JPH0329196B2

JPH0329196B2 -

Info

Publication number: JPH0329196B2
Application number: JP59132828A
Authority: JP
Inventors: Chirukeru Hansuyurugen; Betsute Uirii; Myuraa Rainharuto
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1991-04-23
Also published as: DE3323614A1; AU559096B2; JPS6027183A; DE3462382D1; CA1231425A; US4573160A; AU3003084A; ATE25476T1; EP0130443A1; EP0130443B1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、レーザー室内においてその光軸に
平行に拡がり互に間隔を保つて対向する少くとも
二つのレーザー電極と、パルス形成回路を通して
高電圧パルスをレーザー電極に加えるための少く
とも一つの高速度高電圧開閉器と、パルス形成回
路に所属する第一と第二の帯導体コンデンサなら
びに等価インダクタンスから構成される横励起高
出力レーザー系に対する励起回路に関するもので
ある。

〔従来技術とその問題点〕

この種の励起回路は西独国特許出願公開第
2932781号公報（特開昭56−29387号公報）に記載
され公知であるが、そこに使用されているブリユ
ームライン回路としてのパルス形成回路と電荷転
送回路としてのパルス形成回路には等価インダク
タンスが考虜されていない。この発明においては
この等価インダクタンスが重要な役目を果す。

横励起レーザー（TEレーザー）については上
記の西独国特許出願公開公報に詳細に説明されて
いる。このTEレーザー、特に高エネルギーTEレ
ーザーは数barのレーザー室圧力の下に動作する
から最近はTEレーザーと呼ばれることが多く、
TEAレーザーとは呼ばれない。

この種の高エネルギーレーザーには予備イオン
化装置が設けられているものがある（西独国特許
出願公開第3035702号公報および第3035730号公報
（特開昭57−88789号公報）参照）から、この発明
においても予備イオン化装置が設けられているも
のとし、その詳細な説明は省略する。

上記の高出力TEレーザーは工業生産に適用さ
れることから強く興味を持たれるようになつた。
従つてこのレーザー系に対しては平均出力を高く
することの外に、その経済性と耐用時間に関する
要求が前面に押し出されるようになつて来た。

これらの要件を満たすための中心的な問題はレ
ーザーを励起するためのパルス発生回路の構成で
ある。この種のパルス発生回路は文献にはパルス
形成回路網（パルスフオーミングネツトワーク＝
PEN）とも呼ばれている。

負荷を含むパルス形成回路網の網目の波動抵抗
はできるだけ低く、しかも負荷を流れる電流の上
昇速度をできるだけ高くするものでなければなら
ない。この条件はレーザーの効果的な動作の前提
となるものであり、それによつてレーザーができ
るだけ一様に励起され、負荷に対して適合するよ
うになる。

パルス発生回路の電気的又は電子的の高電圧開
閉器が高い信頼性と長い耐用時間をもつて動作し
得るためには、負荷における電流上昇速度の最大
値が与えられているときパルス形成回路網の開閉
要素を含む網目の波動抵抗をできるだけ高くしな
ければならない。

〔発明の解決すべき問題点〕

この発明の目的は、TE高出力レーザー系に対
する励起回路として上記の要件をできるだけ広範
囲に考慮に入れて次の特徴を示すものを提供する
ことである。

(a) 負荷を流れる電流の上昇速度をできるだけ高
くしてレーザー放電間隙（これが負荷となる）
を含むパルス形成回路網の網目の波動抵抗をで
きるだけ低くすること。

(b) レーザーの励起ができるだけ均等になり、負
荷に適合するようになること。

(c) 高速高電圧開閉器の動作をできるだけ僅少に
して信頼性を高め耐用時間を長くすること。

(d) そのために負荷電圧の最大上昇時間の与えら
れた値に対して高電圧開閉器を含むパルス形成
回路網の網目の波動抵抗をできるだけ高くする
こと。

〔問題点の解決手段〕

この発明によればTE高エネルギーレーザー系
の励起回路に対する上記の解決すべき問題が特許
請求の範囲第１項に特徴として挙げた構成とする
ことによつて解決される。この発明の有利な実施
態様は特許請求の範囲第２項以下に示される。

〔公知例との比較〕

この発明によつて達成される長所は図面につい
て行なう説明によつて明らかにされ、公知のパル
ス形成回路網との比較によつてその価値が強調さ
れる。

まず公知のパルス形成回路網と対比してこの発
明を分析し、続いて図面に示した実施例について
更に詳細に説明する。

現在パルス形成回路網して３種類の回路が使用
される。その中の簡単な回路PEN１（西独国特
許出願公開第2042615号公報参照）を第１図に示
す。高圧電源HVの端子１．０，６．０の間に接
続された開閉器Ｓに並列にインピーダンスＲと直
列接続Ｌ−LKとの並列接続とコンデンサＣとが
接続されている。高圧電源HVはインピーダンス
Ｒを通してコンデンサＣを充電する。

LKはTE高出力レーザー系のレーザー室即ちレ
ーザー電極E_Lの間に構成された放電間隙であり、
等価インダクタンスＬとコンデンサＣがこの放電
間隙に直列に接続されている。インピーダンスＲ
はＬとLKの直列接続に並列接続される。回路要
素Ｃ，Ｌ，LK，ＲおよびＳに対する結節点対は
ｋ１−ｋ２，ｋ２−ｋ３，ｋ３−ｋ４，ｋ２−ｋ
５およびｋ１−ｋ６として示され、結合導線は一
般的にとして示されている。Ｂは接地電位ある
いは接地電位結節点を示す。第１図ならびに以下
の図面において等価インダクタンス又は漏れイン
ダクタンスは便宜上集中回路要素として表わされ
ているが、実際はレーザー室LK、コンデンサＣ、
開閉器Ｓおよび接続線のインダクタンス層として
分布しているものである。洩れ容量はそれ程重要
でないので図に示されていない。

開閉器Ｓの閉結によりコンデンサＣがインダク
タンスＬを通して放電間隙LKに接続される。こ
れにより放電間隙LKと開閉器Ｓが直列に接続さ
れ、全放電電流が開閉器を流れることになる。開
閉器の挿入により放電回路の全インダクタンスは
放電間隙インダクタンスと少くとも同程度の大き
さである開閉器インダクタンスだけ増大する。こ
の回路では最大でコンデンサの充電電圧に等しい
電圧が放電間隙に加えられる。この種の回路構成
には特に放電間隙がエキシマレーザーのポンピン
グに使用されるときいくつかの重大な欠点を生ず
る。

放電回路の自己インダクタンスの増大は励起効
率を相当に悪化させる。更にこの回路は全放電電
流が開閉器を流れるため回路素子に対して高度の
要件が課せられる。又この回路が高出力レーザー
の励起に使用される場合には比較的高い電圧を必
要とするから技術的に極めて困難な問題を伴う。

第２図に示した電荷転送回路形のパルス形成回
路PEN２は広く使用されている（Andrews，
Kearsly，Webb；Opt.Commun.（1977），265−
268）。高圧電源HVはインピーダンスＲを通して
コンデンサC₁を充電する。開閉器Ｓを閉じると
インダクタンスR₁を通してコンデンサC₂が充電
され、放電間隙LKが点弧するとインダクタンス
L₂を通してこの放電間隙内に放電する。この回
路の長所は開閉器Ｓと放電間隙LKがパルス形成
回路網の異つた網目内に置かれていることであ
る。L₂はL₁と同様な等価インダクタンスであり、
第１図のものに対応する回路要素と結節点は同じ
記号で示されている。回路要素L₁，C₁，L₂，Ｒ，
C₂の結節点対はｋ１−ｋ１．１；Ｋ１．１−ｋ
２；ｋ２．１−ｋ３；ｋ２−ｋ３；ｋ２−ｋ５お
よびｋ２．１−ｋ４．１として示されている。直
列接続L₂−LKはC₂およびＲに並列に接続され、
この直列接続が直列接続L₁−C₁を通して電源端
子１．０に結ばれている。LKに並列接続された
第二帯導体コンデンサC₂の金属層は１０，２０
として示され、第一帯導体コンデンサC₁の金属
層は３０，４０として示されている。

コンデンサC₁に蓄積されているエネルギーの
総てをC₂に送り込みできるだけ高い電気的効率
を達成するためには、C₁とC₂を等しい大きさと
しなければならない。C₁とC₂ならびにインダク
タンスL₁の直列接続により開閉器に対する電流
上昇速度が予め決められている。インダクタンス
L₁の値は放電間隙の電極に加えられる電圧に許
される最大上昇速度によつて決められる。このパ
ルス形成回路ではコンデンサ充電電圧が放電間隙
に加えられるため最高電圧であるから、第１図の
回路と同程度の高電圧で操作する必要がある。こ
の要求から開閉要素に対する高い尖頭電流値が導
き出されるが、その値は第１図の回路のものより
著しく低い。

技術的の簡単化を可能にする低い充電電圧は第
３図に示したブリユームライン回路とも呼ばれる
LCインバージヨン回路PEN３によつて達成され
る（Shipmann；Appl.Phys.Lett，１０（1967），
３−４）。

高圧電源HVによりコンデンサC₁は直接に、コ
ンデンサC₂はインピーダンスＲを通して充電さ
れる。開閉器Ｓが閉結されるとコンデンサC₁は
逆極性に充電され、放電間隙LKには最大でコン
デンサ充電電圧の倍電圧が加えられる。コンデン
サC₁とC₂の直列接続は等価インダクタンスL₂を
通して放電間隙の電極間に発生する放電に給電す
る。回路要素L₁，C₁，C₂，L₂およびＲに対する
結節点対はＫ１−ｋ２．０，ｋ２．０−ｋ５．
１，ｋ２．０−ｋ２．３，ｋ２．３−ｋ３および
ｋ２．３−ｋ５として示されている。第２図と同
様にC₂はレーザー室LKに所属するコンデンサで
あり、C₁は開閉器Ｓ側に置かれたコンデンサで
ある。これらの帯導体コンデンサの金属層は１，
２および３，４として示されている。

第３図のLCインバージヨン回路（ブリユーム
ライン回路）が対称形でC₁＝C₂であるとき、そ
の開閉要素Ｓのピーク電流値は放電間隙電極にか
かる電圧の上昇時間とパルス形成回路網のエネル
ギー保有量を等しいとして第２図の電荷転送回路
の開閉要素のピーク電流値の２倍である。

一方第２図の電荷転送回路PEN２では第３図
の対称ブリユームライン回路PEN３の場合に比
べて２倍の電圧をその開閉要素が確実に遮断する
ことができる。同様にその他の回路要素例えば電
源とコンデンサも倍電圧用として設計されなけれ
ばならない。

第３図のブリユームライン回路は比較的低い充
電電圧で動作するので、大面積の放電間隙のポン
ピングのために放電間隙電極E_Lに高い電圧を印
加する必要がある高エネルギーレーザーの励起用
として好適である。

高エネルギーレーザーの場合開閉要素には高性
能が要求される。電流上昇速度とピーク電流値に
対する臨界値を低下させるためこのレーザーに対
してはパルス形成回路として非対称ブリユームラ
イン回路（C₁＜C₂）が使用される（西独国特許
出願公開第3232024号公報参照）。

C₁は0.5C₂よりも小さくしないことが合理的で
ある。非対称性をこれ以上に大きくすると放電間
隙に対する励起回路の波動抵抗が著しく増大して
放電室へのエネルギー注入が阻害される。非対称
ブリユームライン回路は開閉要素の電流負荷を電
荷転送回路において達成される値近くまで低下さ
せる。しかし電圧上昇の利点は残されている。開
閉要素の耐用時間を長くするにはこの要求を更に
転減されなければならない。ただしそのための手
段はパルス形成回路の励起効能を低減させないも
のであり、特にパルス形成回路のエネルギー保持
量と印加電圧の与えられた値に対して励起回路の
波動抵抗を増大させないものとする必要がある。

〔発明の実施例〕

これらの条件は第４図に示したパルス形成回路
を含む励起回路PEN４によつて満たされる。こ
の回路は第５図にLCインバージヨン回路又はブ
リユームライン回路を基本とするもので、放電間
隙LKに並列に第三のコンデンサC₃が付加されて
いる。この場合コンデンサC₁とC₂の直列接続の
等価インダクタンス（固有インダクタンスと接続
インダクタンス）ならびにそれに並列接続された
コンデンサC₃の等価インダクタンスがそれぞれ
レーザー室LKを含む励起回路枝線ｋ２．３−ｋ
４の等価インダクタンスより低く、特にほぼ１桁
だけ低くすることが有利である。コンデンサC₃
の一方の極は結節点ｋ２．３に結ばれ、他方の極
は結節点ｋ４に結ばれている。５，６はこのコン
デンサの金属層である。

第４図の回路はLCインバージヨン回路の要素
と電荷転送回路の特性を合せ持つもので、インバ
ージヨン電荷転送回路、略してICT回路と呼ぶこ
とができる。

高圧電源HVによりコンデンサC₁は直接に、コ
ンデンサC₂はインピーダンスＲを通してコンデ
ンサ充電電圧まで充電される。開閉器Ｓを閉結す
るとコンデンサC₁は反転充電される。この過程
により放電間隙LKに電圧が加えられ、コンデン
サC₃は放電間隙LKが点火するまで充電される。

コンデンサC₁，C₂と等価インダクタンスL₂が
構成する直列回路とコンデンサC₃を含む付加回
路が放電間隙LKに電力を供給する。

容量Ci（ｉ＝１，２，３）を適当に選ぶことに
よつてパルス形成回路PEN４が種々の要件を満
たすようにすることができる。励起性能の低下が
なく対称ブリユームライン回路PEN３の場合と
ほぼ等しい電力を放電間隙に送り込みながら開閉
要素Ｓの動作時間を節約することができる。放電
間隙LKの電圧上昇時間を一定にしてC₁，C₂，C₃
を次の関係２＜C₂／C₁＜３，C₃C₁・C₂／C₁＋C₂ が満たされるように選ぶと、開閉要素Ｓに対する
要件を対称ブリユームライン回路の場合のほぼ半
分にすることができる。放電間隙に加えられる電
力の僅かな損失を許せば C₁≦C₂／４とすることにより、開閉要素Ｓの臨界データの値
を供給電気エネルギー、パルス形成回路電圧およ
び放電間隙における電圧上昇時間がいずれも一定
という条件の下に更に減少させることができる。

容量値Ciをこのような関係に選ぶと、放電間隙
において達成可能の電圧値はブリユームライン回
路のものより低く、電荷転送回路のものより高く
なる。インバージヨン電荷転送回路を使用する
と、容量値Ciの適当な選定により放電間隙LKに
投入される電力が第３図のLCインバージヨン回
路の場合に比べて高くなるように放電条件を設定
することができる。

C₁，C₂，C₃の関係を 1.5＜C₂／C₁＜２，C₃≦0.5C₁・C₂／C₁＋C₂とすれば放電
間隙に投入される電力が増大し、放電間隙に加わる電
圧はコンデンサ充電電圧のほぼ２倍となる。一方
開閉要素Ｓに対する要件は対称ブリユームライン
回路（C₁＝C₂）の場合に比べて軽減される。

第５図Ａ，Ｂ，Ｃから分るようにこの発明によ
るICT回路（又はICT励起回路）（第５図Ｃ）は
ブリユームライン回路（第５図Ｂ）の変形によつ
ても、あるいは電荷転送回路（第５図Ａ）の変形
によつても得られる。既に第４図について述べた
ように第５図Ｂにおいて破線で示した第三の帯導
体コンデンサC′₃をレーザー室LKの放電間隙とそ
れに直列接続された等価インダクタンスとに並列
接続することにより、この発明による励起回路
（第５図Ｃ）となる。一方この回路は第５図Ａに
示した電荷転送回路又はそれに対応するパルス形
成回路PEN２に破線で示した第三の帯導体コン
デンサC₁₀を追加することによつても得られる。
この場合括弧でくくつて示すように初めから設け
られている第一帯導体コンデンサC₁は第二帯導
体コンデンサC₂₀となり、第二帯導体コンデンサ
C₂は第三帯導体コンデンサC₃₀となることは第５
図Ｃと対比することによつて明らかである。

第４図および第５図Ｃに示したICT回路は従来
の励起回路又はパルス形成回路と共に集積回路と
することが可能である。これによつて第６図に示
した平板形装置が得られる。この装置はレーザー
室LKの光軸０−０とレーザー電極EL₁，EL₂の拡
がりが帯導体コンデンサC₁，C₂の金属層１／１，
２／３，４／４が置かれている平面内またはそれ
に平行する平面内にあつて平板形になつている。
この種の平板形装置において上下に重ねられるコ
ンデンサ金属層の数が多くなると電流路が長くな
り、電流環線が大きくなつて装置全体としてのイ
ンダクタンスが許容限度以上になるので、積重ね
個数には限界がある。

この問題は第１０図にその原理を示した三次元
装置では発生しない。この三次元装置にはこの発
明によるICT回路が平板形装置と全く同様に集積
可能であるが、差し当つては平板形装置について
説明し、三次元装置は後に回すことにする。

第６図に示した装置CEは第３図のブリユーム
ライン回路を立体構造としたものである。その右
部分には電極EL₁，EL₂を持つレーザー室LKが示
されている。この電極はレーザーの光放出方向で
ある光軸０−０に平行に長く延び、断面において
きのこのかさの形の電極部分とその茎の形の電流
導入部分から構成されている。レーザー室LKに
は適当なレーザーガスが満たされ、縦方向又は横
方向のガス流によつてガスの再生又は交換が可能
である。更に適当な予備イオン化装置が設けられ
るが、これは図に示されていない。箱形構造CE
の左側の部分にはパルス形成回路PEN３（第３
図）のパルスをレーザー電極EL₁，EL₂に導くた
めの高速度高電圧開閉器Ｓが少くとも一つ設けら
れている。第６図に示されている開閉器Ｓは光軸
０−０に平行に長く延びた対向電極ES₁，ES₂を
備える火花間隙である。火花間隙の代わりに電子
スイツチ例えばサイラトロンも使用される。第一
と第二の帯導体コンデンサC₁，C₂の金属層（第
３図の１乃至４）は１／１，２／３および４／４
として示されている。第６図の装置はコンパクト
構造とするため液体誘電体を使用するから、コン
デンサ金属層は電極板となつている。各電極板間
の間隔は一般にａとしてある。電極板と誘電液で
満たされている室１０はレーザー室LKに対して
は絶縁隔壁wLによつて閉鎖され、開閉器Ｓの側
は絶縁隔壁wSによつて閉鎖されている。レーザ
ー電極EL₁と開閉器電極ES₂はこれらの隔壁を気
密に貫通しているから、隔壁は同時にこれらの電
極の支持体となつている。対向電極EL₂とES₁は
垂直壁eL，eSを通して接地電位Ｂに接続される。
電極EL₂又はES₁を支持するこれらの垂直壁は電
流案内と同時に遮蔽にも使用される。レーザー放
電間隙に並列に接続されているインピーダンスＲ
は等価インダクタンスL₂を含むものでレーザー
電極EL₁と接地板１/１の間に挿入され、高圧電
源HVは１/１と開閉器電極ES₂の間に挿入され
る。

第６図の装置は近似的に対称であつて、特にコ
ンパクトで外部に対して完全に遮蔽された構成が
可能となる。CEで表わされている装置全体は二
つの部分構造CE/２から構成され、各部分構造は
それぞれ一つの第一部分コンデンサC′₁と一つの
第二部分コンデンサC′₂を含む。このC′₁は対向す
る板１/１と２/３によつて形成され、C′₂は対向
する板２/３と４/４によつて形成される。板２/３
と４/４はそれぞれ二重に作用することが分る。

第６図の装置から出発して、二つの板２/３の
うち下のものを除去してこの部分でその上下にあ
る金属層４/４と接地板１/１が直接対向するよう
にすると、第７図に示した第一変形に到達する。
第７図では下方の接地板１/１が６に変えられ、
中央の板４/４は４/５に変えられている。これに
よつて第４図又は第５図ＣのICT回路の第三帯導
体コンデンサの金属層５，６が位置の転換によつ
て成立したものであることが示される。又４/５
いう符号はこの板又は金属層が金属層５，６を持
つ第三帯導体コンデンサC₃と金属層２/３と４を
持つ第二帯導体コンデンサC₂の双方に所属し二
重の作用を行なうものであることを表はしてい
る。第７図の装置への転換は、第６図の装置から
板２/３と１/１を除き下に向つて開放された半装
置から出発し、その下側を板６で閉鎖することに
よつても実現する。

第８図に示した第二変形では両方の板又は金属
層２/３の高電圧開閉器Ｓに対して反対側の終端
部を幅ｘだけ切り取つて短くし、この切り取られ
た部分で板４/５と１/６の一部５，６を直接対向
させることにより、第三帯導体コンデンサC₃の
第６図の装置への集積構造としての組み込みが実
現する。第三帯導体コンデンサC₃の容量は対向
する金属層部分５，６に金属層６０を追加して厚
くし、その間の間隙を狭くすることによつても増
大させることができる。帯導体コンデンサの部分
コンデンサはC′₁，C′₂およびC′₃として示されて
いる。

第９図に示した第三帯導体コンデンサC₃を集
積するための変形では、第６図の装置の両金属層
２/３に孔、切り開き、切り込み等が設けられ、
この貫通部分を通して金属層１/６から４/５に向
つて直接電場が侵透する。これによつて後で詳し
く説明するように貫通部分の形状選択による特性
改善の可能性が生ずる。例えば貫通部分の面積を
大きくして第三帯導体コンデンサC₃の形成に寄
与するようにすることが可能であり、又金属層内
にメアンダ形あるいは蛇行形の電流路を作つて走
行時間の連鎖を形成させることも可能であり、更
にこれらの方法を組合せて実施することも可能で
ある。

第７図、第８図、第９図について説明した第三
帯導体コンデンサを集積するための４種類の転換
方式は、単独に実施することも互に組合せて実施
することも可能である。その際電極板の切りつ
め、孔あけ又はその厚さの増強は両方の板２/３
に対称的に行つても非対称的に行つてもよい。

第７図乃至第９図は第６図と組合わされて液体
誘電層とコンデンサ電極板を使用する場合の有利
な実施形態を示すもので、誘電液としては電気伝
導度の低い水の外にグリコールと水の混合液を
種々の混合比と温度において使用することができ
る。Ｎアルキル酸アミド系の有機液体も適用され
る。第７図乃至第９図に対応する装置は固体誘電
体と固体コンデンサ装置によつても実現可能であ
る。

第１１図乃至第１５図に示す三次元装置を基本
にして第三帯導体コンデンサを集積するための別
の転換方止を説明する前に、その理解を容易にす
るため第１０図に示した三次元装置を説明する。
これは第３図のブリユームライン回路を三次元装
置に転換したものであつて、既に西独国特許出願
公開第2932781号公報に液体誘導体を使用するコ
ンパクトな板構造として記載されている。しかし
この発明は基本的には固体誘導体と固体金属層を
使用する帯導体コンデンサ装置にも適用されるも
のである。第１０図の三次元装置の特徴は電極板
４/４，２/３，１/１とその間に置かれた誘導層ｄ
で構成される第一と第二の帯導体コンデンサC₁，
C₂がレーザー室LKの軸０−０に対してほぼ垂直
に拡がり、この光軸にほぼ平行に積み重ねられて
コンデンサ堆積CR〓を形成し、パルス形成回路
PEN３内部に収容されていることである。この
構成に基き極めて大きい全容量にも拘らず比較的
小さいインダクタンスとなる。第１０図の部分堆積
C′は第６図に示したコンデンサ装置CEの全体に
対応し、半分の部分堆積C′/２は第６図のCE/２
に対応する。C′/２又はCE/２は機能可能な最小
帯導体コンデンサ装置であり、総ての金属層又は
電極板１，２，３，４又は１/１，２/３，４/４が一つ
だけ含まれている。第１０図においてコンデンサ
電極板又は金属層およびその他の励起回路構成要
素は第６図に対応する記号で示されている。第６
図の装置の電極板を光軸０−０に垂直に想定した
回転軸の回りに90゜回転し、部分堆積の数を適当
にふやすことによつて第１０図の装置なる。

第６図乃至第９図について説明した種々の転換
方式は第１０図の三次元装置にも適用され、それ
によつて第三帯導体コンデンサC₃が第４図又は
第５図Ｃに示すようにパルス形成回路網中に集積
される。しかしより良く理解されるためいくつか
に転換情況を第１１図乃至第１５図について説明
する。

第１１図の実施例では第３図のパルス形成回路
PEN３に第三帯導体コンデンサC₃を組み込むた
め第一帯導体コンデンサの周期的に繰り返される
電極板１/１、第二帯導体コンデンサの電極板４/
４および第一と第二の帯導体コンデンサの電極板
２/３のうち少くとも一つが、総ての電極板を一
回含むコンデンサ堆積C′と金属層対（２/３，２/
３）において除去される。これによつてレーザー
電極EL₁とEL₂に接続されたコンデンサ電極板４/
５と６（これらは元来４/４および１/１として示
されていたものである）の間に部分コンデンサ
C′₃が形成される。全堆積CRのコンデンサC₃の容
量値は、電極板２/３を除去する操作が堆積CR中
の一個だけに限定されずに少くとも一つの別の個
所で実施される場合には、総ての部分コンデンサ
C′₃の容量の和によつて与えられる。部分コンデ
ンサC′₃の容量値は間隙ａ３とコンデンサ電極板
６と４/５の最小面積とによつて調整することが
できる。ここで４/５という記号はこの板が部分コ
ンデンサC′₂と部分コンデンサC′₃の双方に属して
いることを示し、部分コンデンサC′₃の第二の電
極板の記号６はこの板が第４図、第５図Ｃでは６
となつている金属層に属していることを示す。コ
ンデンサC₃の全容量はC′₃の容量値の変化と堆積
CRの部分堆積C′の個数の変化によつて回路の要
件に適合させることができる。

第１２図も各コンデンサ堆積C′が一つの第三帯
導体部分コンデンサC′₃を含む実施例であるが、
これは必ずしも第４図、第５図Ｃの回路の機能に
必要なものではない。部分コンデンサC′₃だけに
所属する電極板は６として、第二部分コンデンサ
C′₂と第三部分コンデンサC′₃の双方に所属する電
極板は４/５として、第一と第二の部分コンデン
サC′₁，C′₂の双方に所属する電極板は２/３とし
て、第一と第三の部分コンデンサC′₁，C′₃の双方
に所属する電極板は１/６として示されている。
第４図、第５図ＣのICT回路の全コンデンサC₁は
電極板２/３と１/６を持つ部分コンデンサC′₁の
全体によつて、その全コンデンサC₂は電極板４/
５と２/３を持つ部分コンデンサC′₂の全体によつ
て構成される。回路に要求されている条件に応ず
るこれらのコンデンサの容量値の調整は西独国特
許出願第3232024号公報に記載されている。

第１１図と第１２図による三次元装置ならび後
で説明する第１３図乃至第１５図による三次元装
置に対する回路要素としても火花間隙とサイラト
ロンが適している。第４図と第５図Ｃによるパル
ス形成回路PEN４に誘導コイルを結合すると特
に有利である（西独国特許出願第3240372号公報
参照）。

第１３図に示した実施例もICT回路のパルス形
成回路PEN４にコンデンサC₃を集積するための
ものである。その部分堆積C′は電極板２/３と１/
１を持つ部分コンデンサC′₁と電極板４/４と２/
３を持つ部分コンデンサC′₂を含み、電極板２/３
のいくつか又はその全部に欠除部Ｄ（貫通孔、切
り開き、打ち抜きその他）があつて、その有効面
積を縮小してC′₁とC′₂又はC₁とC₂の容量値を低下
させる。しかしこの場合には電極板４/５と１/６
の間に第１３図に斜線を引いて示した電場成分が
あり、板２/３を透過して放電間隙LKに並列に小
さい部分容量C″₃を作る。この部分容量は各部分
堆積C′毎に集つて部分コンデンサC′₃を構成し、
この部分コンデンサがまたパルス形成回路中の装
置の集合数に応じて加え合わされ全コンデンサ
C₃を構成する。

この実施例は第９図の実施例が示す長所、即ち
必要な場合板２/３の総てがコンデンサ堆積内に
とどまることが可能でそれによつてレーザー室
LKに対する接続インダクタンスが最小になると
いう長所を備えている。この実施例の別の長所は
走行時間連鎖を通してパルスを形成する際開閉要
素Ｓに高いピーク電流が流れないようにするため
開閉要素Ｓを含む環路（網目）にパルス形成回路
を簡単に組込むことができることである。これは
レーザー室LKに並列にコンデンサC₃を挿入する
ことによつて実施されるが、そのためにはコンデ
ンサ電極板に作られる欠除部の幅又は深さを大き
くし板２/３の全面積の大きな部分を占めるよう
にし、板１/６から板２/３を通して板４/５へ電
場を侵透させるだけでよい。

第１４図に示したC₃組込み様式では板２/３の
いくつか又はその全部が短縮され、レーザー室
LKから選定可能の側方間隙を保つて板４/５の部
分５と板１/６の部分６が対向してその間に部分
コンデンサC′₃を構成する。このコンデンサの容
量値は板２/３によつて被覆されていない電極面
積、板１/６と４/５の間の間隔ａ３および使用さ
れる誘導体の特性によつて与えられる。

第１５図に示す実施例では、第１４図の実施例
においてC′₃又はC₃の容量値の増大が板１/６と
４/５の間の間隔の部分的の縮小によつて行なわ
れるように変形されている。この縮小は板部分５
と６を近づけることによるが、これに対しては図
に示すように板部分５と６を厚くする。C′₃又は
C₃の容量値を高くする必要がない場合には、板
部分を厚くすることによりC₃の与えられた容量
値に対して板２/３の切り取りを少くしてC₁の容
量値が大きくなるようにする。

第１４図と第１５図の実施例においても総ての
板２/３を堆積中に収め接続インダクタンスを最
小にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は３種類の公知のレー
ザー励起回路、第４図はこのの発明による励起回
路を示す。第５図には２種類の公知の励起回路に
第三の帯導体コンデンサを付加してこの発明によ
る励起回路とすることが示され、第６図は第３図
の励起回路を平板形構造としたものを示し、第７
図と第８図と第９図はこの発明による励起回路を
平板形構造としたものを示す。第１０図は公知の
励起回路を三次元装置としたものを示し第１１図
乃至第１５図はこの発明による励起回路の三次元
構成の５例を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１レーザー室内においてその光軸に平行に拡が
り互に間隔を保つて対向する少くとも二つのレー
ザー電極と、パルス形成を通して高電圧パルスを
レーザー電極に加えるための少くとも一つの高速
度高電圧開閉器と、パルス形成回路に所属する第
一と第二の帯導体コンデンサ（C₁，C₂）ならび
に等価インダクタンス（L₁，L₂）から構成され
る横励起高出力レーザー系に対する励起回路にお
いて、パルス形成回路（PEN４）が第一と第二
の帯導体コンデンサ（C₁，C₂）の外の少なくと
も一つの第三の帯導体コンデンサ（C₃）を備え
ること、ブリユームライン回路（PEN３）とし
てのパルス形成回路（PEN４）を基本として第
三の帯導体コンデンサ（C′₃）がレーザー室
（LK）の放電間隙とそれに直列接続された等価イ
ンダクタンス（L₂）とに並列に接続されること、
あるいは電荷転送回路（PEN２）としてのパル
ス形成回路を基本としてその高圧開閉器（Ｓ）と
それに直列接続された等価インダクタンス（L₁）
とに並列に帯導体コンデンサ（C₁₀）がつけ加え
られパルス形成回路（PEN２）の第二の帯導体
コンデンサ（C₂）が第三の帯導体コンデンサ
（C₃₀）となり、新しい回路においては帯導体コン
デンサ（C₁₀）が第一帯導体コンデンサの機能を
引き受け元来の第一帯導体（C₁）は第二帯導体
コンデンサ（C₂o）の機能を引き受けることを特
徴とする横励起高出力レーザー系の励起回路。２ブリユームライン回路としてのパルス形成回
路（PEN３）を基本としてこれに第三の帯導体
コンデンサ（C₃）が付加され、このコンデンサ
が次の金属層、すなわち (イ) レーザー室（LK）内の少くとも一つの電極
（EL₁）に結ばれた第二の帯導体コンデンサ
（C₂）の金属層（４／４）、 (ロ) 金属層（４／４）の両側にそれぞれ少くとも
一つ設けられ互に間隔を保つて対向し高電圧開
閉器（Ｓ）の電極（ES₂）に結ばれたコンデン
サC₁とC₂の組合せ金属層（２／３）、 (ハ) 金属層（２／３）に対して間隔を保つて対向
し更に高電圧開閉器の他の電極（ES₁）とレー
ザー室の他の電極（EL₂）とに結ばれた少くと
も一つの金属層（１／１）を備えるものにおい
て、第三帯導体コンデンサを付加するため、 (a) 両金属層（２／３）の一方が除去されて金
属層（４／５）と（６）が直接対向するこ
と、および／又は (b) 両金属層（２／３）の一方又は双方が高電
圧開閉器に対して反対側の端部が短縮され、
この短縮区域において金属層（４／５）と
（１／６）が直接対向すること、および／又
は (c) 両金属層（２／３）の一方又は双方に孔、
切り開き、切り込みの形の欠除部が作られ、
この欠除部分を通して金属層（１／６）から
（４／５）への電場の侵透が生ずること、お
よび／又は (d) 短縮又は欠除区域において対向する両金属
層（６と５）の間の間隔が金属層を厚くする
ことによつて縮小され、それによつて部分容
量（C′₃）が増大することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の励起回路。３帯導体コンデンサ（C₁，C₂，C₃）が金属層
（４／４，２／３，１／１，４／５，１／６，６）
とその間に置かれた誘電層（ｄ）をもつて平板構
造を形成し、レーザー電極（EL₁，EL₂）の拡が
り方向と光軸の方向が帯導体コンデンサ（C₁，
C₂，C₃）の一つの金属層面内にあるかそれに平
行していることを特徴とする特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の励起回路。４第一と第二の帯導体コンデンサ（C₁，C₂）
の金属層（４／４，２／３，１／１，４／５，
１／６，６）とその間に置かれた誘電層（ｄ）が
レーザー室（LK）の光軸（０−０）にほぼ垂直
であり、レーザー室の光軸にほぼ平行して積み重
ねられてコンデンサ堆積を構成しパルス形成回路
の内部において接続されていること、第三の帯導
体コンデンサ（C₃）をパルス形成回路（PEN２
又はPEN３）内に組み込むため堆積長をもつて
サイクリツクに反復する第一帯導体コンデンサの
金属層（１／１）と第二帯導体コンデンサの金属
層（４／４）および第一と第二帯導体コンデンサ
の金属層（２／３）のうち総ての金属層を一回だ
け含むコンデンサ堆積（C′）と金属層対（２／
３，２／３）とにおいて少くとも一つの金属層
（２／３）が除かれるか、短縮されるかあるいは
少くともその面の一部が切り開かれていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
の励起回路。５第三帯導体コンデンサ（C₃）を含むパルス
形成回路の三次元構造において帯導体コンデンサ
（C₁，C₂，C₃）に液体誘電体が使用され、金属層
（１／１，２／３，４／４，４／５，１／６，６）
がコンデンサ電極板となつていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第４項の一つに記載
の励起回路。６誘電体として電気伝導度の低い水、グリコー
ル・水混合液又はＮアルキル酸アミドに属する有
機液が使用されることを特徴とする特許請求の範
囲第５項記載の励起回路。７コンデンサ堆積の堆積方向において一つのコ
ンデンサ金属層が遠く離れてあるいは近接して重
ねられ、それによつて各コンデンサ部分堆積群に
一つの第三帯導体コンデンサが含まれることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の励起回路。
８パルス形成回路が反転電荷転送回路（PEN
４）であるとき高電圧開閉器（Ｓ）として可飽和
誘導コイルが使用されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項乃至第７項の一つに記載の励起回
路。９コンデンサ金属層の一部に切り目を入れるか
金属層間隙を結合コイルによつて橋絡することに
よりパルス形成回路に対する付加的のインダクタ
ンス区域が作られているものにおいて、この付加
的インダクタンス形成手段が一つのコンデンサ堆
積（CE，CR）の第一と第二の帯導体コンデンサ
（C₁，C₂）に金属層（２／３）に対しても採用さ
れ、第三部分コンデンサ（C′₃）の形成にも利用
されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の励起回路。１０固有インダクタンスと接続インダクタンス
の和によつて与えられる第三帯導体コンデンサ
（C₃）の等価インダクタンスと第一と第二の帯導
体コンデンサの直列接続の等価インダクタンスが
いずれもレーザー室（LK）を含む励起枝線（ｋ
２．３−ｋ４）の等価インダクタンス（L₂）に
比べて小さいことを特徴とする特許請求の範囲第
１項乃至第９項の一つに記載の励起回路。１１第三帯導体コンデンサ（C₃）の等価イン
ダクタンスと第一と第二の帯導体コンデンサ
（C₁，C₂）の直列接続の等価インダクタンスがい
ずれもレーザー室を含む励起枝線（ｋ２．３，ｋ
４）の等価インダクタンス（L₂）よりほぼ一桁
だけ小さいことを特徴とする特許請求の範囲第10
項記載の励起回路。