A Variable pulsed Nd:YAG laser system adopted ZCC method

영전압 제어 방법을 적용한 가변 펄스형 Nd:YAG 레이저시스템

For general laser power supply to control the laser power density, the secondary of the power transformer is connected to the rectifier and filter capacitor. The output of a rectifier is applied to a switching element in the secondary of the transformer. So power supply is complicated and the loss of switching is considerably. In addition, according to increasing pulse repetition rate, charged energy of energy-storage capacitor bank is not transferred sufficiently to flashlamp, and laser output efficiency decreases. In this study, we have proposed the power supply in which the SCR was turned on at the zero point of input AC voltage by the method of zero cross control(ZCC). As a result of that, The new power supply employed ZCC are simple and compact in design. And laser output efficiency increased by the 3.5$\%$ other than conventional power supply (SCADC), when a repetition rate was increased by the 10pps. In 60pps, efficiency was increased by about 20$\%$.

기존의 레이저통신용 스위칭 방식은 변압기 2차측에 정류부 및 평활용 콘덴서가 필수적으로 포함되어 있으며, 이렇게 얻어진 직류전압의 후단부를 스위칭 하게 되므로 시스템장치가 복잡하다. 또한 스위칭에 의한 손실이 크고, 펄스반복율(pulse repetition rate)이 증가할수록 콘덴서에 저장된 에너지가 램프로 충분히 전달되지 못하여 레이저 출력 효율이 저감되는 단점이 있다. 본 연구에서는 스위칭에 의한 손실을 줄여 레이저의 출력 효율을 개선하고자 교류전압의 영점(ZERO)을 ZCC(zero cross control)방식으로 검출하여 변압기 2차측 교류전압의 영점에서 SCR을 턴-온(turn-on)시키는 레이저 시스템을 설계 및 제작하였다. 그 결과 기존의 평활용 콘덴서와 정류부를 사용한 레이저 시스템보다 펄스반복울이 10[pps]씩 증가할수록 레이저 출력 효율 약 3.5$\%$씩 증가하여 60pps에서는 약 25$\%$까지 상승하였다.