全金属环波导CO2激光器射频电源的研究与实践

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1、厦门大学硕士学位论文全金属环波导CO<,2>激光器射频电源的研究与实践姓名：王吉申请学位级别：硕士专业：测试计量技术及仪器指导教师：林辉20060501摘要射频激励c02激光器，由于它所具有的一系列突出优点，如体积小、功率大、光束质量好、可靠性高、寿命}乏等，在工业加工、医疗外科和激光雷达等多个行业得到了广泛的应用。射频电源作为激光的功率来源，是激光器的一个重要组成部分。文章通过对射频电源的高频功率放大和阻抗匹配这两项关键技术的研究，结合全金属环波导c02激光器对射频电源的要求，设计、制作了一个射频激光电源，并对各项关键参数进行了测量。论文

2、的主要内容包括：1．阐述射频激励全金属环波导c02激光器的结构和特征，分析一般射频c02激光电源的结构和组成。2．详细的论述了射频电源的两项关键技术——高频功率放大和阻抗匹配。从原理和结构上指出高频功放与低频功放或者高频小信号放大器的区别。强调阻抗匹配网络在高频功放电阻中的重要性。3．从c02激光器对射频电源的要求入手，进行射频电源电路设计，给出元件参数和具体型号、类别。电源电路包括：射频信号发生电路、射频功率放大电路、直流供电电路和附加保护电路，以及与激光头的匹配网络。重点是对射频功率放大电路和匹配网路的设计。4．按照电路PCB布线一制板

3、一元件配置一焊接的顺序，依次介绍各个步骤，并对完成的电路进行综合调试。同时根据电路的特点，采取措施加强系统散热和抑制噪声、干扰。5．对试验结果进行分析，总结，并针对存在的问题和实用化的方向提出改进方法。本文中设计的实验电源，频率稳定、效率高、结构小巧、噪音低、成本低廉，稍加改进即可实用。本设计是对射频激励全金属环波导coz激光器电源而进行的一次有益探索和尝试。关键词：coz激光器；射频电源；高频功率放大；阻抗匹配网络AbstractRF—excitedC02laserismoreandmorepopularlyusedinindustry,

4、medicalsurgeryandradarapplicationbecauseofitssomanyadvantagessuchassmalldimension，largepoweroutput，highreliability,longlife—spanandgoodbeamoflight．Aspowersourceofthelaser,RFpowerplaysanimportantroleinthelasersystem．BasedonthestudyofHFpoweramplifierandimpedancematchingtechn

5、ologies，thepaperpresentsawayofhowtodesignandthen，makeaRFC02laserpower,withtherequirementsdemandedbythelaserdischargetubeofanannularwaveguideC02laserwithall—metallicmaterial．Primaryresearchworksinthisthesisareasfollows：1．StructureandcharacteristicofaRF—excitedannularwavegui

6、deC02laserwithall-metallicmaterialC02laserarestudied．Atthesametime，configurationandcompositionofanormalRF-excitedC02laserpowerareanalysed．2．HFpoweramplifierandimpedancematchingaretwokeytechnologiesinRFpower．AftercomparedwithLFpoweramplifierandHFsmallsignalamplifierintheory

7、,theprincipleofHFpoweramplifierarediscussedindetail，andtheimportanceofimpedancematchingisalsoemphasized．3．ARF—excitedC02laserpowerisdesigned．withits’featuremeetingtherequirements．Thepowercircuitiscomposedoffollowingcircuits：RFoscillator,RFpoweramplifier,DCsupplypowercircui

8、t，protectioncircuitandmatchingnetwork．ThekeypointsarethedesignoftheRFpoweramplifierandthe