流を点灯させるためのトリガ用の電源は
不要となり、装置が単純かつ安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザ装置の電源回
路とランプ部分を示す構成図、第２図は本発明の一実施
例によるレーザ装置のランプとトリガ電極の配置を示す
図、第３図、第４図はトリガ配置の他の実施例を示す図
、第５図は従来のレーザ装置の電源回路とランプ部分を
示す構成図、第６図はレーザ装置のレーザ発振部を示す
構造図である。 １は直流電源部、５はランプ、１４はインバータ部、１
４１はスイッチング素子、１５はトランス、１６はトリ
ガ電極、５１．５２は電橋、５３はガラスチューブ、５
４はアーク路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザ媒質をランプにより光励起し、レーザ光を
   取り出すレーザ装置において、 上記ランプは交流電源により点灯されるものであり、 上記交流電源の一方の端子に接続され、逆極性のランプ
   電極との間で無声放電を行ない、ランプ管内にプラズマ
   を発生させるトリガ電極を備えたことを特徴とするレー
   ザ装置。