1引言
自1973年第一臺射頻(RF)波導(dǎo)激光器問世至今已26年多。最初是將線圈繞在波導(dǎo)上,實現(xiàn)了RF激勵波導(dǎo)激光器的發(fā)光。它首次顯示了低電壓激勵的優(yōu)越性。那時,還有許多不完善的地方。存在的主要缺點是:放電不均勻,耦合效率差、線圈電感太大,限制RF頻率的提高,只能在幾MHz以下工作等。
盡管已有26年多的研制、使用歷史,但當(dāng)前它仍處于發(fā)展與改進階段。其總的研制方向是:降低成本、增長壽命、提高輸出功率和效率、減小體積和質(zhì)量,改進可靠性,提高各項性能指標(biāo),以適應(yīng)各種用途的需要。
RFCO2激光器工作頻率按ISM規(guī)定為27~40MHz;其主要分類如下所述:
(1)按輸出方式分
1)連續(xù)輸出;
2)脈沖輸出——調(diào)制頻率高達1MHz;
3)Q開關(guān)輸出——電光調(diào)Q與聲光調(diào)Q。
(2)按諧振腔的工作分
1)波導(dǎo)腔——孔徑D=1~3mm;
2)自由空間腔——孔徑D=4~6mm。
?。?)按激勵極性分
1)單相;
2)反相。
?。?)按腔體結(jié)構(gòu)分
1)單腔;
2)多腔;
?。╝)折疊腔:V型——2折;Z型——3折;X型——4折。
?。╞)列陣腔:短肩列陣;交錯列陣。
(c)積木式:并聯(lián)—2腔;三角組聯(lián)—3腔。
3)大面積放電
?。╝)平板型,(b)同心環(huán)型。
?。?)按均恒電感分布方式分
1)準(zhǔn)電感諧振技術(shù)—用于低電容激光頭;
2)平行分布電感諧振技術(shù)—用于高電容激光
頭。
?。?)按諧振腔材料分
1)陶瓷—金屬混合型;2)全陶瓷型;3)全金屬型。
?。?)按冷卻方式分
1)空氣冷卻;2)水冷卻。
?。?)按封裝方式分
1)封離型;2)流動型。
諧振腔的材料一般為:金屬—A1。陶瓷—BeO,BN、AIN、Al2O3等。
2技術(shù)條件
用于CO2激光器的典型工作氣體內(nèi)含有:二氧化碳、氮、氦和氙。氮氣和氦氣有利于放電的均勻性。氙氣對RF放電激光器的功率和效率具有積極影響。添加5%氙氣可使功率提高24%。
通常單模結(jié)構(gòu)器件,單位長度注入的連續(xù)(射頻)激勵功率限于2~6W/cm,轉(zhuǎn)換效率為10%~20%,對激光電源的一般要求為:穩(wěn)定可靠、維修方便、效率高、尺寸小、成本低。
具體技術(shù)條件如下:
輸入?yún)?shù):交流輸入電壓220V;交流輸入電流1.5A;開關(guān)電源輸出直流電壓30V;開關(guān)電源輸出電流8A。
RF電源:輸入功率160W;工作頻率40MHz;輸出波形正弦波;帶寬△f±3MHz;效率70%。
調(diào)制器:脈沖調(diào)制頻率0~100kHz方波連續(xù)可調(diào);占空比連續(xù)可調(diào);幅度調(diào)制度100%。
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