准分子激光器快放电电路研究

论文摘要

准分子激光作为大功率的紫外光源诞生40年来，已经广泛应用于医疗、科研、工业等领域，成为激光家族中重要的一员，并还在不断的开辟新的应用领域。激光电源的输出特性对激光器的工作性能有很大影响，准分子激光器需要一种能够产生纳秒级上升沿高压的电源，本论文结合现代脉冲功率技术和电力电子技术设计了一种能提供快脉冲上升沿高压脉冲的准分子激光电源。本论文首先介绍了准分子激光技术及准分子激光电源技术，分析并比较了各类准分子激光电源技术的特点及应用范围。确定了利用磁开关组成脉冲压缩系统输出纳秒级上升前沿高压脉冲的方案。随后对这种高功率脉冲电源的工作原理，设计方法做了详细的介绍和系统分析。设计的准分子激光电源总共分为三个模块，分别是供电模块、脉冲形成模块及脉冲压缩模块。对脉冲形成模块中的脉冲形成过程进行了计算分析，并采用IGBT(绝缘栅双极型晶体管)作为控制开关，选用瑞士CONCEPT公司的智能驱动模块1SD536F2搭建IGBT驱动系统。接着结合磁开关的脉冲磁化特性分析，针对本课题涉及到的准分子激光器选择磁芯材料，设计产生快速上升沿电脉冲的磁压缩网络参数。并对脉冲变压器进行理论研究，选择合适的磁芯材料及大小、绕组方式组装脉冲变压器。最后结合实验室现有条件进行电路实验测试，对实验结果进行分析，并对准分子激光电源的优化设计方案进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题概述
• 1.2 准分子激光技术的发展
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 准分子激光器电源的整体设计
• 2.1 供电模块的设计
• 2.2 脉冲形成模块的设计
• 2.3 脉冲压缩模块的设计
• 2.4 本章小结
• 3 基于磁开关的脉冲压缩电路
• 3.1 磁开关的基本理论
• 3.2 磁脉冲压缩技术原理
• 3.3 准分子激光器电源磁脉冲压缩网络设计
• 3.4 本章小结
• 4 电路实验研究及分析
• 4.1 磁开关脉冲磁压缩实验研究
• 4.2 脉冲变压器实验研究
• 4.3 二级磁脉冲压缩实验研究
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献