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激光电源设计

1.氦氖激光器工作原理 2.氦氖激光器对电源的要求 3.氦氖激光器电源的设计和制作方法
工具/原料

氦氖激光器、万用表、线路板、电子元器件。

方法/步骤

1. 激光器基本原理:实现光的受激辐射放大,产生激光的必不可少的条件 是粒子数反转和增益大过损耗。      2. 激光器基本组成:工作物质 谐振腔  泵浦源     3.氦氖激光器工作原理:      (1)He-Ne激光器的基本组成:放电管、电极和光学谐振腔   (2) 粒子数反转分布的建立:激发态He-Ne原子间的共振能量转移实现Ne原子激光上能级的激发,选择减小放电管径尺寸实现Ne原子激光下能级的消激发      (3) 最佳放电条件: 选择使增益达到最大的放电电流、总气压、气体混合比等参量。   4. 气体放电基本原理:气体激光器的激励方式一般采用气体放电。在平常情况下气态物质是绝缘体,当加上电压时,气体中产生的电流很微弱,但当电压升高至一定值时电流会突然增大,同时电极间电压突然减小,气体从绝缘体迅速变成导体,这叫做气体的击穿或着火。按照气体导电的伏安特性来区分,击穿后气体导电还可分为正常辉光放电和反常辉光放电。氦氖激光器工作在正常辉光放电区域。由于放电管击穿后变成导体,此时放电管电压比击穿时低很多,所以整个放电电路的电压就会有相当大的一部分落到限流电阻上。击穿气体导电性质的突变,是由于此时气体中产生许多正离子和自由电子,在外电场的作用下,分别向阴、阳极运动,造成放电电流很大。  放电电流对于激光器的输出功率有直接影响,即有一个最佳放电电流,这一数值在激光器生产厂家的说明书中。  击穿后处于正常工作的氦氖激光器,其放电属于正常辉光放电。整个放电过程由伏安特性曲线描述。   5.氦氖激光器对电源系统的要求:氦氖激光器常采用直流高压辉光放电激励,此类放电的特征是  ①管压降为几百伏到几千伏,工作在小电流高电压的正常辉光放电区域; ②有较高的阴极位降和较强的阴极溅射;  ③激光管的伏安特性呈负阻性。为此,在设计电源系统时,必须选择合理的外特性,使激光管处于稳定工作状态。   6. 氦氖激光器电源系统的设计:氦氖激光器电源电路有多重形式,例如倍压整流式、直流交流交换升压式等。我们以250mm氦氖激光管氦氖激光器倍压式电源为例,说明此类电路的设计思路。      (1) 考虑到250mm氦氖激光管的击穿电压在5000~6000V之间,对220V交流电压需要26倍升压.      (2) 保证击穿后能正常工作, 工作电压在1000~1500V之间, 工作电流在5~10mA之间, 必须选取适当的限流电阻

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