Основные элементы лазерных установок

Источники питания как твердотельных, так и газовых лазеров работают на специфическую нагрузку в виде газоразрядного промежутка. При работе лазера в непрерывном режиме выходные характеристики источника питания должны быть согласованы с вольт-амперной характеристикой газоразрядного промежутка. Объясняется это тем, что разряд в газовой среде будет устойчивым в том случае, когда питание осуществляется от источника с крутопадающей внешней вольт-амперной характеристикой, наклон которой больше, чем у статической характеристики газового разряда.

Для реализации этого условия в лазерных установках в основном используют емкостные накопители энергии с зарядом постоянным током, что обеспечивает высокий КПД зарядной цепи, равномерное потребление мощности, возможность плавного изменения выходного напряжения и высокую стабильность энергии накачки.

В схеме источника питания газового лазера, работающего в импульсном режиме, имеется импульсный тиратрон, который, разряжаясь на первичную обмотку импульсного трансформатора, создает на его выходе высоковольтный импульс напряжением в несколько десятков киловольт, ионизирующий активную среду в газоразрядной трубке. Тиратрон запускается блокинг-генератором, работающим в режиме самовозбуждения с частотой 10; 25; 50 или 100 Гц.

Импульсные лампы накачки после вспышки восстанавливают свою работоспособность при определенных скоростях нарастания напряжения на их электродах. Повышение частоты вспышек может нарушить работу лампы. Для восстановления работоспособности ламп необходим некоторый деионизационный промежуток (2... 15 мс) между окончанием разряда и очередной подачей напряжения на электроды. Для этого следует отключить лампу от емкостного накопителя или задержать на время деионизации его заряд с помощью тиристорного электронного коммутатора. При подаче управляющего сигнала тиристоры замыкают накоротко вывод индуктивно-емкостного преобразователя и первичную обмотку трансформатора, прекращая заряд накопителя. После снятия напряжения с управляющих электродов тиристоры закрываются и начинается зарядка постоянным током емкостного накопителя, подключенного к выходу выпрямителя.

Тиристорный электронный коммутатор обладает большой скоростью отключения зарядной цепи от накопителя, так как одновременно с подачей сигнала на управляющие электроды тиристоров выход индуктивно-емкостного преобразователя мгновенно (5... 30 мкс) замыкается накоротко тем из тиристоров, анод которого в этот момент имеет положительный потенциал. Одновременно электронный коммутатор выполняет функции защитного устройства при переходе индуктивно-емкостного преобразователя в режим холостого хода.