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射频CO_2激光器射频激励源研究

李洵  
【摘要】: 在激光加工领域,射频CO2激光器由于其卓越的性能而得到了广泛的应用,国内相关机构也开展了这方面的研究,但是还没有国产射频CO2激光器投入运用。本文重点对射频CO2激光器射频激励源进行了研究。 文章首先介绍了射频CO2激光器发展历史及研究现状,接着介绍了高频击穿理论和射频激励,并介绍了射频CO2激光器的结构和冷却的方法,总结了射频CO2激光器高效运转的因素,这对深刻理解射频激励源的性能要求有着重要意义。 然后介绍了元器件高频模型。元器件的特性在高频条件下和低频条件下有很大的差别,不同的类型、相同数值的元件在具体电路中的表现也会有很大差别,如果选择不合理,将会导致实际的激励源和设计的激励源有很大差别,甚至根本就不能工作。同时介绍了印制板材的选择,这也是一个影响激励源性能的重要因素。 接着分析了射频激励源的阻抗要求,并给出了测定射频放电阻抗的方法。本文所研究的射频激励源并非50?(或75?)标准工业射频电源,因此为了达到对负载的输出功率要求,必须预先知道激光器射频放电阻抗。 最后基于SYNRAD 48J-1激光器,详细介绍了三种激励源的设计方案及相关理论。 (1)集中参数多极放大射频激励源 (2)运用微带线技术的射频激励源 (3)功率振荡器射频激励源 在设计过程中,使用了ADS2003C仿真平台,运用了谐波平衡仿真、相位噪声分析等技术。 在SYNRAD 48J-1激光器上的实验表明,三种方案都具有可行性,但是从各方面因素考虑,射频激励源应该朝着微带线与功率振荡器相结合的方向发展。


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