直流供電的小型Er-YAG激光器電源研究.pdf

1、本文首先回顧了固體激光器的發(fā)展歷程,概述了固體激光器電源的發(fā)展狀況,并總結(jié)了固體激光器對電源的基本要求。脈沖 Er:YAG激光器在醫(yī)學方面應用越來越廣泛,其工作物質(zhì)Er:YAG上能級壽命遠低于下能級壽命,采用氙燈泵浦,要求較高的泵浦速率形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn),這就對激光電源的性能提出了較高的要求。
　　根據(jù)激光采血的技術要求,本文設計了便攜式Er:YAG激光采血儀的電源電路和控制系統(tǒng),并詳細分析了它們的工作原理。該激光電源采用28V直流電

2、源作為供電電源,硬件電路主要包括四部分:充電電路,儲能放電電路,并聯(lián)觸發(fā)系統(tǒng)以及單片機控制系統(tǒng)等。其中,充放電電路的設計是全文的重點:根據(jù)開關型充電電路的設計機理,采用推挽式逆變電路,將直流逆變?yōu)?0KHz的高頻交流,經(jīng)高頻變壓器升壓、橋式整流后給儲能電容充電,大大減小了電源的體積和重量,并對各部分電路所需器件參數(shù)進行了詳細的分析、計算和選擇;針對Er:YAG不易形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的特性,利用單網(wǎng)孔放電網(wǎng)絡,設計放電回路工作于臨界阻尼狀態(tài),

3、使儲能電容上的電能較集中地通過負載氙燈釋放,提高泵浦速率,增大激光輸出。為提高控制精度,采用AT89C51單片機系統(tǒng)對電源進行控制,實現(xiàn)了人機接口及工作狀態(tài)的顯示。
　　將設計的電源與Er:YAG激光器聯(lián)機調(diào)試后進行實驗,在不同充電電壓下對激光輸出能量進行了比較,證明該激光裝置可針對不同對象的皮膚狀況選擇不同的泵浦能量檔即不同的充電電壓。電源充電電壓在400~600V可調(diào),電源電路結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠,價格低廉,滿足了激光采血儀的便