高压脉冲电源设计创新满足氦氖激光器发展需求

近年来,随着氦氖激光器在工业制造领域的广泛应用,对激光器的小型化、高稳定性、高可靠性等方面的需求日益增加。而高压脉冲电源作为氦氖激光器的关键部件,其性能直接影响着激光器的输出功率、脉冲重复频率、脉冲稳定性等指标。因此,高压脉冲电源的设计创新,成为当前满足氦氖激光器发展需求的重要课题。

一直以来,传统的高压脉冲电源多采用 bricks 模块叠加的设计方案。这种方案可靠性较高,但存在体积大、效率低的缺点。近年来,一些公司开始尝试采用紧凑小型化的电路拓扑,实现电源的小型化和提高转换效率。这主要包括多级拓扑、谐振型拓扑、固态开关元件等创新技术的应用。这些新型拓扑大幅度减小了电源的体积,使其易于与激光腔体一体化;并且转换效率可达80%以上,有效减少系统的热负荷。

此外,数字化控制技术的应用也成为电源设计的新方向。数字化控制可实现对电源各种参数的精准调节,从而优化激光输出性能。一些公司采用DSP或FPGA等数字模块,实现对脉冲宽度、脉冲间隔时间等参数的编程控制,对脉冲形状进行“定制化”输出。这不仅大大简化了控制系统的复杂性,还使激光器的调节更加灵活。

新型固态开关器件例如SiC、GaN等,也为高压脉冲电源的小型化提供了可能。这些器件具有更高的绝缘电压、更低的导通损耗,能够在更高频率下稳定工作。利用这些器件设计的脉冲电源单元体积更小,转换效率更高,能够满足百万赫兹量级重复频率的氦氖激光器需求。

随着高压脉冲电源拓扑和控制技术的不断进步,预计未来的氦氖激光器将向更高平均功率、更高脉冲重复频率的方向发展。产业界需要加快关键技术的研发和应用,以适应氦氖激光加工领域的蓬勃发展。高科技杂志将持续关注该领域的最新进展,以期为读者呈现高压电源与激光技术深度结合的产业动态。