JPH04324985A - パルスレーザ用電源装置 - Google Patents
パルスレーザ用電源装置Info
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- JPH04324985A JPH04324985A JP9565991A JP9565991A JPH04324985A JP H04324985 A JPH04324985 A JP H04324985A JP 9565991 A JP9565991 A JP 9565991A JP 9565991 A JP9565991 A JP 9565991A JP H04324985 A JPH04324985 A JP H04324985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- power supply
- saturable reactor
- voltage
- supply device
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- Electronic Switches (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
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、電源回路構成に改良を
施したパルスレーザ用電源装置に関するものである。
施したパルスレーザ用電源装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】放電励起方式のガスレーザ装置では、レ
ーザガス中で空間的に均一なグロー放電を発生させてレ
ーザ発振を得ているが、横方向励起パルスＣＯ２ レー
ザやエキシマレーザを始めとするパルスレーザ発振装置
では、レーザガス圧力が大気圧以上であり、さらに、電
子付着性の強いガス成分を含んでいるため、上記グロー
放電を均一に点弧することは困難である。このため、グ
ロー放電点弧に先立って予備電離を行うと共に、高速の
パルス電圧を放電部に印加してグロー放電を形成するの
が一般的である。
ーザガス中で空間的に均一なグロー放電を発生させてレ
ーザ発振を得ているが、横方向励起パルスＣＯ２ レー
ザやエキシマレーザを始めとするパルスレーザ発振装置
では、レーザガス圧力が大気圧以上であり、さらに、電
子付着性の強いガス成分を含んでいるため、上記グロー
放電を均一に点弧することは困難である。このため、グ
ロー放電点弧に先立って予備電離を行うと共に、高速の
パルス電圧を放電部に印加してグロー放電を形成するの
が一般的である。
【０００４】図３は、従来のパルスレーザ用電源装置の
一例を示したものである。即ち、一対の主電極１，２が
対向して配設され、主電極１，２で囲まれた空間内にレ
ーザガスが充填されている。また、主電極１，２間には
、予備電離用のコンデンサＣｐがギャップ３を介して並
列に接続され、主電極２は接地されている。さらに、前
記予備電離用コンデンサＣｐには、可飽和リアクトルＳ
２ とコンデンサＣ２ から成る梯子型回路が接続され
ており、また、コンデンサＣ２ には可飽和リアクトル
Ｓ１ とコンデンサＣ１ から成る梯子型回路が接続さ
れている。さらに、コンデンサＣ１ は、インダクタン
スＬとサイリスタスイッチＴ１ 及びコンデンサＣ０
から成る閉回路を構成している。また、コンデンサＣ０
は抵抗Ｒを介して高圧電源（図示せず）に接続されて
いる。
一例を示したものである。即ち、一対の主電極１，２が
対向して配設され、主電極１，２で囲まれた空間内にレ
ーザガスが充填されている。また、主電極１，２間には
、予備電離用のコンデンサＣｐがギャップ３を介して並
列に接続され、主電極２は接地されている。さらに、前
記予備電離用コンデンサＣｐには、可飽和リアクトルＳ
２ とコンデンサＣ２ から成る梯子型回路が接続され
ており、また、コンデンサＣ２ には可飽和リアクトル
Ｓ１ とコンデンサＣ１ から成る梯子型回路が接続さ
れている。さらに、コンデンサＣ１ は、インダクタン
スＬとサイリスタスイッチＴ１ 及びコンデンサＣ０
から成る閉回路を構成している。また、コンデンサＣ０
は抵抗Ｒを介して高圧電源（図示せず）に接続されて
いる。
【０００５】なお、これらのコンデンサ、インダクタン
ス及び可飽和リアクトル類は、一つもしくは複数個が並
列に接続されて構成されている。また、主電極１，２間
の紙面垂直方向には、光共振器（図示せず）が配設され
ている。
ス及び可飽和リアクトル類は、一つもしくは複数個が並
列に接続されて構成されている。また、主電極１，２間
の紙面垂直方向には、光共振器（図示せず）が配設され
ている。
【０００６】この様に構成された従来のパルスレーザ用
電源装置の動作を、図３及び図４に基づいて説明する。 即ち、初期状態においてはサイリスタスイッチＴ１ は
開いており、高圧電源−充電抵抗Ｒ−コンデンサＣ０
−接地の経路でコンデンサＣ０ は充電されている。一
方、コンデンサＣ１ 、Ｃ２ 、Ｃｐは充電されていな
いので、主電極１は接地電位となっている。次いで、サ
イリスタスイッチＴ１ が閉じられると、コンデンサＣ
０ の電荷は、サイリスタスイッチＴ１ 、インダクタ
ンスＬを介して、コンデンサＣ１ に移行する。
電源装置の動作を、図３及び図４に基づいて説明する。 即ち、初期状態においてはサイリスタスイッチＴ１ は
開いており、高圧電源−充電抵抗Ｒ−コンデンサＣ０
−接地の経路でコンデンサＣ０ は充電されている。一
方、コンデンサＣ１ 、Ｃ２ 、Ｃｐは充電されていな
いので、主電極１は接地電位となっている。次いで、サ
イリスタスイッチＴ１ が閉じられると、コンデンサＣ
０ の電荷は、サイリスタスイッチＴ１ 、インダクタ
ンスＬを介して、コンデンサＣ１ に移行する。
【０００７】コンデンサＣ１ の電圧Ｖ１ が可飽和リ
アクトルＳ１ の動作電圧に達するまでは、可飽和リア
クトルＳ１ のインピーダンスが大きいため、コンデン
サＣ０ の電荷のほとんどはコンデンサＣ１ に流れ、
コンデンサＣ２ には移行しない。次に、コンデンサＣ
１ の電圧Ｖ１ が可飽和リアクトルＳ１ の動作電圧
に達すると、可飽和リアクトルＳ１ のインピーダンス
は急激に低下するため、コンデンサＣ１ の電荷はコン
デンサＣ２ に移行する。
アクトルＳ１ の動作電圧に達するまでは、可飽和リア
クトルＳ１ のインピーダンスが大きいため、コンデン
サＣ０ の電荷のほとんどはコンデンサＣ１ に流れ、
コンデンサＣ２ には移行しない。次に、コンデンサＣ
１ の電圧Ｖ１ が可飽和リアクトルＳ１ の動作電圧
に達すると、可飽和リアクトルＳ１ のインピーダンス
は急激に低下するため、コンデンサＣ１ の電荷はコン
デンサＣ２ に移行する。
【０００８】ここで、各コンデンサの容量が等しい場合
は、可飽和リアクトルＳ１ の動作時のインダクタンス
をインダクタンスＬの値よりも小さくすると、図４に示
した様に、コンデンサＣ２ の電圧Ｖ２ の立ち上がり
時間は、コンデンサＣ１ の電圧Ｖ１ の立ち上がり時
間よりも速くなる。
は、可飽和リアクトルＳ１ の動作時のインダクタンス
をインダクタンスＬの値よりも小さくすると、図４に示
した様に、コンデンサＣ２ の電圧Ｖ２ の立ち上がり
時間は、コンデンサＣ１ の電圧Ｖ１ の立ち上がり時
間よりも速くなる。
【０００９】次に、コンデンサＣ２ の電圧Ｖ２ が可
飽和リアクトルＳ２ の動作電圧に達すると、可飽和リ
アクトルＳ２ のインピーダンスは急激に低下するため
、コンデンサＣ２ の電荷は予備電離用コンデンサＣｐ
に移行する。この際、予備電離用コンデンサＣｐ間のギ
ャップ３にスパーク放電が発生し、ここから出る紫外線
によって主電極１，２間のレーザガスが予備電離される
。この場合、予備電離用コンデンサＣｐの電圧波形は、
図４のＶｐに示した様に変化し、主電極１，２間に加わ
る電圧が、レーザガスの放電破壊電圧に達した時点で、
主電極１，２間にグロー放電が形成され、レーザガスが
励起されて、図示していない光共振器の作用で、レーザ
光が紙面垂直方向に出射される。
飽和リアクトルＳ２ の動作電圧に達すると、可飽和リ
アクトルＳ２ のインピーダンスは急激に低下するため
、コンデンサＣ２ の電荷は予備電離用コンデンサＣｐ
に移行する。この際、予備電離用コンデンサＣｐ間のギ
ャップ３にスパーク放電が発生し、ここから出る紫外線
によって主電極１，２間のレーザガスが予備電離される
。この場合、予備電離用コンデンサＣｐの電圧波形は、
図４のＶｐに示した様に変化し、主電極１，２間に加わ
る電圧が、レーザガスの放電破壊電圧に達した時点で、
主電極１，２間にグロー放電が形成され、レーザガスが
励起されて、図示していない光共振器の作用で、レーザ
光が紙面垂直方向に出射される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来のパルスレーザ用電源装置においては、時刻
ｔ２ で主電極１，２間にグロー放電が形成され、消滅
した後に、各コンデンサに残留する電荷の影響で、再び
可飽和リアクトルが動作し、図４中Ｖｐ２ ，Ｖｐ３
で示した様な電圧が主電極１，２間に加わる場合がある
。その結果、時刻ｔ４ ，時刻ｔ５ で主電極１，２間
にアーク放電が発生し、電極の消耗を引き起こし、また
、レーザ出力の低下を招いていた。そのため、長期間に
わたる繰り返し運転が困難となり、また、長寿命化が実
現できなかった。
た様な従来のパルスレーザ用電源装置においては、時刻
ｔ２ で主電極１，２間にグロー放電が形成され、消滅
した後に、各コンデンサに残留する電荷の影響で、再び
可飽和リアクトルが動作し、図４中Ｖｐ２ ，Ｖｐ３
で示した様な電圧が主電極１，２間に加わる場合がある
。その結果、時刻ｔ４ ，時刻ｔ５ で主電極１，２間
にアーク放電が発生し、電極の消耗を引き起こし、また
、レーザ出力の低下を招いていた。そのため、長期間に
わたる繰り返し運転が困難となり、また、長寿命化が実
現できなかった。
【００１１】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
決するために提案されたもので、その目的は、グロー放
電発生後に主電極間に不要な電圧が発生することを防止
し、安定した動作を実現することができるパルスレーザ
用電源装置を提供することにある。
決するために提案されたもので、その目的は、グロー放
電発生後に主電極間に不要な電圧が発生することを防止
し、安定した動作を実現することができるパルスレーザ
用電源装置を提供することにある。
【００１２】［発明の構成］
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、対向して配置
された一対の主電極間に予備電離用のコンデンサを接続
し、前記予備電離用のコンデンサに可飽和リアクトルと
コンデンサとから成る梯子型回路を複数段接続したパル
スレーザ用電源装置において、前記複数段の梯子型回路
の端部に、前記主電極と並列に、２つのＧＴＯサイリス
タスイッチを互いに逆方向となるように接続したことを
特徴とするものである。
された一対の主電極間に予備電離用のコンデンサを接続
し、前記予備電離用のコンデンサに可飽和リアクトルと
コンデンサとから成る梯子型回路を複数段接続したパル
スレーザ用電源装置において、前記複数段の梯子型回路
の端部に、前記主電極と並列に、２つのＧＴＯサイリス
タスイッチを互いに逆方向となるように接続したことを
特徴とするものである。
【００１４】
【作用】本発明のパルスレーザ用電源装置においては、
グロー放電発生・消滅後に、各コンデンサに残留する電
荷によって可飽和リアクトルが動作した場合であっても
、回路端部に互いに逆方向となるように設けた２つのＧ
ＴＯサイリスタスイッチによって、充電電圧と正逆いず
れの方向の不要電圧も吸収されるので、主電極間に不要
な電圧が発生することを防止できる。
グロー放電発生・消滅後に、各コンデンサに残留する電
荷によって可飽和リアクトルが動作した場合であっても
、回路端部に互いに逆方向となるように設けた２つのＧ
ＴＯサイリスタスイッチによって、充電電圧と正逆いず
れの方向の不要電圧も吸収されるので、主電極間に不要
な電圧が発生することを防止できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１及び図２に基
づいて具体的に説明する。なお、図３及び図４に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。
づいて具体的に説明する。なお、図３及び図４に示した
従来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省
略する。
【００１６】本実施例においては、図１に示した様に、
可飽和リアクトルＳ２ と予備電離用コンデンサＣｐの
接続点と接地電位間に、２つのＧＴＯサイリスタスイッ
チＴ２ ，Ｔ３ が互いに逆方向となるように接続され
ている。その他の構成は図３に示した従来型と同様であ
る。
可飽和リアクトルＳ２ と予備電離用コンデンサＣｐの
接続点と接地電位間に、２つのＧＴＯサイリスタスイッ
チＴ２ ，Ｔ３ が互いに逆方向となるように接続され
ている。その他の構成は図３に示した従来型と同様であ
る。
【００１７】この様な構成を有する本実施例のパルスレ
ーザ用電源装置においては、以下に述べる様にして、グ
ロー放電発生後に主電極間に不要な電圧が発生すること
を防止できる。
ーザ用電源装置においては、以下に述べる様にして、グ
ロー放電発生後に主電極間に不要な電圧が発生すること
を防止できる。
【００１８】即ち、コンデンサＣｐに並列に接続された
２つのＧＴＯサイリスタスイッチＴ２ ，Ｔ３ を、グ
ロー放電消滅後、不要電圧発生前（時刻ｔ３ ）に点弧
する。 すると、時刻ｔ２ で主電極１，２間にグロー放電が形
成され、消滅した後、各コンデンサに電荷が残留し、こ
の電荷によって再び可飽和リアクトルが動作することが
あっても、充電電圧と正逆いずれの方向の不要電圧もＧ
ＴＯサイリスタスイッチＴ２ ，Ｔ３ によって吸収さ
れるので、主電極１，２間に大きな電圧が加わることは
ない。 そのため、グロー放電発生・消滅後においては、主電極
１，２間にアーク放電が発生することはなくなる。
２つのＧＴＯサイリスタスイッチＴ２ ，Ｔ３ を、グ
ロー放電消滅後、不要電圧発生前（時刻ｔ３ ）に点弧
する。 すると、時刻ｔ２ で主電極１，２間にグロー放電が形
成され、消滅した後、各コンデンサに電荷が残留し、こ
の電荷によって再び可飽和リアクトルが動作することが
あっても、充電電圧と正逆いずれの方向の不要電圧もＧ
ＴＯサイリスタスイッチＴ２ ，Ｔ３ によって吸収さ
れるので、主電極１，２間に大きな電圧が加わることは
ない。 そのため、グロー放電発生・消滅後においては、主電極
１，２間にアーク放電が発生することはなくなる。
【００１９】この様に、本実施例によれば、可飽和リア
クトルＳ２ と予備電離用コンデンサＣｐの接続点と接
地電位間に、２つのＧＴＯサイリスタスイッチＴ２ ，
Ｔ３ を互いに逆方向となるように接続することによっ
て、グロー放電発生・消滅後に、主電極間に不要な電圧
が発生することを防止できる。
クトルＳ２ と予備電離用コンデンサＣｐの接続点と接
地電位間に、２つのＧＴＯサイリスタスイッチＴ２ ，
Ｔ３ を互いに逆方向となるように接続することによっ
て、グロー放電発生・消滅後に、主電極間に不要な電圧
が発生することを防止できる。
【００２０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、２つのＧＴＯサイリスタスイッチＴ２
，Ｔ３ と抵抗とを直列に接続したものを、可飽和リ
アクトルＳ２ と予備電離用コンデンサＣｐの接続点と
接地電位間に接続しても同様の効果が得られる。
るものではなく、２つのＧＴＯサイリスタスイッチＴ２
，Ｔ３ と抵抗とを直列に接続したものを、可飽和リ
アクトルＳ２ と予備電離用コンデンサＣｐの接続点と
接地電位間に接続しても同様の効果が得られる。
【００２１】さらに、上記の実施例は、本発明を紫外線
予備電離方式のパルスレーザ発振装置に適用したもので
あるが、Ｘ線予備電離方式、コロナ予備電離方式等のパ
ルスレーザ発振装置に適用することもできる。
予備電離方式のパルスレーザ発振装置に適用したもので
あるが、Ｘ線予備電離方式、コロナ予備電離方式等のパ
ルスレーザ発振装置に適用することもできる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、複数
段の梯子型回路の端部に、主電極と並列に、２つのＧＴ
Ｏサイリスタスイッチを互いに逆方向となるように接続
することによって、グロー放電発生後に、主電極間に不
要な電圧が発生することを防止し、安定した動作を実現
することができるパルスレーザ用電源装置を提供するこ
とができる。
段の梯子型回路の端部に、主電極と並列に、２つのＧＴ
Ｏサイリスタスイッチを互いに逆方向となるように接続
することによって、グロー放電発生後に、主電極間に不
要な電圧が発生することを防止し、安定した動作を実現
することができるパルスレーザ用電源装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明のパルスレーザ用電源装置の一実施例を
示す回路図
示す回路図
【図２】本発明のパルスレーザ用電源装置の電圧波形を
示す図
示す図
【図３】従来のパルスレーザ用電源装置の一例を示す回
路図
路図
【図４】従来のパルスレーザ用電源装置の電圧波形を示
す図
す図
１，２…主電極
３…ギャップ
Ｃｐ…予備電離用コンデンサ
Ｃ１ ，Ｃ２ ，Ｃ０ …コンデンサ
Ｓ１ ，Ｓ２ …可飽和リアクトル
Ｔ１ …サイリスタスイッチ
Ｔ２ ，Ｔ３ …ＧＴＯサイリスタスイッチＬ…インダ
クタンス Ｒ…抵抗
クタンス Ｒ…抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 対向して配置された一対の主電極間に
予備電離用のコンデンサを接続し、前記予備電離用のコ
ンデンサに可飽和リアクトルとコンデンサとから成る梯
子型回路を複数段接続したパルスレーザ用電源装置にお
いて、前記複数段の梯子型回路の端部に、前記主電極と
並列に、２つのＧＴＯサイリスタスイッチを互いに逆方
向となるように接続したことを特徴とするパルスレーザ
用電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9565991A JP2868924B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | パルスレーザ用電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9565991A JP2868924B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | パルスレーザ用電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324985A true JPH04324985A (ja) | 1992-11-13 |
| JP2868924B2 JP2868924B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=14143621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9565991A Expired - Lifetime JP2868924B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | パルスレーザ用電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2868924B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6389049B2 (en) | 1997-10-03 | 2002-05-14 | Komatsu Ltd. | Discharge circuit for pulsed laser and pulsed power source |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP9565991A patent/JP2868924B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6389049B2 (en) | 1997-10-03 | 2002-05-14 | Komatsu Ltd. | Discharge circuit for pulsed laser and pulsed power source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2868924B2 (ja) | 1999-03-10 |
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