工業(yè)及醫(yī)用準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、放電激勵(lì)的準(zhǔn)分子激光作為大功率紫外光源，具有峰值功率高、波長短、光子能量高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)及醫(yī)療領(lǐng)域。研制高穩(wěn)定性準(zhǔn)分子激光器實(shí)用產(chǎn)品是醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要方向，影響激光器產(chǎn)品穩(wěn)定性的因素諸多，如激光頭儲能電容充電電源穩(wěn)定性和充電精度、產(chǎn)品設(shè)備的電磁兼容性以及整機(jī)的反饋閉環(huán)穩(wěn)定控制等。本文對上述影響因素展開研究，以期進(jìn)一步提高準(zhǔn)分子激光技術(shù)水平和激光器產(chǎn)品的整體性能，推進(jìn)國產(chǎn)高端準(zhǔn)分子激光設(shè)備的研發(fā)。
　　論文首先回顧了

2、準(zhǔn)分子的發(fā)展歷史、應(yīng)用領(lǐng)域，概述了電激勵(lì)準(zhǔn)分子激光器的關(guān)鍵技術(shù)如低重頻大能量技術(shù)、高重頻技術(shù)、氣體補(bǔ)償技術(shù)等，介紹了準(zhǔn)分子激光器儲能電容充電電源的主要拓?fù)浜拖嚓P(guān)技術(shù)，簡述了準(zhǔn)分子激光系統(tǒng)的電磁兼容性，重點(diǎn)闡述了本論文的研究意義和工作內(nèi)容。
　　為了滿足工業(yè)及醫(yī)用準(zhǔn)分子激光器儲能電容組的充電需求，分別開展了用于高重頻和低重頻電容充電電源研究。高重頻電容充電電源基于LC串聯(lián)諧振拓?fù)?，引入輔助電路和時(shí)序控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電容的高重頻高精度充電

3、，在激光器儲能電容5.44μF的情況下，獲得最大充電電壓1.92 kV、充電精度＜0.05％、工作重復(fù)頻率4kHz、充電能力40 kJ/s的輸出特性;低重頻電容充電電源采用推挽式拓?fù)浣Y(jié)合有源低損吸收回路實(shí)現(xiàn)對電容的恒流充電，電源輸出電壓為10～35 kV，開關(guān)頻率45 kHz，平均充電速率為2.6 kJ/s，激勵(lì)一臺儲能電容為64 nF的KrF準(zhǔn)分子激光器獲得最大820 mJ的輸出能量，兩類電源的充電精度和性能滿足工業(yè)及醫(yī)用領(lǐng)域?qū)嶋H使用

4、要求。
　　電磁兼容性是準(zhǔn)分子激光產(chǎn)品進(jìn)入市場前需特別關(guān)注的一項(xiàng)重要指標(biāo)，應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，論文第四章對此項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了研究，從實(shí)驗(yàn)的角度探索了準(zhǔn)分子激光頭的電磁輻射特性，并結(jié)合屏蔽理論和電磁兼容理論對系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的屏蔽體的屏蔽效能達(dá)40 dB以上，系統(tǒng)整機(jī)能可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
　　為了進(jìn)一步提高準(zhǔn)分子激光器的輸出穩(wěn)定性，開展了輸出能量穩(wěn)定的理論研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提出了基于電壓補(bǔ)償能量的PI算法，基于設(shè)計(jì)的低重頻電容充電電