準(zhǔn)分子激光控制和保護(hù)電路設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、準(zhǔn)分子激光是目前紫外波段脈沖能量最大的激光光源，在工業(yè)微加工、物理和材料科研，以及眼科、皮膚科醫(yī)療等領(lǐng)域有著許多獨(dú)特的應(yīng)用。而這些應(yīng)用對(duì)準(zhǔn)分子激光器的性能也提出了較高的要求，尤其是穩(wěn)定的運(yùn)行、簡(jiǎn)便的控制和可靠的保護(hù)。
　　本文主要對(duì)放電激勵(lì)準(zhǔn)分子激光控制和保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了研究工作。文章介紹了準(zhǔn)分子激光器基本結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述了激光器控制系統(tǒng)的各功能模塊和抗干擾設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)激光器的有效可靠控制;其次，設(shè)計(jì)了高壓放電系統(tǒng)的保護(hù)電路，優(yōu)

2、化了模擬量傳輸方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)激光器實(shí)時(shí)工作狀態(tài)有效監(jiān)測(cè)和閘流管觸發(fā)異常保護(hù)控制，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。最后重點(diǎn)研究了激光脈沖能量的無(wú)損檢測(cè)和閉環(huán)控制方案，采用PIN管檢測(cè)高反鏡漏光并結(jié)合高速高精度積分電路，實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)快、精度高且無(wú)損的實(shí)時(shí)在線檢測(cè);結(jié)合閉環(huán)控制方案調(diào)節(jié)工作電壓補(bǔ)償激光脈沖能量的衰減，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的激光脈沖能量輸出。
　　本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包含模擬量檢測(cè)、放電高壓檢測(cè)和保護(hù)、激光脈沖能量檢測(cè)的多閉環(huán)控制。模擬量檢

3、測(cè)采用直接測(cè)量V-F變換的頻率信號(hào)，減少了中間轉(zhuǎn)化模塊，達(dá)到響應(yīng)時(shí)間～6ms，平均誤差小于0.5％，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下的高精度模擬量傳輸和控制，滿足精準(zhǔn)工作氣體配置和系統(tǒng)溫度穩(wěn)定的閉環(huán)控制需求。放電高壓保護(hù)系統(tǒng)對(duì)電流及每個(gè)觸發(fā)脈沖實(shí)時(shí)檢測(cè)，響應(yīng)時(shí)間～5us，實(shí)現(xiàn)了高壓模塊的閉環(huán)控制和有效的異常保護(hù)，提高了系統(tǒng)可靠性。激光脈沖能量檢測(cè)系統(tǒng)在248nm及308nm準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)中進(jìn)行了性能測(cè)試，電路響應(yīng)時(shí)間～10us，滿足kHz高重頻的應(yīng)