JPS62282475A - レ−ザ装置 - Google Patents

レ−ザ装置

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JPS62282475A
JPS62282475A JP12617786A JP12617786A JPS62282475A JP S62282475 A JPS62282475 A JP S62282475A JP 12617786 A JP12617786 A JP 12617786A JP 12617786 A JP12617786 A JP 12617786A JP S62282475 A JPS62282475 A JP S62282475A
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JP
Japan
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main electrode
capacitor
main
electrode
laser device
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JP12617786A
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JPH0461513B2 (ja
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Hajime Nakatani
元 中谷
Yoshifumi Minowa
美濃和 芳文
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/097Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
    • H01S3/0971Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レーザ装置に関し、更に詳述すれば気体レー
ザのうち、放電励起により短パルスレーザ光を発生する
放電励起短パルスレーザ装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来のこの種のレーザ装置は例えば第3図に示す如き構
造のものが、JAPANESE JOURNAL OF
 APPLIII!DPHYSICS Vol 24.
 flbll、 1985に開示されている。
第3図において、昇圧用変圧器1の1次巻線1pの両端
には、コンデンサ2とサイリスタ3との直列回路を接続
しており、サイリスタ3のカソードは接地されている。
サイリスタ3のアノードには抵抗4の一端が接続されて
いる。昇圧用変圧器1の2次巻線1sの両端には、コン
デンサ5を接続している。このコンデンサ5には可飽和
リアクトル6とコンデンサ7との直列回路を並列接続し
ている。
コンデンサ7には可飽和リアクトル8とコンデンサ9と
の直列回路を並列接続している。そして前記コンデンサ
9の一端は可飽和リアクトル10を介して、レーザ筐体
11内に設けた第1の主電極12とこの主電極12と対
向配置されている補助電極13とに接続されており、ま
たコンデンサ9の他端は前記第1の主電極12と補助電
極13との間に配設され、第1の主電極12と補助電極
13との間で予備電離放電を発生させるメツシュ構造の
第2の主電極14に接続されている。更に第1及び第2
の主電極12と14との間には、放電用コンデンサ15
と並列接続されたりアクドル16の両端が接続されてい
る。
なお、前記コンデンサ2.5,7.9と昇圧用変圧器1
と、可飽和リアクトル6.8.10とによりパルス充電
回路が形成されている。17は第1の主電極12と第2
の主電極14との間で発生する主放電の放電励起部を示
している。
一般にレーザ発振を行わせるためには、レーザ媒質量に
おいて空間的に均一な主放電の放電励起部を発生きせる
必要がある。しかし乍ら、TEA CO□レーザ又はエ
キシマレーザ等のような、短パルスレーザ光を発生する
レーザ装置では、その動作時圧力示敗気圧であるため、
均一な放電は収束してレーザ発振を行わせ難い。そのた
め、主放電に先立ち、予め主放電領域に電子を均一に散
在させる予備電離放電番行わせている。
このようなレーザ発振において、レーザ出力を高めるた
めには、主放電の放電開始電圧を高くする必要があるが
、この放電開始電圧は第5図に示すように、パルス電圧
の立上り時間が短い程高くなる。それ故、パルス電圧の
立上り時間を短(することによりレーザ出力を高めてい
る。
このようなレーザ発振の動作は、第3図及び第4図に基
づいて以下に説明する如くなる。昇圧用変圧器lの1次
巻線1pに図示しない電源を接続することにより、抵抗
4を通してコンデンサ2が充電される。その後、サイリ
スタ3に点弧信号を与えることによりコンデンサ2の放
電電流が昇圧用変圧器1の1次巻′fa1pに流れて昇
圧用変圧器1により昇圧されてコンデンサ5のパルス電
圧V、が第4図(a)に示す如くその立上り時間T、を
要して充電される。コンデンサ5のパルス電圧■、がピ
ーク値に達した時点で可飽和リアクトル6が飽和し、コ
ンデンサ5に充電されていた電荷はコンデンサ7に移行
してコンデンサ7を充電する。
このコンデンサ7が充電されるパルス電圧■1は第4図
(b)に示す如くその立上り時間T、は、コンデンサ5
が充電される立上り時間T、の約1/2〜1/10にな
っている。
可飽和リアクトル6.8.10によりコンデンサ?、9
.15が充電されるパルス電圧v、、v。
〔第4図(bl、 (C1参照)、v+s(第4図(d
)参照〕の立上り時間T? 、Tq 、T’+sは順次
短くなっている。例えばT、が8μsecに対してTI
sは0.1 μsecとなっている。このT、の8μS
ecはサイリスタ12のスイッチング時間により定まる
。このようにして従来のレーザ装置は立上りが急峻なパ
ルス電圧を得るべくコンデンサ及び可飽和リアクトルか
らなる回路を複数段設けている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述したレーザ装置では、立上りが急峻なパルス電圧を
得るために、複数個の可飽和リアクトルを用いているか
ら耐久性の点ですぐれているが、可飽和リアクトルが嵩
ぼって装置が極めて大型化し、また高価になる等の問題
かある。
本発明は前述した問題に鑑み、可飽和リアクトルを1個
用いるのみで装置の小型化を図り得て、安価に製作でき
るレーザ装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のレーザ装置は、立上り示緩やかなパルス電圧を
第1の主電極と第2の主電極との間に印加し、そのパル
ス電圧がピーク値に達する前において、第1の主電極と
補助電極との間に接続した補助スイッチを閉路すること
により、補助電極に補助パルス電圧を印加して予備電離
放電を発生させて主放電を誘発するように構成するもの
である。
〔作用〕
第1の主電極と第2の主電極との間に、可飽和リアクト
ルで制御された立上り時間が緩やかなパルス電圧が印加
される。このパルス電圧がピーク値に達する前において
、第1の主電極と補助電極との間に接続した補助スイッ
チが閉路して第2の主電極と補助電極との間に立上りが
急峻な補助パルス電圧が印加される。この補助パルス電
圧が印加されたことにより、第2の主電極と補助電極と
の間に電子を均一に散在させることになり、予備電離放
電が行われて主放電を誘発し主放電に至らしめる。
〔実施例〕
以下本発明をその実施例を示す図面によって詳述する。
第1図は本発明に係るレーザ装置の電気回路図である。
図において、昇圧用変圧器1の1次巻線1pには、コン
デンサ2とサイリスタ3との直列回路を接続しており、
サイリスタ3のカソードは接地され、アノードには抵抗
4の一端が接続されている。
昇圧用変圧器1の2次巻線1sの両端にはコンデジサ色
が接続されている。コンデンサ5の両端には可飽和リア
クトル6と、リアクトル16と放電用コンデンサ15と
が並列接続された回路との直列回路が接続されている。
また放電用コンデンサ15の両端は第1の主電極12と
第2の主電極14に夫々接続されている。第1の主電極
12と補助電極13との間には可飽和リアクトルからな
る補助スイッチ18が1mされている。この補助スイッ
チ18は第1の主電極12と、第2の主電極14との間
に印加されたパルス電圧がピーク値になる前に閉路して
立上りの急峻な補助パルス電圧を補助電極13に与える
ように構成されている。補助電極13と第2の主電極1
4との間にはりアクドル19が接続されている。
このように構成したレーザ装置は、昇圧用変圧器1の1
次巻線1pに、抵抗4の他端と接地された端部との間に
交流電源(図示せず)を接続することにより、コンデン
サ2が抵抗4を通して充電される。その後、サイリスタ
3を点弧させると、その放電電流が1次巻線1pを流れ
て、昇圧用変圧器1により昇圧されてコンデンサ5が第
2図(alに示す如く緩やかな立上りのパルス電圧■、
となって充電される。コンデンサ5のパルス電圧vsが
ピーク値に達すると可飽和リアクトル6が飽和する。
そのためコンデンサ5のパルス電圧V、は、第1の主電
極12と第2の主電極14との間に加わって第1、第2
の主電極12.14間のパルス電圧V+Sは第2図(b
)に示すように、コンデンサ5のパルス電圧V、の立上
りより急峻な立上りで上昇する。この両生電極12.1
4間のパルス電圧V+Sがピーク値に達する前に補助ス
イッチ18が閉路して立上りが急峻な補助パルス電圧が
第1の主電極12と補助電極13との間に、第2図(C
)に示す如きパルス電圧Vlllが印加される。そのた
め、主放電領域に電子が均−に散在して予備電離放電が
行われて、この予備電離放電が基になって第1の主、電
極12と第2の主電極14との間に主放電17が誘発さ
れて、主放電が行われる。
即ち、主放電17の放電開始電圧は第1と第2の主電極
12と14との間に印加されるパルス電圧VI5の立上
り時間に依存せずに確実に主放電5を行わせることがで
き、高出力のレーザ光が得られる。
リアクトル19は補助スイッチ18が閉路されるまで補
助電極13の電位を第2の主電極14と同電位に保つ。
この補助スイッチ18の可飽和リアクトルは、第2の主
電極14と補助電極13との間に予備電離放電を行わせ
るものであるから、その大きさは全体から見れば極く僅
かな大きさであって、可飽和リアクトルを複数個使用し
た場合に比べて装置が大幅に小型化する。
前記補助スイッチ18は可飽和リアクトルの代わりに火
花ギャップ、サイラトロンを用いてもよい。
また補助電極13と第2の主電極14との間に接続した
りアクドルの代わりに抵抗値が小さい抵抗器を用いるこ
とができる。そして補助スイッチ18が火花ギャップも
しくはサイラトロンの場合にはりアクドル19を省略で
きる。
なお、主放電を行わせるべくパルス電圧を発生させるパ
ルス充電回路のスイッチにサイリスタ3と可飽和リアク
トル6とを用いているが、双方をサイリスタとしてもよ
い。またサイリスタの代わりに例えば静電誘導トランジ
スタ、静電誘導サイリスタ、トランジスタ等を用いるこ
とができる。
更に昇圧用変圧器1は、交流電源が高電圧を供給するも
のであれば使用しなくてもよい。
また、本実施例において、第2の主電極14と補助電極
13との間に誘電体を介在させることにより、予備電離
放電をより均一に発生させることができる。更に、第2
の主電極14はメツシュ構造であり、補助電極13は主
放電17に対して第2の主電極14の背面に位置するも
のを示しんが、第2の主電極14はメツシュ構造に限定
されるものではなく、また補助電極13は第1と第2の
主電極12と14との間、もしくはその側方であっても
よい。更にまた、レーザ筐体11は鉛の如き宇宙線が透
過しない材質のもので構成するか、それをレーザ筐体1
1の内、外壁面に貼付けた構造とするのが望ましく、レ
ーザ出力の安定を図ることができる。
このように宇宙線を遮蔽することは、緩やかな。
パルス電圧の立上り過程において宇宙線が侵入して(る
機会が多く、宇宙線が通過した部分には電子、イオン等
が生成されて、主放電が宇宙線の通過域に集中するので
レーザ発振の妨げを防止することになる。
〔効果〕
以上詳述した如く、本発明は補助スイッチを設けてこの
補助スイッチを第1と第2の主電極との間に印加された
パルス電圧のピーク値に達する前に閉路して補助パルス
電圧を補助電極と第1の主電極との間に印加して、予備
電離放電を行わせて主放電を誘発することができる。し
たがって、従来のように主放電を行わせるための立上り
が急峻なパルス電圧を作り出す多数の可飽和リアクトル
を必要としない、そのためレーザ装置を小型化し得ると
ともに安価に製造することができる等の優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るレーザ装置の電気回路図、第2図
は主放電及び予備電離放電を行わせるパルス電圧の波形
図、第3図は従来のレーザ装置の電気回路図、第4図は
主放電を行わせるパルス電圧の波形図、第5図はパルス
電圧の立上り時間と放電開始電圧との関係を示すグラフ
である。 2・・・コンデンサ 3・・・スイッチ(サイリスタ)
5・・・コンデンサ 6・・・スイッチ(可飽和リアク
トル)11・・・レーザ筐体 12・・・第1の主電極
13・・・補助電極 14・・・第2の主電極 15・
・・放電用巳ンデンサ 18・・・補助スイッチ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雄 ly 3.6 :スイ、7千 5; コンデンす 11; レーず°筐体 12;第1の主電極 13、補凱曝ツ 14・第2の8:電極 ]5 放電用コンテ°゛しす 18°踊旦力スイツチ 第  1  記 第 2 口 稟 3I521 第 4 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、レーザ筐体内に対設された第1の主電極及び第2の
    主電極並びに該第2の主電極に近接配置された補助電極
    と、前記第1及び第2の主電極間に接続された放電用コ
    ンデンサと、該放電用コンデンサに間歇的に電圧を印加
    するパルス充電回路とを備えているレーザ装置において
    、 前記パルス充電回路はスイッチとコンデン サとを含み、前記第1の主電極と前記補助電極との間に
    接続された補助スイッチを備えており、該第1の主電極
    と第2の主電極との間に前記放電用コンデンサから印加
    されたパルス電圧がピーク値に達する前に前記補助スイ
    ッチが閉路されて主放電を誘発する予備電離放電を行わ
    せるように構成されていることを特徴とするレーザ装置
    。 2、スイッチはサイリスタ、トランジスタ、静電誘導サ
    イリスタ、静電誘導トランジスタ若しくは可飽和リアク
    トルのいずれか、又はそれらの組合せである特許請求の
    範囲第1項記載のレーザ装置。 3、パルス充電回路はスイッチとコンデンサと変圧器と
    を含む特許請求の範囲第1項又は第2項記載のレーザ装
    置。 4、レーザ筐体は宇宙線を遮蔽するシールド材からなる
    特許請求の範囲第1、2又は第3項に記載のレーザ装置
    。 5、レーザ筐体は宇宙線を遮蔽するシールド材を筐体壁
    面に貼付けている特許請求の範囲第1、2又は第3項記
    載のレーザ装置。 6、補助スイッチは可飽和リアクトル、火花ギャップ、
    又はサイラトロンである特許請求の範囲第1、2、3、
    4又は第5項記載のレーザ装置。 7、レーザ筐体内に対設された第1の主電極及び第2の
    主電極並びに該第2の主電極に近接配置された補助電極
    と、前記第1及び第2の主電極間に接続された放電用コ
    ンデンサと、該放電用コンデンサに間歇的に電圧を印加
    するパルス充電回路と、前記第1の主電極と補助電極と
    の間に接続され、前記第1の主電極と第2の主電極との
    間に前記放電用コンデンサから印加されたパルス電圧が
    ピーク値に達する前に閉路する補助スイッチとを備えて
    いるレーザ装置において、 前記第2の主電極と、前記補助電極との間 に誘電体を配設していることを特徴とするレーザ装置。
JP12617786A 1986-05-30 1986-05-30 レ−ザ装置 Granted JPS62282475A (ja)

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JPH0461513B2 JPH0461513B2 (ja) 1992-10-01

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63197390A (ja) * 1987-02-12 1988-08-16 Mitsui Petrochem Ind Ltd パルスレ−ザ励起電源装置
JPH04221869A (ja) * 1990-12-21 1992-08-12 Mitsubishi Electric Corp エキシマレーザ装置
DE19541031A1 (de) * 1994-11-04 1996-05-09 Mitsubishi Electric Corp Gepulste Laservorrichtung mit Entladungsanregung

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US5708676A (en) * 1994-11-04 1998-01-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Discharge excitation type pulse laser apparatus

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JPH0461513B2 (ja) 1992-10-01

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