CO2激光电源的应用和发展

二氧化碳激光因其功率大,制作简单等优点而获得了广泛应用和迅速发展。二氧化碳激光器的种类也很多,目前应用最广泛,发展较成熟的中小功率封离型、半封离型或慢速流动型二氧化碳激光器都采用电激励方式,因此深入研究这种激励电源,对提高二氧化碳激光器质量、减小体积、减轻重量、降低成本、普及和推广使用都有重要意义。
所谓电激励就是以放电的形式提供电能,使工作气体激发,从而发出激光。对于连续二氧化碳激光器来说,可用直流、交流和射频电源激励。射频电源因线路复杂、功率小,电效率低,现在一般没人采用。交流电源虽然很简单,只用一个高压变压器,连限流电阻也可以不用;但因激光输出是脉动的,且脉动频率是供电频率的一倍,故实际也很少使用。现在一般二氧化碳激光器大都采用直流电源激励。下面就介绍几种常用的二氧化碳激光直流电源。

一、单相供电的直流高压电源
图一是单相供电的直流高压电源，他是激励CO2激光最简单也是最常用的一种高压电源。单相的交流电（220V和380V）经高压变压器升压后，整流成直流电压，滤波后去激励CO2激光器。 二、三相供电的直流高压电源
如果CO2激光器的起辉电压较高，而放电电流又比较大，显然采用单相供电的直流电压电源不太合适，那么不妨采用三相供电的直流高压电源，其原理图如图三。 三、晶体管直流变换器式直流高压电源
有些场台需要CO2激光器的体积小、重量轻、携带方便，而前面介绍的不论单相电还是三相电的直流高压电源都不能满足这种要求。其关键是工频五十周供电造成高压变压器的笨重。如果利用开关型电源的原理，产生上千周的频率，那么高压变压器的体积和重量将大大减小，这就是晶体管直流变换器式直流高压电源的基本思路。

四、带有稳流装置的直流高压电源
CO2激光器具有负阻特性，为了稳定放电不得不外加镇流电阻，但镇流电阻有不能太大，因此放电电流的稳定性就收到限制，然而激光功率输出又依赖于放电电流，所以要想提高输出功率的稳定性，除了激光器件本身可靠之外，还必须对放电电流进行稳定。稳流的最简单方法就是在线路里串联稳流元件。 上面四种CO2激光电源只不过是激励单只中小功率的CO2激光器常用的直流电源，而且每种电源有它自己的特点和使用规范。可以想象，由于CO2激光器的迅速发展，其激励电源也是种类越来越多，有的可能还很先进。我相信随着对激光电源的深入研究，性能好、体积小、重量轻、成本低的CO2激光电源必将出现，反过来又会大大推动CO2激光器的发展和普及应用。