工業(yè)及醫(yī)用準分子激光系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、放電激勵的準分子激光作為大功率紫外光源，具有峰值功率高、波長短、光子能量高等特點，廣泛應用于工業(yè)及醫(yī)療領域。研制高穩(wěn)定性準分子激光器實用產品是醫(yī)療和工業(yè)應用的一個重要方向，影響激光器產品穩(wěn)定性的因素諸多，如激光頭儲能電容充電電源穩(wěn)定性和充電精度、產品設備的電磁兼容性以及整機的反饋閉環(huán)穩(wěn)定控制等。本文對上述影響因素展開研究，以期進一步提高準分子激光技術水平和激光器產品的整體性能，推進國產高端準分子激光設備的研發(fā)。
　　論文首先回顧了

2、準分子的發(fā)展歷史、應用領域，概述了電激勵準分子激光器的關鍵技術如低重頻大能量技術、高重頻技術、氣體補償技術等，介紹了準分子激光器儲能電容充電電源的主要拓撲和相關技術，簡述了準分子激光系統(tǒng)的電磁兼容性，重點闡述了本論文的研究意義和工作內容。
　　為了滿足工業(yè)及醫(yī)用準分子激光器儲能電容組的充電需求，分別開展了用于高重頻和低重頻電容充電電源研究。高重頻電容充電電源基于LC串聯(lián)諧振拓撲，引入輔助電路和時序控制系統(tǒng)實現(xiàn)電容的高重頻高精度充電

3、，在激光器儲能電容5.44μF的情況下，獲得最大充電電壓1.92 kV、充電精度＜0.05％、工作重復頻率4kHz、充電能力40 kJ/s的輸出特性;低重頻電容充電電源采用推挽式拓撲結合有源低損吸收回路實現(xiàn)對電容的恒流充電，電源輸出電壓為10～35 kV，開關頻率45 kHz，平均充電速率為2.6 kJ/s，激勵一臺儲能電容為64 nF的KrF準分子激光器獲得最大820 mJ的輸出能量，兩類電源的充電精度和性能滿足工業(yè)及醫(yī)用領域實際使用

4、要求。
　　電磁兼容性是準分子激光產品進入市場前需特別關注的一項重要指標，應滿足國家標準，論文第四章對此項指標進行了研究，從實驗的角度探索了準分子激光頭的電磁輻射特性，并結合屏蔽理論和電磁兼容理論對系統(tǒng)進行了整體設計，設計的屏蔽體的屏蔽效能達40 dB以上，系統(tǒng)整機能可靠穩(wěn)定運行。
　　為了進一步提高準分子激光器的輸出穩(wěn)定性，開展了輸出能量穩(wěn)定的理論研究和實驗驗證，提出了基于電壓補償能量的PI算法，基于設計的低重頻電容充電電