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JPH07162067A - Laser device and laser discharge tube - Google Patents

Laser device and laser discharge tube

Info

Publication number
JPH07162067A
JPH07162067A JP30308593A JP30308593A JPH07162067A JP H07162067 A JPH07162067 A JP H07162067A JP 30308593 A JP30308593 A JP 30308593A JP 30308593 A JP30308593 A JP 30308593A JP H07162067 A JPH07162067 A JP H07162067A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
discharge
voltage
capacitor
discharge tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30308593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Iwata
明彦 岩田
Shigeo Eguri
成夫 殖栗
Yoichiro Tabata
要一郎 田畑
Hiroyuki Masuda
博之 益田
Isamu Tanakura
勇 棚倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP30308593A priority Critical patent/JPH07162067A/en
Publication of JPH07162067A publication Critical patent/JPH07162067A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ発振効率がよく電力利用効率がよい小
型で安価かつ信頼性が高く構造の簡単なレーザ装置を得
ると共に、レーザ発振効率のよいレーザ放電管を得る。 【構成】 主スイッチ8を導通させることにより主コン
デンサ4から放電される放電電流i1 は一旦ピーキング
コンデンサ6に充電され、レーザ放電管7に電流i2
して供給され、レーザ発振を惹起する。このときピーキ
ングコンデンサ6とレーザ放電管7により形成される共
振回路により発生する後続電流を抑制用サイラトロン2
0を導通させて抑制する。また、放電電極の近傍に加熱
源を設けて放電管内の軸方向温度分布を平坦にすること
によりレーザ発振のアクティブ長を長く取る。
(57) [Summary] [Object] To obtain a small-sized, inexpensive, highly reliable, simple laser device having a high laser oscillation efficiency and a high power utilization efficiency, and a laser discharge tube having a high laser oscillation efficiency. The discharge current i 1 discharged from the main capacitor 4 by turning on the main switch 8 is once charged in the peaking capacitor 6 and supplied to the laser discharge tube 7 as a current i 2 to cause laser oscillation. At this time, the thyratron 2 for suppressing the subsequent current generated by the resonance circuit formed by the peaking capacitor 6 and the laser discharge tube 7.
0 is conducted and suppressed. Further, a heating source is provided in the vicinity of the discharge electrode to flatten the temperature distribution in the axial direction in the discharge tube, thereby increasing the active length of laser oscillation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ放電管及びレ
ーザ放電管を用いたレーザ装置に係り、特にガス放電を
利用したレーザ放電管及びそれを用いたレーザ装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser discharge tube and a laser apparatus using the laser discharge tube, and more particularly to a laser discharge tube using a gas discharge and a laser apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のガス放電を利用したレーザ装置と
しては、金属蒸気レーザ装置が知られている。図34
は、例えば雑誌「Laser Focus (レーザ フォーカ
ス)」の1982年7月号の「COPPER VAPOR LASERS CO
ME OF AGE (成年に達した銅蒸気レーザ)」(同書45
頁〜50頁)に示された従来の銅蒸気レーザ装置を示す
回路図であり、図において、1はレーザ放電管7の放電
のための高電圧を供給する高圧電源装置、2は高圧電源
装置1に直列に接続された、主コンデンサ4の充電のた
めの充電用リアクトル、3は充電用リアクトル2に直列
に接続された、主コンデンサ4を充電し、主コンデンサ
4からの電流の逆流を防止するための充電用ダイオー
ド、4は充電用ダイオード3に直列に接続され、レーザ
放電管7を放電させるための電荷を高圧電源装置1によ
り充電される主コンデンサ、5は主コンデンサ4に直列
に接続された、主コンデンサ4を充電するための充電用
抵抗器、6は充電用抵抗器5及びレーザ放電管7に並列
に接続された、主コンデンサ4の放電電流の波形を急峻
にするためのピーキングコンデンサ、7は充電用抵抗器
5及びピーキングコンデンサ6に並列に接続された、レ
ーザ発振を行うレーザ放電管、8は主コンデンサ4とレ
ーザ放電管7との間に接続され、主コンデンサ4に充電
されたエネルギーをレーザ放電管7に印加するための主
スイッチ、9は回路のインダクタンス、10はレーザ放
電管7のインダクタンス、11はレーザ放電管7の抵抗
である。なお、前記文献中には記載されていないが、図
中に破線で示すように、バイパスダイオード101と抵
抗器102とを直列に接続した回路分岐を主スイッチ8
に並列に挿入することも行われている。
2. Description of the Related Art A metal vapor laser device is known as a conventional laser device using gas discharge. FIG. 34
Is, for example, “COPPER VAPOR LASERS CO” in the July 1982 issue of the magazine “Laser Focus”.
ME OF AGE (Copper vapor laser that has reached adulthood) "(ibid. 45)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a conventional copper vapor laser device shown in pages 50 to 50), in which 1 is a high-voltage power supply device that supplies a high voltage for discharging the laser discharge tube 7, and 2 is a high-voltage power supply device. Charging reactor 3 for charging main capacitor 4 connected in series to 1 charges main capacitor 4 connected in series to charging reactor 2 to prevent backflow of current from main capacitor 4 The charging diode 4 for charging is connected in series to the charging diode 3, and the main capacitor 5 is charged in series with the main capacitor 4 to be charged by the high-voltage power supply device 1 for discharging the laser discharge tube 7. The charging resistor 6 for charging the main capacitor 4 is connected to the charging resistor 5 and the laser discharge tube 7 in parallel, and is a peak for sharpening the waveform of the discharge current of the main capacitor 4. A condenser 7, a laser discharge tube 7 connected in parallel to the charging resistor 5 and the peaking capacitor 6 for performing laser oscillation, and a reference numeral 8 connected between the main capacitor 4 and the laser discharge tube 7 and connected to the main capacitor 4. A main switch for applying the charged energy to the laser discharge tube 7, 9 is an inductance of the circuit, 10 is an inductance of the laser discharge tube 7, and 11 is a resistance of the laser discharge tube 7. Although not described in the above-mentioned document, as shown by a broken line in the drawing, a circuit branch in which a bypass diode 101 and a resistor 102 are connected in series is used as a main switch 8.
It is also being inserted in parallel to.

【0003】図35の(1)は図34に示した従来例の
レーザ装置の回路の主コンデンサ4から主スイッチ8を
介して流れる電流i1 、ピーキングコンデンサ6を介し
てレーザ放電管7に流れる電流i2 及び発振したレーザ
光Lのそれぞれの時間的変化を示す波形のグラフであ
り、同図の(2)は主コンデンサ4の両極間の電圧vC
の時間的変化を示す波形のグラフである。
FIG. 35 (1) shows a current i 1 flowing from the main capacitor 4 through the main switch 8 in the circuit of the conventional laser device shown in FIG. 34, and flowing into the laser discharge tube 7 through the peaking capacitor 6. It is a graph of waveforms showing the respective temporal change of the current i 2 and oscillated laser light L, the voltage v C between poles of (2) the main capacitor 4 in Fig.
5 is a graph of a waveform showing a temporal change of

【0004】図36は従来のレーザ放電管7の一例の構
成を示す断面図であり、図において12は放電内管17
内にパルス放電を発生させるための電圧を印加する一対
の電極の中の陰極で、そのレーザ放電内管17の中心点
側の端点aは図34の回路におけるレーザ放電管7の陰
極側の接続点aと対応する。13は陰極12と対をなす
陽極、14はレーザ放電管7の外側面を保護する導電性
の外筒で、その陰極12側の端点bは図34の回路にお
けるレーザ放電管7の陽極側の接続点bと対応する。1
5は発振したレーザ光を外部に射出する窓、16は放電
内管17内に発生する熱を外部に放熱させないための断
熱材、17は銅粒19を収容しその内部でレーザ発振を
生ぜさせる放電内管、18は陰極12と陽極13との間
を電気的に絶縁するための絶縁ブレーカ、19はレーザ
発振を生成するための銅蒸気を供給する銅粒である。
FIG. 36 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional laser discharge tube 7, in which 12 is a discharge inner tube 17.
A cathode in a pair of electrodes to which a voltage for generating a pulse discharge is applied, the end point a of the laser discharge inner tube 17 on the center point side is a connection of the laser discharge tube 7 on the cathode side in the circuit of FIG. Corresponds to point a. Reference numeral 13 denotes an anode that makes a pair with the cathode 12, and 14 denotes a conductive outer cylinder that protects the outer surface of the laser discharge tube 7. The end point b on the cathode 12 side is the anode side of the laser discharge tube 7 in the circuit of FIG. It corresponds to the connection point b. 1
Reference numeral 5 is a window through which the oscillated laser beam is emitted to the outside, 16 is a heat insulating material for preventing the heat generated in the discharge inner tube 17 from being radiated to the outside, and 17 is a copper particle 19 which causes laser oscillation inside thereof. The discharge inner tube, 18 is an insulating breaker for electrically insulating the cathode 12 and the anode 13, and 19 is a copper grain for supplying copper vapor for generating laser oscillation.

【0005】図36(b)は図36(a)に示したレー
ザ放電管7の放電内管17内の軸方向の温度分布の一例
を示すグラフである。
FIG. 36 (b) is a graph showing an example of axial temperature distribution in the discharge inner tube 17 of the laser discharge tube 7 shown in FIG. 36 (a).

【0006】次に動作について説明する。主スイッチ8
がオフとなった状態で高圧電源装置1がこのレーザ装置
に印加されると、該高圧電源装置1から充電用リアクト
ル2、充電用ダイオード3、充電用抵抗器5及び回路の
インダクタンス9を介して主コンデンサ4に電荷が高電
圧vC に充電される。この状態で図35の(1)、
(2)の時刻t0 に主スイッチ8をオンすると、主コン
デンサ4の充電電圧vCにより主コンデンサ4に充電さ
れた電荷が電流i1 及びi2 として充電用抵抗器5、ピ
ーキングコンデンサ6及びレーザ放電管7に流れ、レー
ザ放電管7内にパルス放電が発生し、図35の(1)に
示すようにレーザ発振してレーザ光Lが窓15から外部
に射出される。この際、銅蒸気レーザのレーザ上位準位
の寿命は下位準位の寿命に比べて極めて短いため、レー
ザ発振を効率よく行うためには、レーザ放電管7に供給
される放電電流i2 には急峻性が要求される。そのため
回路のインダクタンス9による放電電流i1 の波形のな
まりを改善するためにピーキングコンデンサ6が挿入さ
れている。つまり、主コンデンサ4に蓄積されたエネル
ギーをインダクタンス9を介していったんピーキングコ
ンデンサ6に蓄え、ピーキングコンデンサ6からレーザ
放電管7に急峻な電流を供給する形態を取っている。そ
の結果、主コンデンサ4からレーザ放電管7に供給され
る電流i1 は図35の(1)に示すように2個のピーク
値を取る電流波形となる。このとき主コンデンサ4の両
極板間の電圧vc は、図35の(2)示すように、反転
して逆電圧が生じる。この逆電圧はバイパス抵抗器10
2及びバイパスダイオード101の分岐回路から長い時
間をかけて放電され、熱エネルギーとして消費される。
Next, the operation will be described. Main switch 8
When the high-voltage power supply device 1 is applied to this laser device in a state where is turned off, the high-voltage power supply device 1 causes the charging reactor 2, the charging diode 3, the charging resistor 5, and the inductance 9 of the circuit to pass through. The main capacitor 4 is charged with high voltage v C. In this state, (1) of FIG.
When the main switch 8 is turned on at time t 0 in (2), the charge charged in the main capacitor 4 by the charging voltage v C of the main capacitor 4 becomes the currents i 1 and i 2 and the charging resistor 5, peaking capacitor 6 and Flowing in the laser discharge tube 7, pulse discharge is generated in the laser discharge tube 7, and laser oscillation is performed as shown in (1) of FIG. At this time, the life of the upper level of the laser of the copper vapor laser is extremely shorter than the life of the lower level thereof. Therefore, in order to perform the laser oscillation efficiently, the discharge current i 2 supplied to the laser discharge tube 7 is Steepness is required. Therefore, the peaking capacitor 6 is inserted in order to improve the rounding of the waveform of the discharge current i 1 due to the inductance 9 of the circuit. That is, the energy stored in the main capacitor 4 is temporarily stored in the peaking capacitor 6 via the inductance 9, and a sharp current is supplied from the peaking capacitor 6 to the laser discharge tube 7. As a result, the current i 1 supplied from the main capacitor 4 to the laser discharge tube 7 has a current waveform having two peak values as shown in (1) of FIG. At this time, the voltage v c between the both electrodes of the main capacitor 4 is inverted and a reverse voltage is generated as shown in (2) of FIG. This reverse voltage is applied to the bypass resistor 10
2 and the bypass diode 101 are discharged from the branch circuit for a long time and consumed as heat energy.

【0007】次に、図36に示すレーザ放電管7には端
点a、bから外筒14を介して陽極13と陰極12に電
流i2 を流れさせるパルス状電圧が印加され、放電内管
17内にパルス放電を生成せしめる。放電内管17内に
繰返してパルス放電が発生すると、断熱材16によって
放電内管17内は周囲から断熱されているので、150
0℃程度の高温に加熱され、放電内管17内に収容され
た銅粒19が熔融して銅蒸気となる。この状態で更にパ
ルス放電が継続すると、パルス放電によって銅蒸気が励
起され、レーザ発振が惹起される。レーザ発振したレー
ザ光は窓15を通り外部に射出される。放電内管17が
1500℃程度の温度に加熱されると熱輻射による熱の
逃げ量が大きくなり、特に放電内管17の端部では窓1
5を介して輻射熱が逃げるため、温度が下がり易くな
る。その結果、放電内管17内の温度分布は、図37に
示したように、一般的には端部で急激に低下した温度分
布となる。
Next, to the laser discharge tube 7 shown in FIG. 36, a pulsed voltage that causes a current i 2 to flow from the end points a and b through the outer tube 14 to the anode 13 and the cathode 12 is applied, and the discharge inner tube 17 is provided. A pulse discharge is generated inside. When the pulse discharge is repeatedly generated in the discharge inner tube 17, the heat insulating material 16 insulates the interior of the discharge inner tube 17 from the surroundings.
When heated to a high temperature of about 0 ° C., the copper grains 19 contained in the discharge inner tube 17 are melted to become copper vapor. When the pulse discharge is further continued in this state, the copper vapor is excited by the pulse discharge and laser oscillation is caused. The lased laser light is emitted to the outside through the window 15. When the inner discharge tube 17 is heated to a temperature of about 1500 ° C., the amount of heat escaped by heat radiation increases, and in particular, at the end of the inner discharge tube 17, the window 1
Since the radiant heat escapes via 5, the temperature easily drops. As a result, the temperature distribution inside the discharge inner tube 17 generally becomes a temperature distribution that sharply decreases at the end, as shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ装置は以
上のように構成されているので、レーザ装置から出力さ
れるレーザ光Lは、図35に示したように、レーザ放電
管7に流れる電流i2 の前半部分で出力され、電流i2
の残りの後半部分はレーザ発振に有効に寄与しない。こ
れは前述したように、レーザ発振線の上位準位と下位準
位との関係から生じるものである。電流i2 の波形は、
主にピーキングコンデンサ6、レーザ放電管7のインダ
クタンス10及びレーザ放電管7の抵抗11による直列
共振の振動幅により決定されるが、特にレーザ放電管7
が大型になるとインダクタンス10が大きくなり、電流
2 の幅が広くなり、レーザ発振後にレーザ放電管7に
供給される電力の割合が増加する。レーザ発振後に流れ
る電流(以下、「後続電流」と呼ぶ:図35の斜線を付
した部分)はレーザ発振に寄与しないばかりか、レーザ
発振線の下位準位の数を増加させて発振効率を低下させ
たり、またレーザ放電管7の抵抗11を必要以上に低下
させるため、次のサイクルの発振動作において抵抗11
に印加される電圧が低下し、レーザ励起が不十分になっ
てしまう害を与えるという問題点があった。すなわち、
従来のレーザ装置においては、レーザ発振後の後続電流
がレーザ発振の効率を低下させ、また電力の利用効率が
悪いという問題点があった。また、主コンデンサ4やピ
ーキングコンデンサ6の反転電圧が有効に利用されてい
ず、したがって電力の利用効率が悪いという問題点があ
った。
Since the conventional laser device is constructed as described above, the laser light L output from the laser device is a current flowing through the laser discharge tube 7 as shown in FIG. is output in the first half of i 2, the current i 2
The latter half of the above does not contribute effectively to laser oscillation. This arises from the relationship between the upper level and the lower level of the laser oscillation line, as described above. The waveform of the current i 2 is
The peaking capacitor 6, the inductance 10 of the laser discharge tube 7 and the resistance 11 of the laser discharge tube 7 mainly determine the oscillation width of the series resonance.
Becomes larger, the inductance 10 becomes larger, the width of the current i 2 becomes wider, and the ratio of the power supplied to the laser discharge tube 7 after laser oscillation increases. The current flowing after the laser oscillation (hereinafter, referred to as “subsequent current”: the shaded portion in FIG. 35) does not contribute to the laser oscillation, but also increases the number of lower levels of the laser oscillation line to lower the oscillation efficiency. In addition, in order to reduce the resistance 11 of the laser discharge tube 7 more than necessary, the resistance 11 of the laser discharge tube 7 is reduced in the oscillation operation of the next cycle.
There is a problem in that the voltage applied to the device is lowered, and the laser excitation becomes insufficient, resulting in damage. That is,
In the conventional laser device, there is a problem that the subsequent current after laser oscillation lowers the efficiency of laser oscillation and the power utilization efficiency is poor. Further, there is a problem that the inversion voltage of the main capacitor 4 and the peaking capacitor 6 is not effectively used, so that the power use efficiency is poor.

【0009】また、図36に示した銅蒸気レーザにおい
ては、一般にレーザ出力は、銅蒸気密度が一定値以上存
在する領域の長さ(以下、「アクティブ長」と呼ぶ)に
比例する。例えば、図37のグラフにおいて、一定以上
の銅蒸気密度を発生させる温度として1450℃を仮定
すれば、長さx0 がアクティブ長となり放電内管17の
端部の長さx1 及びx2 の部分はレーザ励起に対しては
有効に利用されない。レーザ放電管7への入力電力を増
加させて全体の温度を増加すれば長さx1 、x2 の部分
も1450℃以上となるが、放電内管17の内部の軸方
向の中心付近の温度が上がり過ぎて、放電内管17が熱
破壊されてしまう虞れがある。したがって、放電内管1
7が破損される虞れのない温度の範囲内で使用する場合
には、放電内管17の端部付近がレーザ励起に利用でき
ず、レーザ出力及びレーザ効率が低下するという問題点
があった。
Further, in the copper vapor laser shown in FIG. 36, the laser output is generally proportional to the length of a region where the copper vapor density is equal to or more than a certain value (hereinafter referred to as "active length"). For example, in the graph of FIG. 37, assuming 1450 ° C. as the temperature for generating a copper vapor density above a certain level, the length x 0 becomes an active length and the lengths x 1 and x 2 of the end portion of the discharge inner tube 17 become The part is not effectively used for laser excitation. If the input power to the laser discharge tube 7 is increased to increase the overall temperature, the lengths x 1 and x 2 also become 1450 ° C. or higher, but the temperature inside the discharge inner tube 17 near the center in the axial direction is increased. May rise excessively, and the inner discharge tube 17 may be thermally destroyed. Therefore, the discharge inner tube 1
When 7 is used within a temperature range where there is no risk of damage, there is a problem in that the vicinity of the end of the discharge inner tube 17 cannot be used for laser excitation, and the laser output and laser efficiency decrease. .

【0010】請求項1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、レーザ発振後の後続電流
を遮断してレーザ出力を増大することのできるレーザ装
置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a laser device capable of increasing a laser output by cutting off a subsequent current after laser oscillation. And

【0011】請求項2の発明は、レーザ発振後の後続電
流を遮断してレーザ出力を増大することのできる小型で
安価なレーザ装置を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a small and inexpensive laser device capable of increasing the laser output by cutting off the subsequent current after laser oscillation.

【0012】請求項3の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することので
きる小型で安価なレーザ装置を得ることを目的とする。
An object of the present invention is to provide a small and inexpensive laser device capable of increasing the laser output by almost completely eliminating the subsequent current after laser oscillation.

【0013】請求項4の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することがで
き、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることので
きる小型で安価なレーザ装置を得ることを目的とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a small and inexpensive laser device capable of increasing the laser output by almost completely eliminating the subsequent current after laser oscillation and capable of obtaining high laser efficiency at a low power supply voltage. Aim to get.

【0014】請求項5の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することがで
き、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることので
きる小型で安価なレーザ装置を得ることを目的とする。
A fifth aspect of the present invention is a compact and inexpensive laser device capable of increasing the laser output by almost completely eliminating the subsequent current after laser oscillation and capable of obtaining high laser efficiency at a low power supply voltage. Aim to get.

【0015】請求項6の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することがで
き、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることがで
きるとともに、主スイッチが過電圧により破壊されるこ
とのない信頼性が高く小型で安価なレーザ装置を得るこ
とを目的とする。
According to the sixth aspect of the present invention, the laser output can be increased by almost completely eliminating the subsequent current after the laser oscillation, the high laser efficiency can be obtained with a low power supply voltage, and the main switch is overvoltage. It is an object of the present invention to obtain a highly reliable, small-sized and inexpensive laser device that is not destroyed by.

【0016】請求項7の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することがで
き、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることがで
きるとともに、主スイッチが過電圧により破壊されるこ
とのない信頼性が高く小型で安価なレーザ装置を得るこ
とを目的とする。
According to the invention of claim 7, it is possible to almost completely eliminate the subsequent current after laser oscillation to increase the laser output, obtain a high laser efficiency at a low power supply voltage, and make the main switch overvoltage. It is an object of the present invention to obtain a highly reliable, small-sized and inexpensive laser device that is not destroyed by.

【0017】請求項8の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くし、レーザ装置の効率を向上してレ
ーザ出力を増大することができる信頼性の高いレーザ装
置を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to obtain a highly reliable laser device capable of almost completely eliminating the subsequent current after laser oscillation, improving the efficiency of the laser device and increasing the laser output. To do.

【0018】請求項9の発明は、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くし、レーザ装置の効率を向上してレ
ーザ出力を増大することができる信頼性の高いレーザ装
置を得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to obtain a highly reliable laser device capable of almost completely eliminating the subsequent current after laser oscillation, improving the efficiency of the laser device and increasing the laser output. To do.

【0019】請求項10の発明は、レーザ発振後の後続
電流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することが
でき、低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることができ
るとともに、レーザ発振に不要な電力を再利用すること
ができる小型で安価な効率の高いレーザ装置を得ること
を目的とする。
According to the tenth aspect of the present invention, the subsequent current after laser oscillation can be almost completely eliminated to increase the laser output, high laser efficiency can be obtained with a low power supply voltage, and unnecessary for laser oscillation. An object of the present invention is to obtain a small-sized, inexpensive, highly efficient laser device capable of reusing electric power.

【0020】請求項11の発明は、レーザ発振後の後続
電流を遮断してレーザ出力を増大することができるとと
もに、安定したレーザ出力の得られるレーザ装置を得る
ことを目的とする。
It is an object of the invention of claim 11 to obtain a laser device capable of increasing a laser output by cutting off a subsequent current after laser oscillation and obtaining a stable laser output.

【0021】請求項12の発明は、レーザ発振後の後続
電流を遮断してレーザ出力を増大することができるとと
もに、更に安定したレーザ出力の得られるレーザ装置を
得ることを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a laser device capable of increasing the laser output by cutting off the subsequent current after laser oscillation and obtaining a more stable laser output.

【0022】請求項13の発明は、レーザ発振後の後続
電流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することが
でき、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることが
できるとともに、安定したレーザ出力の得られる小型で
安価なレーザ装置を得ることを目的とする。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the subsequent current after laser oscillation can be almost completely eliminated to increase the laser output, and high laser efficiency can be obtained with a low power supply voltage, and a stable laser output can be obtained. It is an object of the present invention to obtain a small-sized and inexpensive laser device that can be obtained.

【0023】請求項14の発明は、レーザ発振後の後続
電流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することが
でき、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ることが
できるとともに、更に安定したレーザ出力の得られる小
型で安価なレーザ装置を得ることを目的とする。
According to the fourteenth aspect of the present invention, the subsequent output current after laser oscillation can be almost completely eliminated to increase the laser output, high laser efficiency can be obtained with a low power supply voltage, and a more stable laser can be obtained. An object is to obtain a small-sized and inexpensive laser device that can obtain an output.

【0024】請求項15の発明は、レーザ発振後の後続
電流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大させること
ができ、また低い電源電圧で高いレーザ効率を得ること
ができるとともに、レーザ出力の変動を抑制して出力の
安定した小型で安価なレーザ装置を得ることを目的とす
る。
According to the fifteenth aspect of the present invention, the subsequent output current after laser oscillation can be almost completely eliminated to increase the laser output, high laser efficiency can be obtained with a low power supply voltage, and the laser output fluctuation can be obtained. It is an object of the present invention to obtain a small-sized and inexpensive laser device with stable output by suppressing the above.

【0025】請求項16〜請求項20の発明は、レーザ
出力の高い効率の良いレーザ放電管を得ることを目的と
する。
It is an object of the inventions of claims 16 to 20 to obtain a highly efficient laser discharge tube having a high laser output.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るレ
ーザ装置は、主コンデンサに充電された電荷を放電する
放電スイッチを主コンデンサと並列に接続したものであ
る。
In the laser device according to the invention of claim 1, a discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor is connected in parallel with the main capacitor.

【0027】請求項2の発明に係るレーザ装置は、主コ
ンデンサに充電された電荷を放電する放電スイッチの導
通タイミングを制御する制御電源を設けたものである。
A laser device according to a second aspect of the present invention is provided with a control power supply for controlling the conduction timing of a discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor.

【0028】請求項3の発明に係るレーザ装置は、主コ
ンデンサに充電された電荷を放電する放電スイッチを主
コンデンサと並列に接続するとともに、主コンデンサ、
主スイッチ及びレーザ放電管を有する直列回路に更にダ
イオードを直列に接続したものである。
In the laser device according to the invention of claim 3, a discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor is connected in parallel with the main capacitor, and the main capacitor,
A diode is further connected in series to a series circuit having a main switch and a laser discharge tube.

【0029】請求項4の発明に係るレーザ装置は、主ス
イッチの導通後に直列回路に流れる電流の振動周期の半
分以上を経過した後に主スイッチをオフする制御装置を
設けたものである。
A laser device according to a fourth aspect of the present invention is provided with a control device for turning off the main switch after half or more of the oscillation cycle of the current flowing through the series circuit has passed after the main switch was turned on.

【0030】請求項5の発明に係るレーザ装置は、主コ
ンデンサ、主スイッチ及びレーザ放電管を有する直列回
路に更にダイオードを直列に接続するとともに、主スイ
ッチの導通後に直列回路に流れる電流の振動周期の半分
以上を経過した後に主スイッチをオフする制御装置を設
けたものである。
In the laser apparatus according to the invention of claim 5, a diode is further connected in series to a series circuit having a main capacitor, a main switch and a laser discharge tube, and the oscillation cycle of the current flowing through the series circuit after the main switch is turned on. The control device is provided to turn off the main switch after more than half of the above.

【0031】請求項6の発明に係るレーザ装置は、主コ
ンデンサの容量値を、ピーキングコンデンサの電圧が反
転して最大になった時点で該ピーキングコンデンサの電
圧と主コンデンサの電圧との和が主スイッチの定格電圧
以下となる容量値としたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the laser device, the capacitance value of the main capacitor is the sum of the peaking capacitor voltage and the main capacitor voltage at the time when the peaking capacitor voltage is inverted and becomes maximum. It is a capacitance value that is less than or equal to the rated voltage of the switch.

【0032】請求項7の発明に係るレーザ装置は、スナ
バコンデンサとスナバダイオードとを直列に接続し、か
つスナバ抵抗器をスナバコンデンサに並列に接続して成
るスナバ回路を主スイッチに並列に接続したものであ
る。
In the laser device according to the invention of claim 7, a snubber circuit, in which a snubber capacitor and a snubber diode are connected in series, and a snubber resistor is connected in parallel to the snubber capacitor, is connected in parallel to the main switch. It is a thing.

【0033】請求項8の発明に係るレーザ装置は、主コ
ンデンサと主スイッチとを有するパルス回路とレーザ放
電管とをパルストランスでトランス結合し、主スイッチ
の導通後に該主スイッチに流れる電流の振動周期の半分
以上を経過した後に主スイッチをオフする制御装置を設
けたものである。
According to the eighth aspect of the present invention, in a laser device, a pulse circuit having a main capacitor and a main switch and a laser discharge tube are transformer-coupled with each other by a pulse transformer, and a vibration of a current flowing through the main switch after the main switch is turned on. It is provided with a control device that turns off the main switch after more than half of the cycle.

【0034】請求項9の発明に係るレーザ装置は、主コ
ンデンサと主スイッチとを有するパルス回路とレーザ放
電管とをパルストランスでトランス結合し、レーザ放電
管及びパルストランスの二次巻線に直列にダイオードを
接続し、主スイッチの導通後に該主スイッチに流れる電
流の振動周期の半分以上を経過した後に主スイッチをオ
フする制御装置を設けたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a laser device in which a pulse circuit having a main capacitor and a main switch and a laser discharge tube are transformer-coupled with each other, and the laser discharge tube and the secondary winding of the pulse transformer are connected in series. A diode is connected to the main switch, and a control device is provided to turn off the main switch after half or more of the oscillation cycle of the current flowing through the main switch has passed after the main switch was turned on.

【0035】請求項10の発明に係るレーザ装置は、ピ
ーキングコンデンサの電圧が反転して上昇した時点以降
に該ピーキングコンデンサに充電された電圧を高圧電源
装置又は主コンデンサに戻す回生回路を設けたものであ
る。
The laser device according to the invention of claim 10 is provided with a regenerative circuit for returning the voltage charged in the peaking capacitor to the high-voltage power supply device or the main capacitor after the peaking capacitor voltage is inverted and rises. Is.

【0036】請求項11の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザ装置のレーザ出力レベルを検出するレーザ出力検出
装置と、該レーザ出力検出装置の検出したレーザ出力レ
ベルに応じて放電スイッチの導通タイミングを制御する
タイミング制御装置とを設けたものである。
According to an eleventh aspect of the invention, a laser device detects a laser output level of the laser device, and controls the conduction timing of the discharge switch according to the laser output level detected by the laser output detection device. And a timing control device for controlling the timing.

【0037】請求項12の発明に係るレーザ装置は、タ
イミング制御装置の出力信号に応じて高圧電源装置の出
力電圧を制御する電圧制御装置を設けたものである。
According to the twelfth aspect of the present invention, the laser device is provided with a voltage control device for controlling the output voltage of the high voltage power supply device according to the output signal of the timing control device.

【0038】請求項13の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザ装置のレーザ出力レベルを検出するレーザ出力検出
装置と、該レーザ出力検出装置の検出したレーザ出力レ
ベルに応じて主スイッチの遮断するタイミングを制御す
るタイミング制御装置とを設けたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a laser device which detects the laser output level of the laser device and the timing of shutting off the main switch according to the laser output level detected by the laser output level. And a timing control device for controlling.

【0039】請求項14の発明に係るレーザ装置は、タ
イミング制御装置の出力信号に応じて高圧電源装置の出
力電圧を制御する電圧制御装置を設けたものである。
The laser device according to the fourteenth aspect of the present invention is provided with a voltage control device for controlling the output voltage of the high voltage power supply device in accordance with the output signal of the timing control device.

【0040】請求項15の発明に係るレーザ装置は、主
スイッチがオフした後所定の時間後にパルス信号を発生
するパルス信号発生装置と、レーザ装置のレーザ出力レ
ベルを検出するレーザ出力検出装置と、レーザ出力レベ
ルに応じてパルス信号のレベルを制御するレベル制御装
置と、レベル制御されたパルス信号をレーザ放電管に印
加するパルス信号印加回路とを備えたものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a laser device, which includes a pulse signal generator for generating a pulse signal after a predetermined time has passed since the main switch was turned off, and a laser output detector for detecting the laser output level of the laser device. It is provided with a level control device for controlling the level of the pulse signal according to the laser output level, and a pulse signal application circuit for applying the level-controlled pulse signal to the laser discharge tube.

【0041】請求項16の発明に係るレーザ放電管は、
放電内管内にパルス放電を発生させる少なくとも一対の
電極の周囲に加熱源を配設したものである。
A laser discharge tube according to the invention of claim 16 is
A heating source is arranged around at least a pair of electrodes for generating pulsed discharge in the discharge inner tube.

【0042】請求項17の発明に係るレーザ放電管は、
電極との間に気体放電を発生させる加熱用電極を加熱源
として設けたものである。
The laser discharge tube according to the invention of claim 17 is
A heating electrode for generating a gas discharge is provided between the electrode and the electrode as a heating source.

【0043】請求項18の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザ放電管の電極の周囲に設けた加熱源に主コンデンサ
に充電したエネルギーの一部を供給する供給装置を設け
たものである。
In the laser apparatus according to the eighteenth aspect of the present invention, the heating source provided around the electrode of the laser discharge tube is provided with the supply device for supplying a part of the energy charged in the main capacitor.

【0044】請求項19の発明に係るレーザ装置は、レ
ーザ放電管の電極の周囲に設けた加熱源にピーキングコ
ンデンサに充電したエネルギーの一部を供給する供給装
置を設けたものである。
According to a nineteenth aspect of the present invention, a laser device is provided with a supply device for supplying a part of the energy charged in the peaking capacitor to a heating source provided around the electrode of the laser discharge tube.

【0045】請求項20の発明に係るレーザ装置は、高
圧電源の電力を主コンデンサに充電する充電用インピー
ダンス素子をレーザ放電管の電極の周囲に加熱源として
配設したものである。
In the laser device according to the twentieth aspect of the invention, a charging impedance element for charging the main capacitor with the electric power of the high voltage power source is arranged as a heating source around the electrode of the laser discharge tube.

【0046】[0046]

【作用】請求項1の発明におけるレーザ装置は、主コン
デンサに並列に接続された放電スイッチにより主コンデ
ンサに充電された電荷を放電して、主コンデンサからレ
ーザ放電管への不要な電荷の供給を抑制できるため、出
力効率の向上したレーザ装置が得られる。
In the laser device according to the present invention, the electric charge charged in the main capacitor is discharged by the discharge switch connected in parallel to the main capacitor, and unnecessary electric charge is supplied from the main capacitor to the laser discharge tube. Since this can be suppressed, a laser device with improved output efficiency can be obtained.

【0047】請求項2の発明におけるレーザ装置は、主
コンデンサに並列に接続された放電スイッチの導通タイ
ミングを制御電源により調整して制御し後続電流を抑制
するので、高価な導通タイミング制御回路が不要とな
り、レーザ発振後の後続電流を遮断してレーザ出力を増
大することのできる小型で安価なレーザ装置を得ること
ができる。
In the laser device according to the second aspect of the present invention, since the conduction timing of the discharge switch connected in parallel to the main capacitor is adjusted and controlled by the control power source to suppress the subsequent current, an expensive conduction timing control circuit is unnecessary. Therefore, it is possible to obtain a small and inexpensive laser device capable of increasing the laser output by cutting off the subsequent current after laser oscillation.

【0048】請求項3の発明におけるレーザ装置は、主
コンデンサと並列に接続された放電スイッチにより主コ
ンデンサからレーザ放電管への不要な電荷の供給を抑制
し、かつピーキングコンデンサとレーザ放電管によって
形成される共振回路に発生する電流の振動をレーザ放電
管に直列に接続したダイオードにより防止するので、レ
ーザ発振後に流れる電流をほぼ完全に無くすことがで
き、レーザ出力を増大することのできる小型で安価なレ
ーザ装置を得ることができる。
In the laser apparatus according to the third aspect of the present invention, the discharge switch connected in parallel with the main capacitor suppresses the supply of unnecessary charges from the main capacitor to the laser discharge tube, and is formed by the peaking capacitor and the laser discharge tube. Since the oscillation of the current generated in the resonant circuit is prevented by the diode connected in series with the laser discharge tube, the current flowing after laser oscillation can be almost completely eliminated, and the laser output can be increased. It is possible to obtain various laser devices.

【0049】請求項4の発明におけるレーザ装置は、主
スイッチの導通後に直列回路に流れる電流の振動周期の
半分以上を経過した後に主スイッチがオフされて主コン
デンサからレーザ放電管への不要電荷の供給が抑制され
るので、レーザ発振後の後続電流をほぼ完全に無くして
レーザ出力を増大することができ、また主コンデンサの
容量値を大きくしても後続電流が発生しないので、主コ
ンデンサの容量値を大きくして放電電流の最大値を増加
させ、低い電源電圧でも高いレーザ効率を得ることがで
きる。更に主コンデンサに並列に接続するスイッチが不
要であるので、装置の小型化、低コスト化、高効率化を
図ることができる。
In the laser device according to the fourth aspect of the present invention, after the main switch is turned on and more than half the oscillation period of the current flowing in the series circuit has passed, the main switch is turned off and unnecessary charges from the main capacitor to the laser discharge tube are removed. Since the supply is suppressed, the subsequent current after laser oscillation can be almost completely eliminated to increase the laser output, and the subsequent current does not occur even if the capacitance value of the main capacitor is increased. By increasing the value, the maximum value of the discharge current can be increased, and high laser efficiency can be obtained even with a low power supply voltage. Further, since a switch connected in parallel with the main capacitor is not necessary, it is possible to reduce the size of the device, reduce the cost, and improve the efficiency.

【0050】請求項5の発明におけるレーザ装置は、ピ
ーキングコンデンサとレーザ放電管によって形成される
共振回路に発生する電流の振動をレーザ放電管に直列に
接続したダイオードにより防止するとともに、主スイッ
チの導通後に直列回路に流れる電流の振動周期の半分以
上を経過した後に主スイッチがオフされて主コンデンサ
からレーザ放電管への不要電荷の供給が抑制されるの
で、レーザ発振後の後続電流をほぼ完全に無くしてレー
ザ出力を増大することができ、また主コンデンサの容量
値を大きくしても後続電流が発生しないので、主コンデ
ンサの容量値を大きくして放電電流の最大値を増加さ
せ、低い電源電圧でも高いレーザ効率を得ることができ
る。更に主コンデンサに並列に接続するスイッチが不要
であるので、装置の小型化、低コスト化、高効率化を図
ることができる。
According to the fifth aspect of the laser device of the present invention, the oscillation of the current generated in the resonance circuit formed by the peaking capacitor and the laser discharge tube is prevented by the diode connected in series to the laser discharge tube, and the main switch is turned on. The main switch is turned off after more than half of the oscillation period of the current that flows in the series circuit later, and the supply of unnecessary charges from the main capacitor to the laser discharge tube is suppressed. It is possible to increase the laser output without removing it, and since the subsequent current does not occur even if the capacitance value of the main capacitor is increased, the capacitance value of the main capacitor is increased to increase the maximum value of the discharge current and lower the power supply voltage. However, high laser efficiency can be obtained. Further, since a switch connected in parallel with the main capacitor is not necessary, it is possible to reduce the size of the device, reduce the cost, and improve the efficiency.

【0051】請求項6の発明におけるレーザ装置は、主
コンデンサの容量値が、ピーキングコンデンサの電圧が
反転して最大になった時点で該ピーキングコンデンサの
電圧と主コンデンサの電圧との和が主スイッチの定格電
圧以下となる容量値であるので、請求項4又は5の発明
によるレーザ装置の作用を奏すると同時に、主スイッチ
が過電圧により破損されることがなく、信頼性の高いレ
ーザ装置を得ることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the laser device, the sum of the peaking capacitor voltage and the main capacitor voltage is the main switch when the capacitance value of the main capacitor becomes maximum due to the peaking capacitor voltage reversal. Since the capacitance value is less than or equal to the rated voltage of, the laser device according to the invention of claim 4 or 5 can be obtained, and at the same time, the main switch is not damaged by overvoltage and a highly reliable laser device can be obtained. You can

【0052】請求項7の発明におけるレーザ装置は、ピ
ーキングコンデンサの電圧が反転して上昇し主スイッチ
に印加される過電圧を、主スイッチに並列に接続された
スナバ回路により吸収し、この主スイッチに印加される
電圧を主スイッチの定格電圧以下に抑制するので、請求
項4又は5の発明によるレーザ装置の作用を奏すると同
時に、主スイッチが過電圧により破損されることがな
く、信頼性の高いレーザ装置を得ることができる。
In the laser device according to the invention of claim 7, the snubber circuit connected in parallel to the main switch absorbs the overvoltage applied to the main switch by inverting and increasing the voltage of the peaking capacitor. Since the applied voltage is suppressed to be equal to or lower than the rated voltage of the main switch, the operation of the laser device according to the fourth or fifth aspect of the invention is achieved, and at the same time, the main switch is not damaged by an overvoltage and is a highly reliable laser. The device can be obtained.

【0053】請求項8の発明におけるレーザ装置は、主
コンデンサと主スイッチとを有するパルス回路で発生し
た電圧がパルストランスにより昇圧されてレーザ放電管
に印加されることにより高いレーザ発振効率が得られ、
また主スイッチを電流パルスの途中でオフすることによ
り、主コンデンサからパルストランスを介してレーザ放
電管に不要電荷が供給されるのを防止して、レーザ発振
終了後に流れる電流をほぼ完全に無くすことができ、レ
ーザ装置の効率を向上することができ、更にパルストラ
ンスの一次側の回路部品に耐圧の低い部品を用いること
ができるので、信頼性の高いレーザ装置を得ることがで
きる。
In the laser device according to the invention of claim 8, a high laser oscillation efficiency is obtained by boosting the voltage generated by the pulse circuit having the main capacitor and the main switch by the pulse transformer and applying it to the laser discharge tube. ,
Also, by turning off the main switch in the middle of the current pulse, it is possible to prevent unnecessary charges from being supplied from the main capacitor to the laser discharge tube via the pulse transformer, and to almost completely eliminate the current that flows after the end of laser oscillation. Therefore, the efficiency of the laser device can be improved, and since the circuit component on the primary side of the pulse transformer can have a low breakdown voltage, a highly reliable laser device can be obtained.

【0054】請求項9の発明におけるレーザ装置は、主
コンデンサと主スイッチとを有するパルス回路で発生し
た電圧がパルストランスにより昇圧されてレーザ放電管
に印加されることにより高いレーザ発振効率が得られ、
また主スイッチを電流パルスの途中でオフすることによ
り、主コンデンサからパルストランスを介してレーザ放
電管に不要電荷が供給されるのを防止できるとともに、
ピーキングコンデンサとレーザ放電管によって形成され
る共振回路に発生する電流の振動をレーザ放電管に直列
に接続したダイオードにより防止して、レーザ発振終了
後に流れる電流をほぼ完全に無くすことができ、レーザ
装置の効率を向上することができ、更にパルストランス
の一次側の回路部品に耐圧の低い部品を用いることがで
きるので、信頼性の高いレーザ装置を得ることができ
る。
In the laser device according to the invention of claim 9, a high laser oscillation efficiency can be obtained by boosting the voltage generated by the pulse circuit having the main capacitor and the main switch by the pulse transformer and applying it to the laser discharge tube. ,
Also, by turning off the main switch in the middle of the current pulse, it is possible to prevent unnecessary charges from being supplied from the main capacitor to the laser discharge tube via the pulse transformer.
The oscillation of the current generated in the resonance circuit formed by the peaking capacitor and the laser discharge tube is prevented by the diode connected in series with the laser discharge tube, and the current flowing after the end of laser oscillation can be almost completely eliminated. The efficiency can be improved, and since a component having a low breakdown voltage can be used as the circuit component on the primary side of the pulse transformer, a highly reliable laser device can be obtained.

【0055】請求項10の発明におけるレーザ装置は、
請求項1ないし9の発明によるレーザ装置の作用を奏す
るとともに、ピーキングコンデンサの電圧が反転して上
昇した時点以降に該ピーキングコンデンサに充電された
電圧を回生回路により高圧電源装置又は主コンデンサに
戻すので、レーザ発振に不要な電力を再利用することが
でき、レーザ装置の効率を向上できる。
A laser device according to the invention of claim 10 is
In addition to the operation of the laser device according to the present invention, the voltage charged in the peaking capacitor is returned to the high-voltage power supply device or the main capacitor by the regenerative circuit after the voltage of the peaking capacitor is inverted and rises. Further, the power unnecessary for laser oscillation can be reused, and the efficiency of the laser device can be improved.

【0056】請求項11の発明におけるレーザ装置は、
レーザ出力検出装置の検出したレーザ出力レベルに応じ
てタイミング制御装置が放電スイッチの導通タイミング
を制御するので、レーザ出力を導通タイミングにより一
定にすることができ、安定した高レベルのレーザ出力を
得ることができる。
The laser device according to the invention of claim 11 is
Since the timing control device controls the conduction timing of the discharge switch according to the laser output level detected by the laser output detection device, the laser output can be made constant by the conduction timing, and a stable high level laser output can be obtained. You can

【0057】請求項12の発明におけるレーザ装置は、
請求項11の発明によるレーザ装置の作用を奏するとと
もに、導通タイミングにより高圧電源の出力電圧を制御
するので、導通タイミングを変えてもレーザ放電管への
入力電力を一定にすることができ、更に安定したレーザ
出力を得ることができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a laser device comprising:
In addition to the operation of the laser device according to the invention of claim 11, since the output voltage of the high voltage power source is controlled by the conduction timing, the input power to the laser discharge tube can be made constant even if the conduction timing is changed, and further stable. The obtained laser output can be obtained.

【0058】請求項13の発明におけるレーザ装置は、
レーザ出力検出装置の検出したレーザ出力レベルに応じ
てタイミング制御装置が主スイッチの遮断するタイミン
グを制御するので、高レベルの安定した出力の得られる
小型で安価な効率のよいレーザ装置を得ることができ
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a laser device comprising:
Since the timing control device controls the timing of shutting off the main switch according to the laser output level detected by the laser output detection device, it is possible to obtain a small, inexpensive and efficient laser device that can obtain a stable output at a high level. it can.

【0059】請求項14の発明におけるレーザ装置は、
請求項13の発明によるレーザ装置の効果を奏するとと
もに、電圧制御装置によりタイミング制御装置の出力信
号に応じて高圧電源装置の出力電圧を制御し、タイミン
グが変化した場合でもそれに応じて高圧電源装置の出力
電圧が変化してレーザ放電管への入力電力が一定となる
ので、更にレーザ出力の安定化を図ることができる。
A laser device according to a fourteenth aspect of the invention is
In addition to the effect of the laser device according to the invention of claim 13, the output voltage of the high voltage power supply device is controlled by the voltage control device in accordance with the output signal of the timing control device, and the high voltage power supply device is controlled accordingly even when the timing changes. Since the output voltage changes and the input power to the laser discharge tube becomes constant, the laser output can be further stabilized.

【0060】請求項15の発明におけるレーザ装置は、
主スイッチがオフした後所定の時間後にレーザ出力レベ
ルに応じた大きさのパルス信号をレーザ放電管に印加す
ることにより、レーザ放電管を予備的に電離させレーザ
出力レベルを制御する。このことにより、主スイッチを
オフすることによる請求項4の発明の作用効果に加え
て、出力レベル変動の少ない出力の安定したレーザ装置
を得ることができるという作用が得られる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a laser device comprising:
By applying a pulse signal having a magnitude corresponding to the laser output level to the laser discharge tube a predetermined time after the main switch is turned off, the laser discharge tube is preliminarily ionized to control the laser output level. As a result, in addition to the effect of the invention of claim 4 by turning off the main switch, an effect that a stable laser device with a small output level fluctuation can be obtained can be obtained.

【0061】請求項16の発明におけるレーザ放電管
は、電極の周囲に配設された加熱源により電極を加熱す
ることにより放電内管内の端部の温度を上昇させ、放電
内管内の温度分布を均一化するので、レーザ発振の有効
領域が広がり、レーザ放電管のレーザ出力及びレーザ効
率を上昇させることができる。
In the laser discharge tube according to the sixteenth aspect of the present invention, the temperature of the end portion inside the discharge inner tube is raised by heating the electrode by a heating source arranged around the electrode, and the temperature distribution inside the discharge inner tube is increased. Since the homogenization is performed, the effective region of laser oscillation is expanded, and the laser output and laser efficiency of the laser discharge tube can be increased.

【0062】請求項17の発明におけるレーザ放電管
は、請求項16の発明によるレーザ放電管の作用を奏す
るとともに、加熱源である加熱用電極とレーザ放電管の
電極との間に生じる気体放電によりレーザ放電管の電極
の近傍に多量の電子が放出され、該電極近傍での降下電
圧が減少し、レーザ有効領域に高い電圧が印加されるこ
とにより、レーザ放電管のレーザ出力及びレーザ効率を
更に上昇させることができる。
A laser discharge tube according to a seventeenth aspect of the present invention has the function of the laser discharge tube according to the sixteenth aspect of the invention, and a gas discharge generated between a heating electrode that is a heating source and an electrode of the laser discharge tube. A large amount of electrons are emitted in the vicinity of the electrodes of the laser discharge tube, the voltage drop in the vicinity of the electrodes is reduced, and a high voltage is applied to the laser effective area, thereby further improving the laser output and laser efficiency of the laser discharge tube. Can be raised.

【0063】請求項18の発明におけるレーザ装置は、
レーザ放電管の電極の周囲に設けた加熱源に主コンデン
サに充電したエネルギーの一部を供給装置により供給す
るので、エネルギーを有効に利用でき、高出力で効率の
高いレーザ装置を得ることができる。
A laser device according to the eighteenth aspect of the invention is
Since a part of the energy charged in the main capacitor is supplied by the supply device to the heating source provided around the electrode of the laser discharge tube, the energy can be effectively used, and a laser device with high output and high efficiency can be obtained. .

【0064】請求項19の発明におけるレーザ装置は、
レーザ放電管の電極の周囲に設けた加熱源にピーキング
コンデンサに充電したエネルギーの一部を供給装置によ
り供給するので、エネルギーを有効に利用でき、高出力
で効率の高いレーザ装置を得ることができる。
A laser device according to a nineteenth aspect of the invention is
Since a part of the energy charged in the peaking capacitor is supplied by the supply device to the heating source provided around the electrode of the laser discharge tube, the energy can be effectively used, and a laser device with high output and high efficiency can be obtained. .

【0065】請求項20の発明におけるレーザ装置は、
充電用インピーダンス素子によりレーザ放電管の電極の
周囲を加熱するので、充電用インピーダンス素子での発
熱が無駄なく有効に利用でき、高出力で効率が高く構成
の簡単なレーザ装置を得ることができる。
According to the twentieth aspect of the invention,
Since the charging impedance element heats the periphery of the electrode of the laser discharge tube, heat generation in the charging impedance element can be effectively utilized without waste, and a laser device with high output and high efficiency and a simple configuration can be obtained.

【0066】[0066]

【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例1を図に
ついて説明する。図1において、1は高圧電源装置、2
は高圧電源装置1に直列に接続された充電用リアクト
ル、3は充電用リアクトル2に直列に接続された充電用
ダイオード、4は高圧電源装置1により充電される、充
電用ダイオード3に直列に接続された主コンデンサ、5
は主コンデンサ4に直列に接続された充電用抵抗器、6
はレーザ放電管7に並列に接続され、主コンデンサ4か
らの放電電流の波形を急峻にするピーキングコンデン
サ、7は充電用抵抗器5及びピーキングコンデンサ6に
並列に接続され、主コンデンサ4からの放電電流により
放電するレーザ放電管、8は主コンデンサ4及びレーザ
放電管7に直列に接続され、主コンデンサ4の放電電流
をレーザ放電管7に供給する主スイッチでサイラトロン
等の逆方向に電流を流さない素子が用いられている。9
はこの実施例の回路のインダクタンス、20は主コンデ
ンサ4に充電された電荷を放電する抑制用サイラトロン
(放電スイッチ)で、アノード端子A、カソード端子
K、第一グリッド端子G1 、第二グリッド端子G2 、ヒ
ータ端子H、リザーバ端子Rの各端子が設けられてい
る。21は抑制用サイラトロン20に直列に接続され、
抑制用サイラトロン20とともに主コンデンサ4に並列
に接続された、主コンデンサ4の放電電流を制限するた
めの抑制抵抗器、22は抑制用サイラトロン20の各端
子に接続され、該抑制用サイラトロン20の動作を制御
するための補助回路、23は抑制用サイラトロン20の
第二グリッド端子G2 とカソード端子Kの両端子間に接
続され、該抑制用サイラトロン20の導通し易さを緩和
する抑制コンデンサ、30は抑制用サイラトロン20、
抑制抵抗器21、補助回路22及び抑制コンデンサ23
から成る後続電流抑制回路、101は主コンデンサ4の
放電時の反転電圧を充電用抵抗器5及びバイパス抵抗器
102とともにゆっくりと減衰させるためのバイパスダ
イオード、102は該バイパスダイオード101に直列
に接続されるとともに該バイパスダイオード101とと
もに主スイッチ8に並列に接続されたバイパス抵抗器で
ある。
EXAMPLES Example 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 is a high-voltage power supply device, 2
Is a charging reactor connected in series to the high-voltage power supply device 3, 3 is a charging diode connected in series to the charging reactor 2, 4 is charged by the high-voltage power supply device 1, connected in series to the charging diode 3 Main capacitor, 5
Is a charging resistor connected in series with the main capacitor 4, 6
Is a peaking capacitor that is connected in parallel to the laser discharge tube 7 to make the waveform of the discharge current from the main capacitor 4 steep, and 7 is connected in parallel to the charging resistor 5 and the peaking capacitor 6 to discharge the main capacitor 4. A laser discharge tube 8, which is discharged by a current, is connected in series to the main capacitor 4 and the laser discharge tube 7, and is a main switch that supplies the discharge current of the main capacitor 4 to the laser discharge tube 7 so that the current flows in the reverse direction of a thyratron or the like. No element is used. 9
Is the inductance of the circuit of this embodiment, and 20 is a suppressing thyratron (discharge switch) for discharging the electric charge charged in the main capacitor 4, which is an anode terminal A, a cathode terminal K, a first grid terminal G 1 , and a second grid terminal. G 2 , a heater terminal H, and a reservoir terminal R are provided. 21 is connected in series with the suppression thyratron 20,
A suppression resistor for limiting the discharge current of the main capacitor 4, which is connected in parallel with the suppression thyratron 20 to the main capacitor 4, 22 is connected to each terminal of the suppression thyratron 20, and the operation of the suppression thyratron 20. An auxiliary circuit 23 for controlling the control circuit is connected between both terminals of the second grid terminal G 2 and the cathode terminal K of the suppression thyratron 20 to suppress the ease of conduction of the suppression thyratron 20. Is a suppression thyratron 20,
Suppression resistor 21, auxiliary circuit 22, and suppression capacitor 23
And 101 is a bypass diode for slowly attenuating the inversion voltage of the main capacitor 4 when the main capacitor 4 is discharged together with the charging resistor 5 and the bypass resistor 102, and 102 is connected in series to the bypass diode 101. A bypass resistor connected in parallel with the main switch 8 together with the bypass diode 101.

【0067】図2は補助回路22の構成の詳細を示す回
路図であり、図において、24a〜24eはフィルタコ
ンデンサ25a〜25eとともにパルス性高電圧から補
助回路22を保護するためのフィルタリアクトル、25
a〜25eは一端をそれぞれフィルタリアクトル24a
〜24eに接続され、他端を接地されたフィルタコンデ
ンサ、26は抑制用サイラトロン20の導通のし易さを
制御するためのリザーバ電源(制御電源)で、フィルタ
リアクトル24dの出力端子とフィルタリアクトル24
eの出力端子との間に接続され、抑制用サイラトロン2
0のリザーバ端子Rに直流電流を供給し、かつ該直流電
流を調整できるものである。27は抑制用サイラトロン
20のヒータ電源で、フィルタリアクトル24cの出力
端子とフィルタリアクトル24eの出力端子との間に接
続され、抑制用サイラトロン20のヒータ端子Hに直流
電流を供給するものである。28は抑制用サイラトロン
20の第一グリッド電源で、フィルタリアクトル24b
の出力端子とフィルタリアクトル24eの出力端子との
間に接続され、抑制用サイラトロン20の第一グリッド
1 に正の直流電圧を印加するものである。29は抑制
用サイラトロン20の第二グリッド電源で、フィルタリ
アクトル24aの出力端子とフィルタリアクトル24e
の出力端子との間に接続され、抑制用サイラトロン20
の第二グリッドG2 に直流的に負のバイアスを印加する
ものである。なお、電源26〜29と反対側のフィルタ
リアクトル24a〜24eの端子はそれぞれ抑制用サイ
ラトロン20の第二グリッド端子G2 、第一グリッド端
子G1 、ヒータ端子H、リザーバ端子R、カソード端子
Kに接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing details of the configuration of the auxiliary circuit 22. In the figure, reference numerals 24a to 24e are filter capacitors 25a to 25e and a filter reactor 25 for protecting the auxiliary circuit 22 from a pulsed high voltage.
a to 25e have filter reactors 24a at one end, respectively.
To 24e and the other end of which is grounded, a filter capacitor 26 is a reservoir power supply (control power supply) for controlling the ease of conduction of the suppression thyratron 20, and is connected to the output terminal of the filter reactor 24d and the filter reactor 24d.
It is connected between the output terminal of e and the suppression thyratron 2
A direct current can be supplied to the reservoir terminal R of 0 and the direct current can be adjusted. Reference numeral 27 denotes a heater power supply for the suppression thyratron 20, which is connected between the output terminal of the filter reactor 24c and the output terminal of the filter reactor 24e and supplies a direct current to the heater terminal H of the suppression thyratron 20. 28 is the first grid power supply of the suppression thyratron 20 and is the filter reactor 24b.
Is connected to the output terminal of the filter reactor 24e and a positive DC voltage is applied to the first grid G 1 of the suppressing thyratron 20. Reference numeral 29 is a second grid power source of the suppression thyratron 20, which is an output terminal of the filter reactor 24a and the filter reactor 24e.
Connected to the output terminal of the control thyratron 20
Is applied to the second grid G 2 of DC. Incidentally, the second grid terminal G 2 of the power supply 26 to 29 and the opposite side of the filter reactor 24a~24e terminals respectively suppression thyratron 20, a first grid terminal G 1, heater terminal H, the reservoir terminal R, to the cathode terminal K It is connected.

【0068】次に動作について説明する。主スイッチ8
がオフとなった状態で高圧電源装置1から充電用リアク
トル2、充電用ダイオード3及び充電用抵抗器5を介し
て主コンデンサ4に電荷が高電圧に充電されている。こ
の状態で主スイッチ8をオンすると、主コンデンサ4の
充電電圧により主コンデンサ4に充電された電荷が電流
1 及びi2 として充電用抵抗器5及びピーキングコン
デンサ6とともにレーザ放電管7に流れ、レーザ放電管
7内にパルス放電が発生し、レーザ発振してレーザ光が
外部に射出される。レーザ放電管7がレーザ発振してい
る状態で、抑制用サイラトロン20が導通すると、抑制
用サイラトロン20及び抑制抵抗器21からなる分岐回
路に主コンデンサ4の充電電荷が流れ、主コンデンサ4
の両極板間の電圧が急激に低下する。その結果、主スイ
ッチ8に流れる電流i1 の第一のパルス状のピーク以降
の電流を抑制できるので、レーザ放電管7に流れる後続
電流が抑制できる。
Next, the operation will be described. Main switch 8
With the power off, the main capacitor 4 is charged with a high voltage from the high voltage power supply 1 through the charging reactor 2, the charging diode 3 and the charging resistor 5. When the main switch 8 is turned on in this state, the charges charged in the main capacitor 4 by the charging voltage of the main capacitor 4 flow into the laser discharge tube 7 together with the charging resistor 5 and the peaking capacitor 6 as currents i 1 and i 2 . A pulse discharge is generated in the laser discharge tube 7, laser oscillation occurs, and laser light is emitted to the outside. When the suppression thyratron 20 is turned on while the laser discharge tube 7 is oscillating with laser, the charge of the main capacitor 4 flows in the branch circuit composed of the suppression thyratron 20 and the suppression resistor 21, and the main capacitor 4
The voltage between the two electrodes of the battery drops sharply. As a result, the current after the first pulse-shaped peak of the current i 1 flowing through the main switch 8 can be suppressed, so that the subsequent current flowing through the laser discharge tube 7 can be suppressed.

【0069】主スイッチ8が導通した時に、抑制用サイ
ラトロン20のカソード端子Kにはパルス状の高電圧が
印加されるため、これにより第一グリッド端子G1 、第
二グリッド端子G2 、ヒータ端子H、リザーバ端子Rの
各端子にも高電圧が現れる。この各端子に現れる高電圧
は、補助回路22のフィルタリアクトル24a〜24e
とフィルタコンデンサ25a〜25eとから成るフィル
タ回路により減衰され、内部の各電源26〜29が高電
圧による破損から保護される。
When the main switch 8 is turned on, a pulsed high voltage is applied to the cathode terminal K of the suppression thyratron 20, so that the first grid terminal G 1 , the second grid terminal G 2 , and the heater terminal. A high voltage also appears at each terminal of H and the reservoir terminal R. The high voltage appearing at each terminal is the filter reactors 24a to 24e of the auxiliary circuit 22.
Is attenuated by the filter circuit including the filter capacitors 25a to 25e, and the internal power supplies 26 to 29 are protected from damage due to high voltage.

【0070】リザーバ電源26の電圧を上昇させて抑制
用サイラトロン20のリザーバへの供給電流を増加させ
ると、抑制用サイラトロン20は非常に点弧し易くな
り、特に、主スイッチ8が導通して主コンデンサ4の電
圧が抑制用サイラトロン20のカソード端子Kに急峻に
印加されたときには、第二グリッド端子G2 にトリガ信
号を入力しないでも自動的に抑制用サイラトロン20が
導通してしまう。したがって、リザーバ電源26の電圧
を調整することによって、抑制用サイラトロン20の導
通し易さを制御することができる。導通し易さを変える
と、抑制用サイラトロン20の動作遅れ時間(アノード
レイタイム)が変わり、したがって第一グリッド端子G
1 に信号を供給する回路を必要とせずに、リザーバ電源
26の電圧の調整のみにより簡単に抑制用サイラトロン
20の導通時刻を制御できることになる。抑制コンデン
サ23は、主スイッチ8が導通することによって発生し
たパルス電圧によって抑制用サイラトロン20が導通す
る導通し易さを適当に緩和する。抑制コンデンサ23の
容量値を大きくすれば、抑制用サイラトロン20は導通
しにくくなり、リザーバ電源26の電圧を高く設定で
き、抑制用サイラトロン20の立ち上がり特性を急峻に
することができる(一般にリザーバ電圧を上げれば抑制
用サイラトロン20に流れる電流の立ち上がりが急峻に
なる)。逆に、抑制コンデンサ23の容量値を小さくす
れば、リザーバ電圧を低くでき、抑制用サイラトロン2
0の使用電圧を高く設定できる(一般にリザーバ電圧を
低く設定すれば抑制用サイラトロン20の耐電圧が増加
する)。
When the voltage of the reservoir power supply 26 is increased to increase the current supplied to the reservoir of the suppressing thyratron 20, the suppressing thyratron 20 is very easily ignited, and in particular, the main switch 8 is turned on and the main switch 8 is turned on. When the voltage of the capacitor 4 is sharply applied to the cathode terminal K of the suppressing thyratron 20, the suppressing thyratron 20 automatically becomes conductive even if the trigger signal is not input to the second grid terminal G 2 . Therefore, by adjusting the voltage of the reservoir power supply 26, it is possible to control the ease of conduction of the suppression thyratron 20. When the easiness of conduction is changed, the operation delay time (anode lay time) of the suppression thyratron 20 is changed, and therefore the first grid terminal G
It is possible to easily control the conduction time of the suppression thyratron 20 only by adjusting the voltage of the reservoir power supply 26 without requiring a circuit for supplying a signal to 1 . The suppression capacitor 23 appropriately moderates the ease of conduction in which the suppression thyratron 20 conducts due to the pulse voltage generated when the main switch 8 conducts. If the capacitance value of the suppression capacitor 23 is increased, the suppression thyratron 20 is less likely to conduct, the voltage of the reservoir power supply 26 can be set high, and the rising characteristics of the suppression thyratron 20 can be made sharp (generally, the reservoir voltage If it is raised, the rise of the current flowing through the suppression thyratron 20 becomes steep.) On the contrary, if the capacitance value of the suppression capacitor 23 is reduced, the reservoir voltage can be lowered and the suppression thyratron 2
The working voltage of 0 can be set high (generally, setting the reservoir voltage low will increase the withstand voltage of the suppressing thyratron 20).

【0071】図3は図1及び図2に示した実施例の各部
の電流波形及び電圧波形を示すグラフである。図3の
(1)主コンデンサ4からの放電電流i1 、レーザ放電
管7を流れる電流i2 及び励振されたレーザ光Lの波形
を時間軸tに対してプロットしたものであり、図3の
(2)電流i2 の図3の(1)円弧で囲んだ部分を拡大
して示したものであり、図3の(3)主コンデンサ4の
両極間の電圧vCdの時間的変化を示したものであり、図
3の(4)ピーキングコンデンサ6の両極間の電圧vCP
の時間的変化を示したものであり、図3の(5)回路の
インダクタンス9の両端間に発生する誘導電圧vL1の時
間的変化を示したものである。なお、図3のグラフのう
ち実線でプロットした波形は抑制用サイラトロン20を
動作させたときの波形であり、破線で示した波形は抑制
用サイラトロン20を動作させなかったときの波形であ
る。
FIG. 3 is a graph showing the current waveform and the voltage waveform of each part of the embodiment shown in FIGS. (1) The discharge current i 1 from the main capacitor 4, the current i 2 flowing through the laser discharge tube 7 and the waveform of the excited laser light L in FIG. 3 are plotted with respect to the time axis t. (2) It is an enlarged view of the portion of the current i 2 surrounded by the arc (1) in FIG. 3, and shows (3) the temporal change of the voltage v Cd between both electrodes of the main capacitor 4 in FIG. The voltage v CP between both poles of the peaking capacitor 6 (4) in FIG.
3 shows the time variation of the induced voltage v L1 generated across the inductance 9 of the circuit (5) of FIG. The waveform plotted with the solid line in the graph of FIG. 3 is the waveform when the suppression thyratron 20 is operated, and the waveform shown with the broken line is the waveform when the suppression thyratron 20 is not operated.

【0072】時刻t0 に主スイッチ8をオンすると、従
来例と同様に、主コンデンサ4の充電電圧vCdにより主
コンデンサ4に充電された電荷が電流i1 及びi2 とし
てレーザ放電管7に流れ始め、図3の(1)に示すよう
に放電電流i1 は増大し、図3の(3)に示すように電
圧vCdは減少し、図3の(4)に示すようにピーキング
コンデンサ6は逆極性で充電され始め、図3の(5)に
示すように瞬時に増大したインダクタンス9の両端の電
圧vL1は減少し始める。主スイッチ8を導通させた後、
リザーバ電源26の出力電圧値の大きさや抑制コンデン
サ23の容量値により設定されるτo 時間経過後の時刻
1 に抑制用サイラトロン20を導通させると、図3の
(3)に示すように抑制用サイラトロン20に電流ix
が流れ、レーザ放電管7からのレーザ発光と同期してピ
ーク値を取るとともに、図3の(3)の実線に示すよう
に主コンデンサ4の両極板間の電圧vCdが急激に低下し
始め、その結果(1)に示すように主スイッチ8を流れ
る放電電流i1 の後半部分が破線から実線のごとく後半
のピーク部分が大きく減少した波形に変化し、それに応
じてレーザ放電管7に流れる電流i2 が、図3の(2)
に示すごとく、破線から実線のように変化して網状のハ
ッチングを付した部分S1 の後続電流が抑制されて減少
した波形となる。また、図3の(5)に示すように、イ
ンダクタンス9の両端の電圧vL1も実線で表記したよう
に減少する。主コンデンサ4の反転電圧vcdrmaxは、主
スイッチ8が逆方向には電流を流さないために、充電用
抵抗器5、バイパスダイオード101及びバイパス抵抗
器102によって(3)に示すごとくゆっくりした時間
で減衰される。なお、ピーキングコンデンサ6は(4)
に示すごとく一旦逆極性に充電された後、振動により正
極性に充電される(充電電圧vcpx )。
When the main switch 8 is turned on at time t 0 , the charges charged in the main capacitor 4 by the charging voltage v Cd of the main capacitor 4 are supplied to the laser discharge tube 7 as currents i 1 and i 2 as in the conventional example. As shown in (1) of FIG. 3, the discharge current i 1 increases, the voltage v Cd decreases as shown in (3) of FIG. 3, and the peaking capacitor increases as shown in (4) of FIG. 6 starts to be charged with the reverse polarity, and the voltage v L1 across the inductance 9 which has momentarily increased starts to decrease as shown in (5) of FIG. After turning on the main switch 8,
When the suppression thyratron 20 is turned on at time t 1 after the τ o time set by the magnitude of the output voltage value of the reservoir power supply 26 and the capacitance value of the suppression capacitor 23, the suppression is performed as shown in (3) of FIG. Current i x for the thyratron 20
Flows, with a peak value in synchronization with the laser emission from the laser discharge tube 7, the voltage v Cd bipolar plates of the main capacitor 4 as shown in solid line in (3) in FIG. 3 begins to decrease rapidly As a result, as shown in (1), the latter half of the discharge current i 1 flowing through the main switch 8 changes from a broken line to a waveform in which the peak of the latter half is greatly reduced as shown by the solid line, and accordingly flows into the laser discharge tube 7. The current i 2 is (2) in FIG.
As shown in FIG. 7, the waveform changes from the broken line to the solid line, and the subsequent current of the portion S 1 hatched in a reticulated pattern is suppressed and reduced. Further, as shown in (5) of FIG. 3, the voltage v L1 across the inductance 9 also decreases as indicated by the solid line. The inversion voltage v cdrmax of the main capacitor 4 is a slow time as shown by (3) by the charging resistor 5, the bypass diode 101 and the bypass resistor 102 because the main switch 8 does not flow a current in the reverse direction. Attenuated. The peaking capacitor 6 is (4)
As shown in ( 4 ), the battery is once charged to the opposite polarity and then charged to the positive polarity due to vibration (charging voltage v cpx ).

【0073】この実施例1では、抑制用サイラトロン2
0を主コンデンサ4に並列に接続して後続電流を抑制す
ることにより、レーザ出力効率を向上させることができ
ると同時に、抑制用サイラトロン20の導通タイミング
の制御に高価なグリッドパルス発生回路を用いずに、リ
ザーバ電源26の電圧の大きさを変化させることにより
制御しているので、安価で小型のレーザ装置を実現でき
る。
In the first embodiment, the suppressing thyratron 2 is used.
By connecting 0 to the main capacitor 4 in parallel to suppress the subsequent current, the laser output efficiency can be improved, and at the same time, an expensive grid pulse generation circuit is not used for controlling the conduction timing of the suppression thyratron 20. In addition, since the control is performed by changing the magnitude of the voltage of the reservoir power supply 26, an inexpensive and small laser device can be realized.

【0074】実施例2.図4はこの発明によるレーザ装
置の実施例2の構成を示す回路図である。図4において
図1に示した実施例1と同一の構成要素には同一の番号
を付してその説明を省略する。なお、以下に説明する実
施例においても同一の構成要素には同一の番号を付して
その説明を省略する。
Example 2. FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of Embodiment 2 of the laser device according to the present invention. 4, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Note that, also in the embodiments described below, the same components are given the same numbers and the description thereof is omitted.

【0075】図4において、31はレーザ放電管7に直
列に接続された逆電流阻止ダイオード、32は逆電流阻
止ダイオード(ダイオード)31に並列に接続した第二
の充電用抵抗器である。
In FIG. 4, 31 is a reverse current blocking diode connected in series with the laser discharge tube 7, and 32 is a second charging resistor connected in parallel with the reverse current blocking diode (diode) 31.

【0076】次に動作について説明する。この実施例2
においても後続電流抑制回路30により後続電流を抑制
する。また、逆電流阻止ダイオード31を挿入しなかっ
た場合に、図3の(4)に示すピーキングコンデンサ6
に充電されるピーク電圧値vcpx によりピーキングコン
デンサ6及びレーザ放電管7で形成される閉回路に生じ
る振動電流を逆電流阻止ダイオード31が阻止し、図5
の(1)に示すように、レーザ放電管7に流れる電流i
2 の破線で表示した逆電流(図3の(1)及び(2)で
斜線を付した部分S2 )が流れずに、より十分な後続電
流の抑制ができる。第二の充電用抵抗器32は高圧電源
装置1により主コンデンサ4を充電するときに充電電流
を流すためのバイパス回路の役割を果たす。また、図5
の(3)に示すように、ピーキングコンデンサ6に充電
された電荷による電圧vcpx を充電用抵抗器5とともに
徐々に放電させる機能を有する。
Next, the operation will be described. This Example 2
Also in the above, the subsequent current suppressing circuit 30 suppresses the subsequent current. Further, when the reverse current blocking diode 31 is not inserted, the peaking capacitor 6 shown in (4) of FIG.
The reverse current blocking diode 31 blocks the oscillating current generated in the closed circuit formed by the peaking capacitor 6 and the laser discharge tube 7 due to the peak voltage value v cpx charged in FIG.
As shown in (1) of FIG.
The reverse current indicated by the broken line 2 (the shaded portion S 2 in (1) and (2) of FIG. 3) does not flow, and the subsequent current can be more sufficiently suppressed. The second charging resistor 32 functions as a bypass circuit for supplying a charging current when the main capacitor 4 is charged by the high voltage power supply device 1. Also, FIG.
As indicated by (3) in (3), the peaking capacitor 6 has a function of gradually discharging the voltage v cpx due to the electric charge charged together with the charging resistor 5.

【0077】この実施例においては、後続電流抑制回路
30及び逆電流阻止ダイオード31の作用により、後続
電流の抑制がより完全に行われる。
In this embodiment, the subsequent current suppressing circuit 30 and the reverse current blocking diode 31 serve to suppress the subsequent current more completely.

【0078】実施例3.図6はこの発明によるレーザ装
置の実施例3の構成を示す回路図である。図において、
8Xは半導体直並列スイッチング素子等で構成され、オ
フ機能を有する主スイッチであり、図示しない制御装置
により所定のタイミングでオフされる。この実施例にお
いては、充電用抵抗器5は逆電流阻止ダイオード31の
アノード側に接続されている。また、バイパスダイオー
ド101及びバイパス抵抗器102は設けられていな
い。
Example 3. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of the laser device according to the present invention. In the figure,
Reference numeral 8X is a main switch including a semiconductor series-parallel switching element or the like and having an off function, which is turned off at a predetermined timing by a control device (not shown). In this embodiment, the charging resistor 5 is connected to the anode side of the reverse current blocking diode 31. Further, the bypass diode 101 and the bypass resistor 102 are not provided.

【0079】次に動作について説明する。主スイッチ8
Xは制御装置からの制御パルスを受けて、該主スイッチ
8Xの導通後主スイッチ8Xに流れる電流の振動周期の
半分以上を経過した後(図7の時刻t2 )にオフし、こ
れにより主コンデンサ4を含んだ回路が開回路となるた
め、主コンデンサ4からの放電電流i1 の後半のピーク
が生ぜず、後続電流が抑制される。さらに逆電流阻止ダ
イオード31の作用によりピーキングコンデンサ6とレ
ーザ放電管7との間の共振振動が抑制され、残留後続電
流が流れない。また、充電用抵抗器5が逆電流阻止ダイ
オード31のアノード側に接続されていることにより、
第二の充電用抵抗器32を設けずとも高圧電源装置1か
ら主コンデンサ4への充電が可能となる。なお、充電用
抵抗器5を逆電流阻止ダイオード31のアノード側に接
続する構成は図4の実施例2においても取り得ることは
もちろんである。
Next, the operation will be described. Main switch 8
X receives the control pulse from the control device, and is turned off after half the oscillation period of the current flowing through the main switch 8X after the main switch 8X is turned on (time t 2 in FIG. 7), and Since the circuit including the capacitor 4 is an open circuit, the peak of the latter half of the discharge current i 1 from the main capacitor 4 does not occur and the subsequent current is suppressed. Further, due to the action of the reverse current blocking diode 31, the resonance vibration between the peaking capacitor 6 and the laser discharge tube 7 is suppressed, and the residual subsequent current does not flow. Further, since the charging resistor 5 is connected to the anode side of the reverse current blocking diode 31,
It is possible to charge the main capacitor 4 from the high-voltage power supply device 1 without providing the second charging resistor 32. Incidentally, it goes without saying that the configuration in which the charging resistor 5 is connected to the anode side of the reverse current blocking diode 31 can also be taken in the second embodiment of FIG.

【0080】主スイッチ8Xにより後続電流を抑制する
ことにより次のような効果が得られる。すなわち、第一
に、抑制用サイラトロン20及び抑制用抵抗器21を用
いないので、これらの素子により発生する損失がなく、
また、主スイッチ8Xで主コンデンサ4から流出する放
電電流i1 を遮断すれば、主コンデンサ4の電圧はもは
や変化せず、したがって反転することもなく、この反転
電圧を消費していたバイパス抵抗器102を設ける必要
がなくなり、バイパス抵抗器102での損失がなくな
る。これらのことから、電源効率が大幅に上昇し、電源
装置の小型化を実現できる。
By suppressing the subsequent current by the main switch 8X, the following effects can be obtained. That is, first, since the suppression thyratron 20 and the suppression resistor 21 are not used, there is no loss generated by these elements,
Further, if the discharge current i 1 flowing out from the main capacitor 4 is cut off by the main switch 8X, the voltage of the main capacitor 4 does not change anymore and therefore does not invert, and the bypass resistor which consumes this inversion voltage. It is not necessary to provide 102, and the loss in the bypass resistor 102 is eliminated. For these reasons, the power supply efficiency is significantly increased and the power supply device can be downsized.

【0081】第二に、主コンデンサ4の容量値を大きく
でき、それによりレーザ放電管7に高い放電電流i1
供給することができる。図34に示した従来のレーザ装
置においては、図7に示すように、主コンデンサ4の容
量を増大して行くと、レーザ放電管7に流れる電流i2
の最大値はi21、i22、i23…と単調に増加し、レーザ
励起能力は一見増加するが、後続電流(図の斜線を付し
た部分)も単調に増加するため、レーザ発振線の下位準
位粒子数が増加し、またレーザ放電管7の抵抗11が低
下しプラズマ電圧が低下することにより、逆にレーザ励
起能力を低下させ、全体的には発振効率が低下してしま
った。しかし、この実施例3においては、放電電流i1
の最初のピーク波形の終了後に主スイッチ8Xがオフす
ることにより、主コンデンサ4の容量値を増加させれば
電流i2 の最大値は単調に増加するが、主コンデンサ4
の容量値を増加させても電流i2 の後続電流は発生しな
い。したがって、主コンデンサ4の容量値を増大させ、
主スイッチ8Xを放電電流i1 の最初のピーク波形の終
了後にオフさせることにより、後続電流を発生させず
に、レーザ励起能力を大幅に増大させ、レーザ発振効率
及びレーザ出力を増大させることができる。主コンデン
サ4の容量値は従来例ではピーキングコンデンサ6の容
量値に対して約2倍に設定されていたが、この実施例3
においてはその比を2倍以上に設定しても後続電流が流
れず、高いレーザ励起能力が得られる。励起能力を増大
させるために従来例では主コンデンサ4の充電電圧を増
大させる方法がとられていたが、実施例3においては低
い充電電圧でも主コンデンサ4の容量値を増大させれば
レーザ放電管7の励起能力が上昇し、低い電源電圧の高
圧装置1を用いることができるので、レーザ装置の信頼
性が大幅に上昇する。
Secondly, the capacitance value of the main capacitor 4 can be increased, so that a high discharge current i 1 can be supplied to the laser discharge tube 7. In the conventional laser device shown in FIG. 34, when the capacity of the main capacitor 4 is increased as shown in FIG. 7, the current i 2 flowing through the laser discharge tube 7 is increased.
The maximum value of is monotonically increased to i 21 , i 22 , i 23 , etc., and the laser pumping ability is increased at first glance, but the subsequent current (the hatched portion in the figure) is also monotonically increased. The number of lower-level particles increased, the resistance 11 of the laser discharge tube 7 decreased, and the plasma voltage decreased, which adversely decreased the laser excitation ability and decreased the oscillation efficiency as a whole. However, in the third embodiment, the discharge current i 1
By turning off the main switch 8X after the end of the first peak waveform of, the maximum value of the current i 2 monotonically increases if the capacitance value of the main capacitor 4 is increased.
Even if the capacitance value is increased, the subsequent current of the current i 2 does not occur. Therefore, increasing the capacitance value of the main capacitor 4,
By turning off the main switch 8X after the end of the first peak waveform of the discharge current i 1 , it is possible to significantly increase the laser pumping ability and increase the laser oscillation efficiency and the laser output without generating the subsequent current. . In the conventional example, the capacitance value of the main capacitor 4 was set to about twice as large as the capacitance value of the peaking capacitor 6, but in this Example 3
In, the subsequent current does not flow even if the ratio is set to double or more, and high laser pumping ability is obtained. In the conventional example, a method of increasing the charging voltage of the main capacitor 4 was used to increase the excitation ability, but in the third embodiment, if the capacitance value of the main capacitor 4 is increased even if the charging voltage is low, the laser discharge tube is increased. Since the excitation capability of 7 increases and the high-voltage device 1 having a low power supply voltage can be used, the reliability of the laser device is significantly increased.

【0082】ところで、主スイッチ8Xのオフ時には回
路のインダクタンス9の電磁エネルギーは主スイッチ8
Xのスイッチング損失として処理されるが、このスイッ
チング損失が大きくなるとレーザ装置の効率が低下して
しまう。スイッチング損失として処理される電磁エネル
ギーの単位時間あたりの値PL1off は、次式のごとく、
回路のインダクタンス9の値L1 、主スイッチ8Xの動
作の繰り返し周波数f及び主スイッチ8Xのオフ時の電
流値IOFF の関数として表される。 PL1off =0.5×L1 ×IOFF 2×f<P0 ×0.2 この電磁エネルギーの単位時間あたりの値PL1off が大
きくならないように、上式のごとく、PL1off がレーザ
装置の効率を大幅に低下させない程度、すなわちP
L1off がレーザ放電管7への全投入電力P0 の2割以下
になるように回路条件(具体的には主コンデンサ4や回
路のインダクタンス9の値を選択して設定する)を選択
するのが好ましい。
By the way, when the main switch 8X is turned off, the electromagnetic energy of the inductance 9 of the circuit is transferred to the main switch 8X.
Although it is treated as a switching loss of X, if this switching loss becomes large, the efficiency of the laser device will decrease. The value P L1off of the electromagnetic energy processed as switching loss per unit time is as follows:
It is expressed as a function of the value L 1 of the inductance 9 of the circuit, the repetition frequency f of the operation of the main switch 8X, and the current value I OFF when the main switch 8X is off. P L1off = 0.5 × L 1 × I OFF 2 × f <P 0 × 0.2 In order to prevent the value P L1off of this electromagnetic energy per unit time from increasing, as shown in the above equation, P L1off is a laser device. The efficiency does not decrease significantly, that is, P
The circuit conditions (specifically, the values of the main capacitor 4 and the inductance 9 of the circuit are selected and set) are selected so that L1off is 20% or less of the total input power P 0 to the laser discharge tube 7. preferable.

【0083】次に、図8の(1)、(2)は実施例3に
おけるピーキングコンデンサ6の両極板間の電圧vcp
主スイッチ8Xの両端間の電圧vSW、主コンデンサ4の
両極板間の電圧vcd、放電電流i1 、電流i2 の波形を
示すグラフである。図から明らかなように、電圧vcp
初め負方向に増大するが、電流i2 が最大となる時刻t
2 以降に電圧vcpは正に反転し、最大電圧値vcpx に達
すると逆電流阻止ダイオード31によりピーキングコン
デンサ6から電荷が流出するのが阻止され、最大電圧値
cpx を保持する。次に、主コンデンサ4の電圧vcd
放電電流i1 が流出することにより初めは単調に減少す
るが、主スイッチ8Xがオフした時刻t2 以降は放電電
流i1 が流出しないので、電圧vcdは一定の値を保ち、
電圧値vcdx が保持される。一方、主スイッチ8Xの両
端間に印加される電圧vSWは主スイッチ8Xがオフした
時刻t2 以降は電圧vcdとvcpとの和で表され、その最
大電圧値vSWX は電圧vcdx と電圧vcpx との和とな
る。したがって、両者のあたいによっては、最大電圧値
SWX が主スイッチ8Xの耐電圧定格値ESWmax を超え
る虞れがある。図8の(3)、(4)は主コンデンサ4
の容量値Cdを変化させた場合の各電圧値vcp、vcd
SWの変化の状態を示す波形をプロットしたグラフであ
る。図8の(3)、(4)から明らかなように、容量値
Cdを大きくすると、最大電圧値vcdX 、vcpx ともに
大きくなる。したがって、主コンデンサ4の容量値Cd
を大きくし過ぎると、主スイッチ8Xの最大電圧値v
SWX が耐電圧定格値ESWmax を超えてしまう。この実施
例3においては、主スイッチ8Xの破損を防ぐために、
ピーキングコンデンサ6の最大電圧値vcpx と主コンデ
ンサ4の最大電圧値vcdx との和が主スイッチ8Xの耐
電圧定格値ESWmax 以下となるように主コンデンサ4の
容量値を設定してある。これにより主スイッチ8Xの過
電圧による破損が防止される。
Next, (1) and (2) of FIG. 8 show the voltage v cp between the both plates of the peaking capacitor 6 in the third embodiment,
7 is a graph showing waveforms of a voltage v SW across both ends of a main switch 8X, a voltage v cd between both electrode plates of the main capacitor 4, a discharge current i 1 and a current i 2 . As is clear from the figure, the voltage v cp initially increases in the negative direction, but at the time t at which the current i 2 becomes maximum.
After 2 the voltage v cp is positively inverted, and when the maximum voltage value v cpx is reached, the reverse current blocking diode 31 blocks the charge from flowing out from the peaking capacitor 6 and holds the maximum voltage value v cpx . Then, the voltage v cd of the main capacitor 4 is initially by the discharge current i 1 flows out decreases monotonically, but the time t 2 after the main switch 8X is turned off because the discharging current i 1 does not flow out, the voltage v cd keeps a constant value,
The voltage value v cdx is retained. On the other hand, the voltage v SW applied across the main switch 8X is represented by the sum of the voltages v cd and v cp after the time t 2 when the main switch 8X is turned off, and the maximum voltage value v SWX is the voltage v cdx. And the voltage v cpx . Therefore, the maximum voltage value v SWX may exceed the withstand voltage rated value E SWmax of the main switch 8X, depending on the conditions of the two. 8 (3) and (4) are main capacitors 4
Voltage values v cp , v cd when the capacitance value Cd of
It is the graph which plotted the waveform which shows the state of change of vSW . As is clear from (3) and (4) of FIG. 8, when the capacitance value Cd is increased, both the maximum voltage values v cdX and v cpx are increased. Therefore, the capacitance value Cd of the main capacitor 4
If too large, the maximum voltage value v of the main switch 8X
SWX exceeds the withstand voltage rating value E SWmax . In the third embodiment, in order to prevent damage to the main switch 8X,
The sum of the maximum voltage value v cdx maximum voltage value v cpx main capacitor 4 of the peaking capacitor 6 is set to the capacitance value of the main capacitor 4 so as not to exceed the withstand voltage rated value E SWmax main switch 8X. This prevents damage to the main switch 8X due to overvoltage.

【0084】実施例4.図9はこの発明によるレーザ装
置の実施例4の構成を示す回路図である。図において、
33はスナバダイオード、34は該スナバダイオード3
3に直列に接続されたスナバコンデンサ、35はスナバ
コンデンサ34に並列に接続されたスナバ抵抗器であ
る。スナバダイオード33、スナバコンデンサ34及び
スナバ抵抗器35はスナバ回路を形成し、主スイッチ8
Xの両端間に印加される電圧を所定の電圧値以下に保つ
作用を果たす。スナバコンデンサ34の容量値Csは主
コンデンサ4の容量値Cdに対して十分大きく選択して
あり、またスナバ抵抗器35の抵抗値Rsとスナバコン
デンサ34の容量値Csとの積は主スイッチ8Xの繰り
返し動作周期に対して十分に長く選定されている。
Example 4. FIG. 9 is a circuit diagram showing the structure of a fourth embodiment of the laser apparatus according to the present invention. In the figure,
33 is a snubber diode, 34 is the snubber diode 3
3 is a snubber capacitor connected in series, and 35 is a snubber resistor connected in parallel to the snubber capacitor 34. The snubber diode 33, the snubber capacitor 34, and the snubber resistor 35 form a snubber circuit, and the main switch 8
This serves to keep the voltage applied across both ends of X below a predetermined voltage value. The capacitance value Cs of the snubber capacitor 34 is selected to be sufficiently larger than the capacitance value Cd of the main capacitor 4, and the product of the resistance value Rs of the snubber resistor 35 and the capacitance value Cs of the snubber capacitor 34 is the main switch 8X. It is selected long enough for the repeated operation cycle.

【0085】次に動作について説明する。前述のように
時定数が大きいことと、容量値Csが大きいことによ
り、主スイッチ8Xに流れる放電電流i1 の1周期間で
のスナバ回路への電流の流れ込みに対してスナバ回路の
両端間の電圧はほとんど変化しない。したがって、主ス
イッチ8Xの両端間の最大電圧値vSWX が増加して主ス
イッチ8Xに過大な電圧が印加されようとしても、スナ
バコンデンサ34がそれを吸収し、スナバコンデンサ3
4に既に蓄えられている電荷によるスナバコンデンサ3
4の両極板間のほぼ一定の値の電圧値以上の電圧が主ス
イッチ8Xに印加されるのが防止される。ここで、スナ
バコンデンサ34の両極板間の前記一定電圧値vCS0
は、主スイッチ8Xの両端間の電圧値vSWの増加により
流れ込む電流分とスナバ抵抗器35で放電されて消費さ
れる電流分との釣り合いが取れる値で落ち着く。図10
の(1)及び(2)は、こ実施例4の放電電流i1 、電
流i2、主コンデンサ4の両極板間の電圧vcd、ピーキ
ングコンデンサ6の両極板間の電圧vcp及び主スイッチ
8Xの両端間の電圧vSWの波形を示すグラフであるが、
主スイッチ8Xがオフした時刻t2 以降ピーキングコン
デンサ6の両極板間の電圧vcpが反転して上昇し、主ス
イッチ8Xの両端間の電圧vSWも上昇してくる。しか
し、電圧vSWがスナバコンデンサ34の一定の電圧値E
d0を超えると、図10のスナバコンデンサ34に電流i
S が流れ込み、電圧vSWは電圧値Ed0にクリップされ
る。したがって、主スイッチ8Xには電圧値Ed0以上の
電圧は印加されない。ここで、高圧電源装置1により主
コンデンサ4を充電する際主スイッチ8Xにも同じ電圧
が印加されるため、主コンデンサ4に印加される電圧v
cd0 がスナバコンデンサ34にも印加され、まず基本的
には電圧vcd0 が電圧値Ed0となる。しかし、スナバコ
ンデンサ34に流入する電荷流Qsin (図10の(1)
の斜線を付した部分)と電圧vcd0 との関係が次式のよ
うになる場合には、 Qsin >vcd0 /Rs/f (fは繰り返し周波
数) 電圧値Ed0は電圧vcd0 より更に上昇してしまう。この
とき、最終的に電圧値Ed0が落ち着く電圧は主スイッチ
8Xの耐電圧定格値ESWmax 以下である必要があるた
め、結局 Qsin <ESWmax /Rs/f が成り立つように抵抗値Rsを選定すればよい。
Next, the operation will be described. As described above, since the time constant is large and the capacitance value Cs is large, the current flowing into the snubber circuit during one cycle of the discharge current i 1 flowing through the main switch 8X is not affected by the current flowing between the both ends of the snubber circuit. The voltage hardly changes. Therefore, even if the maximum voltage value v SWX across the main switch 8X is increased and an excessive voltage is applied to the main switch 8X, the snubber capacitor 34 absorbs it and the snubber capacitor 3
Snubber capacitor 3 due to the charge already stored in 4
It is prevented that a voltage equal to or higher than a voltage value of a substantially constant value between the both electrode plates of No. 4 is applied to the main switch 8X. Here, the constant voltage value v CS0 between the bipolar plates of the snubber capacitor 34.
Is settled at a value that can balance the current flowing in due to the increase in the voltage value v SW across the main switch 8X and the current consumed by being discharged by the snubber resistor 35. Figure 10
(1) and (2) are the discharge current i 1 , the current i 2 , the voltage v cd between the plates of the main capacitor 4, the voltage v cp between the plates of the peaking capacitor 6 and the main switch of the fourth embodiment. It is a graph showing the waveform of the voltage v SW across 8X,
After the time t 2 when the main switch 8X is turned off, the voltage v cp between the plates of the peaking capacitor 6 is inverted and increased, and the voltage v SW across the main switch 8X is also increased. However, the voltage v SW is equal to the constant voltage value E of the snubber capacitor 34.
When d0 is exceeded, the current i flows through the snubber capacitor 34 in FIG.
S flows in and the voltage v SW is clipped to the voltage value E d0 . Therefore, the voltage higher than the voltage value E d0 is not applied to the main switch 8X. Here, since the same voltage is applied to the main switch 8X when the main capacitor 4 is charged by the high voltage power supply device 1, the voltage v applied to the main capacitor 4 is
cd0 is also applied to the snubber capacitor 34, and basically the voltage v cd0 becomes the voltage value E d0 . However, the charge flow Q sin flowing into the snubber capacitor 34 ((1) in FIG.
When the relationship between the voltage V cd0 and the voltage V cd0 is as follows, Q sin > v cd0 / Rs / f (f is a repetition frequency) The voltage value E d0 is further than the voltage v cd0. Will rise. At this time, the voltage at which the voltage value E d0 finally settles needs to be equal to or lower than the withstand voltage rated value E SWmax of the main switch 8X, so that the resistance value Rs is set so that Q sin <E SWmax / Rs / f eventually holds. You can select it.

【0086】この実施例4においては、主スイッチ8X
に並列にスナバ回路を接続して、主スイッチ8Xの両端
間に印加される電圧vSWが主スイッチ8Xの耐電圧定格
値ESWmax より大きくならないようにスナバ抵抗器35
の値を選定したので、主スイッチ8Xが過電圧による損
壊から防御される。
In the fourth embodiment, the main switch 8X
A snubber circuit is connected in parallel with the snubber resistor 35 so that the voltage v SW applied across the main switch 8X does not exceed the withstand voltage rated value E SWmax of the main switch 8X.
Since the value of is selected, the main switch 8X is protected from damage due to overvoltage.

【0087】実施例5.図11はこの発明によるレーザ
装置の実施例5の構成を示す回路図である。図におい
て、36は一次巻線が主スイッチ8X及び主コンデンサ
4に直列に接続され、二次巻線がレーザ放電管7逆電流
阻止とダイオード31とに直列に接続されたパルストラ
ンスであり、該パルストランス36の二次巻線にはピー
キングコンデンサ6が並列に接続されている。パルスト
ランス36の一時巻線と二次巻線との巻線比は1対n
(1<n)である。
Example 5. FIG. 11 is a circuit diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the laser device according to the present invention. In the figure, 36 is a pulse transformer whose primary winding is connected in series to the main switch 8X and the main capacitor 4, and whose secondary winding is connected in series with the laser discharge tube 7 reverse current blocking and the diode 31, The peaking capacitor 6 is connected in parallel to the secondary winding of the pulse transformer 36. The turns ratio of the temporary winding and the secondary winding of the pulse transformer 36 is 1: n.
(1 <n).

【0088】次に動作について説明する。主スイッチ8
Xが導通すると、主コンデンサ4の両極板間の電圧vcd
がn倍されて電圧n・vcdとしてピーキングコンデンサ
6の両極板間に印加され、このピーキングコンデンサ6
の両極板間の電圧n・vcdによりレーザ放電管7に電流
2 が流れてレーザ発振が惹起される。主スイッチ8X
は、放電電流i1 の振動周期の半分以上を経過した最初
のピーク波形の終了後にオフし、実施例3と同様の効果
が得られる。この実施例5においては、パルストランス
36により電圧を昇圧できるため、一次側の電圧を低く
押さえることができ、主スイッチ8Xや主コンデンサ4
として耐圧の低い部品を用いることができる。その結
果、レーザ装置の信頼性を大幅に向上させることができ
る。
Next, the operation will be described. Main switch 8
When X conducts, the voltage v cd across the plates of the main capacitor 4
Is multiplied by n and applied as a voltage n · v cd between both plates of the peaking capacitor 6.
A current i 2 flows through the laser discharge tube 7 due to the voltage n · v cd between the two electrode plates, causing laser oscillation. Main switch 8X
Turns off after the end of the first peak waveform when more than half of the oscillation cycle of the discharge current i 1 has passed, and the same effect as in Example 3 is obtained. In the fifth embodiment, since the voltage can be boosted by the pulse transformer 36, the voltage on the primary side can be kept low, and the main switch 8X and the main capacitor 4 can be controlled.
It is possible to use a component having a low withstand voltage. As a result, the reliability of the laser device can be significantly improved.

【0089】実施例6.図12はこの発明によるレーザ
装置の実施例6の構成を示す回路図である。図におい
て、37はその一次巻線がピーキングコンデンサ6に並
列に接続された回生用トランス、38は回生用トランス
37の一次巻線に直列に接続された可飽和リアクトル、
39は回生用トランス37の二次巻線に並列に接続され
た還流ダイオード、40は還流ダイオード39のカソー
ド側に接続された回生インダクタンス、41は回生イン
ダクタンス40に直列に接続された回生ダイオードであ
り、回生用トランス37、可飽和リアクトル38、還流
ダイオード37、回生インダクタンス40及び回生ダイ
オード41は、ピーキングコンデンサ6に充電された電
圧を高圧電源装置1に戻す回生回路を形成する。
Example 6. FIG. 12 is a circuit diagram showing the configuration of Embodiment 6 of the laser apparatus according to the present invention. In the figure, 37 is a regenerative transformer whose primary winding is connected in parallel with the peaking capacitor 6, 38 is a saturable reactor connected in series with the primary winding of the regenerative transformer 37,
39 is a freewheeling diode connected in parallel to the secondary winding of the regenerative transformer 37, 40 is a regenerative inductance connected to the cathode side of the freewheeling diode 39, and 41 is a regenerative diode connected in series to the regenerative inductance 40. The regenerative transformer 37, the saturable reactor 38, the freewheeling diode 37, the regenerative inductance 40, and the regenerative diode 41 form a regenerative circuit that returns the voltage charged in the peaking capacitor 6 to the high-voltage power supply device 1.

【0090】図13は図12の高圧電源装置1の詳細な
回路図である。図において、42は回生ダイオード41
のカソードに充電端子が接続された充電可能な充電用電
源、43は充電用電源42の正側に接続され、図示しな
い制御回路によりスイッチング動作をするスイッチング
用のトランジスタ、44はトランジスタ43のエミッタ
とアースとの間に接続された磁束リセット用の抵抗器、
45aはその一次巻線が抵抗器44に並列に接続され、
二次巻線の一端が充電用リアクトル2に接続されたステ
ップアップトランスである。
FIG. 13 is a detailed circuit diagram of the high voltage power supply device 1 of FIG. In the figure, 42 is a regenerative diode 41.
A charging power source having a charging terminal connected to its cathode, 43 is a switching transistor that is connected to the positive side of the charging power source 42 and performs a switching operation by a control circuit (not shown), and 44 is an emitter of the transistor 43. A resistor for magnetic flux reset connected between earth and
45a has its primary winding connected in parallel to the resistor 44,
The step-up transformer has one end of the secondary winding connected to the charging reactor 2.

【0091】次に動作について説明する。例えば図4に
示した実施例2においては、図5に示すように、ピーキ
ングコンデンサ6の両極板間の電圧vcpが反転して最大
値vcpx に達したあとは、長い時間をかけて放電して減
衰する。従って、ピーキングコンデンサ6の両極板間の
電圧vcpx は第1の充電用抵抗器5や第2の充電用抵抗
器32で消費されて、有効に利用されていない。実施例
6は、このようにこれまでに示した実施例で利用されて
いないピーキングコンデンサ6の電圧vcpx を再利用す
るものである。
Next, the operation will be described. For example, in the second embodiment shown in FIG. 4, as shown in FIG. 5, after the voltage v cp between the plates of the peaking capacitor 6 is inverted and reaches the maximum value v cpx , it is discharged for a long time. And then decay. Therefore, the voltage v cpx across the plates of the peaking capacitor 6 is consumed by the first charging resistor 5 and the second charging resistor 32 and is not effectively used. The sixth embodiment reuses the voltage v cpx of the peaking capacitor 6 which is not used in the above-described embodiments.

【0092】図12の実施例6では、可飽和リアクトル
38の非飽和時のインダクタンスは回生用トランス37
の励磁インダクタンスより十分に大きく選択されてい
る。まず、オフ機能を備えた主スイッチ8Xが導通する
と、レーザ放電管7にピーキングコンデンサ6の両極板
間に充電される負電圧が印加されるが、このとき可飽和
リアクトル38は磁束が非飽和の状態にあって大きなイ
ンダクタンスを示すため、回生用トランス37には電圧
がほとんど印加されない。従って、レーザ放電管7のレ
ーザ発振動作に影響は与えない。次に、オフ機能を備え
た主スイッチ8Xがオフして、ピーキングコンデンサ6
の両極板間の電圧が反転し、最大値vcpxに達する。こ
の後ピーキングコンデンサ6の両極板間に充電された電
荷は第1の充電用抵抗5を介して長い時間で放電される
から、可飽和リアクトル38にもピーキングコンデンサ
6の両極板間の電圧が長い時間印加され、可飽和リアク
トル38の磁束を飽和させる。可飽和リアクトル38が
飽和するとそのインダクタンスが小さくなるため、回生
用トランス37の一次巻線に電流が流れ始め、回生用ト
ランス37の2次側に電圧を発生させる。この回生用ト
ランス37の二次側に発生した電圧は回生インダクタン
ス40及び回生ダイオード41を介して、高圧電源装置
1に入力される。
In the sixth embodiment of FIG. 12, the inductance of the saturable reactor 38 in the non-saturated state is the regenerative transformer 37.
Is sufficiently larger than the excitation inductance of. First, when the main switch 8X having an off function is turned on, a negative voltage charged between the both plates of the peaking capacitor 6 is applied to the laser discharge tube 7, but at this time, the saturable reactor 38 has a magnetic flux that is unsaturated. Since a large inductance is exhibited in the state, almost no voltage is applied to the regeneration transformer 37. Therefore, it does not affect the laser oscillation operation of the laser discharge tube 7. Next, the main switch 8X having an off function is turned off, and the peaking capacitor 6
The voltage across the bipolar plates of V.sub.x is inverted and reaches the maximum value v.sub.cpx . After that, the electric charge charged between the both plates of the peaking capacitor 6 is discharged for a long time through the first charging resistor 5, so that the saturable reactor 38 also has a long voltage between the both plates of the peaking capacitor 6. It is applied for a time to saturate the magnetic flux of the saturable reactor 38. When the saturable reactor 38 is saturated, its inductance becomes small, so that a current starts to flow in the primary winding of the regenerative transformer 37 and a voltage is generated on the secondary side of the regenerative transformer 37. The voltage generated on the secondary side of the regenerative transformer 37 is input to the high-voltage power supply device 1 via the regenerative inductance 40 and the regenerative diode 41.

【0093】高圧電源装置1においては、トランジスタ
43がその制御回路からのパルスRK によりオンする
と、充電用電源42から出力される電圧がトランジスタ
43を介してステップアップトランス45aによって昇
圧され、充電用リアクトル2と充電用ダイオード3を介
して主コンデンサ4を充電する。ステップアップトラン
ス45の磁束は抵抗器44によりリセットされる。回生
用トランス37の2次側に発生した電圧により電流i0
が流れ、回生インダクタンス40と回生ダイオード41
を介して充電用電源42に入力される。
In the high-voltage power supply device 1, when the transistor 43 is turned on by the pulse R K from the control circuit thereof, the voltage output from the charging power supply 42 is boosted by the step-up transformer 45a via the transistor 43, and the voltage for charging is charged. The main capacitor 4 is charged via the reactor 2 and the charging diode 3. The magnetic flux of the step-up transformer 45 is reset by the resistor 44. The current i 0 is generated by the voltage generated on the secondary side of the regeneration transformer 37.
Flows, regenerative inductance 40 and regenerative diode 41
Is input to the charging power source 42 via.

【0094】以上の動作時の電圧及び電流の波形を示す
と、図14に示すように、ピーキングコンデンサ6の両
極板間の電圧が時刻t3 に最大電圧値vcpx に到達する
と、その後時間τsLだけ経過した時刻t4 に、可飽和リ
アクトル38が導通し、電流i0 が充電用電源42に流
れ込む。その結果、充電用電源42の電圧v0 は流入電
流i0 により上昇し、再び主コンデンサ4の充電用とし
て利用できる。なお、還流ダイオード39は回生インダ
クタンス40の還流時のバイパスとして用いる。また、
この実施例6では、回生方法として回生用トランス37
や可飽和リアクトル38等を用いたが、ピーキングコン
デンサ6に充電された電荷を高圧電源装置1に回生する
方式であればどのような方式を用いてもよい。さらに、
回生先をこの実施例6では高圧電源装置1にしたが、図
12の点線に示したように主コンデンサ4に直接回生し
てもよい。
When the voltage and current waveforms during the above operation are shown, as shown in FIG. 14, when the voltage between the bipolar plates of the peaking capacitor 6 reaches the maximum voltage value v cpx at time t 3 , after that, the time τ At time t 4 when only sL has elapsed, saturable reactor 38 becomes conductive and current i 0 flows into charging power supply 42. As a result, the voltage v 0 of the charging power supply 42 rises due to the inflow current i 0 and can be used again for charging the main capacitor 4. The return diode 39 is used as a bypass when the regenerative inductance 40 returns. Also,
In the sixth embodiment, the regeneration transformer 37 is used as the regeneration method.
Although the saturable reactor 38 and the like are used, any method may be used as long as the electric charge charged in the peaking capacitor 6 is regenerated in the high-voltage power supply device 1. further,
Although the high voltage power supply device 1 is used as the regeneration destination in the sixth embodiment, it may be directly regenerated to the main capacitor 4 as shown by the dotted line in FIG.

【0095】以上のように実施例6では、ピーキングコ
ンデンサ6に残留した電荷による電圧vcpx を高圧電源
装置1や主コンデンサ4に回生できるので、エネルギー
が有効に利用でき、レーザ装置の効率が大幅にアップす
る。
As described above, in the sixth embodiment, the voltage v cpx due to the electric charge remaining in the peaking capacitor 6 can be regenerated to the high voltage power supply device 1 and the main capacitor 4, so that the energy can be effectively used and the efficiency of the laser device can be greatly improved. Up to.

【0096】実施例7.図15はこの発明によるレーザ
装置の実施例7の構成を示す回路図である。図におい
て、45bは抑制用サイラトロン20の第二グリッド端
子G2 と補助回路22フィルタリアクトル24aの一端
との間にその二次巻線が挿入されたグリッドトランス、
46はレーザ装置の出力レベルに応じて抑制用サイラト
ロン20の導通タイミングを制御するタイミングコント
ローラ(タイミング制御装置)で、そのxt 端子は主ス
イッチ8のオン・オフの制御端子に接続され、yt 端子
はグリッドドランス45b一次巻線の一端に、zt 端子
はグリッドドランス45bの一次巻線の多端に接続され
ている。47はレーザ装置の出力レベルを検出するレー
ザパワーメータ(レーザ出力検出装置)で、その出力端
子はタイミングコントローラ46の入力端子に接続され
ている。
Example 7. FIG. 15 is a circuit diagram showing the configuration of a seventh embodiment of the laser device according to the present invention. In the figure, 45b is a grid transformer in which the secondary winding is inserted between the second grid terminal G 2 of the suppression thyratron 20 and one end of the auxiliary circuit 22 filter reactor 24a,
Reference numeral 46 is a timing controller (timing control device) for controlling the conduction timing of the suppression thyratron 20 according to the output level of the laser device, and its x t terminal is connected to the on / off control terminal of the main switch 8 and y t terminals at one end of the grid de-lance 45b primary winding, z t terminal is connected to other end of the primary winding of the grid de-lance 45b. Reference numeral 47 is a laser power meter (laser output detection device) for detecting the output level of the laser device, the output terminal of which is connected to the input terminal of the timing controller 46.

【0097】図17はタイミングコントローラ46の詳
細な構成を示す回路図であり、147はタイミングコン
トローラ46の動作の基準となるトリガ信号を発生する
基準トリガ発振器、48は基準トリガ発振器147の出
力端子がセット端子に接続されリセット端子が比較器5
0の出力端子に接続されたフリップフロップ回路、49
はフリップフロップ回路48のQ出力端子に入力端子が
接続され、比較器50からの出力信号で積分値をリセッ
トされるように構成された積分器、50は積分器49の
出力端子が一方の入力端子に接続された比較器でその出
力端子はフリップフロップ回路48のリセット端子及び
積分器49のリセット端子に接続されている。51は減
算される側の入力端子にレーザパワーメータ47の出力
端子が接続され、減算する側の端子に予め設定した目標
値のレーザパワーの値ILRに対応する電圧値が印加され
る減算器で、その出力端子は比較器50の他方の入力端
子に接続されている。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the timing controller 46. Reference numeral 147 is a reference trigger oscillator for generating a trigger signal which serves as a reference for the operation of the timing controller 46, and 48 is an output terminal of the reference trigger oscillator 147. Comparator 5 connected to the set terminal and the reset terminal
A flip-flop circuit connected to the output terminal of 0, 49
Is an integrator whose input terminal is connected to the Q output terminal of the flip-flop circuit 48 and whose integrated value is reset by the output signal from the comparator 50. The output terminal of the comparator connected to the terminal is connected to the reset terminal of the flip-flop circuit 48 and the reset terminal of the integrator 49. Reference numeral 51 is a subtracter in which the output terminal of the laser power meter 47 is connected to the input terminal on the side to be subtracted, and a voltage value corresponding to the preset target value laser power value I LR is applied to the terminal on the side to be subtracted. Then, its output terminal is connected to the other input terminal of the comparator 50.

【0098】次に動作について説明する。図16は主ス
イッチ8が導通してから抑制用サイラトロン20が導通
するまでの時間τo とこの実施例のレーザ出力レベルと
の関係を示すグラフである。時間τo が小さくなると後
続電流がより抑制されレーザ出力が増加する。しかし、
必要以上にτo が小さくなると主コンデンサ4から流れ
出る電流i1 の第一のピークを形成している電流まで制
限してしまい、レーザ放電管7に流れる電流i2 のうち
レーザ発振以前のものまで低下させてしまう。従って、
レーザ出力レベルは特定のタイミング遅れの時刻τx
最大値を示す特性となる。レーザ装置のこのような出力
特性を利用すれば、レーザ出力レベルの制御を主スイッ
チ8と抑制用サイラトロン20との動作の遅れ時間τo
によって行うことができる。この実施例は、抑制用サイ
ラトロン20の導通タイミングを変化させることによ
り、レーザ出力レベルの制御を行ったものである。ここ
では、動作点として図16の時刻τx より時間τo が大
きい点を利用した場合を説明している。図18はこの実
施例のタイムチャートを示したものである。図17にお
いて、基準トリガ発振器147から繰り返し出力される
信号は、図15の主スイッチ8をオンさせるとともに、
フリップフロップ回路48のセット入力端子に入力さ
れ、フリップフリップ回路48のQ出力レベルをハイと
する。積分器49はこのQ出力レベルを積分して出力す
るので、基準トリガ発振器147の出力電圧vtb、積分
器49の出力電圧vs は図18のようになる。出力電圧
s は比較器50によって減算器51からの出力電圧v
cal と比較され、電圧vs の方が大きくなれば比較器5
0の出力が1となりフリップフロップ回路48及び積分
器49の積分電圧をリセットする。また、比較器50の
出力はグリッドドランス45bを介して抑制用サイラト
ロン20の第二グリッド端子に伝達され、抑制用サイラ
トロン20が導通する。従って、抑制用サイラトロン2
0の導通タイミングである、図18中の時間τo は電圧
cal の大きさに依存することになる。例えば、レーザ
パワーメータ47からの入力が小さくなれば電圧vcal
は小さくなり、時間τo は小さくなる。時刻τx よりも
大きい動作域でレーザ装置を利用した場合、時間τo
小さくなればレーザ出力レベルが増加するため減少した
レーザ出力レベルを補償し、レーザ出力レベルを安定化
できることになる。また、レーザパワーメータ47から
のタイミングコントローラ46への入力が大きくなれば
電圧vcal は大きくなり、時間τo も大きくなる。従っ
て、レーザ出力レベルは減少し、レーザ出力が安定化さ
れる。なお、この実施例では、動作領域を時刻τxより
も大きい時点で説明したが、時刻τx よりも小さい時点
で行っても、時間τo の増減が反対になる点を除いて同
様である。さらに、この実施例では抑制用サイラトロン
20をオンさせるタイミングを制御するためにグリッド
トランス45bを用いたが、実施例1に示したように、
補助回路22内のリザーバ電圧を変化させ、自動的に導
通させても同等の効果をもたらす。
Next, the operation will be described. FIG. 16 is a graph showing the relationship between the time τ o from the time when the main switch 8 is turned on to the time when the suppression thyratron 20 is turned on and the laser output level of this embodiment. When the time τ o becomes smaller, the subsequent current is further suppressed and the laser output increases. But,
If τ o becomes smaller than necessary, the current i 1 flowing out from the main capacitor 4 will be limited to the current forming the first peak, and the current i 2 flowing in the laser discharge tube 7 up to that before laser oscillation will be limited. Will lower it. Therefore,
The laser output level has a characteristic that it exhibits a maximum value at time τ x with a specific timing delay. If such output characteristics of the laser device are utilized, the delay time τ o between the operation of the main switch 8 and the suppression thyratron 20 for controlling the laser output level is controlled.
Can be done by In this embodiment, the laser output level is controlled by changing the conduction timing of the suppressing thyratron 20. Here, the case where the point where the time τ o is larger than the time τ x in FIG. 16 is used as the operating point is described. FIG. 18 shows a time chart of this embodiment. In FIG. 17, the signal repeatedly output from the reference trigger oscillator 147 turns on the main switch 8 of FIG.
It is input to the set input terminal of the flip-flop circuit 48, and the Q output level of the flip-flop circuit 48 is made high. Since the integrator 49 outputs by integrating the Q output level, the output voltage v tb the reference trigger oscillator 147, the output voltage v s of the integrator 49 is as shown in Figure 18. The output voltage v s is the output voltage v s from the subtractor 51 by the comparator 50.
If it is compared with cal and the voltage v s becomes larger, the comparator 5
The output of 0 becomes 1 and the integrated voltages of the flip-flop circuit 48 and the integrator 49 are reset. Further, the output of the comparator 50 is transmitted to the second grid terminal of the suppressing thyratron 20 via the grid drain 45b, and the suppressing thyratron 20 becomes conductive. Therefore, the suppression thyratron 2
The time τ o in FIG. 18, which is the conduction timing of 0, depends on the magnitude of the voltage v cal . For example, if the input from the laser power meter 47 becomes small, the voltage v cal
Becomes smaller and the time τ o becomes smaller. When the laser device is used in the operating range larger than the time τ x, the laser output level increases as the time τ o decreases, so that the decreased laser output level can be compensated and the laser output level can be stabilized. Further, if the input from the laser power meter 47 to the timing controller 46 is increased, the voltage v cal is increased and the time τ o is also increased. Therefore, the laser output level is reduced and the laser output is stabilized. In this embodiment describes the operating region at a greater time than the time tau x, be carried out in less time than the time tau x, it is the same except that the increase or decrease of the time tau o is reversed . Further, in this embodiment, the grid transformer 45b is used to control the timing of turning on the suppression thyratron 20, but as shown in the first embodiment,
Even if the reservoir voltage in the auxiliary circuit 22 is changed and the auxiliary circuit 22 is automatically turned on, the same effect can be obtained.

【0099】以上のように、この発明によるレーザ装置
の実施例7ではレーザ出力の増減に合わせて、抑制用サ
イラトロン20の動作タイミングを変化させるため、結
果的にレーザ出力を安定化することができる。
As described above, in the seventh embodiment of the laser apparatus according to the present invention, the operation timing of the suppressing thyratron 20 is changed according to the increase or decrease of the laser output, so that the laser output can be stabilized as a result. .

【0100】実施例8.図19はこの発明によるレーザ
装置の実施例8の構成を示す回路図である。前述の実施
例7においては、レーザ出力を安定化するために、レー
ザ出力の増減に合わせて、抑制用サイラトロン20の導
通タイミングを変化させた。しかし、抑制用サイラトロ
ン20の導通タイミングを変化させると、後続電流がな
くなることによって、結果的にレーザ放電管7への投入
電力も減ってしまう。レーザ放電管7への投入電力が減
ると、例えば図36の放電内管17の温度が低下し、こ
れにより銅粒19の温度が低下し、放電内管17内の銅
蒸気密度が低下してしまう。その結果、レーザ出力が低
下してしまう虞れがある。これを防止するためには、後
続電流を抑制したことによって、レーザ放電管7への投
入電力が減った分を新たに補償してやればよい。この実
施例8はこの点を実現したものである。
Example 8. FIG. 19 is a circuit diagram showing the structure of an eighth embodiment of the laser device according to the present invention. In the above-described seventh embodiment, in order to stabilize the laser output, the conduction timing of the suppression thyratron 20 is changed according to the increase or decrease of the laser output. However, if the conduction timing of the suppressing thyratron 20 is changed, the subsequent current is eliminated, and as a result, the input power to the laser discharge tube 7 is also reduced. When the input power to the laser discharge tube 7 is reduced, for example, the temperature of the discharge inner tube 17 in FIG. 36 is lowered, which lowers the temperature of the copper grains 19 and the copper vapor density in the discharge inner tube 17 is lowered. I will end up. As a result, the laser output may decrease. In order to prevent this, by suppressing the subsequent current, it is only necessary to newly compensate for the decrease in the power supplied to the laser discharge tube 7. The eighth embodiment realizes this point.

【0101】図19において、52は一端がフリップフ
ロップ回路48のQ出力端子に接続された積分抵抗器、
53は積分抵抗器52の他端に一方の極板が接続された
積分コンデンサ、54は積分抵抗器52と積分コンデン
サ53の接続点に一方の入力端子が接続された加算器
で、加算器54の他方の入力端子には基準となる目標電
圧VHVR が印加され、その出力端子は、高圧電源42a
の正側の端子にコレクタが接続されエミッタが充電用リ
アクトル2に接続されたトランジスタ43aのベース端
子に接続されている。加算器54とトランジスタ43a
と高圧電源42aとは高圧電源装置1を構成している。
また、積分抵抗器52、積分コンデンサ53、加算器5
4及びトランジスタ43aは高圧電源装置1の出力電圧
を制御する電圧制御装置を構成する。
In FIG. 19, 52 is an integrating resistor having one end connected to the Q output terminal of the flip-flop circuit 48,
Reference numeral 53 is an integrating capacitor having one electrode plate connected to the other end of the integrating resistor 52, and 54 is an adder having one input terminal connected to the connection point of the integrating resistor 52 and the integrating capacitor 53. The target voltage V HVR serving as a reference is applied to the other input terminal of the high voltage power supply 42a.
The collector is connected to the positive side terminal of and the emitter is connected to the base terminal of the transistor 43a connected to the charging reactor 2. Adder 54 and transistor 43a
And the high-voltage power supply 42 a constitute the high-voltage power supply device 1.
In addition, the integration resistor 52, the integration capacitor 53, the adder 5
4 and the transistor 43a constitute a voltage control device that controls the output voltage of the high voltage power supply device 1.

【0102】次に動作について説明する。タイミングコ
ントローラ46のフリップフロップ回路48のQ出力端
子からは、実施例7で説明したように、時間τo だけハ
イ(論理レベル1)である信号が出力される。図19に
おいて、積分抵抗器52と積分コンデンサ53はフリッ
プフロップ回路48からの出力を平均化する。その結
果、加算器54のマイナス入力端子には、時間τo に比
例した直流電圧Vτo が入力される。加算器54によっ
て電圧Vτo とプラス側の入力端子に印加される目標電
圧値VHvr とが演算され、トランジスタ43aのベース
端子に印加される。これにより高圧電源装置1の出力端
子には加算器54の出力電圧VτH に比例した電圧が発
生することになる。例えば、時間τo が小さくなれば後
続電流がより多く抑制され、投入電力も少なくなる。そ
のとき、加算器54のマイナス入力端子電圧Vτo は低
下し、加算器54の出力電圧VτH は増加する。従っ
て、高圧電源装置1の出力電圧は増大して、主コンデン
サ4の充電電圧が増加し、結果的に後続電流によって減
った投入電力を補償することができる。
Next, the operation will be described. From the Q output terminal of the flip-flop circuit 48 of the timing controller 46, as described in the seventh embodiment, a signal that is high (logical level 1) for the time τ o is output. In FIG. 19, the integrating resistor 52 and the integrating capacitor 53 average the output from the flip-flop circuit 48. As a result, the DC voltage Vτ o proportional to the time τ o is input to the minus input terminal of the adder 54. The voltage Vτ o and the target voltage value V Hvr applied to the plus side input terminal are calculated by the adder 54 and applied to the base terminal of the transistor 43a. As a result, a voltage proportional to the output voltage Vτ H of the adder 54 is generated at the output terminal of the high voltage power supply device 1. For example, when the time τ o is small, the subsequent current is suppressed more and the input power is also reduced. At that time, the negative input terminal voltage Vτ o of the adder 54 decreases and the output voltage Vτ H of the adder 54 increases. Therefore, the output voltage of the high-voltage power supply device 1 increases, the charging voltage of the main capacitor 4 increases, and as a result, the input power reduced by the subsequent current can be compensated.

【0103】以上のように、この実施例8によれば抑制
用サイラトロン20の導通タイミングをレーザ装置の出
力レベルによって変化させ、レーザ出力レベルの安定化
を図ると共に、後続電流が抑制されたことによって減っ
たレーザ放電管7への投入電力を補償するために、時間
τo によって高圧電源装置1の出力を変化させた。その
結果、よりレーザ出力の安定化が図れた。
As described above, according to the eighth embodiment, the conduction timing of the suppressing thyratron 20 is changed according to the output level of the laser device to stabilize the laser output level and the subsequent current is suppressed. The output of the high-voltage power supply device 1 was changed with time τ o in order to compensate for the reduced power input to the laser discharge tube 7. As a result, the laser output was more stabilized.

【0104】実施例9.図20はこの発明によるレーザ
装置の実施例9の構成を示す回路図である。この実施例
9は、主スイッチ8Xによって後続電流を抑制する実施
例3から実施例5におけるレーザ出力レベルの安定化、
投入電力の補償を図ったものである。この実施例9のタ
イミングコントローラ46においては、フリップフロッ
プ回路48の出力信号を主スイッチ8Xの制御信号とし
て利用する。
Example 9. FIG. 20 is a circuit diagram showing the configuration of Embodiment 9 of the laser apparatus according to the present invention. The ninth embodiment is to stabilize the laser output level in the third to fifth embodiments in which the subsequent current is suppressed by the main switch 8X.
This is to compensate the input power. In the timing controller 46 of the ninth embodiment, the output signal of the flip-flop circuit 48 is used as the control signal for the main switch 8X.

【0105】次に動作について説明する。フリップフロ
ップ回路48の出力信号の論理レベル1である時間τo
は、実施例7において説明したように、レーザ装置の出
力レベルが増大すれば増大し、出力レベルが減少すれば
減少する。従って、主スイッチ8Xは時間τo だけ導通
するので、レーザ装置の出力レベルが小さくなればより
速くオフし、レーザ装置の出力レベルが大きくなればよ
り遅くオフする。この点を図21を参照しながら説明す
ると、レーザ装置の出力レベルが小さくなれば、時間τ
o が短くなり(図中「τo =小」と表記)、図の破線で
示すように、後続電流がより多く抑制され、レーザ出力
が増加する。また、レーザ装置の出力レベルが大きくな
れば時間τo が長くなり(図中「τo =中」と表記)、
図の実線で示すように、後続電流が増大し、レーザ出力
が低下する。さらにレーザ装置の出力レベルが増大する
と、時間τo がさらに長くなり(図中「τo =大」と表
記)、図の一点鎖線で示すように、後続電流がさらに増
大し、レーザ装置の出力がさらに低下する。従って、レ
ーザ出力の安定化が図れる。この実施例9では、実施例
8で説明した、後続電流抑制によって減った電力を高圧
電源装置1の電圧を増加することで補償することも行い
るが、その動作については説明を省略する。
Next, the operation will be described. Time τ o at which the output signal of the flip-flop circuit 48 is at the logic level 1
As described in the seventh embodiment, increases as the output level of the laser device increases, and decreases as the output level decreases. Therefore, since the main switch 8X is turned on for the time τ o , the main switch 8X turns off faster when the output level of the laser device decreases, and turns off later when the output level of the laser device increases. This point will be described with reference to FIG. 21. If the output level of the laser device decreases, the time τ
o becomes shorter (indicated as “τ o = small” in the figure), the subsequent current is more suppressed and the laser output increases, as indicated by the broken line in the figure. Also, as the output level of the laser device increases, the time τ o becomes longer (“τ o = middle” in the figure),
As indicated by the solid line in the figure, the subsequent current increases and the laser output decreases. When the output level of the laser device further increases, the time τ o becomes longer (indicated as “τ o = large” in the figure), the subsequent current further increases as shown by the dashed line in the figure, and the output of the laser device increases. Is further reduced. Therefore, the laser output can be stabilized. In the ninth embodiment, the electric power reduced by the subsequent current suppression described in the eighth embodiment is also compensated by increasing the voltage of the high voltage power supply device 1, but the description of the operation is omitted.

【0106】以上のように、この実施例によれば、実施
例7,8にて得られたのと同等の効果が得られると共
に、抑制用サイラトロン20が不要であるので、低コス
トで小型の安定したレーザ装置が得られる。
As described above, according to this embodiment, the same effect as that obtained in the seventh and eighth embodiments can be obtained, and since the suppressing thyratron 20 is unnecessary, the cost and the size can be reduced. A stable laser device can be obtained.

【0107】実施例10.図22はこの発明によるレー
ザ装置の実施例10の構成を示す回路図である。図にお
いて、55は追加パルス用トランス56の二次巻線とレ
ーザ放電管7との間に接続され、レーザ放電管7に逆方
向の電流が流れるのを阻止するブロックダイオード、5
6はその二次巻線がレーザ放電管7の両端子間に接続さ
れ、レーザ放電管7に追加パルスを供給する追加パルス
用トランス、(パルス信号印加回路)57は追加パルス
用トランス56の一次巻線の一端に接続され、追加パル
ス用トランス56に追加パルスを伝達する追加パルス用
リアクトル、(パルス信号印加回路)58は追加パルス
用リアクトル57の一端に一方の接点が接続され、他方
の接点が追加パルス用コンデンサ59の一方の電極に接
続され、追加パルスを追加パルス用リアクトル57に供
給する追加パルス用スイッチ、(パルス信号発生装置)
59は一方の電極が追加パルス用スイッチ58の一方の
接点に接続され、他方の電極が接地された、追加用パル
ス電圧を充電する追加パルス用コンデンサ、(パルス信
号信号発生装置)60は入力端子が基準発振器61の出
力端子に接続され、出力端子が追加パルス用スイッチ5
8の動作制御端子に接続され、基準発振器61のトリガ
パルスを所定の時間遅延させるトリガ遅延回路、(パル
ス信号発生装置)61は出力端子がトリガ遅延回路60
の入力端子及び主スイッチ8Xの動作制御端子に接続さ
れ、主スイッチ8Xを導通させた後主コンデンサ4の放
電電流i1 の振動周期の半分以上を経過した後に主スイ
ッチ8Xをオフさせるトリガパルスを発生する基準発振
器、62は一方の入力端子にレーザ装置の基準出力レベ
ルに対応した基準電圧値ILRが印加され、他方の入力端
子にレーザパワーメータ47の出力電圧IL が印加さ
れ、レーザ装置のレーザ出力レベルに対応する出力電圧
L と基準電圧値ILRとの差の電圧を出力する追加パル
ス制御用加算器、(レベル制御装置)63は正側の出力
端子が制御トランジスタ64のコレクタ端子に接続さ
れ、負側の端子が設置され、制御トランジスタ64に正
の定電圧を供給するDC電源、(レベル制御装置)64
はベース端子が(追加パルス制御用)加算器62の出力
端子に接続され、エミッタ端子が追加パルス用コンデン
サ59の正電極に接続され、レーザ装置のレーザ出力レ
ベル変動に応じてインピーダンスが変化する制御トラン
ジスタである(レベル制御装置)。
Example 10. 22 is a circuit diagram showing the configuration of a tenth embodiment of the laser apparatus according to the present invention. In the figure, 55 is a block diode which is connected between the secondary winding of the transformer 56 for additional pulse and the laser discharge tube 7 and blocks a reverse current from flowing through the laser discharge tube 7.
6 is a transformer for an additional pulse, whose secondary winding is connected between both terminals of the laser discharge tube 7 and supplies an additional pulse to the laser discharge tube 7, and (pulse signal application circuit) 57 is a primary of the transformer 56 for the additional pulse. An additional pulse reactor, which is connected to one end of the winding and transmits the additional pulse to the additional pulse transformer 56, (pulse signal application circuit) 58 has one contact connected to one end of the additional pulse reactor 57 and the other contact. Is connected to one electrode of the additional pulse capacitor 59 and supplies the additional pulse to the additional pulse reactor 57 (pulse signal generator).
Reference numeral 59 denotes an additional pulse capacitor, one electrode of which is connected to one contact of the additional pulse switch 58 and the other electrode of which is grounded, for charging the additional pulse voltage, and (pulse signal signal generator) 60 is an input terminal. Is connected to the output terminal of the reference oscillator 61, and the output terminal is an additional pulse switch 5
8 is a trigger delay circuit connected to the operation control terminal 8 for delaying the trigger pulse of the reference oscillator 61 for a predetermined time. The output terminal of the (pulse signal generator) 61 is the trigger delay circuit 60.
Is connected to the input terminal and an operation control terminal of the main switch 8X, a trigger pulse to turn OFF the main switch 8X after a lapse of more than half of the oscillation period of the discharge current i 1 of the main capacitor 4 After conducting the main switch 8X The reference oscillator 62 to be generated has a reference voltage value I LR corresponding to the reference output level of the laser device applied to one input terminal thereof, and an output voltage I L of the laser power meter 47 applied to the other input terminal thereof. Additional pulse control adder that outputs a voltage that is the difference between the output voltage I L corresponding to the laser output level and the reference voltage value I LR . (Level control device) 63 has a positive output terminal as the collector of the control transistor 64. A DC power source, which is connected to the terminal and has a negative terminal installed, which supplies a positive constant voltage to the control transistor 64, (level control device) 64
The base terminal is connected to the output terminal of the adder 62 (for additional pulse control), the emitter terminal is connected to the positive electrode of the additional pulse capacitor 59, and the impedance changes according to the laser output level fluctuation of the laser device. It is a transistor (level control device).

【0108】次に動作について説明する。DC電源63
と制御トランジスタ64によって追加パルス用コンデン
サ59に電荷を充電し極板間に電圧を発生させる。基準
発振器61から主スイッチ8Xを導通させた後所定の時
間後オフさせるトリガパルスが発生されると、トリガ遅
延回路60により該トリガパルスが所定の時間τTXだけ
遅延され、追加パルス用スイッチ58に印加され、追加
パルス用スイッチ58が導通する。これにより、そのと
きまでに追加パルス用コンデンサ59に充電された電荷
が電流iadとして追加パルス用リアクトル57を介して
追加パルス用トランス56の一次巻線に流れる。追加パ
ルス用トランス56の一次巻線にこの電流iadにより発
生した誘導電圧は追加パルス用トランス56で昇圧され
二次巻線に誘導電圧を生じ、これによる電流がブロック
ダイオード55により整流され、レーザ放電管7に流れ
る。結局、レーザ放電管7には図23に示したように、
主スイッチ8Xによって供給されたパルスP1 状の放電
電流i1 と該放電電流i1より時間τTXだけ遅延して、
追加パルス用スイッチ58によって制御されたパルスP
2 状の電流iadとが供給される。このように、主パルス
電流P1 の周期の途中に緩やかなパルス電流P2 を印加
すれば、レーザ出力が変化することは一般的に知られて
いる。パルス電流P2 のピーク値を増加させていくと、
このパルス電流P2 によって、レーザ放電管7の放電内
管17内が予備的に電離され、主パルス電流P1 を印加
した時にレーザ装置のレーザ出力レベルが高くなる。し
かし、パルス電流P2 のピーク値が、レーザ装置のレー
ザ出力レベルが最大となる、図24に示す、値Px より
も大きくなると、レーザ下位準位粒子数が増加させる電
子がパルス電流P2 によって容易に発生するため、レー
ザ出力レベルが図24のごとく低下する。このようにレ
ーザ装置はパルス電流P2 に対してレーザ出力レベルが
変化する特性を持つため、パルス電流P2 のピーク値で
レーザ出力を制御することができる。
Next, the operation will be described. DC power 63
The control transistor 64 charges the additional pulse capacitor 59 with electric charge to generate a voltage between the electrode plates. When a trigger pulse is generated from the reference oscillator 61 to turn off the main switch 8X for a predetermined time after the main switch 8X is turned on, the trigger delay circuit 60 delays the trigger pulse for a predetermined time τ TX , and the additional pulse switch 58 receives the trigger pulse. When applied, the additional pulse switch 58 becomes conductive. As a result, the electric charge charged in the additional pulse capacitor 59 by that time flows through the additional pulse reactor 57 to the primary winding of the additional pulse transformer 56 as the current i ad . The induced voltage generated by the current i ad in the primary winding of the additional pulse transformer 56 is boosted by the additional pulse transformer 56 to generate an induced voltage in the secondary winding. The resulting current is rectified by the block diode 55 and the laser It flows into the discharge tube 7. After all, as shown in FIG. 23, in the laser discharge tube 7,
And delayed by a time tau TX than the discharge current i 1 and the discharge current i 1 of the pulse P 1 form supplied by the main switch 8X,
Pulse P controlled by additional pulse switch 58
A two- shaped current i ad is supplied. As described above, it is generally known that the laser output changes when the gentle pulse current P 2 is applied in the middle of the cycle of the main pulse current P 1 . When the peak value of the pulse current P 2 is increased,
The pulse current P 2 preliminarily ionizes the inside of the discharge inner tube 17 of the laser discharge tube 7, and when the main pulse current P 1 is applied, the laser output level of the laser device becomes high. However, when the peak value of the pulse current P 2 becomes larger than the value P x shown in FIG. 24 at which the laser output level of the laser device becomes maximum, the electrons that increase the number of laser lower level particles are pulse current P 2 The laser output level drops as shown in FIG. 24. The laser apparatus as in order to have a characteristic that the laser output level is changed with respect to the pulse current P 2, it is possible to control the laser output at the peak value of the pulse current P 2.

【0109】レーザパワーメータ47により検出された
レーザ出力レベルに対応する出力電圧IL とレーザパワ
ーの目標値である基準電圧値ILRを追加パルス制御用加
算器62により比較演算して、その差の出力を制御トラ
ンジスタ64のベースに入力する。これにより制御トラ
ンジスタ64のインピーダンスが変化し、DC電源63
から追加パルス用コンデンサ59へ流入する電流値が変
化する。従って、レーザ出力レベルの変動に対応してパ
ルス電流P2 のピーク値が変動し、これによりレーザ装
置のレーザ出力レベルが一定のレベルに制御される。図
22に示した第十の実施例は、動作点として図24の値
x よりも左側の点を選択している。すなわち、レーザ
出力レベルに対応した電圧値IL が小さくなれば、制御
トランジスタ64の出力電圧は大きくなり、パルス電流
2 のピーク値は増加する。その結果レーザ出力レベル
は増加する。逆に、電圧値IL が小さくなれば制御トラ
ンジスタ64の出力電圧が小さくなり、パルス電流P2
のピーク値が減少してレーザ出力レベルは減少する。こ
れにより安定したレーザ出力レベルが得られる。
The output voltage I L corresponding to the laser output level detected by the laser power meter 47 and the reference voltage value I LR which is the target value of the laser power are compared and calculated by the adder 62 for additional pulse control, and the difference between them is calculated. Is output to the base of the control transistor 64. As a result, the impedance of the control transistor 64 changes, and the DC power source 63
Changes the value of the current flowing into the additional pulse capacitor 59 from. Therefore, the peak value of the pulse current P 2 fluctuates in accordance with the fluctuation of the laser output level, and thereby the laser output level of the laser device is controlled to a constant level. In the tenth embodiment shown in FIG. 22, a point on the left side of the value P x in FIG. 24 is selected as the operating point. That is, when the voltage value I L corresponding to the laser output level decreases, the output voltage of the control transistor 64 increases and the peak value of the pulse current P 2 increases. As a result, the laser power level increases. On the contrary, when the voltage value I L becomes smaller, the output voltage of the control transistor 64 becomes smaller and the pulse current P 2
And the laser output level decreases. As a result, a stable laser output level can be obtained.

【0110】なお、本実施例では図24の特性の値Px
より左側の点を動作点としたが、値Px より右側に動作
点を選定しても同等の効果をもたらす(電圧の増減が反
対になる)。
In this embodiment, the characteristic value P x of FIG. 24 is set.
Although the point on the left side is the operating point, selecting the operating point on the right side of the value P x has the same effect (the increase and decrease of the voltage is opposite).

【0111】実施例11.図25はこの発明によるレー
ザ放電管の実施例11の構成を示す断面図である。この
実施例は、先に説明した従来のレーザ放電管の温度分布
の問題点を解消するものである。図において、12は放
電内管17内にパルス放電を発生させるための電圧を印
加する一対の電極の中の陰極、13は陰極12と一対の
電極として、対向して設けられた陽極、14は陽極13
に接して設けられた、レーザ放電管7の外側面を保護す
る導電性の外筒、15はレーザ放電管の両端面に設けら
れた、レーザ光を外部に射出する窓、16は外筒14の
内部に設けられた、熱を外部に放熱させないための断熱
材、17は断熱材16のさらに内部に設けられ、銅粒1
9を収容しその内部でレーザ発振を生ぜさせる放電内
管、18は陰極12と外筒14との間に間挿され、陰極
12と外筒14とを電気的に絶縁する絶縁ブレーカ、1
9はレーザ発振を生成するための銅粒(金属粒)、66
は加熱源としてレーザ放電管内に突設した陰極12及び
陽極13の突縁部の周囲に配置され電気ヒータである。
Example 11. FIG. 25 is a sectional view showing the structure of Embodiment 11 of the laser discharge tube according to the present invention. This embodiment solves the problem of the temperature distribution of the conventional laser discharge tube described above. In the figure, 12 is a cathode in a pair of electrodes for applying a voltage for generating a pulse discharge in the discharge inner tube 17, 13 is a pair of electrodes with the cathode 12, and an anode provided oppositely, 14 is Anode 13
A conductive outer cylinder that is provided in contact with the outer surface of the laser discharge tube 7 to protect the outer surface of the laser discharge tube 7, a window provided on both end surfaces of the laser discharge tube for emitting laser light to the outside, and 16 an outer cylinder 14 The heat insulating material 17 provided inside the heat insulating material for preventing heat from radiating to the outside, 17 is further provided inside the heat insulating material 16, and the copper grain 1
A discharge inner tube for accommodating 9 and causing laser oscillation therein, 18 is an insulating breaker interposed between the cathode 12 and the outer cylinder 14 to electrically insulate the cathode 12 and the outer cylinder 14,
Reference numeral 9 denotes copper particles (metal particles) for generating laser oscillation, 66
Is an electric heater which is arranged around the projecting edges of the cathode 12 and the anode 13 projecting in the laser discharge tube as a heating source.

【0112】次に動作について説明する。図26は図2
5に示したレーザ放電管の放電内管17内の軸方向の温
度分布の一例を示すグラフである。本来、従来型のレー
ザ放電管の内部温度分布が図26の実線のグラフに示す
ように放電内管17の端部が中央部分に比べて温度が低
下するのは、前述したように、輻射熱によって、窓15
を通って、放電内管17の端部の熱が逃げるからであ
る。従って、輻射熱として逃げる分を別の形態で放電内
管17の端部に補償してやれば、ほぼ中央部分と同じ温
度が得られることになる。この実施例11では補償用の
熱源として、放電内管17のすぐ近くである陰極12お
よび陽極13のレーザ放電管内7に突設した突縁部の周
囲に電気ヒータ66を配置させている。その結果、図2
6の点線に示したグラフのように、従来アクティブ長と
して確保できなかった長さx1 やx2 の部分が高温とな
り、温度分布がほぼ平坦となることにより、長さx1
部分及び長さx2 の部分もアクティブ長として利用でき
る。よって、レーザ出力が大幅に増加することになる。
Next, the operation will be described. 26 is shown in FIG.
6 is a graph showing an example of an axial temperature distribution in the discharge inner tube 17 of the laser discharge tube shown in FIG. Originally, as shown in the solid line graph of FIG. 26 in the internal temperature distribution of the conventional laser discharge tube, the temperature of the end portion of the discharge inner tube 17 becomes lower than that of the central portion, as described above, due to the radiant heat. , Window 15
This is because the heat at the end portion of the discharge inner tube 17 escapes through this. Therefore, if the end portion of the discharge inner tube 17 is compensated for the amount that escapes as radiant heat in another form, the same temperature as in the central portion can be obtained. In this eleventh embodiment, as a heat source for compensation, an electric heater 66 is arranged around the projecting edges of the cathode 12 and the anode 13, which are located in the immediate vicinity of the discharge inner tube 17, in the laser discharge tube interior 7. As a result,
As shown by the dotted line in Fig. 6, the length x 1 and x 2 portions that could not be secured as active lengths in the past become hot, and the temperature distribution becomes almost flat, so the length x 1 portion and the length The length x 2 portion can also be used as the active length. Therefore, the laser output is significantly increased.

【0113】図27は電極周囲の詳細な構成の1例を示
した図である。図において、12aは陰極の一部で、陰
極12aの周囲には電気ヒータ66が配置されている。
67は窓15の窓フランジ111に取り付けられた導入
端子、68a、68bは一端がリード線72に接続さ
れ、他端がそれぞれヒータ電源70の陽極と陰極に接続
されたフィルタリアクトル、69a、69bは一端がそ
れぞれヒータ電源70の陽極と陰極に接続され、他端が
接地されたヒータ用フィルタコンデンサ、70はヒータ
電源、72は電気ヒータ66へ電流を供給するリード線
で、リード線72の一方は陰極12aに接続され(結局
は窓フランジ111の電位と同じになるため外部へは窓
フランジ111から電気的接続を行う)、もう一方は導
入端子67を介して外部に取り出される。導入端子67
および窓フランジ111から取り出された2本のリード
はフィルタリアクトル68a、68bとヒータ用フィル
タコンデンサ69a、69bを介して、ヒータ電源70
に接続されている。
FIG. 27 is a diagram showing an example of a detailed structure around the electrodes. In the figure, 12a is a part of the cathode, and an electric heater 66 is arranged around the cathode 12a.
67 is an introduction terminal attached to the window flange 111 of the window 15; 68a, 68b are filter reactors, one end of which is connected to the lead wire 72 and the other end of which is connected to the anode and cathode of the heater power source 70, and 69a and 69b. A heater filter capacitor having one end connected to the anode and cathode of the heater power supply 70 and the other end grounded, 70 is a heater power supply, 72 is a lead wire for supplying a current to the electric heater 66, and one of the lead wires 72 is It is connected to the cathode 12 a (eventually, the potential is the same as that of the window flange 111, so the outside is electrically connected from the window flange 111), and the other is taken out through the introduction terminal 67 to the outside. Introducing terminal 67
The two leads taken out from the window flange 111 are connected to the heater power source 70 via the filter reactors 68a and 68b and the heater filter capacitors 69a and 69b.
It is connected to the.

【0114】次に動作について説明する。ヒータ電源7
0の電圧を変化させると、電気ヒータ66での発熱を制
御できるため、放電内管17の端部を希望する温度に容
易に設定できる。電源電圧に重畳する雑音成分はフィル
タリアクトル68a、68b及びヒータ用フィルタコン
デンサ69a、69bにより除去される。
Next, the operation will be described. Heater power supply 7
When the voltage of 0 is changed, the heat generation in the electric heater 66 can be controlled, so that the end portion of the inner discharge tube 17 can be easily set to a desired temperature. Noise components superimposed on the power supply voltage are removed by the filter reactors 68a and 68b and the heater filter capacitors 69a and 69b.

【0115】図28は加熱源の他の構成例を示す図であ
る。この変形例は、加熱源として気体放電を利用したも
のである。図において、71は陰極12aの周辺に設け
られ、陰極12aとの間に気体放電を発生させ、陰極1
2a自体を加熱する加熱用電極である。
FIG. 28 is a diagram showing another structural example of the heating source. This modification uses gas discharge as a heating source. In the figure, 71 is provided around the cathode 12a to generate a gas discharge between the cathode 12a and the cathode 1a.
2a is a heating electrode for heating itself.

【0116】次に動作について説明する。この変形例で
は加熱用電極71が陰極12a自体を加熱するので、放
電内管17の端部の温度を希望の温度に自由に設定でき
る。また、加熱用電極71と陰極12aとの間に放電を
形成することで、常に陰極12aの近傍には電子が多量
に存在する。その結果、陰極12aからは放電電流の第
一のピーク状波形である主パルス放電を形成する際に容
易に電子が供給されるため、陰極12aの陰極降下電圧
が低下する。それによって、放電内管17内に印加され
る電圧が増加し、レーザ励起能力が大幅に増加する。な
お、図28の図面において、例として陰極12aを説明
したが、陽極13でも同様の効果となる。
Next, the operation will be described. In this modification, since the heating electrode 71 heats the cathode 12a itself, the temperature of the end portion of the inner discharge tube 17 can be freely set to a desired temperature. Further, since a discharge is formed between the heating electrode 71 and the cathode 12a, a large amount of electrons always exist near the cathode 12a. As a result, electrons are easily supplied from the cathode 12a when forming the main pulse discharge having the first peak-shaped waveform of the discharge current, so that the cathode drop voltage of the cathode 12a decreases. As a result, the voltage applied inside the discharge inner tube 17 increases, and the laser pumping ability significantly increases. Although the cathode 12a is described as an example in the drawing of FIG. 28, the same effect can be obtained with the anode 13.

【0117】以上のように、この実施例11によれば、
電極の周囲に加熱源を配置させたので、放電内管17の
温度分布を均一化出来、長いアクティブ長を確保でき、
レーザ出力・効率が増加する。
As described above, according to the eleventh embodiment,
Since the heating source is arranged around the electrodes, the temperature distribution of the discharge inner tube 17 can be made uniform and a long active length can be secured.
Laser output and efficiency increase.

【0118】実施例12.図29はこの発明によるレー
ザ装置の実施例12の構成を示す回路図である。図にお
いて、7はインダクタンス10及び抵抗11を有し、一
対の電極の周囲に加熱源である電気ヒータ66を配設し
たレーザ放電管、101はアノード側を電気ヒータ66
の一端に、カソード側を主スイッチ8と主コンデンサ4
の接続点に接続されたバイパスダイオード(供給装
置)、104は両端をレーザ放電管7の両端に接続され
た充電用リアクトルである。電気ヒータ66と主コンデ
ンサ4との時定数は主スイッチ8が導通したときの放電
電流i1 の電流幅に対して十分に大きく設定してあり、
またこの時定数の時間域では充電用リアクトル104は
十分に低インピーダンスを示すようにインダクタンス値
が選定されている。
Example 12. 29 is a circuit diagram showing a configuration of a twelfth embodiment of the laser apparatus according to the present invention. In the figure, 7 is a laser discharge tube having an inductance 10 and a resistance 11, and an electric heater 66 which is a heating source is arranged around a pair of electrodes, and 101 is an electric heater 66 on the anode side.
The cathode side to the main switch 8 and the main capacitor 4 at one end of the
The bypass diode (supply device) 104 is connected to the connection point of (1), and 104 is a charging reactor whose both ends are connected to both ends of the laser discharge tube 7. The time constant between the electric heater 66 and the main capacitor 4 is set sufficiently large with respect to the current width of the discharge current i 1 when the main switch 8 is conducted,
Further, the inductance value of the charging reactor 104 is selected so as to exhibit a sufficiently low impedance in the time region of this time constant.

【0119】次に動作について説明する。前述したよう
に従来のレーザ装置においては、回路の振動により主コ
ンデンサ4に蓄えられた逆電圧はバイパスダイオード1
01及びバイパス抵抗器102によって消費されていた
が、単にバイパスダイオード101及びバイパス抵抗器
102により熱エネルギーとして発熱されて消費されて
いたため、レーザ装置の電力利用効率を低下させてい
た。このレーザ装置の実施例12においては、主コンデ
ンサ4に発生した逆電圧はバイパスダイオード101を
介して電気ヒータ66に供給され、電気ヒータ66で熱
エネルギーに変換されて、電気ヒータ66がレーザ放電
管7の端部を加熱して放電内管17内の温度分布を平坦
にする。これによりレーザ出力が大幅に増加するととも
に、電力の利用効率が向上する。
Next, the operation will be described. As described above, in the conventional laser device, the reverse voltage stored in the main capacitor 4 due to the vibration of the circuit is generated by the bypass diode 1
01 and the bypass resistor 102 were consumed, but they were merely generated as heat energy by the bypass diode 101 and the bypass resistor 102 and consumed, so that the power use efficiency of the laser device was reduced. In the twelfth embodiment of the laser device, the reverse voltage generated in the main capacitor 4 is supplied to the electric heater 66 via the bypass diode 101, converted into heat energy by the electric heater 66, and the electric heater 66 is radiated by the laser discharge tube. The end portion of 7 is heated to flatten the temperature distribution in the discharge inner tube 17. This significantly increases the laser output and improves the power utilization efficiency.

【0120】図30は電気ヒータ66への主コンデンサ
4からの逆電圧の供給経路の異なる実施例12のレーザ
装置の変形例の構成を示す回路図である。この変形例に
おいては、抑制用サイラトロン(供給装置)20の一端
に電気ヒータ66の一端が接続され、この抑制用サイラ
トロン20と電気ヒータ66との直列回路が主コンデン
サ4に並列に接続されている。
FIG. 30 is a circuit diagram showing the configuration of a modification of the laser device of the twelfth embodiment in which the reverse voltage supply path from the main capacitor 4 to the electric heater 66 is different. In this modification, one end of the electric heater 66 is connected to one end of the suppressing thyratron (supply device) 20, and a series circuit of the suppressing thyratron 20 and the electric heater 66 is connected in parallel to the main capacitor 4. ..

【0121】次に動作について説明する。抑制用サイラ
トロン20が導通すると主コンデンサ4に充電された電
荷による電流が抑制用サイラトロン20を介して電気ヒ
ータ66に流れ、該電気ヒータ66を発熱させ、レーザ
放電管7の内部の温度分布が均一となる。これにより後
続電流が抑制されるとともに、その抑制された分の電力
がレーザ放電管7の端部を加熱してレーザ放電管7の出
力レベルを向上させると同時に、電力の有効利用が図ら
れ、レーザ装置の効率が向上する。
Next, the operation will be described. When the suppression thyratron 20 becomes conductive, a current due to the electric charge charged in the main capacitor 4 flows through the suppression thyratron 20 to the electric heater 66 to cause the electric heater 66 to generate heat, so that the temperature distribution inside the laser discharge tube 7 becomes uniform. Becomes As a result, the subsequent current is suppressed, and the suppressed electric power heats the end portion of the laser discharge tube 7 to improve the output level of the laser discharge tube 7, and at the same time, the electric power is effectively used. The efficiency of the laser device is improved.

【0122】実施例13.図31はこの発明によるレー
ザ装置の実施例13の構成を示す回路図である。図にお
いて、106は一次巻線の一端がピーキングコンデンサ
6の一方の電極板に、他端が加熱源用スイッチ107の
一端に接続され、二次巻線の一部がピーキングコンデン
サ6の一方の電極板と電気ヒータ66の一部の一端との
間に接続され、二次巻線の他の部分が逆流阻止ダイオー
ド31のカソードと電気ヒータ66の他の部分との間に
接続された加熱源用トランス、(供給装置)107は一
端が加熱源用トランス106の一次巻線の一端に、他端
がピーキングコンデンサ6の一方の電極板に接続された
加熱源用スイッチ(供給装置)である。
Example 13 FIG. 31 is a circuit diagram showing the structure of a thirteenth embodiment of the laser device according to the present invention. In the figure, reference numeral 106 indicates that one end of the primary winding is connected to one electrode plate of the peaking capacitor 6 and the other end is connected to one end of the heat source switch 107, and part of the secondary winding is one electrode of the peaking capacitor 6. For a heat source connected between the plate and one end of a part of the electric heater 66, and the other part of the secondary winding connected between the cathode of the backflow prevention diode 31 and the other part of the electric heater 66. The transformer (supply device) 107 is a switch (supply device) for heating source, one end of which is connected to one end of the primary winding of the transformer 106 for heating source and the other end is connected to one electrode plate of the peaking capacitor 6.

【0123】次に動作について説明する。逆流阻止ダイ
オード31は回路の振動によってピーキングコンデンサ
6に発生する逆電圧による電流がレーザ放電管7に流れ
るのを防止する。この状態で加熱源用スイッチ107を
オンすると、ピーキングコンデンサ6に生じている逆電
圧により加熱源用トランス106に昇圧された電圧が発
生し、この昇圧電圧により電気ヒータ66に電流が流れ
て電気ヒータ66が加熱される。これによりこれまで活
用されていなかったピーキングコンデンサ6に発生する
逆電圧がレーザ放電管7内の放電内管17内の温度分布
の均一化に利用できる。レーザ出力レベルを向上させ、
電力の利用効率を上昇させる。
Next, the operation will be described. The reverse current blocking diode 31 prevents the current due to the reverse voltage generated in the peaking capacitor 6 due to the circuit vibration from flowing into the laser discharge tube 7. When the heating source switch 107 is turned on in this state, a voltage boosted in the heating source transformer 106 is generated by the reverse voltage generated in the peaking capacitor 6, and the boosted voltage causes a current to flow in the electric heater 66 and the electric heater 66. 66 is heated. As a result, the reverse voltage generated in the peaking capacitor 6 which has not been utilized so far can be utilized for uniforming the temperature distribution in the discharge inner tube 17 in the laser discharge tube 7. Improve the laser output level,
Increase the efficiency of power usage.

【0124】この場合に、主スイッチ8を主コンデンサ
4からの放電電流i1 の振動周期の半分以上を経過した
時点以降にオフさせるようにすると、後続電流をほぼ完
全に抑制でき、かつピーキングコンデンサ6の逆電圧を
電気ヒータ66の加熱源として利用できるため、レーザ
出力や電力の利用効率が著しく向上する。
In this case, if the main switch 8 is turned off after the lapse of more than half of the oscillation cycle of the discharge current i 1 from the main capacitor 4, the subsequent current can be suppressed almost completely, and the peaking capacitor can be suppressed. Since the reverse voltage of 6 can be used as the heating source of the electric heater 66, the laser output and the power use efficiency are significantly improved.

【0125】実施例14.図32はこの発明によるレー
ザ装置の実施例14の構成を示す回路図である。図にお
いて、2本の電気ヒータ66(充電用インピーダンス素
子)の一端はレーザ放電管7の陰極12及び陽極13に
それぞれ接続され、他端は充電用リアクトル104の両
端にそれぞれ接続されている。
Example 14. 32 is a circuit diagram showing the structure of a fourteenth embodiment of the laser apparatus according to the present invention. In the figure, one ends of two electric heaters 66 (charging impedance elements) are connected to the cathode 12 and the anode 13 of the laser discharge tube 7, respectively, and the other ends are connected to both ends of the charging reactor 104.

【0126】次に動作について説明する。この実施例に
おいては主コンデンサ4は充電用リアクトル2、充電用
ダイオード3、電気ヒータ66、充電用リアクトル10
4及び回路のインダクタンス9を介して充電される。す
なわち、電気ヒータ66は図34に示す従来例の充電用
抵抗器5の機能も果たす。これにより、高圧電源装置1
から充電用リアクトル104を介して主コンデンサ4を
充電する際に、電気ヒータ66が加熱され、従来充電用
抵抗器5で発熱して消費されていた電力を電気ヒータ6
6の加熱源として利用できるので、極めて簡易な構成で
レーザ放電管7内の温度分布を平坦にすることができ、
レーザ出力レベルと効率を向上させることができる。
Next, the operation will be described. In this embodiment, the main capacitor 4 is the charging reactor 2, the charging diode 3, the electric heater 66, and the charging reactor 10.
4 and the inductance 9 of the circuit. That is, the electric heater 66 also functions as the conventional charging resistor 5 shown in FIG. As a result, the high voltage power supply 1
The electric heater 66 is heated when the main capacitor 4 is charged from the charging reactor 104 via the charging reactor 104, and the electric power consumed by the conventional heating resistor 5 is generated.
Since it can be used as a heating source for 6, the temperature distribution in the laser discharge tube 7 can be flattened with an extremely simple configuration.
The laser output level and efficiency can be improved.

【0127】図33は、図32に示した実施例14の変
形例の構成を示す回路図である。この変形例において
は、逆電流阻止ダイオード31がピーキングコンデンサ
6とレーザ放電管7との間に接続され、さらに逆電流阻
止ダイオード31に並列に他の充電用リアクトル103
が接続されている。
FIG. 33 is a circuit diagram showing a structure of a modification of the fourteenth embodiment shown in FIG. In this modification, a reverse current blocking diode 31 is connected between the peaking capacitor 6 and the laser discharge tube 7, and another charging reactor 103 is connected in parallel with the reverse current blocking diode 31.
Are connected.

【0128】次に動作について説明する。この変形例に
おいては、主コンデンサ4は充電用リアクトル2、充電
用ダイオード3、電気ヒータ66、充電用リアクトル1
04、充電用リアクトル103及び回路のインダクタン
ス9を介して充電される。この主コンデンサ4の充電時
に電気ヒータ66が加熱されるとともに、ピーキングコ
ンデンサ6に発生した逆電圧による電荷を電気ヒータ6
6、充電用リアクトル104及び充電用リアクトル10
3を介して放電し、この際にも電気ヒータ66が加熱さ
れる。したがって、電気ヒータ66の加熱用電力として
十分に高い電力が供給でき、装置の効率や出力が大幅に
向上する。
Next, the operation will be described. In this modification, the main capacitor 4 is the charging reactor 2, the charging diode 3, the electric heater 66, the charging reactor 1.
04, the charging reactor 103 and the inductance 9 of the circuit. The electric heater 66 is heated when the main capacitor 4 is charged, and the electric voltage generated by the reverse voltage generated in the peaking capacitor 6 is applied to the electric heater 6.
6, charging reactor 104 and charging reactor 10
3 is discharged, and the electric heater 66 is also heated at this time. Therefore, a sufficiently high electric power can be supplied as the electric power for heating the electric heater 66, and the efficiency and output of the device are significantly improved.

【0129】[0129]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、主コンデンサに充電された電荷を放電する放電スイ
ッチを主コンデンサと並列に接続するように構成したの
で、放電スイッチにより主コンデンサに充電された電荷
を放電して、主コンデンサからレーザ放電管への不要な
電荷の供給を抑制でき、出力効率の向上したレーザ装置
が得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the invention, since the discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor is connected in parallel with the main capacitor, the main capacitor is connected by the discharge switch. There is an effect that it is possible to obtain the laser device with improved output efficiency by discharging the electric charge charged in the main capacitor and suppressing unnecessary supply of electric charge from the main capacitor to the laser discharge tube.

【0130】請求項2の発明によれば、主コンデンサに
充電された電荷を放電する放電スイッチの導通タイミン
グを制御する制御電源を設けるように構成したので、高
価な導通タイミング制御回路が不要となり、レーザ発振
後の後続電流を遮断してレーザ出力を増大することので
きる小型で安価なレーザ装置が得られる効果がある。
According to the invention of claim 2, since the control power supply for controlling the conduction timing of the discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor is provided, an expensive conduction timing control circuit becomes unnecessary, There is an effect that a small-sized and inexpensive laser device capable of cutting off the subsequent current after laser oscillation and increasing the laser output can be obtained.

【0131】請求項3の発明によれば、主コンデンサに
充電された電荷を放電する放電スイッチを主コンデンサ
と並列に接続するとともに、主コンデンサ、主スイッチ
及びレーザ放電管を有する直列回路に更にダイオードを
直列に接続するように構成したので、ピーキングコンデ
ンサとレーザ放電管によって形成される共振回路に発生
する電流の振動をレーザ放電管に直列に接続したダイオ
ードにより防止するので、レーザ発振後に流れる電流を
ほぼ完全に無くすことができ、レーザ出力を増大するこ
とのできる小型で安価なレーザ装置が得られる効果があ
る。
According to the invention of claim 3, a discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor is connected in parallel with the main capacitor, and a diode is further provided in the series circuit having the main capacitor, the main switch and the laser discharge tube. Since it is configured to be connected in series, the oscillation of the current generated in the resonance circuit formed by the peaking capacitor and the laser discharge tube is prevented by the diode connected in series to the laser discharge tube. There is an effect that a small and inexpensive laser device that can be almost completely eliminated and that can increase the laser output can be obtained.

【0132】請求項4の発明によれば、主スイッチの導
通後に直列回路に流れる電流の振動周期の半分以上を経
過した後に主スイッチをオフする制御装置を設けるよう
に構成したので、レーザ発振後の後続電流をほぼ完全に
無くしてレーザ出力を増大することができ、また主コン
デンサの容量値を大きくして放電電流の最大値を増加さ
せ、低い電源電圧でも高いレーザ効率を得ることがで
き、更に装置の小型化、低コスト化、高効率化を図るこ
とができるの効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, since the control device for turning off the main switch is provided after the oscillation of the current flowing through the series circuit for more than half of the oscillation period after the main switch is turned on, the control device is provided after laser oscillation. The laser output can be increased almost completely by eliminating the subsequent current, and the maximum value of the discharge current can be increased by increasing the capacitance value of the main capacitor, and high laser efficiency can be obtained even at a low power supply voltage. Further, there are effects that the device can be downsized, the cost can be reduced, and the efficiency can be improved.

【0133】請求項5の発明によれば、主コンデンサ、
主スイッチ及びレーザ放電管を有する直列回路に更にダ
イオードを直列に接続するとともに、主スイッチの導通
後に直列回路に流れる電流の振動周期の半分以上を経過
した後に主スイッチをオフする制御装置を設けるように
構成したので、レーザ発振後の後続電流をほぼ完全に無
くしてレーザ出力を増大することができ、また主コンデ
ンサの容量値を大きくして放電電流の最大値を増加さ
せ、低い電源電圧でも高いレーザ効率を得ることがで
き、更に装置の小型化、低コスト化、高効率化を図るこ
とができるの効果がある。
According to the invention of claim 5, the main capacitor,
A diode is further connected in series to the series circuit having the main switch and the laser discharge tube, and a control device for turning off the main switch after half or more of the oscillation cycle of the current flowing in the series circuit after the main switch is turned on should be provided. The laser output can be increased almost completely by eliminating the subsequent current after laser oscillation, and the capacitance value of the main capacitor can be increased to increase the maximum discharge current value. The laser efficiency can be obtained, and further the device can be downsized, the cost can be reduced, and the efficiency can be improved.

【0134】請求項6の発明によれば、主コンデンサの
容量値を、ピーキングコンデンサの電圧が転して最大に
なった時点で該ピーキングコンデンサの電圧と主コンデ
ンサの電圧との和が主スイッチの定格電圧以下となる容
量値とするように構成したので、レーザ発振後の後続電
流をほぼ完全に無くしてレーザ出力を増大することがで
き、また主コンデンサの容量値を大きくして放電電流の
最大値を増加させ、低い電源電圧でも高いレーザ効率を
得ることができ、更に装置の小型化、低コスト化、高効
率化を図ることができると同時に、主スイッチが過電圧
により破損されることがなく、信頼性の高いレーザ装置
が得られる効果がある。
According to the invention of claim 6, the sum of the voltage of the peaking capacitor and the voltage of the main capacitor of the main switch is the sum of the voltage of the peaking capacitor and the voltage of the peaking capacitor when the voltage of the peaking capacitor is maximized. Since the capacitance value is set to the rated voltage or less, the subsequent output current after laser oscillation can be almost completely eliminated to increase the laser output, and the capacitance value of the main capacitor can be increased to maximize the discharge current. The value can be increased, high laser efficiency can be obtained even at low power supply voltage, and the size, cost and efficiency of the device can be reduced, and at the same time the main switch is not damaged by overvoltage. There is an effect that a highly reliable laser device can be obtained.

【0135】請求項7の発明によれば、スナバコンデン
サとスナバダイオードとを直列に接続し、かつスナバ抵
抗器をスナバコンデンサに並列に接続して成るスナバ回
路を主スイッチに並列に接続するように構成したので、
レーザ発振後の後続電流をほぼ完全に無くしてレーザ出
力を増大することができ、また主コンデンサの容量値を
大きくして放電電流の最大値を増加させ、低い電源電圧
でも高いレーザ効率を得ることができ、更に装置の小型
化、低コスト化、高効率化を図ることができると同時
に、主スイッチが過電圧により破損されることがなく、
信頼性の高いレーザ装置が得られる効果がある。
According to the invention of claim 7, a snubber circuit, in which a snubber capacitor and a snubber diode are connected in series, and a snubber resistor is connected in parallel to the snubber capacitor, is connected in parallel to the main switch. Because I configured
The laser output can be increased by almost completely eliminating the subsequent current after laser oscillation, and the maximum value of the discharge current can be increased by increasing the capacitance value of the main capacitor to obtain high laser efficiency even at low power supply voltage. In addition, the size of the device can be reduced, the cost can be reduced, and the efficiency can be improved. At the same time, the main switch can be prevented from being damaged by overvoltage.
There is an effect that a highly reliable laser device can be obtained.

【0136】請求項8の発明によれば、主コンデンサと
主スイッチとを有するパルス回路とレーザ放電管とをパ
ルストランスでトランス結合し、主スイッチの導通後に
該主スイッチに流れる電流の振動周期の半分以上を経過
した後に主スイッチをオフする制御装置を設けるように
構成したので、高いレーザ発振効率が得られ、またレー
ザ発振終了後に流れる電流をほぼ完全に無くすことがで
き、レーザ装置の効率を向上することができ、更に信頼
性の高いレーザ装置が得られる効果がある。
According to the eighth aspect of the present invention, the pulse circuit having the main capacitor and the main switch and the laser discharge tube are transformer-coupled by the pulse transformer, and the oscillation cycle of the current flowing through the main switch after the main switch is turned on Since the configuration is such that a control device that turns off the main switch after half or more has elapsed, high laser oscillation efficiency can be obtained, and the current that flows after the end of laser oscillation can be almost completely eliminated, thus improving the efficiency of the laser device. There is an effect that a laser device that can be improved and has high reliability can be obtained.

【0137】請求項9の発明によれば、主コンデンサと
主スイッチとを有するパルス回路とレーザ放電管とをパ
ルストランスでトランス結合し、レーザ放電管及びパル
ストランスの二次巻線に直列にダイオードを接続し、主
スイッチの導通後に該主スイッチに流れる電流の振動周
期の半分以上を経過した後に主スイッチをオフする制御
装置を設けるように構成したので、高いレーザ発振効率
が得られ、またレーザ発振終了後に流れる電流をほぼ完
全に無くすことができ、レーザ装置の効率を向上するこ
とができ、更に信頼性の高いレーザ装置が得られる効果
がある。
According to the ninth aspect of the present invention, the pulse circuit having the main capacitor and the main switch and the laser discharge tube are transformer-coupled by a pulse transformer, and the diode is connected in series to the secondary windings of the laser discharge tube and the pulse transformer. And a control device for turning off the main switch after more than half of the oscillation cycle of the current flowing through the main switch after the main switch is turned on is provided, so that high laser oscillation efficiency can be obtained and the laser There is an effect that a current flowing after the end of oscillation can be almost completely eliminated, the efficiency of the laser device can be improved, and a highly reliable laser device can be obtained.

【0138】請求項10の発明によれば、ピーキングコ
ンデンサの電圧が反転して上昇した時点以降に該ピーキ
ングコンデンサに充電された電圧を高圧電源装置又は主
コンデンサに戻す回生回路を設けるのように構成したの
で、出力効率の向上した小型で安価かつ高効率なレーザ
装置が得られ、また信頼性が高く、低い電源電圧でも高
いレーザ効率を得ることができると同時に、レーザ発振
に不要な電力を再利用することができ、レーザ装置の効
率を更に向上できる効果がある。
According to the tenth aspect of the present invention, a regenerative circuit is provided for returning the voltage charged in the peaking capacitor to the high voltage power supply device or the main capacitor after the voltage of the peaking capacitor is inverted and rises. As a result, a compact, inexpensive, and highly efficient laser device with improved output efficiency can be obtained.Also, it is highly reliable and high laser efficiency can be obtained even at a low power supply voltage. It can be used, and there is an effect that the efficiency of the laser device can be further improved.

【0139】請求項11の発明によれば、レーザ装置の
レーザ出力レベルを検出するレーザ出力検出装置と、該
レーザ出力検出装置の検出したレーザ出力レベルに応じ
て放電スイッチの導通タイミングを制御するタイミング
制御装置とを設けるように構成したので、レーザ出力を
導通タイミングにより一定にすることができ、安定した
高レベルのレーザ出力が得られる効果がある。
According to the eleventh aspect of the present invention, the laser output detecting device for detecting the laser output level of the laser device and the timing for controlling the conduction timing of the discharge switch according to the laser output level detected by the laser output detecting device. Since the control device is provided, the laser output can be made constant by the conduction timing, and a stable high level laser output can be obtained.

【0140】請求項12の発明によれば、タイミング制
御装置の出力信号に応じて高圧電源装置の出力電圧を制
御する電圧制御装置を設けるように構成したので、レー
ザ出力を導通タイミングにより一定にすることができ、
安定した高レベルのレーザ出力を得ることができると同
時に、導通タイミングを変えてもレーザ放電管への入力
電力を一定にすることができ、更に安定したレーザ出力
が得られる効果がある。
According to the twelfth aspect of the invention, since the voltage control device for controlling the output voltage of the high voltage power supply device according to the output signal of the timing control device is provided, the laser output is made constant by the conduction timing. It is possible,
A stable high level laser output can be obtained, and at the same time, the input power to the laser discharge tube can be made constant even if the conduction timing is changed, and a more stable laser output can be obtained.

【0141】請求項13の発明によれば、レーザ装置の
レーザ出力レベルを検出するレーザ出力検出装置と、該
レーザ出力検出装置の検出したレーザ出力レベルに応じ
て主スイッチの遮断するタイミングを制御するタイミン
グ制御装置とを設けるように構成したので、高レベルの
安定した出力の得られる小型で安価な効率のよいレーザ
装置が得られる効果がある。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the laser output detecting device for detecting the laser output level of the laser device and the timing for shutting off the main switch are controlled according to the laser output level detected by the laser output detecting device. Since the timing control device is provided, there is an effect that a small-sized, inexpensive and efficient laser device that can obtain a stable output at a high level can be obtained.

【0142】請求項14の発明によれば、タイミング制
御装置の出力信号に応じて高圧電源装置の出力電圧を制
御する電圧制御装置を設けるように構成したので、高レ
ベルの安定した出力の得られる小型で安価な効率のよい
レーザ装置を得ることができるとともに、タイミングが
変化した場合でもそれに応じて高圧電源装置の出力電圧
が変化してレーザ放電管への入力電力が一定となるの
で、更にレーザ出力の安定化を図ることができる効果が
ある。
According to the fourteenth aspect of the present invention, since the voltage control device for controlling the output voltage of the high voltage power supply device according to the output signal of the timing control device is provided, a high level stable output can be obtained. It is possible to obtain a small, inexpensive and efficient laser device, and even if the timing changes, the output voltage of the high-voltage power supply device changes accordingly and the input power to the laser discharge tube becomes constant. This has the effect of stabilizing the output.

【0143】請求項15の発明によれば、主スイッチが
オフした後所定の時間後にパルス信号を発生するパルス
信号発生装置と、レーザ装置のレーザ出力レベルを検出
するレーザ出力検出装置と、レーザ出力レベルに応じて
パルス信号のレベルを制御するレベル制御装置と、レベ
ル制御されたパルス信号をレーザ放電管に印加するパル
ス信号印加回路とを備えるように構成したので、レーザ
出力の大きい、レーザ効率の高い、小型、低コスト、高
効率なレーザ装置を得ることができると同時に、レーザ
放電管を予備的に電離させてレーザ出力レベルを制御で
き、出力レベル変動の少ない出力の安定したレーザ装置
が得られる効果がある。
According to the invention of claim 15, a pulse signal generator for generating a pulse signal after a predetermined time has elapsed after the main switch is turned off, a laser output detector for detecting the laser output level of the laser device, and a laser output. Since the level control device for controlling the level of the pulse signal according to the level and the pulse signal application circuit for applying the level-controlled pulse signal to the laser discharge tube are provided, the laser output is large and the laser efficiency is high. It is possible to obtain a high-performance, compact, low-cost, high-efficiency laser device, and at the same time, to control the laser output level by preliminarily ionizing the laser discharge tube, and to obtain a stable laser device with little output level fluctuation. It is effective.

【0144】請求項16の発明によれば、放電内管内に
パルス放電を発生させる少なくとも一対の電極の周囲に
加熱源を配設するように構成したので、放電内管内の端
部の温度を上昇させ、放電内管内の温度分布を均一化で
き、レーザ発振の有効領域が広がり、レーザ放電管のレ
ーザ出力及びレーザ効率を上昇させることができるの効
果がある。
According to the sixteenth aspect of the invention, since the heating source is arranged around at least a pair of electrodes for generating the pulse discharge in the discharge inner tube, the temperature of the end portion in the discharge inner tube is increased. Thus, the temperature distribution in the discharge inner tube can be made uniform, the effective region of laser oscillation can be expanded, and the laser output and laser efficiency of the laser discharge tube can be increased.

【0145】請求項17の発明によれば、電極との間に
気体放電を発生させる加熱用電極を加熱源として設ける
ように構成したので、レーザ放電管のレーザ出力及びレ
ーザ効率を上昇させることができるとともに、レーザ放
電管の電極近傍での降下電圧を減少させ、レーザ有効領
域に高い電圧を印加することができ、レーザ放電管のレ
ーザ出力及びレーザ効率を更に上昇させることができる
の効果がある。
According to the seventeenth aspect of the invention, since the heating electrode for generating the gas discharge is provided as the heating source between the electrode and the electrode, the laser output and the laser efficiency of the laser discharge tube can be increased. In addition, the voltage drop in the vicinity of the electrodes of the laser discharge tube can be reduced, a high voltage can be applied to the laser effective region, and the laser output and laser efficiency of the laser discharge tube can be further increased. .

【0146】請求項18の発明によれば、レーザ放電管
の電極の周囲に設けた加熱源に主コンデンサに充電した
エネルギーの一部を供給する供給装置を設けるように構
成したので、エネルギーを有効に利用でき、高出力で効
率の高いレーザ装置が得られる効果がある。
According to the eighteenth aspect of the invention, since the heating source provided around the electrode of the laser discharge tube is provided with the supply device for supplying a part of the energy charged in the main capacitor, the energy is effectively supplied. Therefore, there is an effect that a laser device having high output and high efficiency can be obtained.

【0147】請求項19の発明によれば、レーザ放電管
の電極の周囲に設けた加熱源にピーキングコンデンサに
充電したエネルギーの一部を供給する供給装置を設ける
ように構成したので、エネルギーを有効に利用でき、高
出力で効率の高いレーザ装置が得られる効果がある。
According to the nineteenth aspect of the present invention, the heating source provided around the electrode of the laser discharge tube is provided with the supply device for supplying a part of the energy charged in the peaking capacitor. Therefore, there is an effect that a laser device having high output and high efficiency can be obtained.

【0148】請求項20の発明によれば、高圧電源の電
力を主コンデンサに充電する充電用インピーダンス素子
をレーザ放電管の電極の周囲に加熱源として配設するよ
うに構成したので、充電用インピーダンス素子での発熱
が無駄なく有効に利用でき、高出力で効率が高く構成の
簡単なレーザ装置が得られる効果がある。
According to the twentieth aspect of the invention, the charging impedance element for charging the main capacitor with the electric power of the high voltage power source is arranged as a heating source around the electrodes of the laser discharge tube. There is an effect that the heat generated in the element can be effectively used without waste and a laser device having a high output, high efficiency and a simple structure can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例1によるレーザ装置の構成を
示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す実施例のレーザ装置の補助回路の構
成を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an auxiliary circuit of the laser device of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示す実施例1の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the operation of the first embodiment shown in FIG.

【図4】この発明のレーザ装置の実施例2の構成を示す
回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a second embodiment of the laser device of the present invention.

【図5】図4に示す実施例2の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 5 is a waveform diagram showing the operation of the second embodiment shown in FIG.

【図6】この発明のレーザ装置の実施例3の構成を示す
回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of a laser device of the present invention.

【図7】図6に示す実施例3の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 7 is a waveform diagram showing an operation of the third embodiment shown in FIG.

【図8】図6に示す実施例3の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 8 is a waveform chart showing the operation of the third embodiment shown in FIG.

【図9】この発明のレーザ装置の実施例4の構成を示す
回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a laser device of the present invention.

【図10】図9に示す実施例4の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 10 is a waveform chart showing an operation of the fourth embodiment shown in FIG.

【図11】この発明のレーザ装置の実施例5の構成を示
す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the laser apparatus according to the present invention.

【図12】この発明のレーザ装置の実施例6の構成を示
す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the laser apparatus of the present invention.

【図13】図12に示す実施例6の高圧電源装置の構成
を示す回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration of a high voltage power supply device of embodiment 6 shown in FIG.

【図14】図12に示す実施例6の動作を示す波形図で
ある。
FIG. 14 is a waveform chart showing the operation of the sixth embodiment shown in FIG.

【図15】この発明のレーザ装置の実施例7の構成を示
す回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration of a seventh embodiment of a laser device of the present invention.

【図16】図15に示す実施例7の動作を示す波形図で
ある。
16 is a waveform chart showing the operation of the embodiment 7 shown in FIG.

【図17】図15に示す実施例7のタイミングコントロ
ーラの構成を示す回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram showing the configuration of the timing controller of the seventh embodiment shown in FIG.

【図18】図15に示す実施例7のタイムチャートであ
る。
FIG. 18 is a time chart of the seventh embodiment shown in FIG.

【図19】この発明のレーザ装置の実施例8の構成を示
す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of an eighth embodiment of the laser device of the present invention.

【図20】この発明のレーザ装置の実施例9の構成を示
す回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a configuration of a ninth embodiment of the laser device according to the present invention.

【図21】図20に示す実施例9の動作を示す波形図で
ある。
FIG. 21 is a waveform chart showing the operation of the ninth embodiment shown in FIG.

【図22】この発明のレーザ装置の実施例10の構成を
示す回路図である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing the structure of a tenth embodiment of the laser device of the present invention.

【図23】図22の実施例10の動作を示す波形図であ
る。
FIG. 23 is a waveform chart showing the operation of the embodiment 10 of FIG. 22.

【図24】図22の実施例10の追加パルスのピーク値
とレーザ出力との関係を示すグラフ図である。
FIG. 24 is a graph showing the relationship between the peak value of the additional pulse and the laser output of Example 10 of FIG.

【図25】この発明のレーザ放電管の実施例11の構成
を示す断面図である。
FIG. 25 is a sectional view showing the structure of an eleventh embodiment of the laser discharge tube of the present invention.

【図26】図25の実施例11の放電内管内の軸方向の
温度分布の一例を示すグラフ図である。
26 is a graph showing an example of axial temperature distribution in the discharge inner tube of Example 11 in FIG. 25. FIG.

【図27】図25の実施例11の電極周囲の詳細な構成
の一例を示した図である。
FIG. 27 is a diagram showing an example of a detailed configuration around electrodes in Example 11 of FIG. 25.

【図28】図25の実施例11の加熱源の変形例の構成
を示す断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing the configuration of a modified example of the heating source of Example 11 of FIG. 25.

【図29】この発明のレーザ装置のの実施例12の構成
を示す回路図である。
FIG. 29 is a circuit diagram showing the configuration of a twelfth embodiment of the laser device according to the present invention.

【図30】図29の実施例12の変形例の構成を示す回
路図である。
30 is a circuit diagram showing a configuration of a modified example of the twelfth embodiment of FIG. 29. FIG.

【図31】この発明のレーザ装置の実施例13の構成を
示す回路図である。
FIG. 31 is a circuit diagram showing a configuration of a thirteenth embodiment of the laser device according to the present invention.

【図32】この発明のレーザ装置の実施例14の構成を
示す回路図である。
FIG. 32 is a circuit diagram showing a configuration of a fourteenth embodiment of the laser device according to the present invention.

【図33】図32の実施例14の変形例の構成を示す回
路図である。
FIG. 33 is a circuit diagram showing a configuration of a modified example of the fourteenth embodiment shown in FIG. 32.

【図34】従来のレーザ装置の一例の構成を示す回路図
である。
FIG. 34 is a circuit diagram showing a configuration of an example of a conventional laser device.

【図35】図34の従来例の動作を示す波形図である。35 is a waveform chart showing the operation of the conventional example of FIG. 34.

【図36】(a)従来のレーザ放電管の一例の構成を示
す断面図である。 (b)従来例の放電内管の軸方向の温度分布の一例を示
すグラフ図である。
FIG. 36 (a) is a sectional view showing the structure of an example of a conventional laser discharge tube. (B) It is a graph which shows an example of the temperature distribution of the axial direction of the discharge inner tube of a prior art example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧電源装置 4 主コンデンサ 6 ピーキングコンデンサ 7 レーザ放電管 8,8X 主スイッチ 12 陰極(一対の電極) 13 陽極(一対の電極) 15 窓 16 断熱材 17 放電内管 19 銅粒(金属粒) 20 抑制用サイラトロン(放電スイッチ、供給装置) 26 リザーバ電源(制御電源) 31 逆電流阻止ダイオード(ダイオード) 33 スナバダイオード 34 スナバコンデンサ 35 スナバ抵抗器 36 パルストランス 37 回生用トランス(回生回路) 38 可飽和リアクトル(回生回路) 39 還流ダイオード(回生回路) 40 回生インダクタンス(回生回路) 41 回生ダイオード(回生回路) 46 タイミングコントローラ(タイミング制御装置) 47 レーザパワーメータ(レーザ出力検出装置) 52 積分抵抗器(電圧制御装置) 53 積分コンデンサ(電圧制御装置) 54 加算器(電圧制御装置) 43a トランジスタ(電圧制御装置) 56 追加パルス用トランス(パルス信号印加回路) 57 追加パルス用リアクトル(パルス信号印加回路) 58 追加パルス用スイッチ(パルス信号発生装置) 59 追加パルス用コンデンサ(パルス信号発生装置) 60 トリガ遅延回路(パルス信号発生装置) 62 追加パルス制御用加算器(レベル制御装置) 63 DC電源(レベル制御装置) 64 制御トランジスタ(レベル制御装置) 66 電気ヒータ(加熱源、充電用インピーダンス素
子) 71 加熱用電極 101 バイパスダイオード(供給装置) 106 加熱源用トランス(供給装置) 107 加熱源用スイッチ(供給装置)
1 High Voltage Power Supply Device 4 Main Capacitor 6 Peaking Capacitor 7 Laser Discharge Tube 8, 8X Main Switch 12 Cathode (pair of electrodes) 13 Anode (pair of electrodes) 15 Window 16 Heat Insulation Material 17 Discharge Inner Tube 19 Copper Grain (Metal Grain) 20 Suppression thyratron (discharge switch, supply device) 26 Reservoir power supply (control power supply) 31 Reverse current blocking diode (diode) 33 Snubber diode 34 Snubber capacitor 35 Snubber resistor 36 Pulse transformer 37 Regeneration transformer (regeneration circuit) 38 Saturable reactor (Regeneration circuit) 39 Return diode (regeneration circuit) 40 Regeneration inductance (regeneration circuit) 41 Regeneration diode (regeneration circuit) 46 Timing controller (timing control device) 47 Laser power meter (laser output detection device) 52 Integrating resistor (voltage control) 53) integration capacitor (voltage controller) 54 adder (voltage controller) 43a transistor (voltage controller) 56 transformer for additional pulse (pulse signal application circuit) 57 reactor for additional pulse (pulse signal application circuit) 58 additional pulse Switch (pulse signal generator) 59 additional pulse capacitor (pulse signal generator) 60 trigger delay circuit (pulse signal generator) 62 additional pulse control adder (level control device) 63 DC power supply (level control device) 64 Control transistor (level control device) 66 Electric heater (heating source, impedance element for charging) 71 Heating electrode 101 Bypass diode (supply device) 106 Transformer for heating source (supply device) 107 Switch for heating source (supply device)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 博之 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 棚倉 勇 尼崎市塚口本町6丁目16番1号 三菱電機 エンジニアリング株式会社伊丹事業所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hiroyuki Masuda 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Itami Works (72) Inventor Isa Tanaga 6-16-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. Itami Works

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高圧電源装置と、該高圧電源装置により
充電される主コンデンサと、該主コンデンサからの放電
電流により放電するレーザ放電管と、該レーザ放電管及
び前記主コンデンサに直列に接続され、該主コンデンサ
の放電電流を前記レーザ放電管に供給する主スイッチ
と、前記レーザ放電管に並列に接続され、前記放電電流
の波形を急峻にするピーキングコンデンサとを有するレ
ーザ装置において、前記主コンデンサに充電された電荷
を放電する放電スイッチを該主コンデンサに並列に接続
したことを特徴とするレーザ装置。
1. A high-voltage power supply device, a main capacitor charged by the high-voltage power supply device, a laser discharge tube that discharges by a discharge current from the main capacitor, and a series connection to the laser discharge tube and the main capacitor. A main switch that supplies a discharge current of the main capacitor to the laser discharge tube, and a peaking capacitor that is connected in parallel to the laser discharge tube and that sharpens the waveform of the discharge current. A laser device in which a discharge switch for discharging the electric charge charged in the main capacitor is connected in parallel to the main capacitor.
【請求項2】 前記放電スイッチの導通タイミングを制
御する制御電源を設けたことを特徴とする請求項1記載
のレーザ装置。
2. The laser device according to claim 1, further comprising a control power supply for controlling a conduction timing of the discharge switch.
【請求項3】 前記主コンデンサ、主スイッチ及びレー
ザ放電管を有する直列回路に更にダイオードを直列に接
続したことを特徴とする請求項1又は2記載のレーザ装
置。
3. The laser device according to claim 1, further comprising a diode connected in series to the series circuit having the main capacitor, the main switch and the laser discharge tube.
【請求項4】 高圧電源装置と、該高圧電源装置により
充電される主コンデンサと、該主コンデンサからの放電
電流により放電するレーザ放電管と、該レーザ放電管及
び前記主コンデンサに直列に接続され、該主コンデンサ
の放電電流を前記レーザ放電管に供給する主スイッチ
と、前記レーザ放電管に並列に接続され、前記放電電流
の波形を急峻にするピーキングコンデンサとを有するレ
ーザ装置において、前記主スイッチの導通後前記直列回
路に流れる電流の振動周期の半分以上を経過した後に該
主スイッチをオフする制御装置を設けたことを特徴とす
るレーザ装置。
4. A high-voltage power supply device, a main capacitor charged by the high-voltage power supply device, a laser discharge tube that discharges by a discharge current from the main capacitor, and a series connection to the laser discharge tube and the main capacitor. A main switch for supplying a discharge current of the main capacitor to the laser discharge tube, and a peaking capacitor connected in parallel to the laser discharge tube for sharpening the waveform of the discharge current, wherein the main switch comprises: The laser device is provided with a control device for turning off the main switch after a lapse of more than half of the oscillation period of the current flowing through the series circuit after the conduction of the above.
【請求項5】 前記主コンデンサ、主スイッチ及びレー
ザ放電管を有する直列回路に更にダイオードを直列に接
続したことを特徴とする請求項4記載のレーザ装置。
5. The laser device according to claim 4, wherein a diode is further connected in series to the series circuit having the main capacitor, the main switch and the laser discharge tube.
【請求項6】 前記主コンデンサの容量値が、前記ピー
キングコンデンサの電圧が反転して最大になった時点で
該ピーキングコンデンサの電圧と前記主コンデンサの電
圧との和が前記主スイッチの定格電圧以下となる容量値
であることを特徴とする請求項4又は5記載のレーザ装
置。
6. The sum of the voltage of the peaking capacitor and the voltage of the main capacitor is equal to or less than the rated voltage of the main switch when the capacity value of the main capacitor reaches a maximum by reversing the voltage of the peaking capacitor. The laser device according to claim 4, wherein the laser device has a capacitance value of
【請求項7】 スナバコンデンサとスナバダイオードと
を直列に接続し、かつスナバ抵抗器を前記スナバコンデ
ンサに並列に接続して成る、主スイッチの両端間に印加
される電圧を所定の電圧値以下に保つスナバ回路を前記
主スイッチに並列に接続したことを特徴とする請求項4
又は5記載のレーザ装置。
7. A snubber capacitor and a snubber diode are connected in series, and a snubber resistor is connected in parallel with the snubber capacitor so that the voltage applied across the main switch is below a predetermined voltage value. A holding snubber circuit is connected in parallel to the main switch.
Alternatively, the laser device according to item 5.
【請求項8】 高圧電源装置と、該高圧電源装置により
充電される主コンデンサと、該主コンデンサの放電電流
を流出させる主スイッチと、一次巻線が該主スイッチ及
び前記主コンデンサに直列に接続されたパルストランス
と、該パルストランスの二次巻線に誘起される電圧によ
り放電するレーザ放電管と、前記パルストランスの一次
巻線又は二次巻線に並列に接続され、前記放電電流又は
前記パルストランスの二次巻線に誘起される電圧の波形
を急峻にするピーキングコンデンサと、前記主スイッチ
の導通後に該主スイッチに流れる電流の振動周期の半分
以上を経過した後に該主スイッチをオフする制御装置と
を備えたことを特徴とするレーザ装置。
8. A high voltage power supply device, a main capacitor charged by the high voltage power supply device, a main switch for discharging a discharge current of the main capacitor, and a primary winding connected in series to the main switch and the main capacitor. Pulse transformer, a laser discharge tube that discharges by a voltage induced in the secondary winding of the pulse transformer, and a parallel connection to the primary winding or the secondary winding of the pulse transformer, the discharge current or the A peaking capacitor that sharpens the waveform of the voltage induced in the secondary winding of the pulse transformer, and turns off the main switch after half or more of the oscillation cycle of the current flowing through the main switch has passed after the main switch was turned on. A laser device comprising a control device.
【請求項9】 前記レーザ放電管及び前記パルストラン
スの二次巻線にダイオードを直列に接続したことを特徴
とする請求項8記載のレーザ装置。
9. The laser device according to claim 8, wherein a diode is connected in series to the secondary winding of the laser discharge tube and the pulse transformer.
【請求項10】 前記ピーキングコンデンサの電圧が反
転して上昇した時点以降に該ピーキングコンデンサに充
電された電圧を前記高圧電源装置又は前記主コンデンサ
に戻す回生回路を備えたことを特徴とする請求項1ない
し9のいずれか1項記載のレーザ装置。
10. A regenerative circuit for returning the voltage charged in the peaking capacitor to the high-voltage power supply device or the main capacitor after a time when the voltage of the peaking capacitor is inverted and rises. The laser device according to any one of 1 to 9.
【請求項11】 レーザ出力レベルを検出するレーザ出
力検出装置と、該レーザ出力検出装置の検出したレーザ
出力レベルに応じて前記放電スイッチの導通タイミング
を制御するタイミング制御装置とを設けたことを特徴と
する請求項1記載のレーザ装置。
11. A laser output detection device for detecting a laser output level, and a timing control device for controlling the conduction timing of the discharge switch according to the laser output level detected by the laser output detection device. The laser device according to claim 1.
【請求項12】 前記タイミング制御装置の出力信号に
応じて前記高圧電源装置の出力電圧を制御する電圧制御
装置を設けたことを特徴とする請求項11記載のレーザ
装置。
12. The laser device according to claim 11, further comprising a voltage control device for controlling an output voltage of the high-voltage power supply device in accordance with an output signal of the timing control device.
【請求項13】 高圧電源装置と、該高圧電源装置によ
り充電される主コンデンサと、該主コンデンサからの放
電電流により放電するレーザ放電管と、該レーザ放電管
及び前記主コンデンサに直列に接続され、該主コンデン
サの放電電流を前記レーザ放電管に供給する主スイッチ
と、前記レーザ放電管に並列に接続され、前記放電電流
の波形を急峻にするピーキングコンデンサとを有するレ
ーザ装置において、該レーザ装置のレーザ出力レベルを
検出するレーザ出力検出装置と、該レーザ出力検出装置
の検出したレーザ出力レベルに応じて前記主スイッチを
遮断するタイミングを制御するタイミング制御装置とを
設けたことを特徴とするレーザ装置。
13. A high-voltage power supply device, a main capacitor charged by the high-voltage power supply device, a laser discharge tube that discharges by a discharge current from the main capacitor, and a serial connection to the laser discharge tube and the main capacitor. A laser device having a main switch for supplying the discharge current of the main capacitor to the laser discharge tube and a peaking capacitor connected in parallel to the laser discharge tube for sharpening the waveform of the discharge current. A laser output detection device for detecting the laser output level of the laser and a timing control device for controlling the timing of shutting off the main switch according to the laser output level detected by the laser output detection device. apparatus.
【請求項14】 前記タイミング制御装置の出力信号に
応じて前記高圧電源装置の出力電圧を制御する電圧制御
装置を設けたことを特徴とする請求項13記載のレーザ
装置。
14. The laser device according to claim 13, further comprising a voltage control device for controlling an output voltage of the high-voltage power supply device according to an output signal of the timing control device.
【請求項15】 前記主スイッチがオフした後所定の時
間後にパルス信号を発生するパルス信号発生装置と、前
記レーザ装置のレーザ出力レベルを検出するレーザ出力
検出装置47と、該レーザ出力検出装置の検出したレー
ザ出力レベルに応じて前記パルス信号のレベルを制御す
るレベル制御装置と、該レベル制御装置によりレベル制
御されたパルス信号を前記レーザ放電管に印加するパル
ス信号印加回路とを備えたことを特徴とする請求項4記
載のレーザ装置。
15. A pulse signal generator for generating a pulse signal a predetermined time after the main switch is turned off, a laser output detector 47 for detecting a laser output level of the laser device, and a laser output detector for the laser output detector. A level control device that controls the level of the pulse signal according to the detected laser output level; and a pulse signal application circuit that applies a pulse signal whose level is controlled by the level control device to the laser discharge tube. The laser device according to claim 4, wherein the laser device is a laser device.
【請求項16】 金属粒と、該金属粒を内側に収容する
放電内管と、該放電内管内にパルス放電を発生させる少
なくとも一対の電極と、前記放電内管の周囲に配設され
た断熱材と、前記放電内管内に発生したパルス放電によ
り励起されたレーザ光を外部に射出する窓とを有するレ
ーザ放電管において、前記電極の周囲に加熱源を配設し
たことを特徴とするレーザ放電管。
16. A metal particle, a discharge inner tube containing the metal particle inside, at least a pair of electrodes for generating a pulse discharge in the discharge inner tube, and a heat insulating member arranged around the discharge inner tube. In a laser discharge tube having a material and a window for emitting a laser beam excited by a pulse discharge generated in the discharge inner tube to the outside, a laser source characterized by disposing a heating source around the electrode. tube.
【請求項17】 前記加熱源として前記電極との間に気
体放電を発生させる加熱用電極を設けたことを特徴とす
る請求項16記載のレーザ放電管。
17. The laser discharge tube according to claim 16, wherein a heating electrode for generating a gas discharge is provided between the heating source and the electrode.
【請求項18】 金属粒と、該金属粒を内側に収容する
放電内管と、該放電内管内にパルス放電を発生させる少
なくとも一対の電極と、前記放電内管の周囲に配設され
た断熱材と、前記放電内管内に発生したパルス放電によ
り励起されたレーザ光を外部に射出する窓とを有するレ
ーザ放電管と、高圧電源装置と、該高圧電源装置により
充電され、その放電電流で前記レーザ放電管を放電させ
る主コンデンサと、該主コンデンサの放電電流を前記レ
ーザ放電管に供給する主スイッチと、前記レーザ放電管
に並列に接続され、前記放電電流の波形を急峻にするピ
ーキングコンデンサとを備えたレーザ装置において、前
記レーザ放電管の前記電極の周囲に加熱源を配設し、前
記主コンデンサに充電したエネルギーの一部を前記加熱
源に供給する供給装置を設けたことを特徴とするレーザ
装置。
18. A metal particle, a discharge inner tube containing the metal particle inside, at least a pair of electrodes for generating a pulse discharge in the discharge inner tube, and heat insulation disposed around the discharge inner tube. Material, a laser discharge tube having a window for emitting a laser beam excited by a pulse discharge generated in the discharge inner tube to the outside, a high-voltage power supply device, and charged by the high-voltage power supply device, the discharge current at the A main capacitor that discharges the laser discharge tube; a main switch that supplies the discharge current of the main capacitor to the laser discharge tube; and a peaking capacitor that is connected in parallel to the laser discharge tube and that sharpens the waveform of the discharge current. In a laser device including a heating device, a heating source is provided around the electrode of the laser discharge tube, and a part of the energy charged in the main capacitor is supplied to the heating source. A laser device characterized in that a laser device is provided.
【請求項19】 金属粒と、該金属粒を内側に収容する
放電内管と、該放電内管内にパルス放電を発生させる少
なくとも一対の電極と、前記放電内管の周囲に配設され
た断熱材と、前記放電内管内に発生したパルス放電によ
り励起されたレーザ光を外部に射出する窓とを有するレ
ーザ放電管と、高圧電源装置と、該高圧電源装置により
充電され、その放電電流で前記レーザ放電管を放電させ
る主コンデンサと、該主コンデンサの放電電流を前記レ
ーザ放電管に供給する主スイッチと、前記レーザ放電管
に並列に接続され、前記放電電流の波形を急峻にするピ
ーキングコンデンサとを備えたレーザ装置において、前
記レーザ放電管の前記電極の周囲に加熱源を配設し、前
記ピーキングコンデンサに充電したエネルギーの一部を
前記加熱源に供給する供給装置を設けたことを特徴とす
るレーザ装置。
19. A metal particle, a discharge inner tube containing the metal particle inside, at least a pair of electrodes for generating a pulse discharge in the discharge inner tube, and heat insulation disposed around the discharge inner tube. Material, a laser discharge tube having a window for emitting a laser beam excited by a pulse discharge generated in the discharge inner tube to the outside, a high-voltage power supply device, and charged by the high-voltage power supply device, the discharge current at the A main capacitor that discharges the laser discharge tube; a main switch that supplies the discharge current of the main capacitor to the laser discharge tube; and a peaking capacitor that is connected in parallel to the laser discharge tube and that sharpens the waveform of the discharge current. In the laser device including, a heating source is arranged around the electrode of the laser discharge tube, and a part of the energy charged in the peaking capacitor is supplied to the heating source. A laser device characterized in that a supply device is provided.
【請求項20】 金属粒と、該金属粒を内側に収容する
放電内管と、該放電内管内にパルス放電を発生させる少
なくとも一対の電極と、前記放電内管の周囲に配設され
た断熱材と、前記放電内管内に発生したパルス放電によ
り励起されたレーザ光を外部に射出する窓とを有するレ
ーザ放電管と、高圧電源装置と、該高圧電源装置により
充電され、その放電電流で前記レーザ放電管を放電させ
る主コンデンサと、前記高圧電源の電力を前記主コンデ
ンサに充電する充電用インピーダンス素子と、前記主コ
ンデンサの放電電流を前記レーザ放電管に供給する主ス
イッチと、前記レーザ放電管に並列に接続され、前記放
電電流の波形を急峻にするピーキングコンデンサとを備
えたレーザ装置において、前記インピーダンス素子を前
記電極の周囲に加熱源として配設したことを特徴とする
レーザ装置。
20. Metal particles, a discharge inner tube containing the metal particles inside, at least a pair of electrodes for generating a pulse discharge in the discharge inner tube, and heat insulation provided around the discharge inner tube. Material, a laser discharge tube having a window for emitting a laser beam excited by a pulse discharge generated in the discharge inner tube to the outside, a high-voltage power supply device, and charged by the high-voltage power supply device, the discharge current at the A main capacitor for discharging a laser discharge tube, a charging impedance element for charging the main capacitor with electric power of the high-voltage power supply, a main switch for supplying a discharge current of the main capacitor to the laser discharge tube, and the laser discharge tube In parallel with the peaking capacitor for sharpening the waveform of the discharge current, and heating the impedance element around the electrode. A laser device characterized by being provided as a source.
JP30308593A 1993-12-02 1993-12-02 Laser device and laser discharge tube Pending JPH07162067A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016152738A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 国立大学法人長岡技術科学大学 High-voltage pulse generating device and gas laser device
CN111200354A (en) * 2018-11-19 2020-05-26 住友重机械工业株式会社 Power supply device for laser device

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WO2016152738A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 国立大学法人長岡技術科学大学 High-voltage pulse generating device and gas laser device
WO2016151796A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 国立大学法人長岡技術科学大学 High-voltage pulse generating device and gas laser device
JPWO2016152738A1 (en) * 2015-03-25 2018-01-11 国立大学法人長岡技術科学大学 High voltage pulse generator and gas laser device
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