JPH04779A - Gas laser generator - Google Patents
Gas laser generatorInfo
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- JPH04779A JPH04779A JP2100180A JP10018090A JPH04779A JP H04779 A JPH04779 A JP H04779A JP 2100180 A JP2100180 A JP 2100180A JP 10018090 A JP10018090 A JP 10018090A JP H04779 A JPH04779 A JP H04779A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、安定した信頼性のあるガスレーザ発振装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a stable and reliable gas laser oscillation device.
(従来の技術)
第2図(a)は従来の、軸流型ガスレーザ発振装置と呼
ばれる、絶縁体からなる放電管の光軸方向にレーザガス
を流し、放電管の両端に設けた電極間に高電圧を印加し
てレーザビームを発生させる、ガスレーザ発振装置の構
成を示す図である。1はガラス等の誘電体からなる放電
管、2,3は放電管1の内部に配置された電極、4はそ
れら電極2゜3に接続された高電圧電源部であり、たと
えば3゜kVの高電圧を上記画電極2および3の間に印
加している。5は電極2および3の間のレーザ放電空間
、6はレーザの全反射鏡、7は同じく部分反射鏡であり
、これらは上記レーザ放電空間5を介して対向配置され
て光共振器を構成している。(Prior art) Figure 2 (a) shows a conventional axial flow gas laser oscillator in which laser gas is flowed in the optical axis direction of a discharge tube made of an insulator, and a high temperature is created between electrodes provided at both ends of the discharge tube. 1 is a diagram showing the configuration of a gas laser oscillation device that generates a laser beam by applying a voltage. 1 is a discharge tube made of a dielectric material such as glass, 2 and 3 are electrodes arranged inside the discharge tube 1, and 4 is a high voltage power supply section connected to these electrodes 2 and 3. A high voltage is applied between the picture electrodes 2 and 3. 5 is a laser discharge space between the electrodes 2 and 3, 6 is a total reflection mirror of the laser, and 7 is a partial reflection mirror, which are arranged opposite to each other with the laser discharge space 5 interposed therebetween to form an optical resonator. ing.
また、8は上記の部分反射鏡7から出力されるレーザビ
ームを表わし、矢印9はレーザガスの流れの方向で、レ
ーザガスは軸流型に形成されたレーザ装置の中を循環し
ている。10は送気管、11゜12は上記レーザ放電空
間5における放電、および送風機により上昇するレーザ
ガスの温度を低減させるための熱交換器、そして13は
送風機であり、通常、レーザ発振のためにはレーザ放電
空間5において、約100m/sec程度のガス流が得
られるように送風される。Further, numeral 8 represents a laser beam output from the above-mentioned partial reflecting mirror 7, and arrow 9 represents the direction of flow of laser gas, which is circulating in the laser device formed in an axial flow type. 10 is an air pipe; 11° and 12 are heat exchangers for reducing the discharge in the laser discharge space 5 and the temperature of the laser gas raised by the blower; and 13 is a blower. In the discharge space 5, air is blown so that a gas flow of about 100 m/sec is obtained.
従来の細流型ガスレーザ発振装置は上記のように構成さ
れ、まず電極2および3に高電圧電源部4から高電圧を
印加し、レーザ放電空間5にグロー放電を発生させる。The conventional trickle type gas laser oscillation device is constructed as described above, and first, a high voltage is applied to the electrodes 2 and 3 from the high voltage power supply section 4 to generate a glow discharge in the laser discharge space 5.
レーザ放電空間5を通過するレーザガスは、上記グロー
放電の放電エネルギーにより発振が励起され、その励起
されたレーザガスは全反射鏡6、および部分反射鏡7に
より構成された光共振器により共振状態となって、部分
反射鏡7からレーザビーム8として出力され、それはレ
ーザビーム加工等に用いられる。The laser gas passing through the laser discharge space 5 is excited to oscillate by the discharge energy of the glow discharge, and the excited laser gas enters a resonant state by an optical resonator constituted by a total reflection mirror 6 and a partial reflection mirror 7. The partially reflecting mirror 7 then outputs the laser beam 8, which is used for laser beam processing and the like.
第2図(b)は上記、高電圧電源部4の構成を示し、そ
の入力には通常、3相200vの商用交流電源が印加さ
れ、その交流入力を直流平滑回路14により整流した直
流電圧を、スイッチング制御回路15によって制御され
る高周波スイッチング素子16に印加して、その断続に
より高電圧高周波トランス17の一次巻線に入力する直
流電圧を断続させ、それにより二次巻線に昇圧された高
周波電圧を誘起させ、それを高電圧整流平滑回路18に
より直流高電圧の約30kVとして出力させる。FIG. 2(b) shows the configuration of the above-mentioned high voltage power supply unit 4. Normally, a three-phase 200V commercial AC power supply is applied to its input, and the DC voltage obtained by rectifying the AC input by the DC smoothing circuit 14 is output. , is applied to the high-frequency switching element 16 controlled by the switching control circuit 15, and the DC voltage input to the primary winding of the high-voltage high-frequency transformer 17 is thereby intermittent, thereby boosting the high-frequency voltage to the secondary winding. A voltage is induced, and the high voltage rectifying and smoothing circuit 18 outputs it as a DC high voltage of about 30 kV.
第2図(c)は上記、高周波スイッチング素子16を説
明する高電圧電源部4の部分図であり、高周波スイッチ
ング素子16はMOS−FET19をHブリッジとして
構成し、動作周波数fでスイッチングさせている。従っ
て、高電圧高周波トランス17の一次側には均等な電流
が流れ、対応する安定な高電圧が二次側に出力される。FIG. 2(c) is a partial diagram of the high voltage power supply section 4 to explain the above-mentioned high frequency switching element 16. The high frequency switching element 16 is composed of a MOS-FET 19 as an H bridge, and is switched at an operating frequency f. . Therefore, an even current flows through the primary side of the high voltage high frequency transformer 17, and a corresponding stable high voltage is output to the secondary side.
(発明が解決しようとする課題)
上述したような従来のガスレーザ発振装置の高電圧電源
部4は、放電がアーク状態になったとき、高電圧高周波
トランス17の二次側は短絡状態に近くなり、過大な電
流が各MO3−FET19に流れ、それを破壊する問題
点を有している。(Problems to be Solved by the Invention) In the high voltage power supply unit 4 of the conventional gas laser oscillation device as described above, when the discharge becomes an arc state, the secondary side of the high voltage high frequency transformer 17 becomes close to a short circuit state. However, there is a problem in that an excessive current flows through each MO3-FET 19 and destroys it.
本発明は、上述従来の問題点に鑑み、適宜なインピーダ
ンスを有する高電圧高周波トランス17を用いて、高電
圧電源部の高周波スイッチング素子のMOS−FET1
9に流れる電流を抑制し、電流破壊を防止するガスレー
ザ発振装置の提供を目的とする。In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention uses a high-voltage, high-frequency transformer 17 having an appropriate impedance to transform the MOS-FET 1 of the high-frequency switching element of the high-voltage power supply section.
An object of the present invention is to provide a gas laser oscillation device that suppresses the current flowing through the laser beam 9 and prevents current breakdown.
(課題を解決するための手段)
本発明は上記の目的を、電極を両端に設けた放電管内に
レーザガスを流送し、高電圧電源部から上記電極に高電
圧を印加してグロー放電させ、放電管の軸方向にレーザ
ビームを発生させる、軸流型ガスレーザ発振装置におい
て、上記、高電圧電源部を、商用交流電源を直流化する
直流平滑回路と、その出力を断続させる高周波スイッチ
ング素子と、高電圧高周波トランスと、および高電圧整
流平滑回路とにより構成し、上記高周波スイッチング素
子をMOS −FETのHブリッジ構成とし、上記、高
電圧高周波トランスの二次巻線短絡時の一次巻線側から
みたインダクタンスをし、上記高周波スイッチング素子
のスイッチング周波数をf、各MOS・FETのドレイ
ン・ソース間の最大定格電流を■、直流平滑回路の直流
出力電圧をEとするとき、上記高電圧高周波トランスの
上記インダクタンスLを、L≧E/27cfIをみたす
値に選定することにより達成する。(Means for Solving the Problems) The present invention achieves the above object by flowing laser gas into a discharge tube provided with electrodes at both ends, and applying a high voltage to the electrodes from a high voltage power source to cause glow discharge. In an axial gas laser oscillator that generates a laser beam in the axial direction of a discharge tube, the high voltage power supply section includes a DC smoothing circuit that converts a commercial AC power supply into DC, and a high frequency switching element that intermittents the output thereof. It is composed of a high voltage, high frequency transformer, and a high voltage rectifying and smoothing circuit, and the high frequency switching element has an H-bridge configuration of MOS-FET, and when the secondary winding of the high voltage, high frequency transformer is short-circuited, the primary winding side is The switching frequency of the high-frequency switching element is f, the maximum rated current between the drain and source of each MOS/FET is ■, and the DC output voltage of the DC smoothing circuit is E. This is achieved by selecting the above inductance L to a value that satisfies L≧E/27cfI.
(作 用)
本発明における上記の高電圧電源部4はアーク放電時に
おいても、インダクタンスLにより明らかに高周波スイ
ッチング素子を構成するMOS・FET19の破壊を防
止することができるから、レーザビームを安定して出力
する信頼性の高いガスレーザ発振装置となる。(Function) The high voltage power supply section 4 of the present invention can clearly prevent the destruction of the MOS/FET 19 constituting the high frequency switching element due to the inductance L even during arc discharge, so the laser beam can be stabilized. The result is a highly reliable gas laser oscillation device that outputs light.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面により説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例要部の高電圧高周波トランス
の部分を示す断面図(a)、およびMOS・FETの破
壊率を示す特性図(b)であり、レーザ発振部の構成は
第2図(a)と同じであるから図示を省略する。FIG. 1 is a cross-sectional view (a) showing a high-voltage high-frequency transformer, which is the main part of an embodiment of the present invention, and a characteristic diagram (b) showing the breakdown rate of a MOS/FET. Since it is the same as FIG. 2(a), illustration is omitted.
まず、第1図(a)において、20は高電圧高周波トラ
ンス17の一次巻線、21は二次巻線であり、22はフ
ェライトコアである。このような高電圧高周波トランス
I7の巻線において、本発明の場合は一次巻線20の巻
数を従来例よりも増大させる。First, in FIG. 1(a), 20 is a primary winding of the high voltage high frequency transformer 17, 21 is a secondary winding, and 22 is a ferrite core. In the winding of such a high voltage high frequency transformer I7, in the case of the present invention, the number of turns of the primary winding 20 is increased compared to the conventional example.
第1図(b)は、高電圧高周波トランス17の一次巻線
20の巻数に対する、高周波スイッチング素子16を構
成するMOS−FET19の破壊率を示す特性図であり
、一次巻線巻数(横軸)のP点は、高電圧高周波トラン
ス17の二次巻線短絡時の一次側からみたインダクタン
スをし、上記、高周波スイッチング素子16のスイッチ
ング周波数をf、各MO5−FET19のドレイン・ソ
ース間の最大定格電流を■、直流平滑回路14の直流出
力電圧をEとするとき、L=E/2πFIをみたすイン
ダクタンスLの値を示している。FIG. 1(b) is a characteristic diagram showing the breakdown rate of the MOS-FET 19 constituting the high frequency switching element 16 with respect to the number of turns of the primary winding 20 of the high voltage high frequency transformer 17, where the number of turns of the primary winding (horizontal axis) Point P is the inductance seen from the primary side when the secondary winding of the high-voltage high-frequency transformer 17 is short-circuited, the switching frequency of the high-frequency switching element 16 is f, and the maximum rating between the drain and source of each MO5-FET 19 is When the current is 2 and the DC output voltage of the DC smoothing circuit 14 is E, the value of the inductance L that satisfies L=E/2πFI is shown.
これから明らかなように、一次巻線のインダクタンスL
をL≧E/2πf1を満足するように巻線の数を選べば
、MOS−FET19は電圧破壊から防止されることが
わかる。As is clear from this, the inductance L of the primary winding
It can be seen that if the number of windings is selected so that L≧E/2πf1 is satisfied, the MOS-FET 19 can be prevented from voltage breakdown.
すなわち、本発明は高周波スイッチング素子16をMO
S−FET19のHブリッジとして構成し、それにより
駆動される高電圧高周波トランスI7の一次巻線の巻数
をL≧E/2πfIを満足するインダクタンスLを持つ
ようにして−MOS−FET19の電圧破壊を防止する
ものであり、信頼性のあるレーザビームを安定に出力す
ることができる。That is, in the present invention, the high frequency switching element 16 is
The voltage breakdown of the MOS-FET 19 is prevented by configuring it as an H-bridge of the S-FET 19, and setting the number of turns of the primary winding of the high-voltage high-frequency transformer I7 driven by it to have an inductance L that satisfies L≧E/2πfI. It is possible to stably output a reliable laser beam.
(発明の効果)
以上説明して明らかなように本発明は、ガスレーザ発振
回路の高電圧電源部を、直流平滑回路。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, the present invention converts the high voltage power supply section of the gas laser oscillation circuit into a DC smoothing circuit.
高周波スイッチング素子、高電圧高周波トランス、高電
圧整流平滑回路を設けて構成し、とくに上記、高周波ス
イッチング素子をMOS −FETのHブリッジとして
構成し、そのスイッチング出力が印加される高電圧高周
波トランスの一次巻線の巻数を最適値に選定することに
より、安定した信頼性のあるレーザビームを出力するガ
スレーザ発振装置であり、用いて大いに益するところが
ある。It is configured by providing a high frequency switching element, a high voltage high frequency transformer, and a high voltage rectifying and smoothing circuit, and in particular, the high frequency switching element is configured as an H bridge of MOS-FET, and the switching output is applied to the primary of the high voltage high frequency transformer. This is a gas laser oscillation device that outputs a stable and reliable laser beam by selecting the optimum number of winding turns, and its use can be of great benefit.
第1図は本発明の一実施例要部の高電圧高周波トランス
の巻線を示す断面図(a)、およびMOS・FETの破
壊率を示す特性図(b)、第2図は従来のガスレーザ発
振器の構成図(a)、高電圧電源部のブロック図(b)
、および高電圧電源部の部分回路図(c)である。
1・・・放電管、 2,3・・・電極、 4・・・高電
圧電源部、 5・・・レーザ放電空間、6・・・全反射
鏡、 7・・・部分反射鏡、 8・・レーザビーム、
10・・・送気管、 11゜12・・熱交換器、13・
・・送風機、 14・・直流平滑回路、 15・・・ス
イッチング制御回路、 16・・高周波スイッチング素
子。
17・・・高電圧高周波トランス、 18・・・高電圧
整流平滑回路、 19・・・MOS −FET、20・
・・一次巻線、
21・・・二次巻線、
22・・・
フェライトコア。
特許出願人 松下電器産業株式会社Figure 1 is a cross-sectional view (a) showing the windings of a high-voltage, high-frequency transformer, which is the main part of an embodiment of the present invention, and a characteristic diagram (b) showing the breakdown rate of MOS/FET, and Figure 2 is a conventional gas laser. Block diagram of oscillator (a), block diagram of high voltage power supply section (b)
, and a partial circuit diagram (c) of the high voltage power supply section. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Discharge tube, 2, 3... Electrode, 4... High voltage power supply section, 5... Laser discharge space, 6... Total reflection mirror, 7... Partial reflection mirror, 8.・Laser beam,
10...Air pipe, 11゜12...Heat exchanger, 13.
...Blower, 14.. DC smoothing circuit, 15.. Switching control circuit, 16.. High frequency switching element. 17... High voltage high frequency transformer, 18... High voltage rectifier smoothing circuit, 19... MOS-FET, 20...
...Primary winding, 21...Secondary winding, 22...Ferrite core. Patent applicant Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (2)
し、高電圧電源部から上記電極に高電圧を印加してグロ
ー放電させ、放電管の軸方向にレーザビームを発生させ
る、軸流型ガスレーザ発振装置において、上記高電圧電
源部を、商用交流電源を直流化する直流平滑回路と、そ
の出力を断続させる高周波スイッチング素子と、高電圧
高周波トランスと、および高電圧整流平滑回路とにより
構成し、上記高周波スイッチング素子をMOS・FET
のHブリッジ構成とし、上記高電圧高周波トランスの二
次巻線短絡時の一次巻線側からみたインダクタンスをL
、上記高周波スイッチング素子のスイッチング周波数を
f、各MOS・FETのドレイン・ソース間の最大定格
電流をI、直流平滑回路の直流出力電圧をEとするとき
、上記高電圧高周波トランスの上記インダクタンスLを
、L≧E/2πfIをみたす値に選定したことを特徴と
するガスレーザ発振装置。(1) Axial flow in which laser gas is flowed into a discharge tube with electrodes installed at both ends, and a high voltage is applied to the electrodes from a high voltage power supply to cause a glow discharge and generate a laser beam in the axial direction of the discharge tube. In the type gas laser oscillation device, the high voltage power supply section is composed of a DC smoothing circuit that converts a commercial AC power source into DC, a high frequency switching element that cuts and cuts the output, a high voltage high frequency transformer, and a high voltage rectifying and smoothing circuit. The above high frequency switching element is a MOS/FET.
The inductance seen from the primary winding side when the secondary winding of the high voltage high frequency transformer is short-circuited is L.
, the switching frequency of the high-frequency switching element is f, the maximum rated current between the drain and source of each MOS/FET is I, and the DC output voltage of the DC smoothing circuit is E, then the inductance L of the high-voltage high-frequency transformer is , L≧E/2πfI.
て、L≧E/2πfIをみたす値に設定された高電圧高
周波トランスを用いることを特徴とする請求項(1)記
載のガスレーザ発振装置。(2) The gas laser oscillation device according to claim (1), characterized in that a high voltage, high frequency transformer is used in which the inductance L is set to a value satisfying L≧E/2πfI by increasing or decreasing the number of turns of the primary winding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2100180A JPH04779A (en) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Gas laser generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2100180A JPH04779A (en) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Gas laser generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04779A true JPH04779A (en) | 1992-01-06 |
Family
ID=14267115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2100180A Pending JPH04779A (en) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | Gas laser generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04779A (en) |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP2100180A patent/JPH04779A/en active Pending
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