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利用具有PFC激光电源供电的单模激光器研究

王志岩  
【摘要】: 当前,激光技术已在工业、医学等领域得到了广泛的应用。但另一方面国产激光器尚存在一些问题,如眼科激光治疗机的聚焦精度不够高,能量密度不够大,造成无效击射次数多;精密激光加工的几何形状精度及表面质量不够高。要使这些问题有所改进,其中一个很重要的问题就是激光器运转模式的问题,即采用什么样的谐振腔来改进输出的模式,提高激光器的性能。本文中将采用非稳定谐振腔对单横模激光器进行研究。通过这种谐振腔设计的单横模激光器能使介质充分利用,使单模运转体积增大,并有很好的光束质量。对于激光器的研究具有重要意义。 在提高光束质量的同时,我们还在激光电源中研究了PFC电路。一般来说,在激光电源中引入PFC电路有两方面的意义,一是可以减小输电线路上的功率损失;二是可以充分发挥激光器电源的潜力。在电网的负载一定的情况下,如果激光器电源的功率因数越大,那么电网的能量利用率就越高,EMI就越好。 本文较为全面地概述了非稳腔的设计原理、结构特点,对非稳定谐振腔结构参数之间的关系、对固体激光介质热效应有重要影响的工作物质、泵浦源进行了分析。根据工作物质热焦距设计谐振腔的具体参数。按理论组装出一套激光器进行试验。其次对输出功率在1KW左右的具有PFC的激光电源进行了系统的研究并测出相关的电源数据结果。最后测量了单横模激光器在非稳腔下的输出光束质量,以及系统的效率,并对测量结果进行了分析。这些结果对单横模激光器的设计及能量的有效利用有重要参考意义。


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