[實用新型]射頻板條CO2激光器匹配系統可變電容器的自動調節裝置

無效

• 申請號: 200620170812.1
• 申請日: 2006-12-27
• 公開（公告）號: CN200994038Y
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 高允貴;胡浩;丁義國;李向陽;顧鴻璋;朱永祥;牟文智;張龍華
• 申請（專利權）人: 江蘇新潮科技集團有限公司
• 主分類號: H01S3/0975
• 分類號: H01S3/0975;H01S3/097;H01S3/09;H01S3/10
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所
• 代理人: 唐紉蘭

技術領域

本實用新型涉及一種射頻板條CO₂激光器，尤其是涉及一種射頻板條CO₂激光器匹配系統的自動調節裝置。屬激光器技術領域。

背景技術

射頻板條CO₂激光器由兩只可變電容C₁、C₂和一只電感L構成了π型網絡阻抗變換器，它將激光器的等離子體阻抗變換成與射頻電源相連的同軸電纜50Ω特性阻抗，從而實現射頻能量從射頻源向激光器的無反射傳輸。在國家實用新型專利申請(200610098045.2)“脈沖射頻板條CO₂激光器的起輝、穩定放電方法”中，π型網絡的可變電容器C₂在輸入低占空比射頻脈沖、激光器起輝以后以及在此后輸入50％占空比滿負荷的射頻脈沖能量，激光器的匹配系統可變電容器C₂都要加以調節，以使激光器穩定運行。本實用新型涉及了該可變電容器C₂的自動調節裝置。

美國專利“射頻泵浦系統”，專利號為4451766敘述了一種輸出射頻功率100～500W的激光射頻源，該射頻源完全使用電子學方法，利用反饋電路改變變容二極管的電壓，從而改變其電容以補償激光器放電后電容量的變化，實現了激光器與射頻源的匹配。這里的變容二極管的電容量為1～2pf，因此，補償電容量的能力非常有限，只能用于10～50W激光功率的射頻CO₂激光器上。我們的激光器輸出脈沖激光功率的最大值達600W。激光器放電后，其等離子體的電容較未放電時激光器極板之間的電容增加了上百個pf，從而變容二極管方法的電容補償對大功率射頻板條CO₂激光器的自動調配是無能為力的。

國外還有使用基于大規模集成電路技術的網絡分析儀，同時測量出射頻放電等離子體的輸入點的射頻功率的幅度及相位兩個參數，用其反饋控制匹配電路的電容器，從而實現射頻源與放電等離子體的匹配。雖然測量出的射頻放電等離子體輸入點射頻功率的幅度、相位兩個參數對匹配非常有效，但是測量儀器是基于大規模集成電路技術的網絡分析儀，價格昂貴。激光器作為產品，每臺激光器的阻抗匹配器內部都配備一個網絡分析儀，就會大大地增加了成本，降低產品的市場競爭力。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種使射頻板條CO₂激光器順利起輝、穩定放電的射頻板條CO₂激光器匹配系統可變電容器的自動調節裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種射頻板條CO₂激光器匹配系統可變電容器的自動調節裝置，其特征在于：它包括可變電容C₁與C₂、電感L、同軸電纜、射頻板條CO₂激光器、射頻源、微波檢波器、小信號放大電路、PLC和步進電機，將可變電容C₁和C₂的正極用電感L相連，將可變電容C₁的正極與50Ω的同軸電纜相連，將可變電容C₂的正極與射頻板條CO₂激光器的電極相連，將可變電容C₁和C₂的負極接地，構成了π型網絡阻抗匹配器，將同軸電纜與射頻源的輸出端相連，將射頻源的反向定向耦合器的反射功率監測端與微波檢波器的輸入端相連，微波檢波器的輸出端與小信號放大電路的輸入端相連，小信號放大電路的輸出端與PLC的模擬量輸入端相連，其中PLC采用晶體管輸出型的PLC來實現脈沖輸出功能，PLC的脈沖輸出端與步進電機的控制器相連，步進電機的輸出軸端連接可變電容C₂。

本實用新型在射頻電源的定向藕合器反射功率監測端，安裝一個微波檢波器，用與反射功率成正比的檢波電壓反饋驅動步進電機旋轉激光器匹配電路的可變電容器而達到匹配。本實用新型無需使用復雜的網絡分析儀，也無需反射功率的相位參數，就可以機械地改變激光器匹配電路可變電容器的電容，實現了全固態脈沖射頻源與激光器的阻抗自動匹配。簡化了裝置，減少了測量參數，大大地降低了成本，增加了激光器的市場競爭力。