CN102315582A - 一种用于co2激光器的射频电源 - Google Patents
一种用于co2激光器的射频电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102315582A CN102315582A CN201110210758A CN201110210758A CN102315582A CN 102315582 A CN102315582 A CN 102315582A CN 201110210758 A CN201110210758 A CN 201110210758A CN 201110210758 A CN201110210758 A CN 201110210758A CN 102315582 A CN102315582 A CN 102315582A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- power supply
- radio
- power amplifier
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于CO2激光器的射频电源，它包括正弦波信号源、功率放大器和阻抗匹配器；正弦波信号源与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端与阻抗匹配器的输入端连接；抗匹配器的输出端与激光器的放电电极连接，并与激光放电气体匹配。由功率放大器输出的功率通过阻抗匹配器耦合到射频CO2激光器的电极，电极对主要成分为CO2的气体放电，放电气体产生等离子体，由此在激光谐振腔内产生激光。该装置和激光头是分体的，这样有利于散热，整个装置放置在金属外壳内，防止射频信号向外辐射。
Description
技术领域
本发明属于激光器电源技术，具体涉及一种用于CO2激光器的小功率射频电源。
背景技术
最初的气体激光器使用直流激励，这种激励方式易造成电极的溅射和腐蚀，造成材料损耗，这样既破坏了激光器的性能，又降低了电极的寿命。
射频激励由于具有完全独特的优势成为CO2气体激光技术发展的新方向。激光器选择射频激励技术完全是因为它的突出特点：
(1)射频气体放电具有正向伏安特性，可实现持续放电，电能利用率高；
(2)注入功率密度高，器件的体积大为缩小；
(3)射频横向放电激励电压低，有利于提高器件寿命并且使用安全；
(4)射频波可实现高频幅度调制，输出光功率的控制程度高；
(5)能灵活地实现从连续到脉冲的转换以及脉宽和脉冲频率的调节；
(6)射频横向激励可以单电源输入多通道、大面积同时均匀放电，因而可将器件做成阵列结构，使激光器体积大大缩小。
射频电源分为基于功率振荡器的射频电源(美国专利，专利号为5602865)以及基于LC振荡的射频电源，这两种射频电源频率稳定度不高，而且输出频率和输出功率均不可调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于CO2激光器的射频电源，该电源采用射频激励方式，激励频率可调，输出功率可调，可满足多种不同频率及不同功率的小功率射频CO2激光器的需求。
本发明提供的一种用于CO2激光器的射频电源，其特征在于，该射频电源包括正弦波信号源、功率放大器和阻抗匹配器；正弦波信号源与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端与阻抗匹配器的输入端连接；抗匹配器的输出端与激光器的放电电极连接，并与激光放电气体匹配。
本发明由功率放大器输出的功率通过匹配装置耦合到射频CO2激光器的电极，电极对主要成分为CO2的气体放电，放电气体产生等离子体，由此在激光谐振腔内产生激光。该装置和激光头是分体的，这样有利于散热，整个装置放置在金属外壳内，防止射频信号向外辐射。
附图说明
图1为本发明射频电源装置的电路结构示意图；
图2为射频电源装置的正弦波信号源的电路结构示意图；
图3为射频电源装置的功率放大器的电路结构示意图。
具体实施方式
下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。
如图1所示，本发明提供的射频电源包括正弦波信号源1、功率放大器2和阻抗匹配器3。正弦波信号源1的输出端与功率放大器2的输入端连接，其输出端与功率放大器2的输入端连接，功率放大器2的输出端与阻抗匹配器3的输入端连接；抗匹配器3的输出端与激光器4的放电电极连接，并与激光放电气体匹配。
正弦波信号源1安装在金属外壳内，通过直接数字频率合成技术(DDS)产生多种频率的正弦波信号。
如图2所示，正弦波信号源1包括输出显示装置5、输入装置6、单片机7、正弦波发生器8和宽带射频变压器9。正弦波发生器8包括DDS芯片和滤波器。为达到幅值可控的目的，可选用幅值可控的DDS芯片，同时在其输出端接一可调电阻，通过可调电阻扩大其输出电流的调节范围，进而来改变正弦波信号发生器的幅值。
单片机7控制DDS芯片8输出正弦波信号，并控制正弦波的输出所需频率。所选用的DDS芯片(如AD公司的AD9830，AD9850等)内置高精度数模转换器件输出两路互补的模拟信号电流，同时增设一个滤波器使其产生更好的正弦波信号，该滤波器可采用椭圆滤波器，以达到较好的滤波效果。
宽带射频变压器9将输出的两路互补信号输出合成为一路正弦信号。同时，所选用的宽带射频变压器满足1∶1阻抗变换和电压变换作用。这样频率和功率可通过输入装置键入6并在输出装置上5显示。最后通过该装置将射频信号输入到功率放大器2。
所述的功率放大器2安装在带水冷却的金属外壳内，这样可以很好的散热并屏蔽射频信号向外发射。该功率放大器为非线性放大器，功率放大器2对输入的射频信号放大，通过阻抗匹配器连接的放电电极对主要成分为CO2的气体放电。为提高输出功率和效率采用一对MOSFET管的推挽结构。
如图3所示，功率放大器2包括串联的MOSFET推挽放大电路10和推挽输出变压器11。正弦波信号通过MOSFET推挽放大电路10输出两路模拟信号，然后经过推挽输出变压器11接到阻抗匹配器3的输入端，再通过电极对激光器4放电。
阻抗匹配器3包括电容器，电感器和可调电容，以上所述的3种器件配置成π型匹配，该种匹配方式可实现较宽带宽的匹配。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种用于CO2激光器的射频电源，其特征在于，该射频电源包括正弦波信号源(1)、功率放大器(2)和阻抗匹配器(3)；正弦波信号源(1)与功率放大器(2)的输入端连接，功率放大器(2)的输出端与阻抗匹配器(3)的输入端连接；抗匹配器(3)的输出端与激光器(4)的放电电极连接，并与激光放电气体匹配。
2.根据权利要求1所述的射频电源，其特征在于，正弦波信号源(1)包括输出显示装置(5)、输入装置(6)、单片机(7)、正弦波发生器(8)和宽带射频变压器(9)；
输出显示装置(5)和输入装置(6)均与单片机(7)连接，单片机(7)依次通过正弦波发生器(8)、宽带射频变压器(9)和功率放大器(2)连接。
3.根据权利要求1所述的射频电源，其特征在于，功率放大器(2)包括串联的MOSFET推挽放大电路(10)和推挽输出变压器(11)。
4.根据权利要求1所述的射频电源，其特征在于，阻抗匹配器(3)包括成π型匹配的电容器、电感器和可调电容。
5.根据权利要求2所述的射频电源，其特征在于，正弦波发生器(8)包括串接的DDS芯片和滤波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110210758A CN102315582A (zh) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | 一种用于co2激光器的射频电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110210758A CN102315582A (zh) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | 一种用于co2激光器的射频电源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102315582A true CN102315582A (zh) | 2012-01-11 |
Family
ID=45428496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110210758A Pending CN102315582A (zh) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | 一种用于co2激光器的射频电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102315582A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015014068A1 (zh) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 射频电源系统和利用射频电源系统进行阻抗匹配的方法 |
| WO2017113043A1 (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 徐海军 | 一种用于皮革切割的激光器及其实现的控制方法 |
| CN108414790A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-17 | 四川海特亚美航空技术有限公司 | 基于dds的航空发动机转速传感器模拟装置及方法 |
| CN112953246A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-11 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种高频功率源系统和负载驱动系统 |
| CN113075894A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-06 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种基于射频电源的co2激光器智能开发控制系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2595021Y (zh) * | 2002-12-30 | 2003-12-24 | 北京志恒达科技有限公司 | 封离型射频激励co2波导激光器 |
| CN101640369A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-03 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 一种射频电源装置 |
| CN201892695U (zh) * | 2010-12-08 | 2011-07-06 | 荣信电力电子股份有限公司 | 多功能信号发生器 |
| CN202178494U (zh) * | 2011-07-26 | 2012-03-28 | 华中科技大学 | 一种用于co2激光器的射频电源 |
-
2011
- 2011-07-26 CN CN201110210758A patent/CN102315582A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2595021Y (zh) * | 2002-12-30 | 2003-12-24 | 北京志恒达科技有限公司 | 封离型射频激励co2波导激光器 |
| CN101640369A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-03 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | 一种射频电源装置 |
| CN201892695U (zh) * | 2010-12-08 | 2011-07-06 | 荣信电力电子股份有限公司 | 多功能信号发生器 |
| CN202178494U (zh) * | 2011-07-26 | 2012-03-28 | 华中科技大学 | 一种用于co2激光器的射频电源 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015014068A1 (zh) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 射频电源系统和利用射频电源系统进行阻抗匹配的方法 |
| WO2017113043A1 (zh) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | 徐海军 | 一种用于皮革切割的激光器及其实现的控制方法 |
| CN108414790A (zh) * | 2018-02-12 | 2018-08-17 | 四川海特亚美航空技术有限公司 | 基于dds的航空发动机转速传感器模拟装置及方法 |
| CN112953246A (zh) * | 2021-02-23 | 2021-06-11 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种高频功率源系统和负载驱动系统 |
| CN112953246B (zh) * | 2021-02-23 | 2023-03-07 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种高频功率源系统和负载驱动系统 |
| CN113075894A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-06 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种基于射频电源的co2激光器智能开发控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102315582A (zh) | 一种用于co2激光器的射频电源 | |
| CN103219945B (zh) | 一种带有奇次谐波抑制机制的注入锁定二倍频器 | |
| CN101640369B (zh) | 一种射频电源装置 | |
| WO2006031251A3 (en) | A portable arc-seeded microwave plasma torch | |
| CN1701521A (zh) | 发送器和发送器的调整方法 | |
| CN101594127A (zh) | 全固态射频电源 | |
| CN202178494U (zh) | 一种用于co2激光器的射频电源 | |
| CN104133166A (zh) | 一种大功率任意波发生装置及方法 | |
| CN102684712A (zh) | 一种高效率调频发射机、功率放大器电路结构及设计方法 | |
| CN201829806U (zh) | 二氧化碳激光器射频电源板 | |
| CN102739243A (zh) | 一种低相位噪音锁相介质振荡器 | |
| CN102355205B (zh) | 一种固态射频发生器 | |
| US20130020939A1 (en) | C atmospheric plasma equipment and waveguide for the same | |
| CN103326718B (zh) | 一种铷频标的射频链 | |
| CN201478679U (zh) | 一种射频电源装置 | |
| Kazarian et al. | RF sources for ITER ion cyclotron H&CD system | |
| US6346912B1 (en) | Radio frequency beacon | |
| CN207926290U (zh) | 一种基于负电阻的电场耦合单线电能传输系统 | |
| CN102820772A (zh) | 一种基于直接扩频技术的 pwm调制方法及系统 | |
| CN202134967U (zh) | 电子式互感器工作电源 | |
| CN202231699U (zh) | 用于铷原子频标的倍混频电路及铷原子频标 | |
| CN115988726A (zh) | 用于等离子体产生的高效射频源及其射频能量产生方法 | |
| WO2010048084A3 (en) | Electrode and power coupling scheme for uniform process in a large-area pecvd chamber | |
| CN205429411U (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| CN215195043U (zh) | 一种带隔离的八源相控装置及一种射频美容仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120111 |