JPH0555674A - 金属蒸気レーザー装置の電気回路 - Google Patents
金属蒸気レーザー装置の電気回路Info
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- JPH0555674A JPH0555674A JP21215291A JP21215291A JPH0555674A JP H0555674 A JPH0555674 A JP H0555674A JP 21215291 A JP21215291 A JP 21215291A JP 21215291 A JP21215291 A JP 21215291A JP H0555674 A JPH0555674 A JP H0555674A
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- Japan
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- switch
- saturable reactor
- charging capacitor
- current
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Abstract
(57)【要約】
【目的】スイッチの内部抵抗が大きく電力損失が大きく
なるので、スイッチの内部抵抗を下げ、電力損失を低減
してレーザー出力を増大させる。 【構成】充電キャパシタ１，可飽和リアクトル８，スイ
ッチ３，放電管５および分布インダクタ６，７を直列接
続して閉回路を形成するとともに放電管５にピーキング
キャパシタ４を並列接続する。充電キャパシタ１と直列
に可飽和リアクトル８を接続し、かつ充電キャパシタ１
と可飽和リアクトル８と並列に直列接続された予備電流
用充電キャパシタ２と予備電流用可飽和リアクトル９を
接続する。
なるので、スイッチの内部抵抗を下げ、電力損失を低減
してレーザー出力を増大させる。 【構成】充電キャパシタ１，可飽和リアクトル８，スイ
ッチ３，放電管５および分布インダクタ６，７を直列接
続して閉回路を形成するとともに放電管５にピーキング
キャパシタ４を並列接続する。充電キャパシタ１と直列
に可飽和リアクトル８を接続し、かつ充電キャパシタ１
と可飽和リアクトル８と並列に直列接続された予備電流
用充電キャパシタ２と予備電流用可飽和リアクトル９を
接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属蒸気をレーザー媒質
としたパルス放電励起型の金属蒸気レーザー装置の電気
回路に関する。
としたパルス放電励起型の金属蒸気レーザー装置の電気
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属蒸気レーザー装置の電気回路
は、例えば図５に示すように構成されている。すなわ
ち、図５において、充電キャパシタ１，可飽和リアクト
ル８，スイッチ３，放電管５および分布インダクタ６，
７を直列接続して閉回路が形成されている。また、放電
管５にピーキングキャパシタ４が並列接続されている。
ここで、充電キャパシタ１に充電された電荷はスイッチ
３が導通状態になると可飽和リアクトル８に流れ込み、
可飽和リアクトル８が飽和するとピーキングキャパシタ
４に充電され、ピーキングキャパシタ４の容量に制御さ
れながら放電管５に放電され、その放電エネルギーによ
りレーザー発振を行う放電方式を採用している。
は、例えば図５に示すように構成されている。すなわ
ち、図５において、充電キャパシタ１，可飽和リアクト
ル８，スイッチ３，放電管５および分布インダクタ６，
７を直列接続して閉回路が形成されている。また、放電
管５にピーキングキャパシタ４が並列接続されている。
ここで、充電キャパシタ１に充電された電荷はスイッチ
３が導通状態になると可飽和リアクトル８に流れ込み、
可飽和リアクトル８が飽和するとピーキングキャパシタ
４に充電され、ピーキングキャパシタ４の容量に制御さ
れながら放電管５に放電され、その放電エネルギーによ
りレーザー発振を行う放電方式を採用している。
【０００３】近年、金属蒸気レーザー装置の高効率化、
大出力化が要求されており、可飽和リアクトル８を用い
た電気伝送効率の高い放電電気回路方式が採用されてい
る。この方式は可飽和リアクトル８によりスイッチ３に
加わる電圧と電流に位相差をつけるもので、スイッチ３
の内部抵抗、内部損失の低下が重要な問題となってい
る。
大出力化が要求されており、可飽和リアクトル８を用い
た電気伝送効率の高い放電電気回路方式が採用されてい
る。この方式は可飽和リアクトル８によりスイッチ３に
加わる電圧と電流に位相差をつけるもので、スイッチ３
の内部抵抗、内部損失の低下が重要な問題となってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な金属蒸気レーザー装置の電気回路においてはスイッチ
３の電圧と電流に位相差が生じ、スイッチ３の内部抵
抗、内部損失を低下させることはできる。しかしなが
ら、スイッチ３の特性上、これに適度な電流をタイミン
グ良く流しておかないと一時的に内部抵抗が上昇し、内
部損失が増加してしまう場合があり、金属蒸気レーザー
装置の高効率化に不利である。また、この場合、スイッ
チ３の電流立ち上がりも鈍り、大出力化の点でも好まし
くない課題がある。
な金属蒸気レーザー装置の電気回路においてはスイッチ
３の電圧と電流に位相差が生じ、スイッチ３の内部抵
抗、内部損失を低下させることはできる。しかしなが
ら、スイッチ３の特性上、これに適度な電流をタイミン
グ良く流しておかないと一時的に内部抵抗が上昇し、内
部損失が増加してしまう場合があり、金属蒸気レーザー
装置の高効率化に不利である。また、この場合、スイッ
チ３の電流立ち上がりも鈍り、大出力化の点でも好まし
くない課題がある。
【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、スイッチの特性を生かし、スイッチの内部抵
抗を低下させ、電力損失を低減し、レーザー出力を増大
させる金属蒸気レーザー装置の電気回路を提供すること
にある。
たもので、スイッチの特性を生かし、スイッチの内部抵
抗を低下させ、電力損失を低減し、レーザー出力を増大
させる金属蒸気レーザー装置の電気回路を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は充電キャパシ
タ，可飽和リアクトル，スイッチ，放電管および分布イ
ンダクタが直列接続して閉回路が形成され、かつ前記放
電管にピーキングキャパシタが並列接続されてなり、前
記放電キャパシタに電気エネルギーを充電し、前記スイ
ッチを導通させることにより前記充電エネルギーを前記
放電管に供給し、その放電エネルギーによりレーザー発
振を行う金属蒸気レーザー装置の電気回路において、前
記充電キャパシタと前記可飽和リアクトルと並列に直列
接続された予備電流用充電キャパシタと予備電流用可飽
和リアクトルを接続してなることを特徴とする。
タ，可飽和リアクトル，スイッチ，放電管および分布イ
ンダクタが直列接続して閉回路が形成され、かつ前記放
電管にピーキングキャパシタが並列接続されてなり、前
記放電キャパシタに電気エネルギーを充電し、前記スイ
ッチを導通させることにより前記充電エネルギーを前記
放電管に供給し、その放電エネルギーによりレーザー発
振を行う金属蒸気レーザー装置の電気回路において、前
記充電キャパシタと前記可飽和リアクトルと並列に直列
接続された予備電流用充電キャパシタと予備電流用可飽
和リアクトルを接続してなることを特徴とする。
【０００７】
【作用】このように構成された電気回路においては、予
備電流用充電キャパシタから予備電流用可飽和リアクト
ルを通して予備の小電流をスイッチに流すことにより、
スイッチの一時的抵抗の上昇を防ぎ、スイッチでの内部
損失を減少することができ、もってレーザー出力を増大
できる。
備電流用充電キャパシタから予備電流用可飽和リアクト
ルを通して予備の小電流をスイッチに流すことにより、
スイッチの一時的抵抗の上昇を防ぎ、スイッチでの内部
損失を減少することができ、もってレーザー出力を増大
できる。
【０００８】
【実施例】本発明に係る金属蒸気レーザー装置の電気回
路の一実施例を図１から図４を参照して説明する。な
お、従来の構成と同一または対応する部分には図５と同
一の符号を用いて説明する。図１は金属蒸気レーザー装
置の電気（放電）回路図を示すものである。すなわち、
図１に示したように充電キャパシタ１，可飽和リアクト
ル８，スイッチ３，放電管５，および分布インダクタ
６，７を直列接続して閉回路を構成するとともに、放電
管５にピーキングキャパシタ４が並列接続されている。
可飽和リアクトル８は、スイッチ３に高電圧が印加され
ている間は電流がスイッチ３に流れ込まないように電流
位相遅れを生じさせ、スイッチ３内部損失を低減する。
路の一実施例を図１から図４を参照して説明する。な
お、従来の構成と同一または対応する部分には図５と同
一の符号を用いて説明する。図１は金属蒸気レーザー装
置の電気（放電）回路図を示すものである。すなわち、
図１に示したように充電キャパシタ１，可飽和リアクト
ル８，スイッチ３，放電管５，および分布インダクタ
６，７を直列接続して閉回路を構成するとともに、放電
管５にピーキングキャパシタ４が並列接続されている。
可飽和リアクトル８は、スイッチ３に高電圧が印加され
ている間は電流がスイッチ３に流れ込まないように電流
位相遅れを生じさせ、スイッチ３内部損失を低減する。
【０００９】そして、前記充電キャパシタ１，可飽和リ
アクトル８と並列に予備電流回路29が設けられている。
予備電流回路29は予備電流用充電キャパシタ２と、この
予備電流用充電キャパシタ２と直列に接続された予備電
流用可飽和リアクトル９とで構成されている。
アクトル８と並列に予備電流回路29が設けられている。
予備電流回路29は予備電流用充電キャパシタ２と、この
予備電流用充電キャパシタ２と直列に接続された予備電
流用可飽和リアクトル９とで構成されている。
【００１０】また、放電管５の代表的な構成例を図２に
例示する。放電管５を構成する炉心管10の両端部には、
陽極11および陰極12が電極支持フランジ13，14に支持さ
れて互いに対向配置されている。この陽極11と陰極12と
の間に形成される放電空間15においてパルス二極放電が
行われる。炉心管10の内底部には、銅粒などの金属蒸気
源16が配置されている。炉心管10の外周には断熱層17が
形成され、その断熱層17を所定位置に固定保持するため
に、断熱層17の外周に保護管18が設けられている。この
保護管18とその外周に配設された外部真空容器19とによ
り真空断熱室20が形成されている。この真空断熱室20お
よび炉心管10の放電空間15は排気装置21に接続されて内
部が真空状態に維持される。
例示する。放電管５を構成する炉心管10の両端部には、
陽極11および陰極12が電極支持フランジ13，14に支持さ
れて互いに対向配置されている。この陽極11と陰極12と
の間に形成される放電空間15においてパルス二極放電が
行われる。炉心管10の内底部には、銅粒などの金属蒸気
源16が配置されている。炉心管10の外周には断熱層17が
形成され、その断熱層17を所定位置に固定保持するため
に、断熱層17の外周に保護管18が設けられている。この
保護管18とその外周に配設された外部真空容器19とによ
り真空断熱室20が形成されている。この真空断熱室20お
よび炉心管10の放電空間15は排気装置21に接続されて内
部が真空状態に維持される。
【００１１】陽極11と陰極12とを絶縁し、良好な放電を
得るために、外部真空容器19と電極支持フランジ14との
間に絶縁材で形成したブレーク管22が介装されている。
なお、図中符号23はバッファガス供給源である。また、
電極支持フランジ13，14の軸方向外端部にはブリュスタ
窓24，25が設けられている。その外側に共振器26を構成
する共振ミラー27，28が配置される。
得るために、外部真空容器19と電極支持フランジ14との
間に絶縁材で形成したブレーク管22が介装されている。
なお、図中符号23はバッファガス供給源である。また、
電極支持フランジ13，14の軸方向外端部にはブリュスタ
窓24，25が設けられている。その外側に共振器26を構成
する共振ミラー27，28が配置される。
【００１２】次に、本実施例の作用を図１により説明す
る。充電キャパシタ１および予備電流用充電キャパシタ
２に充電された電荷はスイッチ３にトリガ信号が入力さ
れると同時に可飽和リアクトル８および予備電流用可飽
和リアクトル９に送り込まれる。このとき予備電流用可
飽和リアクトル９の飽和電流を可飽和リアクトル８の飽
和電流より小さなものにしておき、予備電流用充電キャ
パシタ２の静電容量を充電キャパシタ１の静電容量より
小さなものにしておけば、スイッチ３の内部抵抗が減少
しはじめた瞬間に図３実線ａで示される小電流がスイッ
チ３の内部に流れ込み、充電キャパシタ１から遅れてス
イッチ３に大電流が流れ込むまでの間、図４実線ｃで示
されるように滑らかにスイッチ３内部抵抗が減少する。
このため、スイッチ３での内部損失を抑えることができ
る。なお、図３中破線ｂと図４中破線ｄは従来例を示し
ている。すなわち、従来例では電流が流れる前に一時的
に抵抗増加が存在し、電力損失を有することが認められ
る。
る。充電キャパシタ１および予備電流用充電キャパシタ
２に充電された電荷はスイッチ３にトリガ信号が入力さ
れると同時に可飽和リアクトル８および予備電流用可飽
和リアクトル９に送り込まれる。このとき予備電流用可
飽和リアクトル９の飽和電流を可飽和リアクトル８の飽
和電流より小さなものにしておき、予備電流用充電キャ
パシタ２の静電容量を充電キャパシタ１の静電容量より
小さなものにしておけば、スイッチ３の内部抵抗が減少
しはじめた瞬間に図３実線ａで示される小電流がスイッ
チ３の内部に流れ込み、充電キャパシタ１から遅れてス
イッチ３に大電流が流れ込むまでの間、図４実線ｃで示
されるように滑らかにスイッチ３内部抵抗が減少する。
このため、スイッチ３での内部損失を抑えることができ
る。なお、図３中破線ｂと図４中破線ｄは従来例を示し
ている。すなわち、従来例では電流が流れる前に一時的
に抵抗増加が存在し、電力損失を有することが認められ
る。
【００１３】また、レーザー光を発振させる操作を説明
すると、まず、排気装置21を作動させて、真空断熱室20
および放電空間15を排気する。続いて、バッファガス供
給源23から放電空間15内にネオンガス等のバッファガス
を供給し、内部を一定の圧力に保持する。
すると、まず、排気装置21を作動させて、真空断熱室20
および放電空間15を排気する。続いて、バッファガス供
給源23から放電空間15内にネオンガス等のバッファガス
を供給し、内部を一定の圧力に保持する。
【００１４】この状態で図１に示すパルス高電圧電源を
起動すると、図２に示す陽極11および陰極12の間にパル
ス状高電圧が印加され放電空間15内において放電プラズ
マが生成される。この放電プラズマ中の自由電子が浮遊
状態の金属蒸気に衝突して金属蒸気を励起し、この励起
された金属蒸気が低エネルギー準位に遷移する際に所定
波長のレーザー光が発生する。放電空間15内で発生した
レーザー光はブリュスタ窓24，25を通過し、さらに共振
器26を構成する出力ミラー27および全反射ミラー28間で
共振し、出力ミラー27から出力される。
起動すると、図２に示す陽極11および陰極12の間にパル
ス状高電圧が印加され放電空間15内において放電プラズ
マが生成される。この放電プラズマ中の自由電子が浮遊
状態の金属蒸気に衝突して金属蒸気を励起し、この励起
された金属蒸気が低エネルギー準位に遷移する際に所定
波長のレーザー光が発生する。放電空間15内で発生した
レーザー光はブリュスタ窓24，25を通過し、さらに共振
器26を構成する出力ミラー27および全反射ミラー28間で
共振し、出力ミラー27から出力される。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、充電キャパシタと直列
に可飽和リアクトルを接続しかつこの充電キャパシタと
可飽和リアクトルと並列に直列接続された予備電流用充
電キャパシタと予備電流用可飽和リアクトルを接続した
ので、スイッチ導通と同時に小電流がスイッチに流れ込
み、続いて大電流がスイッチに流れ込むため、スイッチ
の内部抵抗が滑らかに低下し、内部損失を減少させるこ
とができる。
に可飽和リアクトルを接続しかつこの充電キャパシタと
可飽和リアクトルと並列に直列接続された予備電流用充
電キャパシタと予備電流用可飽和リアクトルを接続した
ので、スイッチ導通と同時に小電流がスイッチに流れ込
み、続いて大電流がスイッチに流れ込むため、スイッチ
の内部抵抗が滑らかに低下し、内部損失を減少させるこ
とができる。
【図１】本発明に係わる金属蒸気レーザー装置の電気回
路の一実施例を示す電気回路図。
路の一実施例を示す電気回路図。
【図２】図１の放電管を示す断面図。
【図３】スイッチ内部抵抗を示す波形図。
【図４】スイッチ内部抵抗を示す波形図。
【図５】従来の金属蒸気レーザー装置の電気回路を示す
電気回路図。
電気回路図。
１…充電キャパシタ、２…予備電流用充電キャパシタ、
３…スイッチ、４…ピーキングキャパシタ、５…放電
管、６，７…分布インダクタ、８…可飽和リアクトル、
９…予備電流用可飽和リアクトル、29…予備電流回路。
３…スイッチ、４…ピーキングキャパシタ、５…放電
管、６，７…分布インダクタ、８…可飽和リアクトル、
９…予備電流用可飽和リアクトル、29…予備電流回路。
Claims (1)
- 【請求項１】 充電キャパシタ，可飽和リアクトル，ス
イッチ，放電管および分布インダクタが直列接続して閉
回路が形成され、かつ前記放電管にピーキングキャパシ
タが並列接続されてなり、前記放電キャパシタに電気エ
ネルギーを充電し、前記スイッチを導通させることによ
り前記充電エネルギーを前記放電管に供給し、その放電
エネルギーによりレーザー発振を行う金属蒸気レーザー
装置の電気回路において、前記充電キャパシタと前記可
飽和リアクトルと並列に直列接続された予備電流用充電
キャパシタと予備電流用可飽和リアクトルを接続してな
ることを特徴とする金属蒸気レーザー装置の電気回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21215291A JP2877573B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 金属蒸気レーザー装置の電気回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21215291A JP2877573B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 金属蒸気レーザー装置の電気回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0555674A true JPH0555674A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2877573B2 JP2877573B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=16617757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21215291A Expired - Fee Related JP2877573B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 金属蒸気レーザー装置の電気回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877573B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108683164A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-19 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 饱和电抗器及其参数整定方法、装置及仿真设备 |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP21215291A patent/JP2877573B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108683164A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-19 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 饱和电抗器及其参数整定方法、装置及仿真设备 |
| WO2019201356A1 (zh) * | 2018-04-17 | 2019-10-24 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 饱和电抗器及其参数整定方法、装置及仿真设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2877573B2 (ja) | 1999-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |