JPS6276511A - 磁気スイツチおよびこの磁気スイツチを用いたガスレ−ザ装置 - Google Patents
磁気スイツチおよびこの磁気スイツチを用いたガスレ−ザ装置Info
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- JPS6276511A JPS6276511A JP60215531A JP21553185A JPS6276511A JP S6276511 A JPS6276511 A JP S6276511A JP 60215531 A JP60215531 A JP 60215531A JP 21553185 A JP21553185 A JP 21553185A JP S6276511 A JPS6276511 A JP S6276511A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、電流値に応じたスイッチング作用を行う磁気
スイッチおよびこの磁気スイ・ソチを用いたガスレーザ
装置に関する。
スイッチおよびこの磁気スイ・ソチを用いたガスレーザ
装置に関する。
従来、フェライトやアモルファス磁性体等を用いた可飽
和リアクトルは、その透磁率の非直線性を利用して磁気
スイッチとして使われている。この磁気スイッチとして
の作用を説明すると、可飽和リアクトルは第4図に示す
ように可飽和鉄心1に主導線2が所定数巻回された構成
となっている。
和リアクトルは、その透磁率の非直線性を利用して磁気
スイッチとして使われている。この磁気スイッチとして
の作用を説明すると、可飽和リアクトルは第4図に示す
ように可飽和鉄心1に主導線2が所定数巻回された構成
となっている。
ここで、主導線2に電流iを次第に増加させながら供給
すると、このときの磁束密度Bおよびインダクタンス(
インピーダンス)ωLは第5図に示す如く変化する。つ
まり、磁束密度Bは電流値が小さい場合はほぼ直線的に
増加するが、飽和電流Isに達し、この値以上の領域に
なると磁気飽和状態とな る。これに伴いインダクタンスωLは、飽和電流Isま
では大きな値となっているが、飽和電流Is以上となる
と非常に小さな値となる。したがって、可飽和リアクト
ルは飽和電流Isを境に等価的に電流スイッチとして作
用するものとなる。
すると、このときの磁束密度Bおよびインダクタンス(
インピーダンス)ωLは第5図に示す如く変化する。つ
まり、磁束密度Bは電流値が小さい場合はほぼ直線的に
増加するが、飽和電流Isに達し、この値以上の領域に
なると磁気飽和状態とな る。これに伴いインダクタンスωLは、飽和電流Isま
では大きな値となっているが、飽和電流Is以上となる
と非常に小さな値となる。したがって、可飽和リアクト
ルは飽和電流Isを境に等価的に電流スイッチとして作
用するものとなる。
つまり、飽和電流Is以下でOFF状態となり飽和電流
Is以上でON状態となる。
Is以上でON状態となる。
ところで、この磁気スイッチをレーザ装置の放電回路に
用いて装置の長寿命化を計ったものがある。第6図はそ
の一構成例であって、高圧電源3に主コンデンサ4を介
して可飽和リアクトルの磁気スイッチ5が接続されてい
る。そして、この磁気スイッチ5にピーキングコンデン
サ6およびレーザ管7が接続されている。このレーザ管
7はレーザ光発生時に大電流を必要とし、かつそのレー
ザ発振方向と放電発生方向とが垂直になるTEレーザ管
で、例えば、T E A (T ransversel
yE xcited A tmospheric
pressure) CO2レーザ、エキシマレーザ
等のレーザ管である。また、主コンデンサ4にはサイラ
トロン8が接続され、その格子にはトリガ印加回路9が
接続されている。
用いて装置の長寿命化を計ったものがある。第6図はそ
の一構成例であって、高圧電源3に主コンデンサ4を介
して可飽和リアクトルの磁気スイッチ5が接続されてい
る。そして、この磁気スイッチ5にピーキングコンデン
サ6およびレーザ管7が接続されている。このレーザ管
7はレーザ光発生時に大電流を必要とし、かつそのレー
ザ発振方向と放電発生方向とが垂直になるTEレーザ管
で、例えば、T E A (T ransversel
yE xcited A tmospheric
pressure) CO2レーザ、エキシマレーザ
等のレーザ管である。また、主コンデンサ4にはサイラ
トロン8が接続され、その格子にはトリガ印加回路9が
接続されている。
なお、10は主コンデンサ4を充電するためのコイルで
ある。高圧電源3の電力が主コンデンサ4に供給されて
その電荷が充電されている状態に、トリガ印加回路9か
らトリガがサイラトロン8に印加されると主コンデンサ
4に充電されていた電荷が放電され可飽和リアクトル5
を通ってピーキングコンデンサ6に充電される。そして
、このピーキングコンデンサ6の充電電圧が、レーザ管
7のプラズマパラメータで決まる一定電圧に達するとレ
ーザ管7は点灯してレーザ光を出力する。
ある。高圧電源3の電力が主コンデンサ4に供給されて
その電荷が充電されている状態に、トリガ印加回路9か
らトリガがサイラトロン8に印加されると主コンデンサ
4に充電されていた電荷が放電され可飽和リアクトル5
を通ってピーキングコンデンサ6に充電される。そして
、このピーキングコンデンサ6の充電電圧が、レーザ管
7のプラズマパラメータで決まる一定電圧に達するとレ
ーザ管7は点灯してレーザ光を出力する。
ここで、磁気スイッチ5の作用を説明するために、磁気
スイッチ5が無い場合について説明すると、サイラトロ
ン8はトリガが印加されて完全導通状態となるまでに1
0〜30nsを必要とするため磁気スイッチ5が無いと
主コンデンサ4の放電電流の立ち上がりが速いので、サ
イラトロン8が完全導通状態となる前に放電電流が流れ
てしまう。このため、サイラトロンの端子間残留電圧と
サイラトロン電流との積で求められるエネルギ損失を生
じてしまい、サイラトロン8の寿命を短くしてしまう。
スイッチ5が無い場合について説明すると、サイラトロ
ン8はトリガが印加されて完全導通状態となるまでに1
0〜30nsを必要とするため磁気スイッチ5が無いと
主コンデンサ4の放電電流の立ち上がりが速いので、サ
イラトロン8が完全導通状態となる前に放電電流が流れ
てしまう。このため、サイラトロンの端子間残留電圧と
サイラトロン電流との積で求められるエネルギ損失を生
じてしまい、サイラトロン8の寿命を短くしてしまう。
これに対し磁気スイッチ5を接続するならば、サイラト
ロン電流が磁気スイッチ5の飽和電流以上にならなけれ
ばON状態とならないので、主コンデンサ5の放電電流
を遅らすことができる。よって、放電電流はサイラトロ
ン8が完全導通状態とっなったときに流すことができる
。
ロン電流が磁気スイッチ5の飽和電流以上にならなけれ
ばON状態とならないので、主コンデンサ5の放電電流
を遅らすことができる。よって、放電電流はサイラトロ
ン8が完全導通状態とっなったときに流すことができる
。
ところで、レーザ出力を変化させる場合は高圧電源3の
出力電圧を変化させて行っている。例えば、高出力レー
ザを得る場合は高電圧を加えている。ところが、高電圧
を加えると磁気スイッチ5を流れる電流が大きくなっで
ある一定電圧以上では初期の飽和電流Isよりも小さな
値で磁気スイッチ5がON状態となってしまう。これで
はサイラトロン8のエネルギ損失を生じてしまい磁気ス
イッチ5を接続した効果が得られなくなってしまう。
出力電圧を変化させて行っている。例えば、高出力レー
ザを得る場合は高電圧を加えている。ところが、高電圧
を加えると磁気スイッチ5を流れる電流が大きくなっで
ある一定電圧以上では初期の飽和電流Isよりも小さな
値で磁気スイッチ5がON状態となってしまう。これで
はサイラトロン8のエネルギ損失を生じてしまい磁気ス
イッチ5を接続した効果が得られなくなってしまう。
また、レーザ管7に異なった種類のガスを封入して異な
った波長を得る場合、例えばHe5Xe。
った波長を得る場合、例えばHe5Xe。
HCIの混合ガスで308r+m s He、 X e
、 F2の混合ガスで350nrA波長のエキシマレー
ザを得る場合、放電開始電圧が変化するとともにレーザ
管7を流れる電流も変化する。したがって、磁気スイッ
チ5の飽和電流が一定ではこれらガスのレーザ管7に対
して適切な作用が出来なくなり、レーザ光発生が不安定
となってしまう。
、 F2の混合ガスで350nrA波長のエキシマレー
ザを得る場合、放電開始電圧が変化するとともにレーザ
管7を流れる電流も変化する。したがって、磁気スイッ
チ5の飽和電流が一定ではこれらガスのレーザ管7に対
して適切な作用が出来なくなり、レーザ光発生が不安定
となってしまう。
本発明は上記実情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、主導線の電流に関係なく所望タイミン
グでスイッチング作用ができる磁気スイッチを提供する
ことにある。
とするところは、主導線の電流に関係なく所望タイミン
グでスイッチング作用ができる磁気スイッチを提供する
ことにある。
また本発明の他の目的は、レーザ出力の変化や異なるガ
スのレーザ管を用いても安定にレーザ光を出力できるガ
スレーザ装置を提供することにある。
スのレーザ管を用いても安定にレーザ光を出力できるガ
スレーザ装置を提供することにある。
本発明は、可飽和鉄心に主導線の他に補助導線を巻回し
、この補助導線に主導線の電流に応じてバイアス電流を
流すことにより主導線の電流に対するスイッチング作用
を制御する磁気スイッチである。
、この補助導線に主導線の電流に応じてバイアス電流を
流すことにより主導線の電流に対するスイッチング作用
を制御する磁気スイッチである。
また、本発明は、第1コンデンサに充電された電荷をサ
イラトロンの導通により放電させて第2コンデンサに充
電し、この充電電圧が所定値に達したときにレーザ管か
らレーザ光を出力するものにあって、前記磁気スイッチ
を第1コンデンサに接続してこのコンデンサからの放電
電流を制御してサイラトロンが完全導通状態時に放電電
流が流れるようにしたガスレーザ装置である。
イラトロンの導通により放電させて第2コンデンサに充
電し、この充電電圧が所定値に達したときにレーザ管か
らレーザ光を出力するものにあって、前記磁気スイッチ
を第1コンデンサに接続してこのコンデンサからの放電
電流を制御してサイラトロンが完全導通状態時に放電電
流が流れるようにしたガスレーザ装置である。
以下、本発明の第1の実施例について第1図に示す構成
図を参照して説明する。同図において20は可飽和鉄心
であり、21は所定回数巻回された主導線である。さて
、22は補助導線であって、この補助導線22は例えば
エナメル線を可飽和リアクトル20にN回巻回したもの
である。そして、この補助導線22の両端には可変バイ
アス電源23が接続されている。
図を参照して説明する。同図において20は可飽和鉄心
であり、21は所定回数巻回された主導線である。さて
、22は補助導線であって、この補助導線22は例えば
エナメル線を可飽和リアクトル20にN回巻回したもの
である。そして、この補助導線22の両端には可変バイ
アス電源23が接続されている。
このような構成の可飽和リアクトルであれば、スイッチ
ング作用は主導線21に流れる電流11により発生する
磁束Ni1(Wb)と、補助導線22に流れるバイアス
電流12により発生する磁束N12(Wb)との和の磁
束密度により決まる。したがって、正のバイアス電流1
1を多く流せば主導線21に流れる電流量が少なくても
磁気スイッチをONN状態とすることができる。また、
負のバイアス電流12を流せば逆方向の磁束−Nilが
発生するため主導線21に流れる電流量が大きくても磁
束密度が低い状態となりON状態とはならない。よって
、この可飽和リアクトルならば、主電線21に流れる所
望の電流値でON、OFF状態とすることができる。
ング作用は主導線21に流れる電流11により発生する
磁束Ni1(Wb)と、補助導線22に流れるバイアス
電流12により発生する磁束N12(Wb)との和の磁
束密度により決まる。したがって、正のバイアス電流1
1を多く流せば主導線21に流れる電流量が少なくても
磁気スイッチをONN状態とすることができる。また、
負のバイアス電流12を流せば逆方向の磁束−Nilが
発生するため主導線21に流れる電流量が大きくても磁
束密度が低い状態となりON状態とはならない。よって
、この可飽和リアクトルならば、主電線21に流れる所
望の電流値でON、OFF状態とすることができる。
次に本発明の第2の実施例として第1の実施例の磁気ス
イッチを用いたガスレーザ装置について説明する。第2
図はガスレーザ装置の構成図である。なお、第6図と同
一部分には同一符号を付しである。すなわち、3は高圧
電源、4は主コンデンサ、6はピーキングコンデンサ、
7はレーザ管、8はサイラトロン、9はトリガ印加回路
、10は主コンデンサ4を充電するためのコイルである
。
イッチを用いたガスレーザ装置について説明する。第2
図はガスレーザ装置の構成図である。なお、第6図と同
一部分には同一符号を付しである。すなわち、3は高圧
電源、4は主コンデンサ、6はピーキングコンデンサ、
7はレーザ管、8はサイラトロン、9はトリガ印加回路
、10は主コンデンサ4を充電するためのコイルである
。
さて、主コンデンサ4とピーキングコンデンサ6との間
には磁気スイッチ30が接続されている。
には磁気スイッチ30が接続されている。
つまり、第1図を参照して説明すると、主導線21が主
コンデンサ4およびピーキングコンデンサ6に接続され
ている。
コンデンサ4およびピーキングコンデンサ6に接続され
ている。
このように構成されたガスレーザ装置であれば、サイラ
トロン8にトリガ印加回路9からトリガが加えられて導
通状態となり、これにより主コンデンサ4から放電され
る電荷つまり放電電流は磁気スイッチ30により制御さ
れることになる。つまり、可変バイアス電源23から出
力されるバイアス電流ibが放電電流iaおよび補助導
線22の巻数Nに関係して可変制御される。これにより
放電電流1aおよびバイアス電流1bによる各磁束の和
から磁気スィッチ30全体としての磁束密度は高く又は
低く制御されるので、飽和電流に達するまでの期間が任
意に設定できる。したがって、サイラトロン8が完全導
通状態となった後に主コンデンサ4から放電電流1aを
流すことができる。
トロン8にトリガ印加回路9からトリガが加えられて導
通状態となり、これにより主コンデンサ4から放電され
る電荷つまり放電電流は磁気スイッチ30により制御さ
れることになる。つまり、可変バイアス電源23から出
力されるバイアス電流ibが放電電流iaおよび補助導
線22の巻数Nに関係して可変制御される。これにより
放電電流1aおよびバイアス電流1bによる各磁束の和
から磁気スィッチ30全体としての磁束密度は高く又は
低く制御されるので、飽和電流に達するまでの期間が任
意に設定できる。したがって、サイラトロン8が完全導
通状態となった後に主コンデンサ4から放電電流1aを
流すことができる。
このように補助導線22を設けた磁気スイッチ30を接
続することにより、レーザ管に封入するガスの種類が替
わってレーザ管7に流れる電流値が変化しても、またレ
ーザ出力を可変するために高圧電源3の出力電圧が変化
しても常にサイラトロン8が完全導通状態後に磁気スイ
ッチ30をON状態とすることができる。したがって、
レーザ管7のエネルギ損失は無くなり長寿命化が計れる
。
続することにより、レーザ管に封入するガスの種類が替
わってレーザ管7に流れる電流値が変化しても、またレ
ーザ出力を可変するために高圧電源3の出力電圧が変化
しても常にサイラトロン8が完全導通状態後に磁気スイ
ッチ30をON状態とすることができる。したがって、
レーザ管7のエネルギ損失は無くなり長寿命化が計れる
。
また、寿命が来てレーザ管7を新たなものと交換した場
合、レーザ管側々のばらつきにより立上がり特性が異な
っているが、この場合でも磁気スイッチ30のバイアス
電流ibを可変することによりサイラトロン8が完全導
通状態となった後に放電電流を流せる。
合、レーザ管側々のばらつきにより立上がり特性が異な
っているが、この場合でも磁気スイッチ30のバイアス
電流ibを可変することによりサイラトロン8が完全導
通状態となった後に放電電流を流せる。
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく
、その主旨を逸脱しない範囲で変形することができる。
、その主旨を逸脱しない範囲で変形することができる。
例えば、磁気スイッチの電源を第3図に示すようにパル
ス電源31にしてもよい。
ス電源31にしてもよい。
同図に示す磁気スイッチをガスレーザ装置に適用すれば
、パルス電源31のパルス出力はサイラトロンのトリガ
タイミングと同期するように構成することになる。この
ように構成しても上記各実施例と同様の効果を奏するこ
とは言うまでもない。
、パルス電源31のパルス出力はサイラトロンのトリガ
タイミングと同期するように構成することになる。この
ように構成しても上記各実施例と同様の効果を奏するこ
とは言うまでもない。
以上詳記したように本発明によれば、主導線の電流に関
−係なく所望タイミングでスイッチング作用ができる磁
気スイッチを提供できる。
−係なく所望タイミングでスイッチング作用ができる磁
気スイッチを提供できる。
また本発明によれば、レーザ出力の変化や異なるガスの
レーザ管を用いても安定にレーザ光を出力できるガスレ
ーザ装置を提供できる。
レーザ管を用いても安定にレーザ光を出力できるガスレ
ーザ装置を提供できる。
第1図は本発明に係わる磁気スイッチの一実施例を示す
構成図、第2図は本発明の磁気スイッチを用いたガスレ
ーザ装置の一実施例を示す構成図、第3図は本発明の磁
気スイッチの変形例を示す(1+4成図、第4図は従来
の磁気スイッチを示す構成図、第5図は第4図の磁気ス
イッチの作用を説明するための図、第6図は従来のガス
レーザ装置の構成図である。 3・・・高圧電源、4・・・主コンデンサ、6・・・ピ
ーキングコンデンサ、7・・・レーザ管、8・・・サイ
ラトロン、9・・・トリガ印加回路、20・・・可飽和
鉄心、21・・・主導線、22・・・補助電線、23・
・・可変バイアス電源、31・・・パルス電源。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 1 図 h 第2図 第4図 TS@ #えl 第5図 ] 第6図 手続浦正書 昭和 6’t’、2.’l’ 日 1腎′r庁長官 宇 賀 道 部 殿1、事件の表
示 特願昭60−215531号 2、発明の名称 磁気スイッチおよびこの磁気スイッチを用いたガヌレー
ザ装置 (307) 株式会社 東芝 4、代理人 5、自発補正 7、補正の内容 明細書第3頁第6行ないし第10行の 「この値以上の〜小さな値となる。」とある全下記の如
く訂正する。 記 この値以上の領域になると、磁叉飽和状態となる。これ
に伴いインダクタンスωLは、11酸流Isまでは大き
な値となっているが、飽和電流Is以上となると非常に
小てな値となる。
構成図、第2図は本発明の磁気スイッチを用いたガスレ
ーザ装置の一実施例を示す構成図、第3図は本発明の磁
気スイッチの変形例を示す(1+4成図、第4図は従来
の磁気スイッチを示す構成図、第5図は第4図の磁気ス
イッチの作用を説明するための図、第6図は従来のガス
レーザ装置の構成図である。 3・・・高圧電源、4・・・主コンデンサ、6・・・ピ
ーキングコンデンサ、7・・・レーザ管、8・・・サイ
ラトロン、9・・・トリガ印加回路、20・・・可飽和
鉄心、21・・・主導線、22・・・補助電線、23・
・・可変バイアス電源、31・・・パルス電源。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 1 図 h 第2図 第4図 TS@ #えl 第5図 ] 第6図 手続浦正書 昭和 6’t’、2.’l’ 日 1腎′r庁長官 宇 賀 道 部 殿1、事件の表
示 特願昭60−215531号 2、発明の名称 磁気スイッチおよびこの磁気スイッチを用いたガヌレー
ザ装置 (307) 株式会社 東芝 4、代理人 5、自発補正 7、補正の内容 明細書第3頁第6行ないし第10行の 「この値以上の〜小さな値となる。」とある全下記の如
く訂正する。 記 この値以上の領域になると、磁叉飽和状態となる。これ
に伴いインダクタンスωLは、11酸流Isまでは大き
な値となっているが、飽和電流Is以上となると非常に
小てな値となる。
Claims (2)
- (1)可飽和鉄心と、この可飽和鉄心に巻回された主導
線と、前記可飽和鉄心に所定数巻回された補助導線と、
この補助導線に前記主導線に流れる電流値に応じたバイ
アス電流を供給する可変バイアス電源とを具備し、前記
バイアス電流を可変して磁気飽和による前記主導線に流
れる電流のスイッチング作用を制御することを特徴とす
る磁気スイッチ。 - (2)高圧電源から供給される電荷を充電する第1コン
デンサと、この第1コンデンサの充電電荷をトリガ印加
により放電するサイラトロンと、前記第1コンデンサか
ら放電された電荷を充電する第2コンデンサと、この第
2コンデンサの充電電圧が所定レベルに達するとレーザ
光を発生するレーザ管と、可飽和鉄心に巻回され前記第
1コンデンサと接続された主導線および前記可飽和鉄心
に所定数巻回された補助導線を有し、この補助導線に前
記第1コンデンサからの放電電流に応じたバイアス電流
を可変バイアス電源から供給する機能を持った磁気スイ
ッチとを具備し、前記バイアス電流の可変により前記サ
イラトロンの完全導通状態後に前記放電電流を流すこと
を特徴とするガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215531A JPS6276511A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 磁気スイツチおよびこの磁気スイツチを用いたガスレ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215531A JPS6276511A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 磁気スイツチおよびこの磁気スイツチを用いたガスレ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276511A true JPS6276511A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16673968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60215531A Pending JPS6276511A (ja) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | 磁気スイツチおよびこの磁気スイツチを用いたガスレ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008630A1 (fr) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Fanuc Ltd | Oscillateur a laser |
| WO1988008633A1 (fr) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Fanuc Ltd | Bobine de rogosky pour oscillateur a laser |
| US6594292B2 (en) * | 1998-07-14 | 2003-07-15 | Komatsu Ltd. | Saturable reactor and power source apparatus for pulse laser utilizing same |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP60215531A patent/JPS6276511A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008630A1 (fr) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Fanuc Ltd | Oscillateur a laser |
| WO1988008633A1 (fr) * | 1987-04-30 | 1988-11-03 | Fanuc Ltd | Bobine de rogosky pour oscillateur a laser |
| US6594292B2 (en) * | 1998-07-14 | 2003-07-15 | Komatsu Ltd. | Saturable reactor and power source apparatus for pulse laser utilizing same |
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