JPH0497578A - 横方向放電励起ガスレーザ用高電圧スイッチ - 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、横方向放電励起ガスレーザ用高電圧スイッ
チに関するものである。

［従来の技術］ 第５図は、例えばラムダフイジクス社のＥＭＧ５０Ｅ製
品カタログに示された従来のレーザ発振器に使用されて
いる、サイラトロンを用いた横方向放電励起ガスレーザ
用高電圧スイッチであり、図において（７）は高電圧ス
イッチであるサイラトロン、（４）は高電圧に充電する
コンデンサで並べて多数並列に接続されている。サイラ
トロン（７）の高圧スイッチ側端子とコンデンサ（４）
は導電板（１０）で接続されている。サイラトロン（７
）を収納しておくための導電容器（８）はサイラトロン
（７）の低圧側端子と接続されている。サイラトロン収
納容器（８）のふた（９）はサイラトロン（７）の端子
間の絶縁を保つため、絶縁物でできている。下部導電板
（６）はコンデンサ（４）を並列に接続している。容量
移行回路のピーキングコンデンサ（１５）は下部導電板
（６）の両側に多数並列に接続されている。

（１７）は導電板で、（４）　−＜１０）　−（７）　
−（８）　−（１７）　−（１５）−（６）　−（４）
と容量移行のループを作っている。

光軸方向に延びる対向１対の放電電極（１６）は、下部
導電板（６）と導電板（１７）にそれぞれ取付けられて
いる。第５図のものを電気回路で表わすと第４図のよう
になる。この回路は容量移行回路を構成している、ただ
し第５図ではりアクドル（１３）、（１４）および高電
圧電源（１１）は図示されていない。

次に動作について説明する。第５図は電気回路で示すと
第４図のようになり、この場合、高電圧スイッチ（１２
）がサイラトロン（７）に対応する。第４図の動作は、
充電用コンデンサ（４）に高電圧電源（１１）より充電
用のりアクドル（１３）　、　（１４）を通して電荷を
蓄えておく、その後スイッチ（１２）を閉じるとコンデ
ンサ（４）の電荷はピーキングコンデンサ（１５）に移
行する。ピーキングコンデンサ（１５）に電荷がたまっ
てくると、今度はその電荷はすばやくレーザ放電電極（
１６）へ投入される。従って、第５図においては、サイ
ラトロン（７）が高電圧スイッチ（１２）と対応するた
め、サイラトロン（７）が点弧すると、充電用コンデン
サ（４）に充電されている電荷が、（４）　−（１０）
　−（７）　−（８）　−（１７）　−（１５）　−（
６）のループで、ピーキングコンデンサ（１５）へ移行
され、放電電極（１６）において放電が起こる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来の横方向放電励起ガスレーザ用高電圧
スイッチは、充電コンデンサを電極の長手方向に並列に
配置して電極に電荷が長手方向均一に入るようにしても
サイラトロンの形状上、サイラトロン部においては、同
軸状となるため、均一に電荷を転送することができず、
充電用コンデンサに蓄えられた電荷をその配置形状のま
まビキングコンデンサへ転送することができず、ピーキ
ングコンデンサを均一に充電し、しいては放電場へ電極
長手方向均一な電荷を投入することができないという問
題点があった。このため、ピーキングコンデンサの電圧
は電極長手方向に不均一となり、電極長手方向の放電も
不均一となり、レザ発振効率も低下する。また、サイラ
トロンを使用した場合、充電電流がすべてサイラトロン
に集中するため、この部分で１００〜２００ｎＺのイン
ダクタンスが発生し、充電時定数を遅くしていた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電極長手方向に分割して配置された充電用コ
ンデンサに蓄えられた電荷を、その配置形状のまま電極
長手方向均一にピーキングコンデンサへ転送し、放電を
電極長手方向均一に発生させることができる横方向放電
励起ガスレザ用高電圧スイッチを得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る横方向放電励起ガスレーザ用高電圧スイ
ッチは、スイッチとしてサイラトロンの替わりにＦＥＴ
のような半導体スイッチを、多数、高電圧、大電流に耐
えるように直並列接続し、それを平面状に電極長手方向
に配置したものである。

［作　用］ この発明においては、高電圧、大電流に耐えるように多
数使用するＦＥＴをコンデンサ配置の形状、すなわち電
極長手方向に合わせて平面状に配置したので、コンデン
サに蓄えられた電荷を、すべてのＦＥＴを同時にオンす
ることにより、を極長手方向均−に次段のコンデンサへ
転送する。

また、スイッチ（ＦＥＴ）が並列に並んでいるので、容
量移行のループのインダクタンスは、サイラトロンの場
合よりも小となる。その結果、放ｔｔｉには急峻な電流
パルスが印加される。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図〜第３図について説
明する。図において、複数個のＦＥＴ（１）が導電板（
５）に並列に接続されている。導電板（５）は、同時に
ＦＥＴ（１）より発生する熱の放熱板としても作用する
。ＦＥＴ（１）を取付けた導電板（５）は、多数直列に
接続されている。複数個の充電用コンデンサ（４）は、
並列に帰還導電板（３）に接続されている。

帰還導電板（３）は、多数のＦＥＴ　（１）で精成され
たスイッチと、充電用コンデンサ（４）を接続するもの
で、これとＦＥＴ（１）、導電板（５）で精成されたＦ
ＥＴ多段スイッチとを平行近接に設置することにより、
このスイッチ部のインダクタンスを小さくおさえること
ができる。帰還導電板（３）と導電板（５）を絶縁して
いる絶縁層（２）は、ここに冷却媒体を通すなどして導
電板（５）の熱を逃がす役割も果たす。

導電板（１８）は、（４）　−（３）　−［（１）−（
５）多段］−（１８）　−（１５）　−（６）　−（４
）と容量移行のループを形成している。

その他、第５図におけると同一符号は同一部分である。

以上の構成を電気回路で表わすと前述の第４図のように
なる。ただし、第１図〜第３図では高電圧電源（１１）
、リアクトル（１３）　（１４）は図示されていない。

また、第４図の高電圧スイッチ（１２）は、ＦＥＴ（１
）、導電板（３）、（５）、絶縁層（２）てなるＦＥＴ
スイッチ部に対応している。

次に動作について説明する。第４図の回路においては、
まず、充電用コンデンサ（４）に高電圧電源（１１）よ
りリアクトル（１３）（１４）を通して電荷を蓄えてお
く。その後、スイッチ（１２）を閉じることにより、充
電用コンデンサ（４）の電荷はピーキングコンデンサ（
１５）に移す。ピーキングコンデンサ（１５）に電荷が
溜まってくると、今度はその電荷をすばやくレーザ放電
電極（１６）へ投入する。

この実施例においては、充電用コンデンサ（４）、ピー
キングコンデンサ（１５）が電極長手方向に並列に平面
上に配置されるとすると、高電圧スイッチ（１２）もＦ
ＥＴ（１）により電極長手方向に平面て構成できるため
、充電用コンデンサク４）に蓄えられた電荷は多数のＦ
ＥＴ（１）を同時にオンすることにより、充電用コンデ
ンサ（４）に蓄えられた電極を電極長手方向に均一に、
帰還導電板（３）とＦＥＴ（１）、導電板（５）の多段
接続を通してピーキングコンデンサ（１５）に転送する
ことができ、ピーキングコンデンサ（１５）を電極長手
方向均一に全コンデンサを充電できるので、ひいては放
電電極（１６）の長手方向へ均一な電荷を供給できる。

なお、上記実施例では帰還導電板（３）の両側にＦＥＴ
（１）と導電板（５）のＦＥＴ多段スイッチを設けたが
、逆に、ＦＥＴ多段スイッチを内側にし、その両側に帰
還導電板を設けてもよい。

また、上記実施例では容量移行形のレーザ発振回路て説
明したが、容量移行形でなく、充電用コンデンサ（４）
の電荷をそのまま放電場へ投入するような回路でも同様
の効果を奏する。

さらに、上記実施例ではＦＥＴを用いたが、より大電流
を流せる［ＢＴやサイリスタでも可能である。

また、多数のサイラトロンを並列に用いても同様な効果
がある。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、多数の半導体スイッ
チを電極長手方向に直、並列に設けたので、スイッチを
コンデンサ、放電場の形に合わせた形で構成できるので
、蓄えられた電荷を放電電極長手方向に均一に転送でき
、均一な電荷分布を放電場で実現することができる。ま
た、容量移行回路のインダクタンスを小さくできるので
、電極間に立上りの速いパルスを印加することができる
。

そうして、上記両方の効果により、放電が長手方向均一
になり、レーザ発振効率が増加する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
斜視図、第２図は側面図、第３図は正面図である。 第４図は従来の横方向放電励起カスレーザ用高電圧スイ
ッチの動作説明のための結線図、第５図は同じく斜視図
である。 （１）・・ＦＥＴ　（半導体スイッチ）、（４）・・充
電用コンデンサ、（５）・・導体板、（１５）・　ピー
キングコンデンサ、（１６）・・放電電極。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光軸方向に延びる１対の放電電極の長手方向にピーキン
   グコンデンサを多数並列配置し、放電電流が前記放電電
   極の放電ギャップ間に流れるようにした横方向放電励起
   ガスレーザ用高電圧スイッチにおいて、前記放電電極の
   長手方向に導電板により配置され直並列に前記ピーキン
   グコンデンサに接続された複数個の半導体スイッチを備
   えてなることを特徴とする横方向放電励起ガスレーザ用
   高電圧スイッチ。