Конденсаторы и коммутаторы для лазера
Здесь на сайте дается описание, главным образом, импульсных газовых лазеров, принцип работы которых, в общем-то, одинаков. Конденсатор, заряженный до высокого напряжения от 5 кВ до 30 кВ, разряжается через электронный коммутатор на лазерную трубку. Возникающий газовый разряд силой тока до 100 кА возбуждает активные атомы или молекулы лазерного газа, создавая тем самым инверсию.
Часто требуются лишь очень короткие импульсы тока. Для генерации коротких сильноточных импульсов высокого напряжения требуется низкоиндуктивный разрядный контур ( схема Блюмляйна, схема LC-инверсии, генератор Маркса ), который представлен в разделе импульсных блоков питания лазеров. Используемые детали конструкции и, прежде всего, конденсаторы и коммутаторы должны отвечать высоким требованиям к максимальному рабочему напряжению, нагрузочной способностью по току и малой индуктивности.
При определенных условиях сама лазерная трубка может служить искровым разрядником. Разумеется, в этом случае такие параметры как напряжение и давление газа уже не могут быть выбраны произвольно.
Кроме того, в некоторых лазерах с оптической накачкой ( рубиновый, неодимовый, на красителях ) в качестве разрядного коммутатора может быть лампа-вспышка. Для любителя особый интерес представляет искровой разрядник как достаточно мощный коммутатор, который можно легко изготовить самостоятельно. К сожалению, простой искровой разрядник не позволяет достичь высокой частоты коммутации, т.к. его время деионизации слишком велико. В таком случае, следует применять рельсовый разрядник или же используемый в радарной технике водородный тиратрон.
Применяемые конденсаторы и коммутаторы для некоторых типов лазеров
Конденсаторы
 Электролитические конденсаторы лишь условно подходят для импульсных схем питания. Во всяком случае, их можно использовать в банке конденсаторов для осуществления одиночного импульса миллисекундного диапазона ( рубиновый или неодимовый лазер ).
 Можно найти металлобумажные конденсаторы вплоть до напряжения 15 кВ. При не очень высоких разрядных токах они пригодны для генерации импульсов длительностью порядка сотни микросекунд.
Пленочные конденсаторы также хорошо подходят для генерации импульсов микросекундного диапазона. Такие конденсаторы хороши при их параллельном подключении.
 Керамические конденсаторы, главным образом, дисковые подходят для генерации импульсов наносекундного диапазона. Весьма полезно распределять емкость на несколько конденсаторов вместо использования одного.
 Специальные импульсные конденсаторы, предназначенные для генерации очень больших токов, имеющие низкую собственную индуктивность и рассчитанные на высокое напряжение, к сожалению, очень дороги и труднодоступны. Если что-то подобное встретится на рынке Ebay, нужно сразу же затариваться.
Коммутаторы
 Тиристоры и симисторы, доступные до напряжения в несколько киловольт, отлично подходят для схем на импульсном трансформаторе. Самые мощные экземпляры, как например, капсульный тиристор ( на фото крайний правый ) подходят даже для непосредственной коммутации импульсной лампы при напряжении в несколько киловольт и токе разряда в несколько килоампер.
 Тиратроны, прежде всего водородные тиратроны в металлокерамическом исполнении, отлично подходят для коммутации токов в 100 кА при напряжении до 50 кВ. Схема подключения тиратрона с заземленной сеткой дает наименьшее время коммутации. Небольшая лампа на фото-это крайтрон, очень быстрый коммутатор токов в несколько сот ампер при напряжении в несколько киловольт.
 Искровые разрядники являются очень быстрыми коммутаторами крайне высокого напряжения и больших токов. Прежде всего, конструкции, работающие при повышенном давлении, имеют компактное исполнение и наименьшую индуктивность. Коммутация может осуществляться как самостоятельным разрядом от перенапряжения, так и управляемым разрядом при подаче импульса на третий электрод. Другие варианты конструкций можно увидеть в разделе искровые разрядники.
|
