RU2265938C1 - Laser pumping device - Google Patents

Laser pumping device Download PDF

Info

Publication number
RU2265938C1
RU2265938C1 RU2004106203/28A RU2004106203A RU2265938C1 RU 2265938 C1 RU2265938 C1 RU 2265938C1 RU 2004106203/28 A RU2004106203/28 A RU 2004106203/28A RU 2004106203 A RU2004106203 A RU 2004106203A RU 2265938 C1 RU2265938 C1 RU 2265938C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lamp
capacitor
laser
power source
diode
Prior art date
Application number
RU2004106203/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004106203A (en
Inventor
В.П. Барков (RU)
В.П. Барков
Д.В. Барщевский (RU)
Д.В. Барщевский
Т.С. Бачерова (RU)
Т.С. Бачерова
В.Д. Дадонов (RU)
В.Д. Дадонов
Е.И. Дикий (RU)
Е.И. Дикий
О.Н. Романенко (RU)
О.Н. Романенко
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика" filed Critical Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика"
Priority to RU2004106203/28A priority Critical patent/RU2265938C1/en
Publication of RU2004106203A publication Critical patent/RU2004106203A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2265938C1 publication Critical patent/RU2265938C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: pulse engineering; laser initiating pulse shapers.
SUBSTANCE: proposed device has power supply, flash transformer, flash lamp, N circuits set up of series-connected diode and capacitor, N thyristors, isolating diode, shunt capacitor, and choke. Isolating diode is connected in parallel with flash lamp and secondary winding of flash transformer. Flash lamp and secondary winding of flash transformer are interconnected and connected to each of N series-connected capacitor and thyristor circuits. Power supply is made in the form of storage capacitor. Switch is made in the form of thyristor.
EFFECT: enhanced effectiveness of laser lamp pumping due to enhanced output power of laser.
4 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано при формировании импульсов поджига лазеров.The present invention relates to the field of pulsed technology and can be used in the formation of pulses of laser ignition.

Известно лазерное технологическое устройство, содержащее конденсатор для накопления постоянного заряда, несколько цепей для выбора величины реактивного сопротивления, конденсатор, который заряжается зарядом конденсатора через цепи, лампу, которая под действием заряда, накопленного конденсатором, вызывает лазерное излучение генератора, при выборе цепи изменяются величина заряда, накапливаемого конденсатором, и мощность лазерного излучения [1].A laser technological device is known, which contains a capacitor for storing a constant charge, several circuits for selecting the reactance value, a capacitor that is charged by the capacitor through the circuit, a lamp that, under the action of the charge accumulated by the capacitor, causes the laser radiation of the generator, when the circuit is selected, the charge accumulated by a capacitor, and the power of laser radiation [1].

Известно устройство для возбуждения лазера, содержащее генератор, генерирующий импульсы А для пуска тиристорного переключателя источника питания лампы для накачки лазера, схему задержки, задерживающую на установленный временной интервал выходные импульсы генератора и дающую импульсы В для поджига лампы, логическую схему, на два входа которой поступают импульсы А, В и которая дает выходные сигналы только в том случае, когда в схему введен только импульс В [2].A device for exciting a laser is known, comprising a generator generating pulses A for starting the thyristor switch of a lamp power source for pumping a laser, a delay circuit delaying the output pulses of the generator by a set time interval and giving pulses B for igniting the lamp, a logic circuit with two inputs pulses A, B and which gives output signals only if only pulse B is introduced into the circuit [2].

Недостатком известных устройств является низкая эффективность при работе в частотном режиме.A disadvantage of the known devices is the low efficiency when operating in the frequency mode.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) к предлагаемому изобретению является генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные источник питания, зарядную цепь с высоковольтным вентилем и накопитель, выход которого через управляемую разрядную лампу подключен к нагрузке, к выходу накопителя подключен блок контроля уровня напряжения заднего фронта импульса на накопителе, а его выход подключен к управляющему электроду разрядной лампы [3].The closest technical solution (prototype) to the proposed invention is a pulse generator containing a power supply connected in series, a charging circuit with a high-voltage valve and a drive, the output of which is connected to a load through a controlled discharge lamp, and a voltage trailing edge voltage level control unit is connected to the drive output drive, and its output is connected to the control electrode of the discharge lamp [3].

Недостатком известного устройства является низкая его эффективность при работе в частотном режиме с формированием импульса накачки заданной длительности с уменьшением времени отключения лампы.A disadvantage of the known device is its low efficiency when operating in the frequency mode with the formation of a pump pulse of a given duration with a decrease in the lamp turn-off time.

С помощью предлагаемого технического решения достигается новый технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования накачки лампы ОКГ за счет увеличения выходной мощности ОКГ.Using the proposed technical solution, a new technical result is achieved, which consists in increasing the efficiency of the use of pumping of the OKG lamp by increasing the output power of the OKG.

В соответствии с предлагаемым изобретением технический результат достигается тем, что устройство для накачки ОКГ, содержащее источник питания, трансформатор поджига и лампу импульсную, дополнительно содержит N цепей из последовательно соединенных диода и конденсатора и подключенных к источнику питания, N тиристоров, включенных между лампой импульсной и катодом соответствующего диода каждой из N цепей, а также параллельно подключенный диод развязки, конденсатор шунтирующий и соединенные между собой ключ и дроссель, при этом диод развязки включен параллельно лампе импульсной и вторичной обмотке трансформатора поджига, связанных между собой, и каждой из N последовательно соединенных цепей конденсатора и тиристора.In accordance with the invention, the technical result is achieved in that the device for pumping the laser, containing a power source, an ignition transformer and a pulsed lamp, further comprises N circuits from a diode and a capacitor connected in series, and N thyristors connected between the pulsed lamp and the cathode of the corresponding diode of each of the N circuits, as well as a parallel-connected isolation diode, a capacitor shunting and interconnected key and inductor, while the diode is isolated and connected in parallel with the lamp and the secondary winding of the pulse transformer ignition interconnected, and each of the N series-connected capacitor and a thyristor circuit.

Кроме того, источник питания выполнен в виде емкостного накопителя.In addition, the power source is made in the form of a capacitive storage.

Кроме того, источник питания выполнен в виде аккумуляторной батареи.In addition, the power source is made in the form of a battery.

Кроме того, ключ выполнен в виде тиристора.In addition, the key is made in the form of a thyristor.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для накачки ОКГ, на фиг.2 - электрическая схема устройства, на фиг.3 - временная диаграмма импульса напряжения на нагрузке.Figure 1 presents a block diagram of the proposed device for pumping laser, figure 2 - electrical diagram of the device, figure 3 is a timing diagram of the voltage pulse on the load.

Устройство для накачки ОКГ содержит источник питания 1, трансформатор поджига 2, вторичная обмотка которого соединена с лампой импульсной 3; N цепей, состоящих каждая из последовательно соединенных конденсатора 4 и диода 5 и подключенных каждая параллельно источнику питания 1; N тиристоров 6, каждый из которых установлен между катодом соответствующего диода 5 и лампой импульсной 3; а также последовательно соединенные ключ 7 и дроссель 8, подключенные параллельно конденсатору шунтирующему 9, параллельно диоду развязки 10 и параллельно лампе импульсной и вторичной обмотке трансформатора поджига.The OKG pumping device comprises a power source 1, an ignition transformer 2, the secondary winding of which is connected to a pulse lamp 3; N circuits, each consisting of a series-connected capacitor 4 and diode 5 and each connected in parallel to the power source 1; N thyristors 6, each of which is installed between the cathode of the corresponding diode 5 and the pulsed lamp 3; as well as series-connected key 7 and inductor 8, connected in parallel to the shunt capacitor 9, parallel to the isolation diode 10 and parallel to the lamp pulse and secondary winding of the ignition transformer.

Устройство для накачки ОКГ работает следующим образом.The device for pumping the laser works as follows.

Осуществляется заряд каждого из N конденсаторов 4 от источника питания 1 до их номинального значения. С помощью импульса, сформированного трансформатором поджига 2, лампа импульсная 3 приводится в проводящее состояние, открывается первый из N тиристоров 6 и первый из N конденсаторов 4 осуществляет сброс энергии первого конденсатора на лампу импульсную 3, осуществляя накачку.Each of the N capacitors 4 is charged from a power source 1 to their nominal value. Using the pulse generated by ignition transformer 2, the pulsed lamp 3 is brought into a conducting state, the first of N thyristors 6 is opened and the first of N capacitors 4 dumps the energy of the first capacitor to the pulsed lamp 3, pumping.

Через определенную задержку времени включается второй из N тиристоров 6, подключая второй из N заряженных конденсаторов 2 к лампе импульсной 3 и отключая первый конденсатор. Таким образом посредством поочередного включения тиристоров 6 происходит поочередное подключение заряженных конденсаторов 4 к лампе импульсной 3, формируя на ней импульс поджига требуемой длительности и мощности.After a certain time delay, the second of N thyristors 6 is turned on, connecting the second of N charged capacitors 2 to the pulsed lamp 3 and disconnecting the first capacitor. Thus, by alternately turning on the thyristors 6, the charged capacitors 4 are alternately connected to the pulsed lamp 3, forming an ignition pulse on it of the required duration and power.

При открывании ключа 7 происходит шунтирование лампы импульсной 3 по току и перезаряд конденсаторов 4. В результате смены полярности напряжения на тиристорах происходит их быстрое закрывание, а задний фронт импульса накачки укорачивается. Это позволяет значительно снизить время разряда конденсаторов на импульсную лампу, следовательно, увеличить частоту повторения включения генерации лампы, что приводит к повышению выходной мощности ОКГ. Кроме того, разряд первого конденсатора 4 осуществляется не до нуля, а до Uпорог.~1,5 кВ, что позволяет начинать его последующий заряд не с нулевого значения, а с Uпорог, экономя тем самым расход энергии источника питания 1. Для накачки лампы ОКГ необходим источник питания мощностью в несколько меговатт (в зависимости от типа лампы), который может быть построен на основе химических источников тока по комбинированной схеме с использованием в качестве обострителя мощности и источника высоковольтного напряжения батарей молекулярных конденсаторов, выполняющих функции буферного источника энергии для заряда молекулярных конденсаторов. Батареи молекулярных конденсаторов создаются на базе емкостных накопителей типа МНЭ - 3/60 или 24ПП - 30/0,003; аккумуляторные батареи - 10НКБ - 90, как буферный источник энергии.When the key 7 is opened, the lamp 3 is shunted by current and the capacitors 4 are recharged. As a result of changing the polarity of the voltage across the thyristors, they quickly close, and the trailing edge of the pump pulse is shortened. This can significantly reduce the discharge time of the capacitors on the flash lamp, therefore, increase the repetition frequency of the inclusion of the generation of the lamp, which leads to an increase in the output power of the laser. In addition, the discharge of the first capacitor 4 is carried out not to zero, but to the U threshold. ~ 1.5 kV, which allows it to start its subsequent charge not from zero, but from the U threshold , thereby saving the power consumption of power source 1. To pump an OKG lamp, you need a power source with a capacity of several megawatts (depending on the type of lamp), which can be built on the basis of chemical current sources according to a combined scheme using molecular capacitors as a power sharpener and a high-voltage voltage source, acting as a buffer source of energy for the charge of molecular ondensators. Molecular capacitor batteries are created on the basis of capacitive storage devices of the type MNE - 3/60 or 24PP - 30 / 0.003; rechargeable batteries - 10NKB - 90, as a buffer source of energy.

Диоды 5 обеспечивают взаимную развязку конденсаторов 4 при работе от одного источника питания, исключая тем самым необходимость использования второго источника питания. Для реализации предложенной схемы накачки могут быть использованы диоды Д133-400-40. В качестве тиристоров - Т273-1250-40. Трансформатор поджига 2 представляет собой импульсный трансформатор, на первичную обмотку которого подается импульс U1=4,5 кВ длительностью 3,4 мкс, а на вторичной обмотке формируется импульс поджига U2=30-35 кВ той же длительности. Защита схемы от высоковольтного импульса поджига осуществляется с помощью шунтирующего конденсатора 9, который может быть выполнен на основе конденсатора КВИ-4700-12 кВ. В качестве конденсаторов 4 могут быть использованы конденсаторы типа К75-40.Diodes 5 provide mutual isolation of capacitors 4 when operating from a single power source, thereby eliminating the need for a second power source. To implement the proposed pump circuit, diodes D133-400-40 can be used. As thyristors - T273-1250-40. Ignition transformer 2 is a pulse transformer, on the primary winding of which a pulse U1 = 4.5 kV with a duration of 3.4 μs is supplied, and an ignition pulse U2 = 30-35 kV of the same duration is formed on the secondary winding. The circuit is protected from a high-voltage ignition pulse using a shunt capacitor 9, which can be made on the basis of the capacitor KVI-4700-12 kV. As capacitors 4, K75-40 type capacitors can be used.

Предложенная схема накачки лампы ОКГ позволяет осуществлять работу импульсной лампы с частотой 25-30 Гц, в то время, как известные схемы позволяют работать с частотой 2-3 Гц.The proposed pump circuit of the OKG lamp allows the operation of a pulsed lamp with a frequency of 25-30 Hz, while the known schemes allow you to work with a frequency of 2-3 Hz.

Из вышеприведенного следует, что предложенные технические решения имеют следующие преимущества по сравнению с известными.From the above it follows that the proposed technical solutions have the following advantages compared to the known ones.

1. Обеспечение частотного режима работы ОКГ за счет уменьшения времени отключения лампы с увеличением частоты повторения генерации лампы.1. Ensuring the frequency mode of operation of the laser by reducing the time off the lamp with an increase in the frequency of repetition of the generation of the lamp.

2. Увеличение выходной мощности ОКГ.2. An increase in the output power of the laser.

3. Экономное расходование энергии источника питания за счет неполного разряда конденсаторов.3. The economical consumption of energy from the power source due to the incomplete discharge of capacitors.

4. Формирование импульсов накачки требуемой длительности и мощности.4. The formation of pump pulses of the required duration and power.

Следовательно, предложенное устройство при использовании дает новый технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования устройства накачки импульсной лампы ОКГ.Therefore, the proposed device when used gives a new technical result, which consists in increasing the efficiency of the use of the pumping device for a pulsed laser lamp.

По материалам заявки в данное время на предприятии изготовлен макетный образец устройства, который при испытаниях подтвердил достижение вышеуказанного технического результата.Based on the application materials, a prototype device was manufactured at the enterprise at the time, which, when tested, confirmed the achievement of the above technical result.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Япония, заявка № 58-45839, МКИ Н 01 S 3/092, 1983 г.1. Japan, application No. 58-45839, MKI H 01 S 3/092, 1983

2. Япония, заявка № 56-52473, МКИ Н 01 S 3/092, 1981 г.2. Japan, application No. 56-52473, MKI H 01 S 3/092, 1981

3. Авторское св. СССР № 785962, МКИ Н 03 К 3/53, 1980 г. (прототип).3. Copyright sv. USSR No. 785962, MKI N 03 K 3/53, 1980 (prototype).

4. Белостоцкий Б.Р. и др. "Основы лазерной техники" под ред. Ак. Прохорова А.М., Москва: Сов. Радио, 1972 г.4. Belostotsky B.R. et al. "Fundamentals of Laser Engineering", ed. Ak. Prokhorova A.M., Moscow: Sov. Radio, 1972

5. Шмелев К.Д., Королев Г.В. "Источники электропитания лазеров" под ред. Вакуленко В.М., Москва: Энергоиздат, 1981 г.5. Shmelev KD, Korolev GV "Laser Power Supplies" ed. Vakulenko V.M., Moscow: Energy Publishing House, 1981

Claims (4)

1. Устройство для накачки ОКГ, содержащее источник питания, лампу импульсную и трансформатор поджига, отличающееся тем, что в него введены N цепей из последовательно соединенных диода и конденсатора и подключенных к источнику питания, N тиристоров, включенных между лампой импульсной и катодом соответствующего диода каждой из N цепей, а также параллельно подключенные диод развязки, конденсатор шунтирующий и соединенные между собой ключ и дроссель, при этом диод развязки включен параллельно соединенным лампе импульсной и вторичной обмотке трансформатора поджига.1. A device for pumping laser gas containing a power source, a pulsed lamp and an ignition transformer, characterized in that N circuits from a diode and a capacitor connected in series are connected to the power source, N thyristors are connected between the pulsed lamp and the cathode of the corresponding diode each of N circuits, as well as a parallel-connected isolation diode, a capacitor shunting and interconnected key and inductor, while the isolation diode is connected in parallel to a connected lamp pulse and secondary winding ransformatora ignition. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем источник питания выполнен в виде емкостного накопителя.2. The device according to claim 1, characterized in that in it the power source is made in the form of a capacitive storage. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем источник питания выполнен в виде аккумуляторной батареи.3. The device according to claim 1, characterized in that in it the power source is made in the form of a battery. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что в нем ключ выполнен в виде тиристора.4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in it the key is made in the form of a thyristor.
RU2004106203/28A 2004-03-02 2004-03-02 Laser pumping device RU2265938C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004106203/28A RU2265938C1 (en) 2004-03-02 2004-03-02 Laser pumping device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004106203/28A RU2265938C1 (en) 2004-03-02 2004-03-02 Laser pumping device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004106203A RU2004106203A (en) 2005-08-10
RU2265938C1 true RU2265938C1 (en) 2005-12-10

Family

ID=35844839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004106203/28A RU2265938C1 (en) 2004-03-02 2004-03-02 Laser pumping device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2265938C1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004106203A (en) 2005-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2007115068A (en) IGNITION DEVICE
RU2265938C1 (en) Laser pumping device
RU2265937C1 (en) Laser pumping device
RU2265935C1 (en) Laser pumping device
RU2449868C2 (en) Thyristor power supply for arc welding
RU2265936C1 (en) Laser pumping device
RU2307462C1 (en) Device for powering impulse lamps
RU2265939C1 (en) Device for powering optical quantum generator
RU2265934C1 (en) Laser pumping device
RU55233U1 (en) PULSE LAMP POWER SYSTEM (OPTIONS)
SU547914A1 (en) Device for charging the battery with asymmetric current
SU1018202A1 (en) Pulsed modulator
RU46402U1 (en) GAS DISCHARGE PULSE SOURCE OF OPTICAL RADIATION
SU923010A1 (en) Current pulse generator
SU1132375A1 (en) Current pulse generator
SU1499472A1 (en) D.c. gate
SU543106A1 (en) Constant voltage regulator
SU418963A1 (en) PULSE GENERATOR FOR POWER SUPPLY ELECTRON SOURCE
SU917312A1 (en) Pulse generator
SU764116A2 (en) Pulse modulator
SU1664123A3 (en) Pulse generator
SU539354A1 (en) Condenser Battery Charger
SU1629968A1 (en) Pulse power supply
SU1460774A1 (en) Pulsed luminaire
SU1448392A1 (en) Supply device for pulsed gas-discharge lamp

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090303