CN105390914A - 一种用于激光器的射频电源 - Google Patents
一种用于激光器的射频电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105390914A CN105390914A CN201510923984.5A CN201510923984A CN105390914A CN 105390914 A CN105390914 A CN 105390914A CN 201510923984 A CN201510923984 A CN 201510923984A CN 105390914 A CN105390914 A CN 105390914A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- micro
- band
- microstrip circuit
- transport part
- power
- 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.)
- Granted
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Waveguides (AREA)
Abstract
一种用于激光器的射频电源，包括第一功率放大模块、输出匹配微带电路、第二功率放大模块、第三功率放大模块、第四功率放大模块、水冷散热板、输出匹配微带电路、功率合成微带电路；第一功率放大模块、输出匹配微带电路、第二功率放大模块、第三功率放大模块、第四功率放大模块、输出匹配微带电路安装在水冷散热板的正面，并且所述4个放大模块将射频功率电流通过电极穿过水冷散热板，焊接到功率合成微带电路的四个输入端，功率合成微带电路安装在水冷散热板的反面，作用是把上述4个功率模块的电流合成为1路输出，该输出是通过一根电极穿过水冷散热板输出到安装在正面的输出匹配微带电路，所述输出匹配微带电路2将对信号进行匹配处理最终输出到激光器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于激光器的射频电源，尤其涉及激光器领域。
背景技术
气体激光器，特别是二氧化碳气体激光器都是运用射频电源对激光器中的气体放电产生激光。射频电源在其中的作用是产生高频率的激励电流，而传统的射频电源均使用普通的散热器和结构，一般用风冷或单面水冷方式，因此大功率的激光器都是与射频电源分开放置，这样需要多个机壳，体积增加了，成本也增加了，而且在激光器与射频电源间还需要一根射频电缆进行连接，而这根射频电缆在高功率工作的时候会发热而产生额外的能量损耗。并且常用的激光器内部的射频功率合成器一般都采用磁环变压器或用分立的电感电容组成合成器，这样的射频功率合成器因为要在合成线路板上焊接额外的元器件因此体积会相对大，而且效率相对微带的射频功率合成器会低，因而会产生热量还需要配套散热的设备。微带电路的优点是不需要额外的元器件，并且效率高发热小，即使发热也能通过线路板把热量导到地下的散热板带走，无须附加风扇这种风冷的散热方式。
发明内容
针对上述所述现有射频电源所存在的问题与不足之处，本发明的目的是提供一款功率密度高与体积小的并能安装进激光器的射频电源系统。
一种用于激光器的射频电源，包括第一功率放大模块、输出匹配微带电路、第二功率放大模块、第三功率放大模块、第四功率放大模块、水冷散热板、输出匹配微带电路、功率合成微带电路；第一功率放大模块、输出匹配微带电路、第二功率放大模块、第三功率放大模块、第四功率放大模块、输出匹配微带电路安装在水冷散热板的正面，并且所述4个放大模块将射频功率电流通过电极穿过水冷散热板，焊接到功率合成微带电路的四个输入端，功率合成微带电路安装在水冷散热板的反面，作用是把上述4个功率模块的电流合成为1路输出，该输出是通过一根电极穿过水冷散热板输出到安装在正面的输出匹配微带电路，所述输出匹配微带电路2将对信号进行匹配处理最终输出到激光器。
一种功率合成微带电路，包括第一微带传输部和第二微带传输部；射频电流从功率合成微带电路的四个输入端输入，射频电流经过微带线最终聚集合成到输出端上；第一微带传输部是一根宽4mm，长度323.5mm的敷铜线路，其中由10根22mm长的直线与9个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。第二微带传输部是一根宽4mm，长度333mm的敷铜线路，其中由13根15mm长的直线与12个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。第三微带传输部15是一根宽4mm，长度228.2mm的敷铜线路，其中由3根68.4mm长的直线与2个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。
附图说明：
图1为本发明的系统连接示意图；
图2为本发明的功率合成微带电路7的详细布线图；
图3为本发明的输出匹配微带电路2的详细布线图；
图4为第一总微带合成传输部19详细布线图；
图5为第二总微带合成传输部20详细布线图；
图6为第三总微带合成传输部21详细布线图；
图7为第四总微带合成传输部22详细布线图；
图8为第五总微带合成传输部23详细布线图；
图9为第六总微带合成传输部24详细布线图。
具体工作原理说明
参考图1，第一功率放大模块1，输出匹配微带电路2，第二功率放大模块3，第三功率放大模块4，第四功率放大模块5，这5块电路板安装在水冷散热板6的正面，并且第一功率放大模块1，第二功率放大模块3，第三功率放大模块4，第四功率放大模块5，这4个功率放大模块起到将射频电流放大输出的作用，所述4个放大模块将射频功率电流通过电极穿过水冷散热板6，焊接到功率合成微带电路7的四个输入端，功率合成微带电路7安装在水冷散热板6的反面，主要的作用是把上述4个功率模块的电流合成为1路输出，输出是通过一根电极穿过水冷散热板6输出到安装在正面的输出匹配微带电路2，所述输出匹配微带电路2将对信号进行匹配处理最终输出到激光器。
水冷板的作用是将功率放大模块与功率合成微带电路的热量带走。
参考图2，图中为功率合成微带电路图，射频电流从输入端8，9，10，11，输入，射频电流经过微带线最终聚集合成到输出端12上，其中原理为射频电流通过特定宽度和长度的微带敷铜线后，能合成在一起，其中微带的作用是匹配和减少损耗。其中第一微带传输部13是一根宽4mm，长度323.5mm的敷铜线路，其中由10根22mm长的直线与9个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。第二微带传输部14是一根宽4mm，长度333mm的敷铜线路，其中由13根15mm长的直线与12个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。第三微带传输部15是一根宽4mm，长度228.2mm的敷铜线路，其中由3根68.4mm长的直线与2个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。以上所述微带传输部都是关键部位，这样设计能起到缩小体积减小损耗的作用。原理是射频电流流过这些微带线后能在输出端保持同样的相位，并均匀地输出到输出端。整个功率合成微带电路是由六个总微带合成传输部组成，这六个部分都是一根宽4mm，长557mm的微带铜线，其区别在于因为电路板的尺寸而走的位置不一样，还有就是连接顺序不一样，第一总微带合成传输部19和第二总微带合成传输部20的微带输出与第四总微带合成传输部22的微带输入端连接在一起，第三总微带合成传输部21和第五总微带合成传输部23的微带输出与第六总微带合成传输部24的微带输入端连接在一起，最后第四总微带合成传输部的输出端22与第六总微带合成传输部24的输出端连接在一起，所有的微带合成线路的设计好处是能把电流平均地合成为一路并保持各线路的相位不会互相抵消，不需要额外的元器件，并且效率高发热小，即使发热也能通过线路板把热量导到底下的散热板带走。
参考图3，输出匹配微带电路2，射频电流从16输入进匹配端，经过电容电感匹配后从输出端17输出到激光器。匹配线路部18是一根长99mm，宽8mm的微带传输线，起到匹配射频电流的作用。
参考图4，第一总微带合成传输部19详细布线图，所述传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由17根直线与14个半径为3.67mm半圆，2个半径为3.67mm的1/4圆组成。
参考图5，第二总微带合成传输部20详细布线图，所述传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由15根直线与13个半径为3.67mm半圆，1个半径为3.67mm的1/4圆组成。
参考图6，第三总微带合成传输部21详细布线图，所述传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由14根直线与11个半径为3.67mm半圆，2个半径为3.67mm的1/4圆组成。
参考图7，第四总微带合成传输部22详细布线图，所述传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由16根直线与13个半径为3.67mm半圆，2个半径为3.67mm的1/4圆组成。
参考图8，第五总微带合成传输部23详细布线图，所述传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由9根直线与5个半径为3.67mm半圆，8个半径为3.67mm的1/4圆组成。
参考图9，第六总微带合成传输部24详细布线图，所述传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由14根直线与6个半径为3.67mm半圆，9个半径为3.67mm的1/4圆组成。
Claims (10)
1.一种用于激光器的射频电源，其特征在于：包括第一功率放大模块、输出匹配微带电路、第二功率放大模块、第三功率放大模块、第四功率放大模块、水冷散热板、输出匹配微带电路、功率合成微带电路；第一功率放大模块、输出匹配微带电路、第二功率放大模块、第三功率放大模块、第四功率放大模块、输出匹配微带电路安装在水冷散热板的正面，并且所述4个放大模块将射频功率电流通过电极穿过水冷散热板，焊接到功率合成微带电路的四个输入端，功率合成微带电路安装在水冷散热板的反面，作用是把上述4个功率模块的电流合成为1路输出，该输出是通过一根电极穿过水冷散热板输出到安装在正面的输出匹配微带电路，所述输出匹配微带电路将对信号进行匹配处理最终输出到激光器。
2.一种功率合成微带电路，其特征在于：包括第一微带传输部和第二微带传输部；射频电流从功率合成微带电路的四个输入端输入，射频电流经过微带线最终聚集合成到输出端上；第一微带传输部是一根宽4mm，长度323.5mm的敷铜线路，其中由10根22mm长的直线与9个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。第二微带传输部是一根宽4mm，长度333mm的敷铜线路，其中由13根15mm长的直线与12个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。第三微带传输部15是一根宽4mm，长度228.2mm的敷铜线路，其中由3根68.4mm长的直线与2个半径为3.67mm的半圆首尾相接而成。
3.根据权利要求2所述的功率合成微带电路，其特征在于：整个功率合成微带电路是由六个总微带合成传输部组成，这六个部分都是一根宽4mm，长557mm的微带铜线。
4.根据权利要求3所述的功率合成微带电路，其特征在于：，第一总微带合成传输部19和第二总微带合成传输部20的微带输出与第四总微带合成传输部22的微带输入端连接在一起，第三总微带合成传输部21和第五总微带合成传输部23的微带输出与第六总微带合成传输部24的微带输入端连接在一起，最后第四总微带合成传输部的输出端22与第六总微带合成传输部24的输出端连接在一起。
5.根据权利要求4所述的功率合成微带电路，其特征在于：第一总微带合成传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由17根直线与14个半径为3.67mm半圆，2个半径为3.67mm的1/4圆组成。
6.根据权利要求4所述的功率合成微带电路，其特征在于：第二总微带合成传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由15根直线与13个半径为3.67mm半圆，1个半径为3.67mm的1/4圆组成。
7.根据权利要求4所述的功率合成微带电路，其特征在于：第三总微带合成传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由14根直线与11个半径为3.67mm半圆，2个半径为3.67mm的1/4圆组成。
8.根据权利要求4所述的功率合成微带电路，其特征在于：第四总微带合成传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由16根直线与13个半径为3.67mm半圆，2个半径为3.67mm的1/4圆组成。
9.根据权利要求4所述的功率合成微带电路，其特征在于：第五总微带合成传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由9根直线与5个半径为3.67mm半圆，8个半径为3.67mm的1/4圆组成。
10.根据权利要求4所述的功率合成微带电路，其特征在于：第六总微带合成传输部是一根宽4mm，总长557mm的微带铜线，其中是由14根直线与6个半径为3.67mm半圆，9个半径为3.67mm的1/4圆组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510923984.5A CN105390914B (zh) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 一种用于激光器的射频电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510923984.5A CN105390914B (zh) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 一种用于激光器的射频电源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105390914A true CN105390914A (zh) | 2016-03-09 |
| CN105390914B CN105390914B (zh) | 2024-06-14 |
Family
ID=55422891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510923984.5A Active CN105390914B (zh) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 一种用于激光器的射频电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105390914B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017100964A1 (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 徐海军 | 一种用于激光器的射频电源 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5896065A (en) * | 1997-06-06 | 1999-04-20 | Myer; Daniel | Radially combined RF/microwave power amplifier |
| JP2000269710A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Nec Corp | 電力合成装置 |
| US20030197572A1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-10-23 | Xytrans, Inc. | Microstrip-to-waveguide power combiner for radio frequency power combining |
| CN201829806U (zh) * | 2010-07-27 | 2011-05-11 | 南京晨锐达激光设备有限公司 | 二氧化碳激光器射频电源板 |
| CN205429413U (zh) * | 2015-12-14 | 2016-08-03 | 北京热刺激光技术有限责任公司 | 一种用于激光器的射频电源 |
-
2015
- 2015-12-14 CN CN201510923984.5A patent/CN105390914B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5896065A (en) * | 1997-06-06 | 1999-04-20 | Myer; Daniel | Radially combined RF/microwave power amplifier |
| JP2000269710A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Nec Corp | 電力合成装置 |
| US20030197572A1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-10-23 | Xytrans, Inc. | Microstrip-to-waveguide power combiner for radio frequency power combining |
| CN201829806U (zh) * | 2010-07-27 | 2011-05-11 | 南京晨锐达激光设备有限公司 | 二氧化碳激光器射频电源板 |
| CN205429413U (zh) * | 2015-12-14 | 2016-08-03 | 北京热刺激光技术有限责任公司 | 一种用于激光器的射频电源 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017100964A1 (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 徐海军 | 一种用于激光器的射频电源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105390914B (zh) | 2024-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7146983B2 (ja) | ソリッドステートマイクロ波発振器およびパワー増幅器 | |
| JP5853080B2 (ja) | 電力回生装置 | |
| WO2008105985A1 (en) | Power combiner | |
| JPH0429039A (ja) | 誘導結合プラズマ原子分光分析用出力制御回路 | |
| US8373520B2 (en) | Power coupler for industrial high-frequency generator | |
| CN205429413U (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| CN201829806U (zh) | 二氧化碳激光器射频电源板 | |
| CN105390914A (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| JP2016174522A (ja) | 電界共鳴型カップラ | |
| CN105449503B (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| CN105449502A (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| US9923259B2 (en) | Device for radio-frequency power coupling and method of using the device | |
| WO2017100964A1 (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| JP5390495B2 (ja) | 高周波増幅器 | |
| CN102244418A (zh) | 电子式互感器工作电源 | |
| JP2008034166A (ja) | マイクロ波発生装置 | |
| CN109361362A (zh) | 一种固态高功率放大器 | |
| CN109640507B (zh) | 含布置在外导体上的放大器模块的高频放大器单元 | |
| JP4765648B2 (ja) | マイクロプラズマジェット発生装置 | |
| CN210041763U (zh) | 一种水冷式高增益强密度功率放大器装置 | |
| WO2017100963A1 (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| CN209570929U (zh) | Pci扩展装置 | |
| CN107750478A (zh) | 低成本性能优异的无埋块rf功率放大器 | |
| WO2017100965A1 (zh) | 一种用于激光器的射频电源 | |
| CN204031077U (zh) | 射频功率放大电路以及射频功率放大器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |