导读:本文包含了射频激励激光器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:射频,激光器,电源,气体,电极,波导,功率。
射频激励激光器论文文献综述
王东升[1]（2016）在《3kW射频板条CO_2激光器射频激励技术研究》一文中研究指出大功率射频板条CO_2激光器具有光电效率高,光束质量好,体积小等优点,在中厚板切割焊接领域具有重要应用。本论文系统地研究3kW射频板条CO_2激光器的射频电源、板条电极放电、阻抗匹配及射频激励系统调试等内容。论文的主要工作如下:(1)设计了45kW电子管射频电源射频信号产生方案。选择DB958型电子管,分析了电子管的工作特性,提出了振荡放大电路主要元件参数计算方法。实验测试了射频电源的工作参数,测得射频电源中心频率为81.36MHz,偏离中心频率最大值为1.46MHz,分析表明电子管连续工作时的分布参数变化是引起频率漂移的主要原因,可以通过降低电子管内部温度变化率来减小频率波动范围。(2)分析了射频平板放电的工作原理,研究了射频电容放电的等效电路模型,求得240mm*1200mm电极放电等效阻抗与两对240mm*600mm电极并联等效阻抗一致。计算得到240mm*600mm电极沿射频馈入点一侧等距离放置叁个等值电感时,长度方向电压不均匀度最小值为5%,沿射频馈入点一侧等距离放置两个逐渐增加的电感时,长度方向电压不均匀度最小值为1.4%。(3)设计了射频电源与激光头之间的阻抗匹配网络。考虑到射频电源工作频率的波动性,设计出由四个无源元件构成的阻抗匹配网络,频率偏移2MHz时反射系数为0.098,约为L型匹配网络的50%。通过调整阻抗匹配网络末端电容的取值,设计了可应用于双板条电极结构的单电源双负载宽带阻抗匹配电路。(4)研究了射频频率变化对激光器输出性能的影响,分析计算了频率变化对放电特性和注入功率的影响。结果表明,对于小范围的射频频率波动,频率变化引起的阻抗失配是导致注入功率下降的主要原因,可以通过调整匹配网络参数来解决频率漂移引起问题的激光功率不稳定问题。在3kW射频板条CO_2激光器实验平台上,对于本文设计的射频激励系统的光电特性进行了测试,结果表明本文设计的3kW射频板条CO_2激光器射频激励系统可以满足设备实际应用需求。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-05-01）
赵恒[2]（2016）在《大功率轴快流CO_2激光器射频激励源的研究》一文中研究指出在大功率激光工业加工领域,轴快流CO_2激光器由于其卓越的性能而得到了广泛的应用。射频激励特性是制约轴快流CO_2激光器向更高功率发展的关键。本文针对大功率轴快流CO_2激光器的射频激励特性,采用数值模拟的方法分析了频率对放电管内混合气体放电特性的影响,通过实验的方法研究了一种用于大功率轴快流CO_2激光器的全固态射频电源,设计了用于监测入射、反射功率的射频功率检测电路,并对用于射频功率MOS管的微通道热沉进行了优化设计。论文的主要内容如下：基于一维流体模型研究了不同驱动频率对轴快流CO：激光器放电管中CO_2/He/N2混合气体射频放电的影响。研究表明当激励频率从5MHz增加到45MHz时,电子密度、激发态粒子密度随着驱动频率的增加而增加。在此过程中,电流密度变化平稳。模拟结果表明在频率增加的整个过程中管内放电均处于稳定的α放电模式。随着激励频率的增加,放电管内鞘层区域的电场强度、电子温度和等离子体区的长度均有增加,鞘层厚度减小。模拟结果还表明在整个放电过程中,电子的产生率贯穿了放电空间并在鞘层区出现峰值,这进一步解释了管内放电是处于稳定的α放电模式,并为射频电源设计时频率的选择提供了理论依据。依据大功率轴快流CO_2激光器对射频电源的要求,设计了频率为13.56MHz的全固态射频电源。为保证功率放大电路正常、有效的工作,设计了两路独立占空比可调的驱动电路板。为实现高效的功率输出,Class D的拓扑结构被用于功率放大电路的设计。为使功率放大电路的开关损耗降至最低,对上、下功率开关管的死区时间做了特殊的设定。为适应标准50Ω的阻抗输出,设计了对应的阻抗匹配电路。最后对制作的电源样机进行了实验。依据功率MOSFET正常工作时对散热性能的要求,为进一步缩小散热热沉的体积,采用数值模拟的方法对矩形凹槽结构的微通道热沉进行了优化设计。对矩形凹槽角度、凹槽间距和微通道中左、右凹槽的交错距离变化时,微通道热沉内的流动与传热特性进行了分析。还对两种不同种类、浓度的纳米流在矩形凹槽微通道热沉中的散热情况进行了数值模拟。研究表明经过优化的凹槽结构微通道热沉完全能够保证功率开关管对散热的要求；存在一个最优化的凹槽间距尺寸以提供最好的散热效果；纳米流浓度的增加能够提升热沉整体的换热能力,同时压损也会相应增加。为实现对射频电源与放电负载之间入射、反射功率实时监控,设计了一种通过式的射频功率检测电路。对其中的定向耦合电路、乘法电路、滤波电路、放大电路和整流电路进行了相应的分析。利用仿真软件对设计的参数进行了验证。最后对打样电路进行了实验。(本文来源于《华中科技大学》期刊2016-03-01）
赵旭伟[3]（2013）在《射频激励CO_2激光器放电腔热应力的数值模拟和实验研究》一文中研究指出射频激励CO_2激光器在激光加工领域应用广泛，但工程实际运用中，激光器存在功率不稳定、持续工作时间短等问题，严重影响激光器的工作效率，加大生产成本。激光器放电腔在高稳定性的激光输出、实现激光器件的紧凑性、小型化等方面发挥着重要作用，激光器的工作气体储存在激光器的放电腔中。工作气体温度升高会导致输出功率下降；不均匀的温度分布会产生热应力，造成放电腔内部的变形。本文基于激光器放电腔的温度场和应力场的数值模拟，通过实验对比分析，确定了放电腔的结构和装配方案，对解决激光器在工程实际运用中输出功率不稳定等问题具有重要意义和实用价值。本文研究的内容主要有：（1）概述了射频激励CO_2激光器的研究现状及其优缺点，分析了工程生产过程中遇到的实际问题，以及将问题集中在激光器放电腔的原因，简要说明了温度因素和热应力对激光器放电腔的影响。（2）运用有限元仿真技术，对激光器运行过程中放电腔的温度分布和热变形进行了仿真，由于放电腔内部各个部件之间的装配间隙过大，精度不高、装配过程不规范、温度分布不均匀等原因，会造成激光器放电腔内部电极的变形，从而影响激光气体的电离，导致不必要的功率损耗。为了解决上述问题，提出了激光器放电腔的四种改进装配方案，并分别对这四种方案进行了温度场分布和热变形情况的数值模拟。通过五种数值模拟结果的对比分析，得出方案二的模拟结果总体最优，作为最终实验对象。（3）为验证方案二放电腔的性能，取方案二中放电腔和工程实际中放电腔各五根，组装成十台激光器，分别在相同的工作环境下连续运行五天，每隔叁十分钟记录一次功率，进行对比实验，并对实验数据进行分析和对比，得出结论：由方案二的放电腔装配成的激光器运行更加的稳定、高效。方案二装配而成的激光器已经投入生产，目前为止，使用情况良好。(本文来源于《武汉工程大学》期刊2013-04-10）
刘玉华[4]（2011）在《实用新型射频激励全金属波导CO_2激光器的研制》一文中研究指出目的探索影响射频激励全金属波导CO2激光器输出功率稳定性的因素。方法设计具有内循环水冷系统的410 mm×72 mm×88 mm一体化的新型全金属结构,并通过实验研究确定工作气体的总气压、最佳气体混合气压比。结果当射频输入功率120W,频率为40MHz的情况下,充入气压为总气压10.5kPa的5%的Xe,CO2,N2和He的最佳气体混合气压比为1∶1∶4,最佳输出功率达到14.2W,功率转化效率为11.83%。结论当气体混合气压比不同,所添加的Xe气压的百分比不同,激光器的输出功率有很大的差别。(本文来源于《西北大学学报(自然科学版)》期刊2011年03期）
张晓皓[5]（2010）在《射频激励板条CO_2激光器信号检测与人机界面设计》一文中研究指出射频激励板条CO_2激光器在激光加工领域得到了广泛的应用。要使射频激励板条CO_2激光器能够长时间稳定的运转,必须对激光器信号进行精确的检测与控制。本文旨在分析设计大功率激励板条CO_2激光器人机界面和信号检测系统。研究了大功率射频激励板条CO_2激光器信号检测系统的气压检测、整机各部分温度的检测、光功率的检测、水流量和水压的检测、激光器射频电源的检测以及人机界面的设计。具体包括以下内容:(1)设计了射频激励板条CO_2激光器整机检测系统。分析了射频激励板条CO_2激光器的水路系统,气路系统和光路系统结构。根据激光器的系统结构和原理设计了激光器检测系统总体框架、水冷却系统水流量和水压力信号的检测方案、光功率检测方案、真空系统信号的检测方案、激光器整机温度信号的检测方案和实验。根据激光器检测系统的要求进行了传感器的选型,安装和检测电路的设计。(2)设计了激光器射频电源信号的检测系统。研究了自激式电子管射频电源的主要参数。根据射频电源的原理设计了射频电源检测系统总体框架、射频入射功率,反射功率检测方案和屏极高电压的检测方案,进行了传感器的选型和检测电路的设计。(3)设计了射频激励板条CO_2激光器触摸屏人机操作界面。根据激光器信号检测控制系统的要求进行了人机界面触摸屏的选型,详细分析了MT506型人机界面的特性。设计并完成了激光器控制系统各功能在触摸屏上的实现。根据激光器控制系统的要求和工作原理用九个菜单界面的设计完成了系统的控制,报警,显示,保护和通信功能。(本文来源于《华中科技大学》期刊2010-05-01）
刘玉华,唐令西[6]（2010）在《射频激励金属-陶瓷结构矩形波导CO_2激光器的设计与工艺》一文中研究指出通过分析波导激光器中的耦合损耗,给出了金属-陶瓷结构CO2波导激光器的设计方案,并对2 mm×2 mm×140 mm的金属-陶瓷结构RF激励波导CO2激光器进行了实验研究,获得3.39 W的输出功率,效率为6%。该项研究对此类器件的进一步发展提供了技术借鉴。(本文来源于《激光与红外》期刊2010年04期）
江建平,孙鹏,刘向东,周鼎富[7]（2009）在《紧凑型长寿命射频激励波导CO-(2)激光器的研制》一文中研究指出为了使 CO_2激光器在工业加工及军事上有更广泛的应用,采用铝合金拉制型材作为激光器壳体、盘装电感代替传统线绕电感的结构以及全金属封接工艺等,研制出一种紧凑型长寿命射频激励波导 CO_2激光器。可连续输出或在不高于20kHz 调制频率下脉冲输出,最大输出功率30W,实测工作寿命超过1500h,存储寿命超过1.5a。结果表明,这种激光器具有结构紧凑、输出功率稳定、工作寿命长、可连续及脉冲调制工作等特点,除了能满足各种材料的加工,也可在军事上应用。(本文来源于《激光技术》期刊2009年06期）
柳娟[8]（2009）在《大功率射频CO_2激光器激励特性研究》一文中研究指出射频激励大功率CO_2激光器是目前国际上大功率激光切割或焊接应用的主力光源及重要发展方向。本文系统地理论分析及试验研究了大功率射频激励CO_2激光器的激励电源、射频传输、射频气体放电等离子体、气体放电均匀性以及射频功率调制特性。论文主要研究工作如下。(1)分析设计了30kW自激式射频激光电源。选择RS3041CJ电子管组成电容叁点式谐振电路,分析了电子管的静态和动态工作参数;计算了屏极谐振槽路和栅极反馈回路的元件参数;建立了电子管振荡放大电路的仿真模型。仿真结果表明,该电源电路可以获得功率为30kW、频率为83MHz的射频功率输出。(2)提出了大面积射频板条放电的二维电压分布理论模型。计算分析了40mm×500mm电极在2kW注入功率下,和200mm×1000mm电极在30kW注入功率下的二维电压分布函数曲线,其二维电压波动最大值分别为25%和65%;提出了一种在纵向采用并联谐振电感、横向采用终端并联电抗元件的理论模型,以解决放电电压二维分布不均匀性。(3)建立了维持气体均匀放电的二维均压理论模型并验证了射频激励气体放电均匀性。当纵向射频馈入为中间馈入、横向分别采用中间馈入和电极侧面馈入时,分别采用电极侧面对称和不对称并联电感,以获得电压分布均匀。对于40mm×500mm电极和200mm×1000mm电极,当采用中间馈入和电极侧面馈入时,前者可分别获得波动小于1.5%的和2%的二维电压分布;后者可分别获得波动小于2.5%和3%二维电压分布。实验研究了气体放电辉光强度随注入功率和气压的变化规律,发现均压电感分布对气体放电均匀性的影响规律与理论模型基本一致。(4)研究了射频电源传输及负载匹配特性。分析计算了40mm×500mm电极和200mm×1000mm电极的放电气体等效阻抗及射频传输匹配网络;采用Π型和L型匹配,利用Smith圆图法,推导出负载变化时匹配网络参数的变化规律,得出了最佳匹配网络类型和元件选择;并通过自适应匹配调节装置,保持驻波比小于1.2。(5)试验研究了射频板条激光器的功率调制与控制特性。分析了激光器的点火、维持、连续、脉冲等调制脉冲参数;开发了DSP脉宽调制器硬件电路及相关软件,获得了符合大功率射频激光器功率控制及脉冲调制特性要求的波形输出。(6)研究了大功率射频注入功率对光腔镜片热变形、激光光束输出畸变的影响关系。利用有限元分析法对光腔反射镜的热变形和温度分布进行仿真,建立了射频注入功率变化与镜片同步加热补偿的关系曲线,获得了反射镜曲率形变小于0.02%的热补偿效果。论文研究工作对于攻克大功率射频激励CO_2气体激光器关键技术,促进我国装备制造业急需的大功率激光器的不断发展,具有较为重要的理论意义和实用价值。(本文来源于《华中科技大学》期刊2009-08-01）
张焱[9]（2009）在《射频激励CO_2激光器的流道设计与反射镜变形分析》一文中研究指出本文旨在研究射频激励扩散冷却CO2激光器平板电极的冷却水流道和反射镜镜面曲率变化的补偿。通过对电极和反射镜进行仿真模拟,分析设计了一种合理有效的电极冷却水流道;采用温度补偿的方法,修正了反射镜的热变形。论文的主要内容包括:(1)针对射频激励扩散冷却CO2激光器电极的结构和热环境,对其进行了热平衡分析计算,研究了电极的热工作环境及其与环境之间的热交换情况,并论述了电极温度场分析的有限元原理。(2)设计了U形、S形、蛇形和改进的蛇形等四种电极的冷却水流道方案,然后通过仿真各种方案下电极的温度场分布并进行比较,得知最理想的流道方案为改进的蛇形方案。采用该方案的冷却水流道时,电极的散热效果良好,整个电极的平均温度约为28℃,最大温差约为8℃,证明该种冷却水流道的设计是可取的,满足电极散热的要求。(3)针对反射镜的热变形问题,论述了热变形分析的机理和有限元法。采用数值仿真模拟的方法,求出反射镜热变形导致的镜面曲率半径的变化值为毫米级,并分析了镜面曲率变化对激光输出光束质量的影响。而后进行了温度补偿分析,通过温度补偿,将反射镜镜面曲率半径的变化值降低了一个数量级,证明了温度补偿能够将镜面曲率半径的变化修正至光腔参数允许的范围之内。本文通过对射频激励扩散冷却CO2激光器的平板电极的温度场和反射镜的热变形进行仿真研究,为研制优质、高效的大功率激光器提供了依据。(本文来源于《华中科技大学》期刊2009-05-01）
李林[10]（2009）在《大功率射频激励CO_2激光器的脉宽调制信号研究》一文中研究指出脉宽调制器作为射频电源的一部分,起到调节激光器输出光功率的作用,在激光加工中必不可少。本文分析了国内外大功率射频激励CO2激光器脉宽调制器的信号要求,采用高速数字处理器TMS320F2812,设计了基于该微处理器的电路,实现了复杂的脉宽调制信号。论文的主要内容包括:(1)分析了激光器的工作过程,确定了脉宽调制器的点火脉冲、维持脉冲、连续工作方式调制脉冲、脉冲工作方式调制脉冲、斜坡发生器工作方式调制脉冲的各项频率和占空比参数,并设计了外部控制方案。(2)针对脉宽调制信号的要求,分析了TMS320F2812微处理器的外设功能,设计了基于它的脉宽调制电路,包含通讯电路、供电电路、A/D采样电路等。采用了确保脉宽调制器能够更加稳定工作的防干扰硬件电路。(3)采用软件CCS3.1编程实现了PWM输出和外部实时控制。利用示波器实验检测,脉宽调制电路能够实现如下脉冲:频率为5KHz、占空比为2%的点火脉冲和维持脉冲;频率为40KHz、占空比为1%~99%范围内可调的连续工作方式调制脉冲;调制信号频率为10Hz~3KHz范围内可调,占空比为1%~99%范围内可调的脉冲工作方式调制脉冲。在脉冲工作方式中,调制信号高电平期间脉冲的频率为40KHz,占空比可调。低电平期间脉冲的频率为5KHz,占空比为2%。所有脉冲的上升沿和下降沿时间都小于0.5μs。该脉宽调制器的研究,对于实现射频激励CO2激光器输出光功率的调节起到关键作用。(本文来源于《华中科技大学》期刊2009-05-01）
射频激励激光器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
在大功率激光工业加工领域,轴快流CO_2激光器由于其卓越的性能而得到了广泛的应用。射频激励特性是制约轴快流CO_2激光器向更高功率发展的关键。本文针对大功率轴快流CO_2激光器的射频激励特性,采用数值模拟的方法分析了频率对放电管内混合气体放电特性的影响,通过实验的方法研究了一种用于大功率轴快流CO_2激光器的全固态射频电源,设计了用于监测入射、反射功率的射频功率检测电路,并对用于射频功率MOS管的微通道热沉进行了优化设计。论文的主要内容如下：基于一维流体模型研究了不同驱动频率对轴快流CO：激光器放电管中CO_2/He/N2混合气体射频放电的影响。研究表明当激励频率从5MHz增加到45MHz时,电子密度、激发态粒子密度随着驱动频率的增加而增加。在此过程中,电流密度变化平稳。模拟结果表明在频率增加的整个过程中管内放电均处于稳定的α放电模式。随着激励频率的增加,放电管内鞘层区域的电场强度、电子温度和等离子体区的长度均有增加,鞘层厚度减小。模拟结果还表明在整个放电过程中,电子的产生率贯穿了放电空间并在鞘层区出现峰值,这进一步解释了管内放电是处于稳定的α放电模式,并为射频电源设计时频率的选择提供了理论依据。依据大功率轴快流CO_2激光器对射频电源的要求,设计了频率为13.56MHz的全固态射频电源。为保证功率放大电路正常、有效的工作,设计了两路独立占空比可调的驱动电路板。为实现高效的功率输出,Class D的拓扑结构被用于功率放大电路的设计。为使功率放大电路的开关损耗降至最低,对上、下功率开关管的死区时间做了特殊的设定。为适应标准50Ω的阻抗输出,设计了对应的阻抗匹配电路。最后对制作的电源样机进行了实验。依据功率MOSFET正常工作时对散热性能的要求,为进一步缩小散热热沉的体积,采用数值模拟的方法对矩形凹槽结构的微通道热沉进行了优化设计。对矩形凹槽角度、凹槽间距和微通道中左、右凹槽的交错距离变化时,微通道热沉内的流动与传热特性进行了分析。还对两种不同种类、浓度的纳米流在矩形凹槽微通道热沉中的散热情况进行了数值模拟。研究表明经过优化的凹槽结构微通道热沉完全能够保证功率开关管对散热的要求；存在一个最优化的凹槽间距尺寸以提供最好的散热效果；纳米流浓度的增加能够提升热沉整体的换热能力,同时压损也会相应增加。为实现对射频电源与放电负载之间入射、反射功率实时监控,设计了一种通过式的射频功率检测电路。对其中的定向耦合电路、乘法电路、滤波电路、放大电路和整流电路进行了相应的分析。利用仿真软件对设计的参数进行了验证。最后对打样电路进行了实验。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
射频激励激光器论文参考文献
[1].王东升.3kW射频板条CO_2激光器射频激励技术研究[D].华中科技大学.2016
[2].赵恒.大功率轴快流CO_2激光器射频激励源的研究[D].华中科技大学.2016
[3].赵旭伟.射频激励CO_2激光器放电腔热应力的数值模拟和实验研究[D].武汉工程大学.2013
[4].刘玉华.实用新型射频激励全金属波导CO_2激光器的研制[J].西北大学学报(自然科学版).2011
[5].张晓皓.射频激励板条CO_2激光器信号检测与人机界面设计[D].华中科技大学.2010
[6].刘玉华,唐令西.射频激励金属-陶瓷结构矩形波导CO_2激光器的设计与工艺[J].激光与红外.2010
[7].江建平,孙鹏,刘向东,周鼎富.紧凑型长寿命射频激励波导CO-(2)激光器的研制[J].激光技术.2009
[8].柳娟.大功率射频CO_2激光器激励特性研究[D].华中科技大学.2009
[9].张焱.射频激励CO_2激光器的流道设计与反射镜变形分析[D].华中科技大学.2009
[10].李林.大功率射频激励CO_2激光器的脉宽调制信号研究[D].华中科技大学.2009
论文知识图
