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《华中科技大学》 2012年
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高功率板条CO_2激光器射频放电技术研究

彭浩  
【摘要】:高功率射频板条CO2激光器是工业应用CO2激光器非常重要的一种类型,已经成为激光焊接和切割的主力光源和重要发展方向。本文针对高功率板条CO2激光器的射频放电特性,系统分析并实验研究了射频激励气体放电特性、大功率射频电源及传输匹配、大面积射频放电的平板电极、激光器功率控制及抗干扰措施。论文主要内容包括以下几个方面:(1)根据射频放电气体理论模型,指出射频激励板条激光器需工作在a放电模式,给出了一维射频放电模型。通过实验分析激励频率对放电特性的影响,主要包括频率对击穿电压的影响、频率对射频辉光放电区结构的影响,在此基础上总结了一些选择放电频率的规律。在大量实验数据的基础上给出了气体配比和气压选择的方法。(2)针对高功率射频板条CO2激光器的射频功率源的要求,设计了基于电子管的大功率自激式射频电源,包括直流高压回路、灯丝加热电路、栅极调制电路以及产生射频功率的振荡放大电路。在振荡和功放电路部分,计算了电子管的工作模型和元件参数。确定了射频电源和放电负载直流的阻抗匹配方案,并给出了计算匹配参数的方法。提出了纵向采用并联谐振电感的均压方式,当电极纵向和横向分别为中间馈入和侧面馈入方式时,在电极侧面电感不对称分布条件下通过计算,得到了整个电极的二维均压模型,并通过实验进行了验证。(3)针对扩散冷却平板电极的结构和热环境,设计了蛇形和改进的蛇形等电极的冷却水流道方案,通过仿真得到电极的温度场分布并进行比较,得知最理想的流道方案为改进的蛇形方案。通过对不同流道设计的电极进行放电出光实验,改进蛇形水道电极在高占空比时,激光功率增益饱和的现象没有出现,可以认为该流道设计满足了在最大占空比条件下冷却气体温度的要求。(4)通过对激光器功率控制方式的研究,设计了基于透过率0.5%的球面取样镜和热电偶堆的功率取样单元,采用改变脉冲宽度对注入的射频功率进行调节,考虑到产生PWM波的稳定性和实时反馈的要求,设计了专用的功率控制电路板,通过上位机PLC和下位机CPLD的通讯,完成了优化的激光功率反馈控制,提高了激光功率的稳定性,功率波动±1.5%。(5)采用“简易点测法”对板条激光器进行电磁辐射强度检测,通过屏蔽及接地措施将整机电磁辐射值降为0.04W/m2。根据屏极高压供电电路、灯丝大电流供电电路、栅极脉冲调制信号驱动电路三个电路的传导干扰路径,分别设计了衰减抑制比达55dB、40dB、30dB的LC低通滤波器,解决了射频传导干扰。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN248.22

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王度;射频板条CO_2激光器的光束特性及其热稳定性研究[D];华中科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨继深;EMC教室[J];安全与电磁兼容;2002年03期
2 李贵山,杨建平,黄晓峰;电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)及其抑制措施研究[J];电力系统及其自动化学报;2002年04期
3 叶向阳,汪盛烈,何云贵;射频激励CO_2激光器功率控制及其控制器设计[J];光电子·激光;2001年02期
4 姚耿东,姜槐;关于电磁辐射危害的研究现状与展望[J];环境与健康杂志;2000年05期
5 王新兵;;室温工作的射频放电激励板条CO激光器[J];华中科技大学学报(自然科学版);2006年01期
6 王又良,吴恒莱,萧明强,崔瑛;射频激励CO_2激光器综述[J];激光与红外;2001年01期
7 刘玉华,唐令西,阮双琛;影响RF激励CO_2波导激光器高效运转的因素[J];激光与红外;1999年03期
8 彭登峰;王又青;李波;;高功率激光实时检测与控制系统的研究[J];激光技术;2006年05期
9 王建银;周鼎富;陈建国;孙鹏;杨泽后;陈涌;;脉宽可控的腔倒空射频波导CO_2激光器[J];激光技术;2007年01期
10 李贵安,宋建平,张相臣,唐令西,李貅;射频激励平板CO_2激光器放电机理的理论研究[J];激光杂志;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 柳娟;大功率射频CO_2激光器激励特性研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 饶恒锐;高功率板条波导CO_2激光器电极结构分析与设计[D];华中科技大学;2008年
2 谭明磊;高功率CO_2激光器射频电源分析和设计[D];华中科技大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱明;苏小勇;宋琼瑶;蒋跃;;冻土非稳态温度场有限元模拟分析[J];四川建筑科学研究;2009年01期
2 张忠;张心斌;陈信堂;;混凝土无约束监测装置研制及应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年04期
3 李云龙;;铜陵路桥主塔混凝土承台温度控制措施与效果分析[J];安徽建筑;2007年05期
4 李彦伯;马宁;于晓辉;;基于ANSYS的一型剪力墙热桥的位移场和应力场研究[J];重庆建筑;2012年07期
5 袁建伟;陆文林;张伟;吴太广;;预应力混凝土连续刚构桥温度观测与分析[J];交通科学与工程;2010年01期
6 詹永祥;姚海林;卢正;;表面含裂缝沥青路面低温收缩断裂分析[J];交通科学与工程;2010年03期
7 陆文林;宋官保;;不同材料桥面铺装下混凝土箱梁的温度场分析[J];交通科学与工程;2010年03期
8 赵中煜;孙柏刚;鲁冯杰;赵建辉;樊志强;;氢内燃机点火能量的试验研究[J];车用发动机;2009年05期
9 李乐乐;谢志远;李娜;;变电站二次设备的抗干扰性研究[J];电测与仪表;2008年02期
10 江超,王又青,李波;微型准分子激光器的软开关电源研究[J];电工技术学报;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 邱基斯;樊仲维;唐熊忻;张晶;刘悦亮;;高效双端泵电光腔倒空Nd:YLF 1053nm激光器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 马菲;熊鸿燕;;电磁辐射对机体损伤效应的研究进展[A];重庆市预防医学会2005年学术交流会论文集[C];2005年
3 章顺虎;赵德文;刘南君;高彩茹;;变分法解析中厚板轧后冷却正规阶段温度场[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年
4 肖祥南;戴公连;;64m简支槽形梁的设计特点——承受铁水罐车活载作用[A];第十九届全国桥梁学术会议论文集(上册)[C];2010年
5 吴书君;王金东;王凤娇;邵楠;刘德安;;新一代天气雷达周围电磁辐射环境影响分析[A];第27届中国气象学会年会雷达技术开发与应用分会场论文集[C];2010年
6 刘燕文;朱虹;陆玉新;方荣;;夹持杆材料对螺旋线慢波组件散热性能的影响[A];陶瓷金属封接和真空电子与专用金属材料分会年会专辑[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾芳;大型滑履磨机结构分析及焊接工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
2 黄鸿雁;高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化[D];华中科技大学;2011年
3 王胜辉;基于紫外成像的污秽悬式绝缘子放电检测及评估[D];华北电力大学;2011年
4 肖光宗;基于Y型腔正交偏振双频激光器的激光加速度计初步研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 张慧书;采用中空电极喷吹气体的新型LF炉内冶金行为的基础研究[D];东北大学;2010年
6 黄玉水;DBD型臭氧发生器负载特性及高频放电电源的研究[D];浙江大学;2005年
7 戚栋;电弧离子镀的等离子体负载特性与脉冲偏压电源研究[D];大连理工大学;2005年
8 肖同刚;隧道软弱围岩—支护系统安全性分析评价及其工程应用[D];同济大学;2007年
9 江超;高气压辉光放电理论与实验[D];华中科技大学;2006年
10 徐彬;大型低温液化天然气(LNG)地下储气库裂隙围岩的热力耦合断裂损伤分析研究[D];西安理工大学;2008年
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1 王淑娟;移动通信基站电磁辐射在环境中的分布研究[D];华中农业大学;2010年
2 万瑞芸;小型潘宁离子源中子管离子光学系统的研究[D];中国工程物理研究院;2009年
3 周云川;高层建筑基础大体积混凝土温控与裂缝防治[D];昆明理工大学;2009年
4 华先定;广昆铁路有砟轨道连续梁桥施工控制方法研究[D];武汉理工大学;2011年
5 徐晓文;微波等离子体产生及甲烷制氢应用初探[D];大连海事大学;2011年
6 任殿慧;深海热液探测电子系统的研究与实现[D];杭州电子科技大学;2011年
7 周志;单格混凝土矩形贮液结构热—固耦合分析[D];兰州理工大学;2011年
8 蔡文明;大体积混凝土底板温度裂缝控制研究及仿真分析[D];兰州理工大学;2011年
9 宋延钊;贡江大桥施工预拱度不确定因素分析及控制[D];江西理工大学;2011年
10 范蕊;电磁辐射对豚鼠眨眼条件反射双任务模型行为学影响的实验研究[D];重庆医科大学;2011年
【同被引文献】
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1 刘明强;史彭;徐仰彬;李隆;凌亚文;;高功率CO_2激光器高反膜耦合窗热效应研究[J];光学技术;2006年03期
2 彭先兆,吴谨,万重怡;柱面镜-光栅谐振腔模式与频率选择特性[J];光学学报;1999年09期
3 辛建国,张旺,焦文涛;射频激励扩散型冷却板条波导千瓦CO激光器[J];光学学报;2000年05期
4 陆培华,王润文;高功率激光器窗口三维温度场分析及其热透镜研究[J];光学学报;2001年08期
5 吴谨;光栅调谐TEA CO_2激光器理论计算模型[J];光学学报;2004年04期
6 黄峰;牛燕雄;汪岳峰;段晓峰;;光学窗口材料激光辐照热-力效应的解析计算研究[J];光学学报;2006年04期
7 李淑凤;李成仁;宋昌烈;;掺Er及Yb-Er共掺Al_2O_3光波导放大器的理论与实验研究[J];光学学报;2007年05期
8 程兆谷,程亚,王润文,杨宝春,陈刚,许世忠;高功率横流CO_2激光器高反膜耦合窗口ZnSe热形变理论和实验研究[J];光学学报;1995年01期
9 张志军;刘云;付喜宏;张金龙;单肖楠;朱洪波;王立军;;百瓦级半导体激光器模块的风冷散热系统分析[J];发光学报;2012年02期
10 王菲;王晓华;王金艳;房丹;魏志鹏;方铉;;光泵浦双反射带半导体激光器的热效应有限元分析[J];发光学报;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王明哲;高功率固体激光器热管理新技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 高昆;高功率光纤激光器特性分析及应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
3 陈佳元;高功率TEA CO_2激光器腔镜热稳定性研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈龙;高功率CO_2激光器箱体应力分析及光腔稳定性研究[D];华中科技大学;2011年
2 汪舟;Al_2O_3基CO_2激光空芯波导材料的制备和研究[D];武汉理工大学;2006年
3 张焱;射频激励CO_2激光器的流道设计与反射镜变形分析[D];华中科技大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王又青,安承武,陈清明;射频激励CO_2激光器功率传输中的阻抗匹配研究[J];兵工学报;1998年01期
2 姜丽丽;张翔;;用Fox-Li数值迭代法求解F-P型激光谐振腔的本征模式[J];成都信息工程学院学报;2007年S1期
3 贾凯;郑春晖;陈为廉;;基于TMS320F2812的双电源供电电路设计实现[J];电子工程师;2008年09期
4 叶向阳,汪盛烈,何云贵;射频激励CO_2激光器功率控制及其控制器设计[J];光电子·激光;2001年02期
【相似文献】
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1 GezaJ.Jako,M.D.;CO_2激光显微外科术——气-食道的临床应用[J];中国激光;1980年Z1期
2 Helmut F.Schellhas,M.D.FACOG;CO_2激光外科术用于妇科肿瘤[J];中国激光;1980年Z1期
3 董丽娟,贺利雄;CO_2激光对茉莉作用效果的研究初报[J];激光生物学报;1992年03期
4 杨继庆,段新民,龙开平,王斯刚,管忠,曹建广,雷德林,刘彦普,马秦,王立军;CO_2激光环形血管吻合方法和仪器[J];激光杂志;1996年06期
5 黄辉;郑小林;郑峻松;潘静;蒲晓允;;CO_2激光用于微流控免疫分析芯片加工的初步研究[J];重庆医学;2006年24期
6 黄永楷,卡淑姮,庄大奎,李素梅,顾庆华;CO_2激光稳频[J];中国激光;1980年12期
7 李元恒,李春金;硅对CO_2激光的增强吸收[J];中国激光;1983年01期
8 陈有为,李绍兰,杨丽源,张玲琪,魏蓉城,伏云昌,周凌云;激光诱变微生物的遗传和刺激效应机理及育种研究 Ⅰ.CO_2激光对酒精酵母菌的诱变效应[J];激光生物学报;1996年01期
9 马云程,公治中,谢冀江;千瓦级高速轴流CO_2激光器[J];激光与红外;1995年06期
10 温旭,罗芳,叶友江;CO_2激光进行包皮环切85例的报告[J];激光杂志;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 朱晓星;潘长英;;CO_2激光治疗慢性宫颈炎418例临床分析[A];职工医院医学理论与实践[C];1998年
2 宁俊忠;段俊峰;江志平;;CO_2激光及超短波治疗慢性咽炎的临床分析[A];2007中华中医药学会外治分会第五次学会年会学术文集[C];2007年
3 符梅香;张国宏;易浩萍;;手术切除与CO_2激光治疗睑黄瘤的疗效观察[A];美丽人生 和谐世界——中华医学会第七次全国医学美学与美容学术年会、中华医学会医学美学与美容学分会20周年庆典暨第三届两岸四地美容医学学术论坛论文汇编[C];2010年
4 苏华;张桂华;申鹏;张珊;;激光清洗技术在激光切割中的应用[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
5 张志超;刘静;贺英勤;;CO_2激光加干扰素及中药治疗复发性CA临床分析[A];科技创新与节能减排——吉林省第五届科学技术学术年会论文集(下册)[C];2008年
6 甘义良;王军凯;赵刚;马磊;邓荣进;;CO_2激光联合赛若金治疗尖锐湿疣疗效观察[A];湘鄂赣首届性与生殖健康学术研讨会论文汇编[C];2007年
7 林鹏;杜建群;李丽;阮宏莹;鲁宏华;黄莎莎;;显微喉镜下CO_2激光手术治疗声带角化症[A];中华医学会第十次全国耳鼻咽喉-头颈外科学术会议论文汇编(上)[C];2007年
8 吴世凯;肖荣诗;陈铠;;不锈钢薄壁T型接头的CO_2激光及CO_2激光-TIG复合焊接[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
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1 饶志明;CO_2激光共线差频产生太赫兹的理论和实验研究[D];华中科技大学;2012年
2 孙东翀;CO_2激光膀胱粘膜剥脱术实验研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2007年
3 薛志孝;射频CO_2激光青光眼滤过术手术系统研制和动物实验研究[D];天津医科大学;2009年
4 李方民;CO_2激光对增强UV-B损伤绿豆幼苗的防护、修复效应及机理研究[D];西北大学;2006年
5 相恒富;CO_2激光直写聚合物微流控芯片的理论与实验研究[D];浙江大学;2007年
6 陈俐;航空钛合金激光焊接全熔透稳定性及其焊接物理冶金研究[D];华中科技大学;2005年
7 朱涛;特种长周期光纤光栅基础研究[D];重庆大学;2008年
8 许周速;红外激光纳米增益材料制备及大功率激光输出特性研究[D];浙江工业大学;2012年
9 蒋勇;熔石英光学元件表面损伤修复的理论和实验研究[D];电子科技大学;2012年
10 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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1 刘兴晨;高频CO_2激光脉冲写入掺硼长周期光纤光栅的特性研究[D];电子科技大学;2010年
2 邢延豪;CO_2激光辐射对大豆诱变的初步研究[D];河南师范大学;2011年
3 向健;CO_2点阵激光治疗面部皮肤光老化的疗效观察[D];遵义医学院;2011年
4 夏俊杰;中药内服联合光动力疗法对尖锐湿疣CO_2激光后复发率的影响观察[D];南京中医药大学;2010年
5 曾佳;CO_2激光配合利巴韦林穴位注射疗法治疗疣临床疗效观察[D];湖北中医药大学;2010年
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7 谢文静;高功率CO_2激光焊中坡口对光致等离子体影响规律和机理探析[D];上海交通大学;2013年
8 尹建枚;CO_2激光鼓膜打孔治疗分泌性中耳炎的研究[D];吉林大学;2013年
9 陈振威;CO_2激光加工玻璃的实验研究[D];华中科技大学;2011年
10 戴威;CO_2激光抑制熔石英损伤增长研究[D];电子科技大学;2011年
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