由于點火系統(tǒng),制導(dǎo)行業(yè),醫(yī)療行業(yè)等發(fā)展需要調(diào)Q技術(shù)飛速發(fā)展,并且因為相互促進(jìn)的關(guān)系使得近幾年調(diào)Q技術(shù)取得了很多突破性的進(jìn)展。如今,為了取得激光脈沖中脈沖寬度高達(dá)納秒,峰值功率高于兆瓦的巨脈沖往往通過調(diào)Q技術(shù)最容易獲得。因為新型開關(guān)管的研發(fā),各行各業(yè)對調(diào)Q技術(shù)的進(jìn)展愈發(fā)期待,例如:在醫(yī)療方面的激光手術(shù)、工業(yè)領(lǐng)域的激光切割、軍事領(lǐng)域的激光雷達(dá)技術(shù)、攝影領(lǐng)域的高速攝影等等,在不同的領(lǐng)域需要的激光技術(shù)也不盡相同,有的需要更窄脈寬,這就需要調(diào)Q倒控技術(shù),有的需要功率大,當(dāng)然也有的需要輸出高頻等等,正因為需求的不同也就需要不同的控制系統(tǒng),因此對于晶體調(diào)Q高壓電源的研究變得非常重要。本文首先對電光調(diào)Q的基礎(chǔ)理論進(jìn)行的簡單分析,研究了普克爾盒調(diào)Q高壓電源對Nd~(3+):YAG激光器輸出特性的影響,研究了普克爾盒調(diào)Q高壓電源需要達(dá)到的性能參數(shù)要求,主要包括以下的幾個方面的內(nèi)容:針對現(xiàn)有的電光晶體調(diào)Q電源進(jìn)行分析討論了電源的優(yōu)缺點,為了解決現(xiàn)有電源存在的問題,本論文在電光晶體調(diào)Q電源設(shè)計中提出了了一種新穎的驅(qū)動方式,晶體調(diào)Q高壓電源中采用以PWM方式和PFM方式結(jié)合串脈沖驅(qū)動L-C諧振變換電路,克服了分布電容和電感問題,解決了以PWM方式驅(qū)動升壓所產(chǎn)生的由跳頻引起的真實紋波系數(shù)過大問題。并且在研究過程中發(fā)現(xiàn)了調(diào)Q晶體高壓電源在退壓電路中存在開關(guān)管耐壓低,導(dǎo)通速度慢,結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題,為了解決這些問題本論文對退壓電路重新設(shè)計通過以VMOS場效應(yīng)管為核心退壓器件設(shè)計了主從式的退壓電路,有效地解決了退壓時間問題,和開關(guān)管耐高壓問題。大大的簡化了電路的復(fù)雜程度增加了電路的可靠性。在完成設(shè)計后,對KDP晶體調(diào)Q高壓電源的輸出電壓范圍以及輸出電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行了實驗測試,并且對脈沖觸發(fā)電路的性能對快速開關(guān)電路的導(dǎo)通性能進(jìn)行了測試。通過搭建一臺Nd~(3+):YAG固體激光器實驗平臺與設(shè)計KDP晶體調(diào)Q高壓電源進(jìn)行配合,完成電光晶體調(diào)Q實驗。通過實驗驗證本論文設(shè)計的KDP晶體調(diào)Q高壓電源穩(wěn)定可靠,能夠?qū)崿F(xiàn)電壓恒定輸出,結(jié)構(gòu)簡單,退壓速度快。在電光調(diào)Q實驗過程中調(diào)Q激光輸出穩(wěn)定。
【學(xué)位單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN86
【部分圖文】：

圖 2-1 普克爾盒結(jié)構(gòu)示意圖.2）帶入到（2.3）得：dSdSCrεεε0= =2.4）中， 是相對介電常熟rε 真空介電常數(shù)0ε ，并且 S 是電d 正電極和負(fù)電極之間的距離從式（2.4）中可以看出，普克器的電容的電容C 含量，會隨著介電常數(shù)ε 的絕對值變化，當(dāng)增大。當(dāng)平行板電容器兩端電極的面積 S 增大時，電容 C 也會式（2.4）我們可以看出正負(fù)極板的距離d 成反比關(guān)系，電離d 的增加而逐漸減小。，采用一塊 5mm×10mm×3mm 的普克爾盒（24KD PO）電光晶為 21），普克爾盒的正負(fù)電極是貼片的所以我們將它近似的面積，所以普克爾盒的等效電容C 等于：C = 3.1pF爾盒調(diào) Q 高壓電源的組成及其性能要求

2.5）2.2 普克爾盒調(diào) Q 高壓電源的組成及其性能要求2.2.1 普克爾盒調(diào) Q 高壓電源的組成普克爾盒調(diào) Q 高壓電源是由升壓電路退高壓電路及信號源組成。其原理如圖2-2 所示。升壓電路可以生成一個高壓，且其具有十分穩(wěn)定并且可調(diào)的特點。根據(jù)電光晶體的電容特性可知，它的等效電容值很�。s 3.7PF）且負(fù)載輕，因此可

圖 2-3 普克爾盒縱向電光調(diào) Q 實驗2.3 電光調(diào) Q 電源基本理論分析2.3.1 普克爾盒對電光調(diào) Q 影響分析調(diào) Q 的速率方程是一組方程，是電光晶體調(diào) Q 的基本理論，其描述了激光腔中受激光子的數(shù)量和晶體棒摻雜的工作物質(zhì)的能級中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的數(shù)量隨時間的變化。速率方程一般用于對激光形成和期間參數(shù)選擇進(jìn)行計算分析。根據(jù)這些關(guān)系式，可以確定調(diào) Q 脈沖的峰值功率、脈沖寬度、調(diào) Q 激光產(chǎn)生的時間和粒子數(shù)反轉(zhuǎn)四個參數(shù)之見互相影響。由于工作物質(zhì)粒子數(shù)和腔內(nèi)光子數(shù)之間存在互相影響，建立激光形成的速率方程[13]。調(diào) Q 激光振蕩的速率方程表達(dá)式如下：δφφδφ(1)2 ΔΔ=ΔΔ= Δttnndtdnndtdn(2.14)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2824097