[其他]具有高压脉冲发生器的激光装置和高压脉冲发生器及脉冲的发生方法

说明书

本发明涉及具有高压脉冲发生器的激光装置及最适合于激光装置或放电负载的高压脉冲发生器，以及脉冲的发生方法。

常压横向受激（Transversely    Excited    Atmospheric    Pressure）（TEAP）型激光装置需要升压时间短的高压脉冲。以往这种脉冲发生器的电路在1933年9月30日在西德提出的序号为3335690.4的优先权申请书以及1984年9月28日在日本提出的JP-A-60-96182号专利申请公报中皆有介绍。在这种脉冲发生电路中，有两个并联的充电电容器，使其中的一个通过电感放电，这样就使该电容器的电压换向，并与另一个电容器的电压合成，从而得到充电电压的倍压，同时使可饱和扼流圈达到饱和状态，然后就可将两个电容器中储存的电能作为输出取出。因此需要一种能在一个电容器放电时，当输出的电能大约达到一半时进行一次切换的大容量切换元件。而且，切换元件的容量或可饱和扼流圈的容量与输出脉冲的上升时间按反比增大。另外，虽然可以增加脉冲发生电路后级的级数或容量，借以降低切换元件的容量，但是这种方法却增加了电容器及可饱和扼流圈的件数，从而使脉冲发生电路的体积变大，同时也增加了成本，这是这种电路所存在的一些问题。

本发明的目的，在于克服上述在以往的技术中存在的问题，提供一种能够利用小容量的切换元件产生高压脉冲的脉冲发生器和发生脉冲的方法，并提供一种具有这种发生器的激光装置。

为了达到此目的，本发明的脉冲发生器是由装有连接在变压器的一次线圈上的开关及连接在变压器的二次线圈上的并联电容器的振荡回路（储能电路）和用来控制将振荡回路中所储存的电能向输出端传输的可饱和扼流圈构成的。

该脉冲发生器利用装在变压器的一次线圈上的开关，在与二次侧振荡回路的电振荡同步的条件下进行多次开关，从而使振荡回路中储存的电能增大，当振荡回路的电压使可饱和扼流圈达到饱和状态时，就能输出振荡回路中所储存的电能，并且可以在输出电容器中获得上升时间短，能量大的高压脉冲。总之，虽然在一次线圈中所控制的电能不大，但经过将该电能向振荡回路几次之后，最终就可使所得到并能取出的电能数十倍于一次线圈中所控制的电能。因此，可以减小一次侧开关元件的容量，并且适合于采用半导体元件作切换元件，大能量的开关可通过可饱和扼流圈实现，因此可以使整个装置小型化，且能延长使用寿命。

本发明的另外的目的，通过利用附图对实施例进行的说明就能明白。

图1是本发明实施例中的激光器所用脉冲发生器的电路图。

图2（a）至（h）是表示图1中各部分的信号波形的波形图;

图3是适用于图1，图4及图5所示的脉冲发生器的控制电路方框图;

图4至图6是本发明的其它实施例中的激光器所使用的脉冲发生器的电路图;

图7（a）～（h）是图6所示的电路中的各部分的波形图;

图8A所示为适用于本发明的脉冲发生器的剩余磁通重调装置的实施例图;

图8B是图8A所示装置的电路图;

图9所示为铁心的磁场特性曲线;

图10A所示为剩余磁通重调装置的另外的实施例图;

图10B是图10A所示装置的电路图;

图11A所示为剩余磁通重调装置的又一个实施例图;

图11B是图11A所示装置的电路图。

推荐方案说明。

现参照图1说明本发明的脉冲发生器的第一个实施例。

脉冲发生器100通过可饱和扼流圈103，由变压器101二次侧上的LC共振回路9接至激光装置102。在可饱和扼流圈103的二次侧，配有定时回路104和重调回路105，这两个回路还与控制回路106相接。控制回路106的另一侧与连接在变压器101的一次线圈上的晶体三极管3A及3B的基极B连通。

变压器101由一次线圈1和二次线圈2构成。一次线圈的两端连接着作开关元件用的第一晶体三极管3A和第二晶体三极管3B。由晶体三极管3A和3B之间的一次线圈的中心插头的引线4A连接在直流电源4上。直流电源4的另一端与两个晶体三极管3A及3B的发射极E连通，并同时接地5。晶体三极管3A及3B的基极B与控制回路106连通。设置在控制回路106上的检测线圈7（例如变流器）用来检测流入二次线圈2中的电流的方向。二次线圈2的两端与电容器8并联，构成LC谐振回路9（储能回路）。LC谐振回路9与输出电容器11及激光装置102连通。