气体激光器电源的特点

出处:HIGHWAY时间:2011-07-15

    大多数气体激光器的泵浦,是依靠工作物质的气体放电来实现的。众所周知、气体放电具有负阻特性,即随放电电流的增加,放电电压下降,其伏安特性      U=f(I)   式中,dU/dI﹤0。
  因此,气体激光器电源必须能产生使气体放电所需的起燃高压(也叫触发电压),而且还必须给出激光器维持正常工作所需的电流和电压。
  为消除负阻的影响,电源输出端接激光器时要串联一个数值较大的电阻,如图4-1所示,这个电阻通常叫镇流电阻。 

气体激光器工作点的确定

 

    根据图4-1(a),可写出回路方程

回路方程图

 

  图4-1(b)中,曲线2表示气体放电的伏安特性,曲线1表示激光器的直流负载线。显然,在两条相交处,激光器才可能放电。它们通常有两个交点A和B,但只有B点是稳定工作点,它满足下列条件    RD + R+ RDG>0 (4-3)            式中,RDG为气体放电的动态电阻(负值),它随气体混合物、压力和电流的大小而变化。He-Ne激光器的负阻为40~50k。
  从式(4-3)可以看出,要满足稳定工作的条件,激光器电源的动态电阻RD愈大愈好。动态电阻无穷大的电源是理想的电流源,所以气体激光器的电源应该是稳流电源。
  为了满足式(4-3),设计中应努力提高激光器电源的动态电阻。但是,镇流电阻R一般不能省掉,原因有两个:一是如上所说可以抵消负阻RDG的影响,二是有利于减少寄生电容对激光器工作的影响。
  在He-Ne激光器电源中,R的大小如下选择     R≥1.2RDG
  如果要求放电电流是可调的,那么R值的大小对电源输出电压会产生较大影响。特别是在大的放电电流情况下,RDG变小,较小的R值也能满足式(4-3)的要求。此时使用固定值得R不仅降低了电源的输出电压,而且产生过多的功率损耗,使电源效率降低。为了解决这个问题,采用由电阻、稳压二极管组成的组合式镇流两络,可使R值得到步进式自动调节。

 

 



  
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