JPH05291664A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents
ガスレーザ発振装置Info
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- JPH05291664A JPH05291664A JP9634392A JP9634392A JPH05291664A JP H05291664 A JPH05291664 A JP H05291664A JP 9634392 A JP9634392 A JP 9634392A JP 9634392 A JP9634392 A JP 9634392A JP H05291664 A JPH05291664 A JP H05291664A
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- capacitance
- gas laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、ガスレーザ媒質の温度及びガスレー
ザ管の周囲温度の変化に対し、安定したレーザ出力エネ
ルギーに維持する。 【構成】ピーキングコンデンサ(10)の温度が測温素子(2
0)により検出され、この検出温度に基づいて、容量可変
手段(22)によって主コンデンサ(3) に接続されるコンデ
ンサ回路(21)の静電容量が、主コンデンサ(3) 及びコン
デンサ回路(21)の合成静電容量とピーキングコンデンサ
(10)との静電容量比を一定とする値に可変される。これ
により、ピーキングコンデンサ(10)の静電容量がガスレ
ーザ媒質の温度及びガスレーザ管(5) の周囲温度により
変化しても、レーザ出力エネルギーは安定に維持され
る。
ザ管の周囲温度の変化に対し、安定したレーザ出力エネ
ルギーに維持する。 【構成】ピーキングコンデンサ(10)の温度が測温素子(2
0)により検出され、この検出温度に基づいて、容量可変
手段(22)によって主コンデンサ(3) に接続されるコンデ
ンサ回路(21)の静電容量が、主コンデンサ(3) 及びコン
デンサ回路(21)の合成静電容量とピーキングコンデンサ
(10)との静電容量比を一定とする値に可変される。これ
により、ピーキングコンデンサ(10)の静電容量がガスレ
ーザ媒質の温度及びガスレーザ管(5) の周囲温度により
変化しても、レーザ出力エネルギーは安定に維持され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば気温変化の大き
い厳しい環境下で測量用として用いられるガスレーザ発
振装置に関する。
い厳しい環境下で測量用として用いられるガスレーザ発
振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はガスレーザ発振装置の構成図であ
る。高圧直流電源部１にはトリガパルス発生回路が内蔵
されている。この高圧直流電源部１の「＋」及び「−」
端子間にはサイラトロン２が接続され、かつトリガパル
ス発生回路の出力端子にはサイラトロン２のグリット電
極が接続されている。又、高圧直流電源部１の「＋」端
子には主コンデンサ３が接続され、この主コンデンサ３
に電圧波形整形用コイル４を介してガスレーザ管５及び
放電抵抗６が接続されている。
る。高圧直流電源部１にはトリガパルス発生回路が内蔵
されている。この高圧直流電源部１の「＋」及び「−」
端子間にはサイラトロン２が接続され、かつトリガパル
ス発生回路の出力端子にはサイラトロン２のグリット電
極が接続されている。又、高圧直流電源部１の「＋」端
子には主コンデンサ３が接続され、この主コンデンサ３
に電圧波形整形用コイル４を介してガスレーザ管５及び
放電抵抗６が接続されている。
【０００３】ガスレーザ管５内には一対の対向配置され
た主電極７、８が設けられている。これら主電極７、８
のうち主電極７には予備電離用のトリガ電極９が設けら
れている。又、主電極７、８間にはピーキングコンデン
サ１０が接続されている。一方、ガスレーザ管５内に
は、ガスレーザ媒質が封入され、かつこのガスレーザ媒
質を循環させるファンが配置されている。
た主電極７、８が設けられている。これら主電極７、８
のうち主電極７には予備電離用のトリガ電極９が設けら
れている。又、主電極７、８間にはピーキングコンデン
サ１０が接続されている。一方、ガスレーザ管５内に
は、ガスレーザ媒質が封入され、かつこのガスレーザ媒
質を循環させるファンが配置されている。
【０００４】かかる構成において、サイラトロン２が開
放状態にあれば、主コンデンサ３は高圧直流電源部１か
らの電力供給により充電される。図５はこの充電状態に
おける等価回路図であり、主コンデンサ３は充電電圧ｖ
ａに充電される。
放状態にあれば、主コンデンサ３は高圧直流電源部１か
らの電力供給により充電される。図５はこの充電状態に
おける等価回路図であり、主コンデンサ３は充電電圧ｖ
ａに充電される。
【０００５】この状態にトリガパルス発生回路からトリ
ガパルスが送出され、サイラトロン２のグリッド電極に
印加されると、サイラトロン２は導通し、主コンデンサ
３に蓄えられた電荷が放電される。図６はかかる状態に
おける等価回路図であり、放電された電荷は電圧波形整
形用コイル４を通してピーキングコンデンサ１０に供給
されて充電される。これと共にピーキングコンデンサ１
０の充電電圧ｖｂは各主電極７、８に印加される。な
お、主コンデンサ３からピーキングコンデンサ１０に電
荷が移行する場合、ピーキングコンデンサ１０の充電電
圧ｖｂは電圧波形整形用コイル４によりその立上がりが
遅れ、トリガ電極９による予備電離が充分に行われるよ
うになっている。
ガパルスが送出され、サイラトロン２のグリッド電極に
印加されると、サイラトロン２は導通し、主コンデンサ
３に蓄えられた電荷が放電される。図６はかかる状態に
おける等価回路図であり、放電された電荷は電圧波形整
形用コイル４を通してピーキングコンデンサ１０に供給
されて充電される。これと共にピーキングコンデンサ１
０の充電電圧ｖｂは各主電極７、８に印加される。な
お、主コンデンサ３からピーキングコンデンサ１０に電
荷が移行する場合、ピーキングコンデンサ１０の充電電
圧ｖｂは電圧波形整形用コイル４によりその立上がりが
遅れ、トリガ電極９による予備電離が充分に行われるよ
うになっている。
【０００６】このように充電電圧ｖｂが各主電極７、８
に印加されると、トリガ電極９と主電極７との間で予備
電離が生じ、ガスレーザ管５内のガスレーザ媒質は励起
される。そして、各主電極７、８間の電圧がプラズマパ
ラメータにより決まる所定電圧に達すると、これら主電
極７、８間に主放電が発生する。かくして、光共振器に
おいて光共振が生じ、ガスレーザ光が出力される。
に印加されると、トリガ電極９と主電極７との間で予備
電離が生じ、ガスレーザ管５内のガスレーザ媒質は励起
される。そして、各主電極７、８間の電圧がプラズマパ
ラメータにより決まる所定電圧に達すると、これら主電
極７、８間に主放電が発生する。かくして、光共振器に
おいて光共振が生じ、ガスレーザ光が出力される。
【０００７】ところで、一般にコンデンサの種類を選択
する場合は、コンデンサの耐電圧、静電容量及び内部イ
ンダクタンスを参照し、これらが使用する装置に対して
合致するかを判断して決めている。そこで、上記ピーキ
ングコンデンサ１０としては高い耐電圧（10〜 100ｋ
Ｖ）、大きい誘電率すなわち大きい静電容量（数ｎＦ〜
10数ｎＦ）が必要であり、これを満足するものとしては
セラミックコンデンサが適している。
する場合は、コンデンサの耐電圧、静電容量及び内部イ
ンダクタンスを参照し、これらが使用する装置に対して
合致するかを判断して決めている。そこで、上記ピーキ
ングコンデンサ１０としては高い耐電圧（10〜 100ｋ
Ｖ）、大きい誘電率すなわち大きい静電容量（数ｎＦ〜
10数ｎＦ）が必要であり、これを満足するものとしては
セラミックコンデンサが適している。
【０００８】ところが、ガスレーザ管５内のガスレーザ
媒質は、繰り返される主放電の発生による熱を受けて次
第に温度が上昇する。これに伴ってピーキングコンデン
サ１０は、その温度が上昇し、その静電容量は減少す
る。なお、ピーキングコンデンサ１０の静電容量はガス
レーザ管５の周囲温度によっても変化する。
媒質は、繰り返される主放電の発生による熱を受けて次
第に温度が上昇する。これに伴ってピーキングコンデン
サ１０は、その温度が上昇し、その静電容量は減少す
る。なお、ピーキングコンデンサ１０の静電容量はガス
レーザ管５の周囲温度によっても変化する。
【０００９】一方、ガスレーザ光の出力エネルギーＰは
放電入力エネルギーに比例する。すなわち、レーザ出力
エネルギーＰは Ｐ＝η・（１／２）・Ｃp ・ｖp 2 …(1) により表される。ここで、ηはレーザ発振効率（プラズ
マパラメータが不変ならば定数）、Ｃp はピーキングコ
ンデンサ１０の静電容量、ｖp はピーキングコンデンサ
１０の充電電圧であって、ガスレーザ管５での放電開始
電圧である。
放電入力エネルギーに比例する。すなわち、レーザ出力
エネルギーＰは Ｐ＝η・（１／２）・Ｃp ・ｖp 2 …(1) により表される。ここで、ηはレーザ発振効率（プラズ
マパラメータが不変ならば定数）、Ｃp はピーキングコ
ンデンサ１０の静電容量、ｖp はピーキングコンデンサ
１０の充電電圧であって、ガスレーザ管５での放電開始
電圧である。
【００１０】この第(1) 式から分かるようにピーキング
コンデンサ１０の静電容量Ｃp が変化すると、レーザ出
力エネルギーＰは変化する。従って、ガスレーザ光が繰
り返し出力されることにより、レーザ出力エネルギーＰ
は変化してしまう。
コンデンサ１０の静電容量Ｃp が変化すると、レーザ出
力エネルギーＰは変化する。従って、ガスレーザ光が繰
り返し出力されることにより、レーザ出力エネルギーＰ
は変化してしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにガスレー
ザ媒質の温度及びガスレーザ管５の周囲温度が変化する
と、この温度変化に伴ってピーキングコンデンサ１０の
静電容量が変化し、レーザ出力エネルギーＰが変化す
る。
ザ媒質の温度及びガスレーザ管５の周囲温度が変化する
と、この温度変化に伴ってピーキングコンデンサ１０の
静電容量が変化し、レーザ出力エネルギーＰが変化す
る。
【００１２】そこで本発明は、ガスレーザ媒質の温度及
びガスレーザ管の周囲温度の変化に対し、安定したレー
ザ出力エネルギーに維持できるガスレーザ発振装置を提
供することを目的とする。
びガスレーザ管の周囲温度の変化に対し、安定したレー
ザ出力エネルギーに維持できるガスレーザ発振装置を提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、主コンデンサ
に充電された電気エネルギーを放電してガスレーザ管内
の各主電極に接続されたピーキングコンデンサに供給
し、このピーキングコンデンサの充電電圧を各主電極間
に印加して主放電を発生させ、ガスレーザ光を出力する
ガスレーザ発振装置において、
に充電された電気エネルギーを放電してガスレーザ管内
の各主電極に接続されたピーキングコンデンサに供給
し、このピーキングコンデンサの充電電圧を各主電極間
に印加して主放電を発生させ、ガスレーザ光を出力する
ガスレーザ発振装置において、
【００１４】ピーキングコンデンサの温度を検出する測
温素子と、主コンデンサに対して接続されるコンデンサ
回路と、主コンデンサに接続されるコンデンサ回路の静
電容量を、測温素子により検出された温度に基づいて、
主コンデンサ及びコンデンサ回路の合成静電容量とピー
キングコンデンサとの静電容量比を一定とする値に可変
する容量可変手段とを備えて上記目的を達成しようとす
るガスレーザ発振装置である。
温素子と、主コンデンサに対して接続されるコンデンサ
回路と、主コンデンサに接続されるコンデンサ回路の静
電容量を、測温素子により検出された温度に基づいて、
主コンデンサ及びコンデンサ回路の合成静電容量とピー
キングコンデンサとの静電容量比を一定とする値に可変
する容量可変手段とを備えて上記目的を達成しようとす
るガスレーザ発振装置である。
【００１５】
【作用】このような手段を備えたことにより、ピーキン
グコンデンサの温度が測温素子により検出され、この検
出温度に基づいて、容量可変手段によって主コンデンサ
に接続されるコンデンサ回路の静電容量が、主コンデン
サ及びコンデンサ回路の合成静電容量とピーキングコン
デンサとの静電容量比を一定とする値に可変される。こ
れにより、ピーキングコンデンサの静電容量がガスレー
ザ媒質の温度及びガスレーザ管の周囲温度により変化し
ても、レーザ出力エネルギーは安定に維持される。
グコンデンサの温度が測温素子により検出され、この検
出温度に基づいて、容量可変手段によって主コンデンサ
に接続されるコンデンサ回路の静電容量が、主コンデン
サ及びコンデンサ回路の合成静電容量とピーキングコン
デンサとの静電容量比を一定とする値に可変される。こ
れにより、ピーキングコンデンサの静電容量がガスレー
ザ媒質の温度及びガスレーザ管の周囲温度により変化し
ても、レーザ出力エネルギーは安定に維持される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
して説明する。なお、図４と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
【００１７】図１はガスレーザ発振装置の構成図であ
る。ガスレーザ管５の内にはガスレーザ媒質の温度をモ
ニターする測温素子２０が配置されている。この測温素
子２０は測定した温度に応じた測温信号を出力するもの
である。
る。ガスレーザ管５の内にはガスレーザ媒質の温度をモ
ニターする測温素子２０が配置されている。この測温素
子２０は測定した温度に応じた測温信号を出力するもの
である。
【００１８】又、主コンデンサ３にはコンデンサ回路２
１が接続されている。このコンデンサ回路２１は複数の
容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を主コンデンサ３に対
して並列接続し、かつこれら容量変更用コンデンサＣ1
〜Ｃn に各リレー接点Ｓ1 〜Ｓn を接続した構成となっ
ている。
１が接続されている。このコンデンサ回路２１は複数の
容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を主コンデンサ３に対
して並列接続し、かつこれら容量変更用コンデンサＣ1
〜Ｃn に各リレー接点Ｓ1 〜Ｓn を接続した構成となっ
ている。
【００１９】一方、容量可変手段２２が設けられてい
る。この容量可変手段２２は主コンデンサ３に接続する
コンデンサ回路２１の静電容量を、測温素子２０により
検出された温度に応じ、主コンデンサ３及びコンデンサ
回路２１の合成静電容量Ｃm0とピーキングコンデンサ１
０の静電容量Ｃp との比を一定とする値に可変する機能
を有するもので、容量演算部２３及びリレー群２４から
構成されている。
る。この容量可変手段２２は主コンデンサ３に接続する
コンデンサ回路２１の静電容量を、測温素子２０により
検出された温度に応じ、主コンデンサ３及びコンデンサ
回路２１の合成静電容量Ｃm0とピーキングコンデンサ１
０の静電容量Ｃp との比を一定とする値に可変する機能
を有するもので、容量演算部２３及びリレー群２４から
構成されている。
【００２０】このうち容量演算部２３は測温素子２０に
より検出された温度に応じて主コンデンサ３に接続する
容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を選択する機能を有す
るもので、この選択は次のようにして決められる。
より検出された温度に応じて主コンデンサ３に接続する
容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を選択する機能を有す
るもので、この選択は次のようにして決められる。
【００２１】すなわち、レーザ出力エネルギーＰを一定
にするには上記第(1) 式によりレーザ管放電開始電圧ｖ
ｂを変える必要がある。一般にガスレーザ管５に印加す
る電圧ｖは ｖ＝ｖａ・｛Ｃm ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝（１− cosωｔ） …(2) ここで、ω＝１／｛Ｌ・Ｃm ・Ｃp ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝
1/2 となる。なお、Ｌは電圧波形整形用コイル４のインダク
タンスである。一方、ＴＥＡＣＯ2 レーザやエキシマレ
ーザではガスレーザ管５への印加電圧ｖの変化に対する
レーザ管放電開始電圧ｖｂの関係は図２に示す実験結果
から
にするには上記第(1) 式によりレーザ管放電開始電圧ｖ
ｂを変える必要がある。一般にガスレーザ管５に印加す
る電圧ｖは ｖ＝ｖａ・｛Ｃm ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝（１− cosωｔ） …(2) ここで、ω＝１／｛Ｌ・Ｃm ・Ｃp ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝
1/2 となる。なお、Ｌは電圧波形整形用コイル４のインダク
タンスである。一方、ＴＥＡＣＯ2 レーザやエキシマレ
ーザではガスレーザ管５への印加電圧ｖの変化に対する
レーザ管放電開始電圧ｖｂの関係は図２に示す実験結果
から
【００２２】
【数１】 により表される。
【００２３】上記第(1) 式〜第(3) 式からレーザ管放電
開始電圧ｖｂは ｖｂ＝Ｋ（dv／dt） ＝Ｋ・ｖａ・｛Ｃm ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝ ×［１／｛Ｌ・Ｃm ・Ｃp ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝］1/2 …(4) となり、この第(4) 式を上記第(1) 式のｖｂに代入して
整理すると、 Ｐ＝η・Ｋ2 ・（１／２）・ｖａ2 ・Ｃm ／Ｌ（Ｃm ＋Ｃp ） …(5) が得られる。
開始電圧ｖｂは ｖｂ＝Ｋ（dv／dt） ＝Ｋ・ｖａ・｛Ｃm ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝ ×［１／｛Ｌ・Ｃm ・Ｃp ／（Ｃm ＋Ｃp ）｝］1/2 …(4) となり、この第(4) 式を上記第(1) 式のｖｂに代入して
整理すると、 Ｐ＝η・Ｋ2 ・（１／２）・ｖａ2 ・Ｃm ／Ｌ（Ｃm ＋Ｃp ） …(5) が得られる。
【００２４】ここで、レーザ出力エネルギーＰを一定に
すればよいので、第(5) 式を一定とし、定数の項をまと
めると、 ｖａ2 ＝Ｋ´（Ｃm ＋Ｃp ）／Ｃm （Ｋ´＝定数） ＝Ｋ´（Ｃp ／Ｃm ＋１） …(6) となる。しかるに、レーザ出力エネルギーＰを一定にす
るには第(6) 式が成立すればよい。そして、主コンデン
サ３の充電電圧ｖａは一定であるから、 Ｋ´（Ｃp ／Ｃm ＋１）＝一定 …(7) が成り立てばよい。従って、Ｃp ／Ｃm の比が一定とな
るように主コンデンサ３の静電容量Ｃm を可変すればよ
い。
すればよいので、第(5) 式を一定とし、定数の項をまと
めると、 ｖａ2 ＝Ｋ´（Ｃm ＋Ｃp ）／Ｃm （Ｋ´＝定数） ＝Ｋ´（Ｃp ／Ｃm ＋１） …(6) となる。しかるに、レーザ出力エネルギーＰを一定にす
るには第(6) 式が成立すればよい。そして、主コンデン
サ３の充電電圧ｖａは一定であるから、 Ｋ´（Ｃp ／Ｃm ＋１）＝一定 …(7) が成り立てばよい。従って、Ｃp ／Ｃm の比が一定とな
るように主コンデンサ３の静電容量Ｃm を可変すればよ
い。
【００２５】しかるに、本実施例では主コンデンサ３の
静電容量Ｃm の可変を、主コンデンサ３に対して各容量
変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を選択接続することによ
り、その合成容量Ｃm0を可変している。
静電容量Ｃm の可変を、主コンデンサ３に対して各容量
変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を選択接続することによ
り、その合成容量Ｃm0を可変している。
【００２６】従って、上記容量演算部２３は、Ｃp ／Ｃ
m0の比を一定するために主コンデンサ３に接続する各容
量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を、測温素子２０の検出
温度に応じて予め記憶し、かつ測温素子２０の検出温度
を受け、この検出温度に該当する各容量変更用コンデン
サＣ1 〜Ｃn を主コンデンサ３に接続するためのリレー
選択信号をリレー群２４に送出する機能を有している。
m0の比を一定するために主コンデンサ３に接続する各容
量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を、測温素子２０の検出
温度に応じて予め記憶し、かつ測温素子２０の検出温度
を受け、この検出温度に該当する各容量変更用コンデン
サＣ1 〜Ｃn を主コンデンサ３に接続するためのリレー
選択信号をリレー群２４に送出する機能を有している。
【００２７】このリレー群２４はリレードライバ及び複
数のリレーを有するもので、これらリレーの接点Ｓ1 〜
Ｓn が上記の如く各容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn に
接続されている。これらリレーは容量演算部２３からの
リレー選択信号により選択され、リレードライバによっ
て付勢されるものとなっている。
数のリレーを有するもので、これらリレーの接点Ｓ1 〜
Ｓn が上記の如く各容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn に
接続されている。これらリレーは容量演算部２３からの
リレー選択信号により選択され、リレードライバによっ
て付勢されるものとなっている。
【００２８】ここで、具体的な数値を挙げて説明する
と、ピーキングコンデンサ１０の静電容量Ｃp は10ｎ
Ｆ、主コンデンサ３の静電容量Ｃm は16ｎＦ、各容量変
更用コンデンサＣ1 〜Ｃn の静電容量は各２ｎＦに設定
されている。そして、主コンデンサ３の静電容量Ｃm と
容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn との合成容量Ｃm0を20
ｎＦとし、（Ｃp ／Ｃm0）が１／２で一定になるように
容量変更用コンデンサＣ1〜Ｃn を選択するものとな
る。
と、ピーキングコンデンサ１０の静電容量Ｃp は10ｎ
Ｆ、主コンデンサ３の静電容量Ｃm は16ｎＦ、各容量変
更用コンデンサＣ1 〜Ｃn の静電容量は各２ｎＦに設定
されている。そして、主コンデンサ３の静電容量Ｃm と
容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn との合成容量Ｃm0を20
ｎＦとし、（Ｃp ／Ｃm0）が１／２で一定になるように
容量変更用コンデンサＣ1〜Ｃn を選択するものとな
る。
【００２９】一方、ピーキングコンデンサ１０に用いら
れるセラミックコンデンサは温度20℃の変化に対して静
電容量が10％変化する温度係数を有し、かつ温度上昇に
伴って静電容量Ｃp が減少するものと特性を有してい
る。
れるセラミックコンデンサは温度20℃の変化に対して静
電容量が10％変化する温度係数を有し、かつ温度上昇に
伴って静電容量Ｃp が減少するものと特性を有してい
る。
【００３０】これにより、測温素子２０の検出温度−40
℃〜60℃の範囲に対し、主コンデンサ３に対する容量変
更用コンデンサＣ1 〜Ｃn の接続及び切り離しの各容量
可変区間Ｆ1 〜Ｆ5 は図３に示すように温度20℃の範囲
ごとに設定している。
℃〜60℃の範囲に対し、主コンデンサ３に対する容量変
更用コンデンサＣ1 〜Ｃn の接続及び切り離しの各容量
可変区間Ｆ1 〜Ｆ5 は図３に示すように温度20℃の範囲
ごとに設定している。
【００３１】この場合、容量可変区間Ｆ1 では４つの容
量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃ4 が主コンデンサ３に対し
て並列接続され、容量可変区間Ｆ2 では３つの容量変更
用コンデンサＣ1 〜Ｃ3 が主コンデンサ３に対して並列
接続され、容量可変区間Ｆ3では２つの容量変更用コン
デンサＣ1 、Ｃ2 が主コンデンサ３に対して並列接続さ
れ、容量可変区間Ｆ4 では１つの容量変更用コンデンサ
Ｃ1 が主コンデンサ３に対して並列接続されるものとな
っている。次に上記の如く構成された装置の作用につい
て説明する。測温素子２０はガスレーザ管５内の温度に
応じた測温信号を出力し、この測温信号は容量演算部２
３に送られる。
量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃ4 が主コンデンサ３に対し
て並列接続され、容量可変区間Ｆ2 では３つの容量変更
用コンデンサＣ1 〜Ｃ3 が主コンデンサ３に対して並列
接続され、容量可変区間Ｆ3では２つの容量変更用コン
デンサＣ1 、Ｃ2 が主コンデンサ３に対して並列接続さ
れ、容量可変区間Ｆ4 では１つの容量変更用コンデンサ
Ｃ1 が主コンデンサ３に対して並列接続されるものとな
っている。次に上記の如く構成された装置の作用につい
て説明する。測温素子２０はガスレーザ管５内の温度に
応じた測温信号を出力し、この測温信号は容量演算部２
３に送られる。
【００３２】この容量演算部２３は、測温素子２０から
の検出温度を受け、この検出温度がどの容量可変区間Ｆ
1 〜Ｆ2 にあるかを比較判断し、この判断の結果、該当
する容量可変区間Ｆ1 〜Ｆ2 に応じた各容量変更用コン
デンサＣ1 〜Ｃn を接続するためのリレー選択信号をリ
レー群２４に送出する。例えば、検出温度が15℃であれ
ば、容量演算部２３は、容量可変区間Ｆ3 にあることか
らピーキングコンデンサＣp の静電容量変化は０％と近
似し、各リレー接点Ｓ1 、Ｓ2 を閉じるリレー選択信号
をリレー群２４に送出する。これにより、各リレー接点
Ｓ1 、Ｓ2 は閉じ、主コンデンサ３に対して各容量変更
用コンデンサＣ1 、Ｃ2 が並列接続される。従って、主
コンデンサ３と各容量変更用コンデンサＣ1 、Ｃ2 との
合成容量は20ｎＦとなり、（Ｃp ／Ｃm0）は１／２とな
る。
の検出温度を受け、この検出温度がどの容量可変区間Ｆ
1 〜Ｆ2 にあるかを比較判断し、この判断の結果、該当
する容量可変区間Ｆ1 〜Ｆ2 に応じた各容量変更用コン
デンサＣ1 〜Ｃn を接続するためのリレー選択信号をリ
レー群２４に送出する。例えば、検出温度が15℃であれ
ば、容量演算部２３は、容量可変区間Ｆ3 にあることか
らピーキングコンデンサＣp の静電容量変化は０％と近
似し、各リレー接点Ｓ1 、Ｓ2 を閉じるリレー選択信号
をリレー群２４に送出する。これにより、各リレー接点
Ｓ1 、Ｓ2 は閉じ、主コンデンサ３に対して各容量変更
用コンデンサＣ1 、Ｃ2 が並列接続される。従って、主
コンデンサ３と各容量変更用コンデンサＣ1 、Ｃ2 との
合成容量は20ｎＦとなり、（Ｃp ／Ｃm0）は１／２とな
る。
【００３３】かかる状態に、サイラトロン２が開放状態
にあれば、主コンデンサ３及び各容量変更用コンデンサ
Ｃ1 、Ｃ2 は高圧直流電源部１からの電力供給により充
電される。
にあれば、主コンデンサ３及び各容量変更用コンデンサ
Ｃ1 、Ｃ2 は高圧直流電源部１からの電力供給により充
電される。
【００３４】この状態にトリガパルス発生回路からトリ
ガパルスが送出され、サイラトロン２のグリッドに印加
されると、サイラトロン２は導通し、主コンデンサ３及
び各容量変更用コンデンサＣ1 、Ｃ2 に蓄えられた電荷
が放電される。この放電によりピーキングコンデンサ１
０は充電され、これと共にピーキングコンデンサ１０の
充電電圧ｖｂは各主電極７、８に印加される。
ガパルスが送出され、サイラトロン２のグリッドに印加
されると、サイラトロン２は導通し、主コンデンサ３及
び各容量変更用コンデンサＣ1 、Ｃ2 に蓄えられた電荷
が放電される。この放電によりピーキングコンデンサ１
０は充電され、これと共にピーキングコンデンサ１０の
充電電圧ｖｂは各主電極７、８に印加される。
【００３５】このように充電電圧ｖｂが各主電極７、８
に印加されると、トリガ電極９と主電極７との間で予備
電離が生じ、ガスレーザ管５内のガスレーザ媒質は励起
される。そして、各主電極７、８間の電圧が、プラズマ
パラメータにより決まる所定電圧に達すると、これら主
電極７、８間に主放電が発生する。かくして、光共振器
において光共振が生じ、ガスレーザ光が出力される。
に印加されると、トリガ電極９と主電極７との間で予備
電離が生じ、ガスレーザ管５内のガスレーザ媒質は励起
される。そして、各主電極７、８間の電圧が、プラズマ
パラメータにより決まる所定電圧に達すると、これら主
電極７、８間に主放電が発生する。かくして、光共振器
において光共振が生じ、ガスレーザ光が出力される。
【００３６】又、検出温度が21℃であれば、容量演算部
２３は容量可変区間Ｆ4 を判断し、各リレー接点Ｓ1 を
閉じるリレー選択信号をリレー群２４に送出する。これ
により、各リレー接点Ｓ1 は閉じ、主コンデンサ３に対
して容量変更用コンデンサＣ1 が並列接続される。従っ
て、主コンデンサ３と各容量変更用コンデンサＣ1 、Ｃ
2 との合成容量は18ｎＦとなり、上記同様に（Ｃp ／Ｃ
m0）は１／２で一定となる。
２３は容量可変区間Ｆ4 を判断し、各リレー接点Ｓ1 を
閉じるリレー選択信号をリレー群２４に送出する。これ
により、各リレー接点Ｓ1 は閉じ、主コンデンサ３に対
して容量変更用コンデンサＣ1 が並列接続される。従っ
て、主コンデンサ３と各容量変更用コンデンサＣ1 、Ｃ
2 との合成容量は18ｎＦとなり、上記同様に（Ｃp ／Ｃ
m0）は１／２で一定となる。
【００３７】かかる状態に、サイラトロン２が開放状態
にあれば、上記同様に主コンデンサ３及び容量変更用コ
ンデンサＣ1 は高圧直流電源部１からの電力供給により
充電される。
にあれば、上記同様に主コンデンサ３及び容量変更用コ
ンデンサＣ1 は高圧直流電源部１からの電力供給により
充電される。
【００３８】この状態にトリガパルス発生回路からトリ
ガパルスが送出され、サイラトロン２のグリッドに印加
されると、サイラトロン２は導通し、主コンデンサ３及
び容量変更用コンデンサＣ1 に蓄えられた電荷が放電さ
れる。この放電によりピーキングコンデンサ１０は充電
され、これと共にピーキングコンデンサ１０の充電電圧
ｖｂが各主電極７、８に印加される。以下、上記同様に
ガスレーザ管５内のガスレーザ媒質が励起され、各主電
極７、８間に主放電が発生し、ガスレーザ光が出力され
る。
ガパルスが送出され、サイラトロン２のグリッドに印加
されると、サイラトロン２は導通し、主コンデンサ３及
び容量変更用コンデンサＣ1 に蓄えられた電荷が放電さ
れる。この放電によりピーキングコンデンサ１０は充電
され、これと共にピーキングコンデンサ１０の充電電圧
ｖｂが各主電極７、８に印加される。以下、上記同様に
ガスレーザ管５内のガスレーザ媒質が励起され、各主電
極７、８間に主放電が発生し、ガスレーザ光が出力され
る。
【００３９】このように上記一実施例においては、ガス
レーザ管５内の温度に応じ、（Ｃp／Ｃm0）を一定とす
るように容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を選択して主
コンデンサ３に接続するので、ピーキングコンデンサ１
０の静電容量ＣP がガスレーザ媒質の温度及びガスレー
ザ管５の周囲温度により変化しても、レーザ出力エネル
ギーＰを変化させずに安定に維持できる。
レーザ管５内の温度に応じ、（Ｃp／Ｃm0）を一定とす
るように容量変更用コンデンサＣ1 〜Ｃn を選択して主
コンデンサ３に接続するので、ピーキングコンデンサ１
０の静電容量ＣP がガスレーザ媒質の温度及びガスレー
ザ管５の周囲温度により変化しても、レーザ出力エネル
ギーＰを変化させずに安定に維持できる。
【００４０】従って、例えば周囲温度が−40℃や60℃の
悪環境下であっても、又周囲温度が−40℃〜60℃の範囲
で変化しても安定したレーザ出力エネルギーＰを得るこ
とができる。
悪環境下であっても、又周囲温度が−40℃〜60℃の範囲
で変化しても安定したレーザ出力エネルギーＰを得るこ
とができる。
【００４１】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、電圧波形整形用コイル４は配線やケーブル
のインダクタンスを利用することができ、この場合は省
略してもよい。又、サイラトロン２に代えて、送信管や
ギャップスイッチ、高耐圧の半導体スイッチを用いても
よい。
ものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、電圧波形整形用コイル４は配線やケーブル
のインダクタンスを利用することができ、この場合は省
略してもよい。又、サイラトロン２に代えて、送信管や
ギャップスイッチ、高耐圧の半導体スイッチを用いても
よい。
【００４２】さらに、測温素子２０はガスレーザ媒質の
温度を測定するように配置したが、ピーキングコンデン
サ１０に接触させて同コンデンサ１０の温度を測定する
ようにしてもよい。又、この測温素子２０から出力され
る測温信号は、直接容量演算部２３に入力させるのでな
く、一旦フォトカプラ等を介することによりガスレーザ
管５により発生するノイズが原因となる誤動作を防止で
きる。又、コンデンサ回路２１は各容量変更用コンデン
サＣ1 〜Ｃn を接続するのでなく、可変容量コンデンサ
を接続して容量を可変してもよい。
温度を測定するように配置したが、ピーキングコンデン
サ１０に接触させて同コンデンサ１０の温度を測定する
ようにしてもよい。又、この測温素子２０から出力され
る測温信号は、直接容量演算部２３に入力させるのでな
く、一旦フォトカプラ等を介することによりガスレーザ
管５により発生するノイズが原因となる誤動作を防止で
きる。又、コンデンサ回路２１は各容量変更用コンデン
サＣ1 〜Ｃn を接続するのでなく、可変容量コンデンサ
を接続して容量を可変してもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ガ
スレーザ媒質の温度及びガスレーザ管の周囲温度の変化
に対し、安定したレーザ出力エネルギーに維持できるガ
スレーザ発振装置を提供できる。
スレーザ媒質の温度及びガスレーザ管の周囲温度の変化
に対し、安定したレーザ出力エネルギーに維持できるガ
スレーザ発振装置を提供できる。
【図１】本発明に係わるガスレーザ発振装置の一実施例
を示す構成図。
を示す構成図。
【図２】同装置におけるガスレーザ管の印加電圧に対す
るレーザ管放電開始電圧の関係を示す図。
るレーザ管放電開始電圧の関係を示す図。
【図３】同装置におけるピーキングコンデンサの温度に
対する静電容量の変化を示す図。
対する静電容量の変化を示す図。
【図４】従来装置の構成図。
【図５】同装置における充電状態の等価回路図。
【図６】同装置における放電状態の等価回路図。
１…高圧直流電源部、２…サイラトロン、３…主コンデ
ンサ、５…ガスレーザ管、７，８…主電極、９…トリガ
電極、１０…ピーキングコンデンサ、２０…測温素子、
２１…コンデンサ回路、２２…容量可変手段、２３…容
量演算部、２４…リレー群。
ンサ、５…ガスレーザ管、７，８…主電極、９…トリガ
電極、１０…ピーキングコンデンサ、２０…測温素子、
２１…コンデンサ回路、２２…容量可変手段、２３…容
量演算部、２４…リレー群。
Claims (1)
- 【請求項１】 主コンデンサに充電された電気エネルギ
ーを放電してガスレーザ管内の各主電極に接続されたピ
ーキングコンデンサに供給し、このピーキングコンデン
サの充電電圧を前記各主電極間に印加して主放電を発生
させ、ガスレーザ光を出力するガスレーザ発振装置にお
いて、 前記ピーキングコンデンサの温度を検出する測温素子
と、前記主コンデンサに対して接続されるコンデンサ回
路と、前記主コンデンサに接続される前記コンデンサ回
路の静電容量を、前記測温素子により検出された温度に
基づいて、前記主コンデンサ及び前記コンデンサ回路の
合成静電容量と前記ピーキングコンデンサとの静電容量
比を一定とする値に可変する容量可変手段とを具備した
ことを特徴とするガスレーザ発振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9634392A JPH05291664A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ガスレーザ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9634392A JPH05291664A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ガスレーザ発振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291664A true JPH05291664A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14162369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9634392A Pending JPH05291664A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | ガスレーザ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05291664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114204400A (zh) * | 2020-09-17 | 2022-03-18 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 可变储能电容的高压脉冲调制单元及含其的激光器 |
| CN116417886A (zh) * | 2021-12-30 | 2023-07-11 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种激光器电路、提高激光器稳定性的方法及设备 |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP9634392A patent/JPH05291664A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114204400A (zh) * | 2020-09-17 | 2022-03-18 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 可变储能电容的高压脉冲调制单元及含其的激光器 |
| CN116417886A (zh) * | 2021-12-30 | 2023-07-11 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种激光器电路、提高激光器稳定性的方法及设备 |
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