TEA CO2激光器电源及电路分析

本文叙述了横向激励大气压CO2激光器对电源物要求，分析了降低放电回路电感对输出激光脉冲性能的影响，给出了一个实用的TEA CO2激光器电源.     

高功率TEA CO2激光器脉冲激励电源的研制

基于脉冲激励电源技术水平是高功率TEA CO2激光器研制中的关键环节,提出了氢闸流管作为电源开关元件的、选用非稳激光腔结构的设计思路。详细阐述了高压充电部分、高压稳压部分、脉冲放电部分三个方面的电路设计方案。     

适用于动目标激光测距系统的GICC TEA CO2激光器

（一）引言 TEA CO2激光器在脉冲放电过程中由于工作气体的分解而产生O2。它们的存在使放电中的负离子密度大大增加，从而引起放电的不稳定性。在通常的封离式器件中，放电空间中的这种生成物是靠扩散弛豫的。对于放电区宽度为厘米量级的激光器，从放电区扩散出去的时间为另点几秒到几秽。因此，激光器只能在1～2次／秒的低脉冲重复频率（PRF）下工作。     

纳秒脉冲电离对放电CO2激光器特性的影响

研究了借助高电压纳秒脉冲电离提高自持放电CO2激光器的放电稳定性、激光效率和扩展它的动态工作范围的可能性。     

电流测量线圈及其在TEA脉冲激光器中的应用

本文提供了电流测量线圈的误差公式。用电流测量线圈测量了TEA脉冲CO2激光器的放电电流。     

新型高重复频率脉冲CO2 激光器

报道了一种新型高重复频率的脉冲CO2激光器。该型激光器结构紧凑,激光器外型尺寸为300 mm300 mm300 mm,工作气体放电增益体积为12103mm3,谐振腔的长度为310 mm。为了获得大体积均匀稳定的气体放电,激光器采用了紫外电晕预电离方式。在激光器自由运转时,单脉冲激光的输出能量达到15 mJ,输出脉冲的半高全宽为70 ns。激光器采用紧凑型高速涡轮增压风机,在一个大气压的条件下,气流循环速度超过100 m/s,激光脉冲重复频率为1.5 kHz,采用大体积强迫冷却和气体主动置换技术,可以获得较长时间激光稳定输出。在已有的实验基础上,采用光栅调谐,可快速准确地实现高重复频率脉冲CO2激光器的谱线选支输出。     

紫外预电离TE(A)CO2激光器自持辉光放电的阻抗计算

提供了一个理论计算紫外预电离TE（A）CO2激光器自持辉光放电的放电阻抗的方法,并以脉冲形成网络（PPN）放电TE（A）CO2激光器粉列,计算了其自持辉光放电“准稳态”阶段的放电阻抗随激光混合气气压的变化情况。     

降低CO2激光器电源着火电压的方法

本文通过分析和试验，介绍了一种CO2激光器外触发起辉装置，以达到降低CO2激光电源体积和成本的目的。     

连续和脉冲CO2激光器频率稳定度的测量

采用拍频法测量CO2激光器频率稳定度。计算机通过IEEE488接口直接从计数器上接收数据,并通过程序计算得出激光器的频率稳定度。采用脉冲外差法测量脉冲CO2激光器频率稳定度。     

脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器

为了得到脉宽可控的腔倒空射频波导CO2激光器,采用了在陶瓷板上直接开波导槽的方法,构成了多通道Z折叠主本振激光器结构,并在主振波导进行CdTe电光晶体腔内调Q。在理论上计算了加载在CdTe上的高压脉冲下降时间的长短对腔倒空激光脉冲宽度的影响,并通过对高压脉冲电源等效负载参数的调整,得到了脉冲宽度可控的高重频腔倒空激光脉冲。在20kHz,40kHz,65kHz及70kHz的重频工作下,得到了半峰全宽约30ns、峰值功率在2kW以上的腔倒空激光脉冲。结果表明,这种新型腔倒空射频波导CO2激光器满足激光外差成像雷达系统参数要求。     

36kV/10kW CO2激光器充电电源的研制

为了改善现有CO2激光器工频LC谐振充电时充电电压随激光器工作频率升高而降低、影响激光输出的稳定性和光束质量,不利于装置的小型化和轻量化的问题。采用全桥逆变结构和串联谐振软开关电路,研究了36kV/10kW高频高压充电电源。该电源系统采用三相380V交流电作为供电系统,大功率智能功率模块作为全桥逆变电路。逆变交流信号经串联谐振电路及高频脉冲变压器得到高压脉冲信号,高压脉冲经整流给负载电容充电,电源应用电压电流双闭环控制系统,输出电压、电流经采样及放大后,反馈到电源控制芯片SG3525,芯片SG3525通过判断反馈信号的大小,控制输出脉冲宽度调制驱动信号的占空比。激光器放电频率为25Hz时,电源输出电压为37kV,峰值输出功率为13.05kW,充电效率为0.826。结果表明,该高频高压充电电源适合用作CO2激光器的高压充电电源。     

高单脉冲能量重复频率TEA CO2激光器

为了满足激光推进、光电对抗等应用领域的需要,研制了一台高单脉冲能量高重复频率新型TEA CO2激光器。采用紫外(UV)预电离双路Ernst石墨电极串并联放电结构、超薄水冷不变形镜折叠腔、双回路直冷式封闭循环流动系统和高压大电流快脉冲开关电源等技术,解决了高功率高压电容充电、高气压大体积均匀辉光放电、高气压高速均匀流场、激光谐振腔和高脉冲能量、高重复频率脉冲激光输出等技术难题。成功研制了一台最大脉冲激光能量92 J,重复频率35 Hz,激光输出发散角1.4 mrad,脉冲能量稳定性0.8％,平均功率大于3000 W的脉冲激光器。     

新型脉冲CO_2激光器参数的测量

采用预电离脉冲群开关技术 ,在一具有独特电极结构的横流CO2 激光器上实现了高功率脉冲激光输出。详细介绍了从预电离到主放电 ,最终到激光输出的整个过程中 ,对电压、电流波形及光波形各参数的测量方法 ,并进行了简要分析 ;提出一种利用光的偏振特性对光进行衰减 ,测量光的方法。     

大功率CO激光器低频预电离电源

简要讨论了自行研制的用于大功率CO激光器的低频预电离电源.电源输出电压范围为0～3kV;输出电流范围为0～300mA;频率1～20kHz.本电源简单、可靠、紧凑,已成功地应用于千瓦级CO激光器的预电离.     

大功率CO2激光器脉冲电源研究

本文论述了直流高压与高频脉冲电源相叠加，构成高频、高压脉冲电源，并使其对CO2激光器进行放电实验，研究了同条件下的放电参数与功率。     

用于白癜风治疗的308nm XeCl准分子激光系统

研制了一台用于白癜风治疗的308nm XeCl准分子激光系统。根据准分子激光器脉冲式放电的特点,设计了推挽式脉冲开关电源。实验研究了激光器脉冲重复频率、工作电压、气体寿命对激光输出能量的影响,并检测了激光输出脉冲能量的稳定性。通过自动反馈控制系统调整激光头放电工作电压实现输出激光能量的稳定。激光采用扩展型紫外液芯光纤传导,得到均匀性良好的治疗光斑,液芯光纤对308nm激光的传输效率约为70%。激光器脉冲重复频率1～200Hz,工作电压18～25kV,输出能量不稳定度小于4%。经光纤输出用于治疗的有效光斑直径22mm,脉冲能量密度2～3mJ/cm2。     

5kV重复频率高压脉冲电源设计

针对毛细管放电X线激光的研究中气体预电离对电源的要求,设计一种重复频率的高压脉冲电源。采用可调直流高压电源和储能电容器作为能源系统,利用固体开关作为主放电开关控制脉冲宽度和频率,最后通过脉冲变压器升压在负载上得到所需的电压脉冲。整个系统利用计算机和数据采集控制卡实现程控。实验结果表明5kV重复频率高压脉;中电源的最终输出脉冲电压范围为3-5kV可调：脉冲宽度范围为2-20μs可调：脉冲频率范围为1～200Hz可调;脉冲电流最大100A。     

新型的倍压和全波整流复合式交流预电离CO_2激光器电源

本文介绍一种利用倍压和全波整流复合的新型电路所研制的CO_2激光器电源。使用该电源不仅可使CO_2激光器的输出激光功率从0到满功率范围连续可调,输出激光平均功率的起伏小于±5％,而且可使CO_2激光器以脉冲和连续两种状态工作。     

长脉冲紫外预电离TE CO2激光器

研制了一台增益体积为1.17 L的长脉冲紫外预电离TE CO2激光器。基于Pulser/sustainer技术,设计了独立可控的双高压开关抽运电路。在激光混合气体比CO2∶N2∶He=1∶2.5∶13,总气压30 kPa时,以6 nF的Pulser电容控制100 nF的Sustainer电容,获得稳定的辉光放电,激光比注入能量达1.607 J/(kPa.L),其中,Pulser能量不到全部注入能量的5%。另外,在保持Sustainer总电容100 nF不变的情况下,设计了两种脉冲宽度略有不同的Sustainer电路,均获得了稳定的辉光放电,实验测量了放电电压、放电电流与输出激光脉冲波形,并分析了Sustainer放电的阻抗特点。激光器采用“Z”形折叠腔结构,输出激光脉冲宽度达20μs,电光转换效率超过12.0%,最大脉冲能量为6.5 J。