一種用于激光器的射頻電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激光器的射頻電源，尤其涉及激光器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體激光器，特別是二氧化碳?xì)怏w激光器都是運(yùn)用射頻電源對(duì)激光器中的氣體放電產(chǎn)生激光。射頻電源在其中的作用是產(chǎn)生高頻率的激勵(lì)電流，而傳統(tǒng)的射頻電源均使用普通的散熱器和結(jié)構(gòu)，一般用風(fēng)冷或單面水冷方式，因此大功率的激光器都是與射頻電源分開放置，這樣需要多個(gè)機(jī)殼，體積增加了，成本也增加了，而且在激光器與射頻電源間還需要一根射頻電纜進(jìn)行連接，而這根射頻電纜在高功率工作的時(shí)候會(huì)發(fā)熱而產(chǎn)生額外的能量損耗。并且常用的激光器內(nèi)部的射頻功率合成器一般都采用磁環(huán)變壓器或用分立的電感電容組成合成器，這樣的射頻功率合成器因?yàn)橐诤铣删€路板上焊接額外的元器件因此體積會(huì)相對(duì)大，而且效率相對(duì)微帶的射頻功率合成器會(huì)低，因而會(huì)產(chǎn)生熱量還需要配套散熱的設(shè)備。微帶電路的優(yōu)點(diǎn)是不需要額外的元器件，并且效率高發(fā)熱小，即使發(fā)熱也能通過線路板把熱量導(dǎo)到地下的散熱板帶走，無須附加風(fēng)扇這種風(fēng)冷的散熱方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述所述現(xiàn)有射頻電源所存在的問題與不足之處，本發(fā)明的目的是提供一款功率密度高與體積小的并能安裝進(jìn)激光器的射頻電源系統(tǒng)。
[0004]—種用于激光器的射頻電源，包括第一功率放大模塊，第二功率放大模塊，第三功率放大模塊，第四功率放大模塊，第五功率放大模塊，第六功率放大模塊，第一微帶功率合成電路，第二微帶功率合成電路，第三功率合成微帶電路，射頻輸出匹配電路和水冷散熱器;其中，第一功率放大模塊，第二功率放大模塊，第三功率放大模塊，第四功率放大模塊，第五功率放大模塊，第六功率放大模塊，這六個(gè)模塊同時(shí)給出81.36Mhz的射頻功率電流，通過電極傳輸給第一功率合成微帶電路，第三功率合成微帶電路，所述第一功率合成微帶電路和第三功率合成微帶電路，各將三路功率放大模塊輸出的信號(hào)合成為一路，輸出給到第二功率合成微帶電路的輸入端，所述第二功率合成微帶電路把兩路輸入功率電流合成為一路，并通過電極輸送給輸出匹配微帶電路，經(jīng)過所述輸出匹配微帶電路匹配后輸出到二氧化碳激光器。
[0005]—種功率合成微帶電路，其特征在于:包括第一微帶傳輸部;射頻電流從三個(gè)輸入端輸入，射頻電流經(jīng)過微帶線最終聚集合成到輸出端上；其中第一微帶傳輸部是一根寬3.2mm，長度237mm的敷銅線路，其中由3根69.6mm長的直線與2個(gè)半徑為4.5mm的半圓首尾相接而成。
[0006]—種功率合成微帶電路，其特征在于:包括第二微帶傳輸部;射頻電流從三個(gè)輸入端輸入，射頻電流經(jīng)過微帶線最終聚集合成到輸出端上；其中第二微帶傳輸部是一根寬3.2mm，長度186.3mm的敷銅線路，其中由4根36mm長的直線與3個(gè)半徑為4.5mm的半圓首尾相接而成。
[0007]一種功率合成微帶電路，其特征在于:包括第三微帶傳輸部;射頻電流從兩個(gè)輸入端輸入，射頻電流經(jīng)過微帶線最終聚集合成到輸出端上；其中第三微帶傳輸部是一根寬4mm，長度398mm的敷銅線路，其中由9根34mm長的直線與8個(gè)半徑為3.67mm的半圓首尾相接
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[0008]一種輸出匹配微帶電路，其特征在于:射頻電流輸入進(jìn)匹配端，經(jīng)過電容電感匹配后從輸出端輸出到激光器，其中第四微帶傳輸部是一根寬8mm，長度51.5mm的敷銅線路，射頻電流經(jīng)過時(shí)起到匹配的作用。
【附圖說明】
:
[0009]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明的功率合成微帶電路7的詳細(xì)布線圖；
[0011]圖3為本發(fā)明的功率合成微帶電路9的詳細(xì)布線圖；
[0012]圖4為本發(fā)明的功率合成微帶電路8的詳細(xì)布線圖；
[0013]圖5為本發(fā)明的輸出匹配微帶電路10的詳細(xì)布線圖；
[0014]圖6為第一總微帶合成傳輸部29詳細(xì)布線圖；
[0015]圖7為第二總微帶合成傳輸部30詳細(xì)布線圖；
[0016]圖8為第三總微帶合成傳輸部31詳細(xì)布線圖；
[0017]圖9為第四總微帶合成傳輸部32詳細(xì)布線圖；
[0018]圖10為第五總微帶合成傳輸部33詳細(xì)布線圖；
[0019]圖11為第六總微帶合成傳輸部34詳細(xì)布線圖；
[0020]圖12為第七總微帶合成傳輸部35詳細(xì)布線圖；
[0021 ]圖13為第八總微帶合成傳輸部36詳細(xì)布線圖；
【具體實(shí)施方式】
:
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明書，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]參考圖1，第一功率放大模塊i，第二功率放大模塊2，第三功率放大模塊3，第四功率放大模塊4，第五功率放大模塊5，第六功率放大模塊6，第一微帶功率合成電路7，第二微帶功率合成電路8，第三功率合成微帶電路9，射頻輸出匹配電路10，水冷散熱器11，其中，第一功率放大模塊I，第二功率放大模塊2，第三放大模塊3，第四功率放大模塊4，第五功率放大模塊5，第六功率放大模塊6，六個(gè)模塊同時(shí)給出81.36Mhz的射頻功率電流，通過電極傳輸給第一功率合成微帶電路7，第三功率合成微帶電路9，所述第一功率合成微帶電路7和第三功率合成微帶電路9，各將三路功率放大模塊輸出的信號(hào)合成為一路，輸出給到第二功率合成微帶電路8的輸入端，所述第二功率合成微帶電路8把兩路輸入功率電流合成為一路，并通過電極輸送給輸出匹配微帶電路10，經(jīng)過所述輸出匹配微帶電路匹配后輸出到二氧化碳激光器。
[0024]參考圖2，圖中為功率合成微帶電路圖7，射頻電流從輸入端12，13，14輸入，射頻電流經(jīng)過微帶線最終聚集合成到輸出端15上，其中原理為射頻電流通過特定寬度和長度的微帶敷銅線后，能合成在一起，其中微帶的作用是匹配和減少損耗。第一微帶傳輸部25是一根寬3.2mm，長度237mm的敷銅線路，其中由3根69.6mm長的直線與2個(gè)半徑為4.5mm的半圓首尾相接而成，以上所述微帶傳輸部都是關(guān)鍵部位，這樣設(shè)計(jì)能起到縮小體積減小損耗的作用。原理是射頻電流流過這些微帶線后能在輸出端保持同樣的相位，并均勻地輸出到輸出端。功率合成微帶電路7是由三個(gè)總微帶合成傳輸部組成，這三個(gè)部分都是一根寬3.2mm，長557mm的微帶銅線，其區(qū)別在于因?yàn)殡娐钒宓某叽缍叩奈恢貌灰粯樱€有就是連接順序不一樣，第一總微帶合成傳輸部29和第二總微帶合成傳輸部30與第三總微帶合成傳輸部31的微帶輸入端是分開的，輸出則接到一起，所有的微帶合成線路的設(shè)計(jì)好處是能把電流平均地合成為一路并保持各線路的相位不會(huì)互相抵消，不需要額外的元器件，并且效率高發(fā)熱小，即使發(fā)熱也能通過線路板把熱量導(dǎo)到地下的散熱板帶走。
[0025]參考圖3，圖中為功率合成微帶電路圖9，射頻電流從輸入端16，17，18輸入，射頻電流經(jīng)過微帶線最終聚集合成到輸出端19上，其中原理為射頻電流通過特定寬度和長度的微帶敷銅線后，能合成在一起，其中微帶的作用是匹配和減少損耗。第二微帶傳輸部26是一根寬3.2mm，長度186.3mm的敷銅線路，其中由4根36mm長的直線與3個(gè)半徑為4.5mm的半圓首尾相接而成，以上所述微帶傳輸部都是關(guān)鍵部位，這樣設(shè)計(jì)能起到縮小體積減小損耗的作用。原理是射頻電流流過這些微帶線后能在輸出端保持同樣的相位，并均勻地輸出到輸出端。功率合成微帶電路9是由三個(gè)總微帶合成傳輸部組成，這三個(gè)部分都是一根寬3.2mm，長557mm的微帶銅線，其區(qū)別在于因?yàn)殡娐钒宓某叽缍叩奈恢貌灰粯?，還有就是連接順序不一樣，第四總微帶合成傳輸部32和第五總微帶合成傳輸部33與第六總微帶合成傳輸部34的微帶輸入端是分開的，輸出則接到一起，所有的微帶合成線路的設(shè)計(jì)好處是能把電流平均地合成為一路并保持各線路的相位不會(huì)互相抵