플래시램프 디자인 개요
플래시램프는 펄스 방사선을 생성하도록 설계된 가스 방전 광원입니다. 플래시램프는 연속 광원보다 훨씬 높은 피크 강도를 제공할 수 있습니다. 플래시램프의 성능 범위는 펄스당10-3~105줄의 전기 입력 에너지 범위,10-3~105마이크로초의 펄스 길이, 한 번의 샷에서 5 x104Hz의 펄스 반복 속도로 매우 광범위합니다.
일반적인 레이저 플래시 램프
최신 고체 레이저는 직경이 1~10mm인 2.5cm~15cm 길이의 선형 제논 플래시램프에 의존합니다. 이 플래시램프는 제논 가스로 채워져 있으며 고에너지 백색광 펄스를 생성합니다. 많은 플래시램프는 상당한 양의 자외선을 생성하는데, 이는 석영(용융 실리카)으로 만든 자외선 투과 유리 외피와 함께 사용하는 것이 가장 효과적입니다. 다른 경우에는 자외선 발생이 원치 않는 경우, 자외선 흡수율이 높은 도핑 유리 봉투를 사용하여 자외선 발생을 억제할 수 있습니다.
제논 플래시램프의 광 출력을 최대한 활용하여 레이저봉을 여기시키려면 빛을 차단하는 것이 필수적입니다. 레이저 펌프 챔버는 레이저 로드에 최대한 많은 빛 에너지를 집중시키는 고반사 캐비티에 램프와 레이저 로드를 수용하는 데 사용됩니다. 고효율 포장 분말(일반적으로 아황산바륨) 캐비티는 Nd:YAG, Er:YAG, 알렉산드라이트, CTH:YAG 및 루비를 포함한 다양한 레이저 로드에 선호됩니다.
플래시램프의 적절한 냉각은 긴 수명과 안정적인 작동을 위해 필수적입니다. 수년에 걸쳐 플래시램프의 냉각 요건은 잘 정의되어 왔습니다. 평균 전력 15W/cm2 미만의 경우대류 냉각이 허용됩니다. 15W/cm2에서 30W/cm2 사이에서는강제 공기 냉각이 필요합니다. 30W/cm2 이상은액체 냉각이 필수입니다. 이러한 전력 수준은 상당량의 방사선이 램프로 다시 반사되는 레이저 펌프 캐비티에서 작동한다고 가정합니다. 탈이온수는 비전도성 특성으로 인해 일반적으로 플래시램프와 레이저 펌프 챔버를 냉각하는 데 사용됩니다. 전도성 물은 램프 시동 펄스를 단락시켜 불안정한 발사를 유발할 수 있습니다. 또한 탈이온수는 냉각수의 전기 연결부 부식 문제를 줄여줍니다. 최소 300kΩ 이상의 물 저항이 필요하지만 많은 레이저 시스템이 최대 1MegΩ의 물 저항으로 구성됩니다.
펄싱 플래시램프의 전기 에너지에는 램프에 고전류, 짧은 펄스를 전달할 수 있는 특수 설계된 전원 공급 장치와 고전압 네트워크가 필요합니다. 일반적인 시스템은 고전압 전류 소스 또는 커패시터 충전 전원 공급 장치, 대량의 에너지를 저장하는 커패시터 또는 커패시터 뱅크, 플래시램프에 펄스를 전달하는 고전압 스위치로 구성됩니다. 램프의 아크를 시작하고 유지하기 위해 외부 트리거링은 저전류 "심머 전원 공급 장치"와 함께 널리 사용됩니다.
초기의 고체 레이저는 램프에 높은 피크 전류를 생성하기 위해 기존의 RLC 네트워크를 사용했습니다. 이러한 펄스 형성 네트워크(PFN)는 매우 좁은 펄스 폭으로 제한되어 매우 비효율적이었습니다. 오늘날 대부분의 레이저는 광범위한 펄스 폭과 반복 속도를 허용하는 부분 방전 구성을 사용합니다. 이러한 다목적성은 다양한 시술에 레이저를 사용해야 하는 의료 분야에서 매우 바람직합니다.
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