2015-04-12
1499
Проектирование малогабаритных систем накачки для получения устойчивой импульсной генерации излучения лазеров представляет определенную сложность, которая заключается в том, что при достаточно малых габаритах и массе необходимо обеспечить надежную конструкцию блока питания, обеспечивающего высокие значения энергии накачки 0,4...1,5 кДж и частоты заряда накопителя (0,1...100 Гц). Для получения генерации с частотой ≥ 1 Гц наиболее эффективна система питания, принципиальная схема которой показана на рис.10.
Выключателем S1 подается напряжение на автотрансформатор, с которого часть напряжения поступает на высоковольтный трансформатор Т2. На выпрямительное устройство поступает напряжение около 1000 В. На выходе выпрямителя включена батарея конденсаторов С1-С4 (МБГВ 1000 В ×200 мкФ). Параллельно конденсаторам подключен киловольтметр, позволяющий контролировать напряжение заряда батареи. Это напряжение через блокировочный ключ выключателем S2 подается на импульсную лампу (ИЛ) типа ИФП-600. В рабочем состоянии ИЛ постоянно подключена к заряженным конденсаторам, однако это не приводит к вспышке, так как требуемое пробивное напряжение гораздо выше. Для обеспечения вспышки лампы служит система поджига. Напряжение, необходимое для системы поджига (около 400 В), снимается с делителя напряжения, который подключен к выходной обмотке трансформатора Т2. Для уменьшения потерь энергии делитель собран на конденсаторах С', С''. Снимаемое напряжение
|
|
|
Равно примерно 400 В. Выпрямленным током заряжается конденсатор С5. После включения кнопки пуска S3, установленной на пульте управления, конденсатор С5 разряжается через первичную обмотку импульсного трансформатора Т3, во вторичной обмотке которого индуцируется высокое напряжение (18 кВ), достаточное для инициирования разряда в импульсной лампе. Это напряжение подается на внешний электрод ИЛ. Разряд в ИЛ сопровождается мощным импульсом излучения, используемым для оптической накачки лазера. Энергия разряда Ес определяется в основном емкостью Сб батареи конденсаторов С1...С4 и напряжением заряда Uзар, т.е. Ес=Сб U2зар/ 2. Для Сб =200 мкФ и напряжения Uзар= 2 кВ энергия Ес= 400 Дж.
Так как в момент разряда ток очень велик, то, чтобы обратный ток диода не превышал номинального, в его цепь включено сопротивление R1=Uзар/Iобр, где Iобр - обратный ток диода, А. Для диодов, обычно используемых в подобных схемах, его величина составляет 0,1 А, тогда R1= 20 кОм. Для определения времени заряда батареи Сб необходимо определить постоянную времени τзар=R1Cб. Далее, считая, что время заряда tзар≈ 5 τзар, получаем tзар= 20 с. Индуктивность Lp.k служит для предохранения ИЛ от сильного скачка тока, и ее величина выбирается из соотношения Lp.k= CбR2л/k2. Для коэффициента k, зависящего от режима работы контура и формы разрядного импульса, при Rл≈ 0,2 Ом, значение индуктивности составляет около 8,2 мкГ. Блок оптической накачки, разработанный по данной схеме, обеспечивает интенсивную оптическую накачку активного вещества в диапазоне длин волн 0,3...0,7 мкм, создавая тем самым условия для вынужденного когерентного излучения твердотельного лазера.
|
|
|
