JPH0626261B2 - Laser pump - Google Patents
Laser pumpInfo
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- JPH0626261B2 JPH0626261B2 JP24455987A JP24455987A JPH0626261B2 JP H0626261 B2 JPH0626261 B2 JP H0626261B2 JP 24455987 A JP24455987 A JP 24455987A JP 24455987 A JP24455987 A JP 24455987A JP H0626261 B2 JPH0626261 B2 JP H0626261B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
- H01S3/0971—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser transversely excited
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ励起装置に関し、特に金属蒸気をレーザ
媒質とする金属蒸気レーザにおいて、大出力レーザ光を
安定に発生させることができるレーザ励起装置に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laser pumping device, and particularly to a laser pumping device capable of stably generating a large output laser beam in a metal vapor laser using a metal vapor as a laser medium. Regarding
近年、高いくり返し周波数を持ち、高効率で高出力を発
生させることのできる金属蒸気をレーザ媒質とするレー
ザが、レーザを用いたウラン濃縮やレーザによる医療な
どの分野で応用されつつある。金属蒸気としては、例え
ば銅(レーザ波長511nm,578nm)、金(62
8nm)などが挙げられる。2. Description of the Related Art In recent years, lasers using a metal vapor having a high repetition frequency and capable of generating a high output with high efficiency are being applied in fields such as uranium enrichment using lasers and medical treatments using lasers. As the metal vapor, for example, copper (laser wavelength 511 nm, 578 nm), gold (62
8 nm) and the like.
これらの金属蒸気レーザは、第2図に示すような励起回
路の構成をとっていた。例えば銅蒸気レーザに関し、第
2図を用いてその動作概要を説明する。充電用電源1の
直流電源V0からの出力電荷は充電用コンデンサCに蓄
積され、さらに充電用インダクタンスL,ダイオード2
2,充電用抵抗2の経路をたどって放電用コンデンサ2
3に蓄えられる。放電用コンデンサ23が充電されたあ
と、パルス発生器20から出力されグリッド駆動回路2
1により所定の電圧に整形された信号がスイッチング素
子24のグリッドに入力され、上記スイッチング素子2
4を導通せしめる。放電用コンデンサ23に蓄積された
電荷は、この導通によりピーキングコンデンサ4に充電
されるが、通常、ピーキングコンデンサ4の値は放電用
コンデンサ23の値の数分の1に設定されるため、ピー
キングコンデンサ4の両端に発生した電圧は放電用コン
デンサ23の充電電圧より数倍多くなる。これによりレ
ーザ管3の中に封じ込めらた放電用バッファーガスが電
離される。These metal vapor lasers have an excitation circuit configuration as shown in FIG. For example, regarding a copper vapor laser, an outline of the operation will be described with reference to FIG. The output charge from the DC power source V 0 of the charging power source 1 is accumulated in the charging capacitor C, and further, the charging inductance L and the diode 2
2, discharging capacitor 2 following the path of charging resistor 2
Stored in 3. After the discharging capacitor 23 is charged, it is output from the pulse generator 20 and the grid driving circuit 2
The signal shaped into a predetermined voltage by 1 is input to the grid of the switching element 24, and the switching element 2
Make 4 conductive. The electric charge accumulated in the discharging capacitor 23 is charged into the peaking capacitor 4 by this conduction, but normally the value of the peaking capacitor 4 is set to a fraction of the value of the discharging capacitor 23, so the peaking capacitor 4 is set. The voltage generated at both ends of 4 is several times higher than the charging voltage of the discharging capacitor 23. As a result, the discharge buffer gas contained in the laser tube 3 is ionized.
電離されたバッファーガスは、その中に含まれる金属蒸
気を衝突励起してレーザー動作を形成せしめる。ここで
重要なことは、レーザ媒質である金属蒸気のレーザ上準
位の寿命は数10ナノ秒程度と短いため、有効な励起を
行なうためには、バッファーガズの電離すなわちレーザ
管の放電を上記の時間値と同等もしくはより短い時間に
行なわれなければならないことである。このため、放電
用コンデンサ23およびピーキングコンデンサ4,スイ
ッチング素子24は短時間動作に適したものを選び、さ
らにレーザ管3および蒸気コンデンサ、スイッチング素
子からなる回路の構成も短時間動作に適したもので構成
される。ピーキングコンデンサ4の設置もそのための1
つの手段とされている。The ionized buffer gas collides with and excites the metal vapor contained therein to form a laser action. What is important here is that the lifetime of the upper level of the laser of metal vapor, which is the laser medium, is as short as about several tens of nanoseconds. Must be done at a time equal to or shorter than the time value of. Therefore, the discharging capacitor 23, the peaking capacitor 4, and the switching element 24 are selected to be suitable for short-time operation, and the circuit configuration including the laser tube 3, the vapor capacitor, and the switching element is also suitable for short-time operation. Composed. Installation of the peaking capacitor 4 is also 1
It is regarded as one means.
以上説明した金属蒸気レーザの励起回路におけるスイッ
チング素子24として現在最もよく使用されているもの
はサイラトロンである。サイラトロンは高電圧・大電流
のスイッチング素子としてよく知られている。The thyratron is the most commonly used switching element 24 in the excitation circuit of the metal vapor laser described above. Thyratron is well known as a high voltage / high current switching element.
上述した従来のレーザ励起装置には、しかしながら次の
ような問題がある。すなわち、サイラトロンを実際の金
属蒸気レーザにおいて典型的な動作条件である10〜2
0にV程度の高圧かつ数10ナノ秒程度の短時間で動作
させる時、サイラトロンが取り扱える電力容量は現状で
はせいぜい10kw程度が最大であるといわれている。
したがって金属蒸気レーザの大出力化を図る場合、その
出力の上限はサイラトロンによって制限されてしまうと
いう欠点がある。However, the above-described conventional laser pumping device has the following problems. That is, the thyratron is 10 to 2 which is a typical operating condition in an actual metal vapor laser.
It is said that the maximum electric power capacity that can be handled by the thyratron is at most about 10 kW when it is operated at a high voltage of about 0 V for a short time of several tens of nanoseconds.
Therefore, when increasing the output of the metal vapor laser, there is a drawback that the upper limit of the output is limited by the thyratron.
本発明の目的は上述した欠点を除去し、1個あたり電力
容量が小さいサイラトロンをスイッチング素子として利
用しても大電力のレーザ管の放電が可能なレーザ励起装
置を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to provide a laser pumping device capable of discharging a high power laser tube even if a thyratron having a small power capacity is used as a switching element.
本発明のレーザ励起装置は、それぞれが放電用コンデン
サと逆流防止用ダイオードとスイッチング素子とを備え
るとともに励起すべきレーザ管に並列に配置された充電
用抵抗とピーキングコンデンサを共有し充電用電源と前
記レーザ管との間に並列に配置された複数の充・放電回
路と、前記複数の充・放電回路の有する各スイッチング
素子を駆動する複数のスイッチング素子駆動回路と、こ
のスイッチング素子駆動回路の動作のタイミングを前記
複数の充・放電回路の特性の変動分を補償するように調
節する複数の遅延回路とを備えて構成される。The laser pumping device of the present invention includes a charging resistor and a peaking capacitor, each of which includes a discharging capacitor, a backflow prevention diode, and a switching element, and which shares a charging resistor and a peaking capacitor that are arranged in parallel with the laser tube to be excited. A plurality of charging / discharging circuits arranged in parallel with the laser tube, a plurality of switching element driving circuits for driving each switching element of the plurality of charging / discharging circuits, and an operation of the switching element driving circuit. And a plurality of delay circuits for adjusting timing so as to compensate for variations in the characteristics of the plurality of charge / discharge circuits.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す構成図である。第1図
に示す実施例は充電用電源1,充電用抵抗2,レーザ管
3,ピーキングコンデンサ4,レーザ管3に放電するた
めの電荷を蓄積するための放電用コンデンサ5〜7,上
記各コンデンサに充電するための充電用インダクタンス
Lおよび充電用抵抗2,上記放電用コンデンサ5〜7に
蓄積された電荷が逆流しないようにする逆流防止用ダイ
オード8〜10と,放電用コンデンサ5〜7に蓄積され
た電荷を放電するためのスイッチング素子11〜13,
レーザ管3に充電電圧より高い電圧を印加する役目をす
るピーキングコンデンサ4,逆流防止用ダイオード8〜
10と放電用コンデンサ5〜6とスイッチング素子11
〜13とから構成される並列接続の充・放電回路を複数
個,本実施例の場合は3個、含んで構成される充・放電
回路25,スイッチング素子11〜13を駆動するスイ
ッチング素子駆動回路17〜19,前記スイッチング素
子駆動回路の動作のタイミングを調整する遅延回路14
〜16,およびパルス発生器20を備えて構成されてい
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 1 is a charging power source 1, a charging resistor 2, a laser tube 3, a peaking capacitor 4, a discharging capacitor 5 to 7 for accumulating charges to be discharged to the laser tube 3, and each of the above capacitors. Charging inductance L and charging resistor 2 for charging to the backside, backflow prevention diodes 8 to 10 for preventing the backflow of the electric charge stored in the discharging capacitors 5 to 7 and storage in the discharging capacitors 5 to 7 Switching elements 11 to 13 for discharging the generated electric charge,
A peaking capacitor 4, which functions to apply a voltage higher than the charging voltage to the laser tube 3, and a diode 8 for preventing backflow.
10, discharging capacitors 5 to 6 and switching element 11
To 13 are connected in parallel, a plurality of charging / discharging circuits connected in parallel, in the case of this embodiment, three charging / discharging circuits 25, and a switching element driving circuit for driving the switching elements 11 to 13 are included. 17-19, delay circuit 14 for adjusting the timing of operation of the switching element drive circuit
16 and a pulse generator 20.
次に本実施例のレーザ励起装置の動作について説明す
る。スイッチング素子が1個ではレーザ管3を励起する
に必要な電力容量を扱い切れない場合、上述したように
複数個のスイッチング素子と含む充・放電回路を付加す
ることにより所要の電力をレーザ管3に供給できる。こ
こでそれぞれの充・放電回路は、構成する逆流防止用ダ
イオード8〜10や、放電用コンデンサ5〜7や、スイ
ッチング素子11〜13の性能のバラツキにより若干の
タイミングずれが発生することがある。これを改善する
には、それぞれのスイッチング素子のスイッチの時刻を
同期するために上記スイッチング素子駆動回路17〜1
9に入力される信号を適切な遅延回路を用いて時刻調整
すればよい。これを実現するのが遅延回路14〜16で
ある。また、この場合、レーザ管3から見た充・放電回
路のインダクタンスは、複数個の充・放電回路が並列に
接続されているため単一の場合にも低くなる。したがっ
て、立ち上りの早い、すなわち短時間でのレーザー管の
放電が得られ、レーザ動作にとって好適である。また逆
流防止用ダイオード8〜10は、他の充・放電回路のス
イッチング素子が誤って導通しても、当該充・放電回路
の放電用コンデンサに蓄積された電荷がダイオードによ
って阻止されて流れないため、誤って導通したスイッチ
ング素子の破壊を防ぐことができる。Next, the operation of the laser pumping apparatus of this embodiment will be described. If the power capacity required to excite the laser tube 3 cannot be handled with only one switching element, the required power can be provided by adding the charging / discharging circuit including a plurality of switching elements as described above. Can be supplied to. Here, in each charge / discharge circuit, a slight timing shift may occur due to variations in the performance of the backflow prevention diodes 8 to 10, the discharge capacitors 5 to 7, and the switching elements 11 to 13 that are included. In order to improve this, in order to synchronize the time of the switches of the respective switching elements, the switching element drive circuits 17-1
The signal input to 9 may be time adjusted using an appropriate delay circuit. The delay circuits 14 to 16 realize this. Further, in this case, the inductance of the charging / discharging circuit viewed from the laser tube 3 is low even when the charging / discharging circuit is single because a plurality of charging / discharging circuits are connected in parallel. Therefore, discharge of the laser tube having a fast rise, that is, in a short time can be obtained, which is suitable for laser operation. Further, in the backflow preventing diodes 8 to 10, even if a switching element of another charging / discharging circuit is turned on by mistake, the charge accumulated in the discharging capacitor of the charging / discharging circuit is blocked by the diode and does not flow. Therefore, it is possible to prevent the switching element that is accidentally conducted from being destroyed.
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、逆流防止用ダイオ
ードと放電用コンデンサとスイッチング素子とから成る
充・放電回路を負荷であるレーザ管と並列に複数個接続
することにより、1個あたりの電力容量が小さいスイッ
チング素子によっても大電力のレーザ管の放電を行なう
ことができるという効果がある。[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, by connecting a plurality of charging / discharging circuits consisting of a backflow prevention diode, a discharging capacitor, and a switching element in parallel with a laser tube as a load, There is an effect that a high power laser tube can be discharged even by a switching element having a small power capacity.
第1図は本発明のレーザ励起装置の一実施例を示す構成
図、第2図は従来のレーザ励起装置の典型的な構成を示
す構成図である。 1……充電用電源、2……充電用抵抗、3……レーザ
管、4……ピーキングコンデンサ、5〜7……放電用コ
ンデンサ、8〜10……逆流防止用ダイドード、11〜
13……スイッチング素子、14〜16……遅延回路、
17〜19……スイッチング素子駆動回路、20……パ
ルス発生器、21……グリッド駆動回路、22……ダイ
オード、23……放電用コンデンサ、24……スイッチ
ング素子、25……充・放電回路。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a laser pumping device of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a typical structure of a conventional laser pumping device. 1 ... Charging power supply, 2 ... Charging resistance, 3 ... Laser tube, 4 ... Peaking capacitor, 5-7 ... Discharging capacitor, 8-10 ... Backflow prevention die dode, 11--11
13 ... switching element, 14-16 ... delay circuit,
17 to 19 ... Switching element drive circuit, 20 ... Pulse generator, 21 ... Grid drive circuit, 22 ... Diode, 23 ... Discharge capacitor, 24 ... Switching element, 25 ... Charge / discharge circuit.
Claims (1)
ダイオードとスイッチング素子とを備えるとともに励起
すべきレーザ管に並列に配置された充電用抵抗とピーキ
ングコンデンサを共有し充電用電源と前記レーザ管との
間に並列に配置された複数の充・放電回路と、前記複数
の充・放電回路の有する各スイッチング素子を駆動する
複数のスイッチング素子駆動回路と、このスイッチング
素子駆動回路の動作のタイミングを前記複数の充・放電
回路の特性の変動分を補償するように調節する複数の遅
延回路とを備えて成ることを特徴とするレーザ励起回
路。1. A charging power source and the laser tube, each of which includes a discharging capacitor, a backflow prevention diode, and a switching element, shares a charging resistor and a peaking capacitor which are arranged in parallel with a laser tube to be excited. A plurality of charging / discharging circuits arranged in parallel between the plurality of switching elements, a plurality of switching element driving circuits for driving the switching elements of the plurality of charging / discharging circuits, and the operation timing of the switching element driving circuit. A laser pumping circuit comprising: a plurality of delay circuits that adjust so as to compensate for variations in characteristics of the plurality of charge / discharge circuits.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24455987A JPH0626261B2 (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Laser pump |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP24455987A JPH0626261B2 (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Laser pump |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS6484765A JPS6484765A (en) | 1989-03-30 |
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Family
ID=17120511
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP24455987A Expired - Lifetime JPH0626261B2 (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Laser pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626261B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0628244B2 (en) * | 1987-12-09 | 1994-04-13 | 株式会社東芝 | Excitation control device for laser amplifier device |
| WO1993025319A1 (en) * | 1992-06-17 | 1993-12-23 | Yoshino Kogyosho Co., Ltd. | Spout hole for pump |
-
1987
- 1987-09-28 JP JP24455987A patent/JPH0626261B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6484765A (en) | 1989-03-30 |
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