Abstract
We demonstrate a pulsed CO$_2$laser with long pulse duration of millisecond order in the low pressure less than 30 Torr. A new power supply for our laser system switches the voltage of AC power line(60㎐) directly. The power supply doesn't need elements such as a rectified bridge, energy-storage capacitors. and a current-limiting resistor in the discharge circuit. In order to control the laser output power, the pulse repetition rate is adjusted up to 60㎐ and the firing angle of SCR gate is varied from 30˚ to 150˚. A ZCS(Zero Crossing Switch) circuit and a PIC one-chip microprocessor are used to control the gate signal of SCR precisely. The maximum laser output is 23W at the total pressure of 18 Torr, the pulse repetition rate of 60㎐, and SCR gate firing angle of 90˚. In addition, the obtained laser pulse width is approximately 3㎳(FWHM)
최근에 $CO_2$의료용 레이저의 이용이 증가함에 따라 레이저출력의 안정도, 유지와보수의 편리성, 소형화, 저가격화 등이 요구되고 있으며, 이러한 특성을 충족시키기 위해서본 연구에서는 실험실에서 직접 설계ㆍ제작할 수 있는 저속 축류형의 구조를 채택하였다. 그리고 펄스 발생 장치는 SMPS방식, 스위칭 소자는 수십KHz의 스위칭에 적합한 IGBT를 사용하였고 커패시터에 충전된 에너지를 고압ㆍ고주파 펄스 변압기를 사용하여 고압펄스로 변환 후 방전관에 인가하였다. 레이저 출력은 일정한 펄스폭에서 펄스반복율을 변화시킴으로서 제어가 가능하도록 하였다. 반복율은 10Hz～1KHz까지 가변할 수 있도록 설계하였고 최대펄스 전압은 약 20㎸였다. 실험결과 기존의 출력보다 최대 3% 향상을 얻을 수가 있었고. 최대출력은 동작압력 18 Torr에서 23w를 얻었다. 또한, 90˚에서 SCR를 점호하였고 펄스반복률은 60Hz조건에서 한개의 펄스파형을 포착하여 펄스폭(FWHM:Full Width at Half Maxium)을 측정한 결과 약 3㎳을 얻을 수가 있었다.